Длительность горения твердотопливных котлов. От чего зависит? Как можно повлиять?

Факторы, которые влияют на время горения котла на одной загрузке дров, довольно много. Их можно разделить на две основные части:
1. Зависящие от дома 
2. Зависящие от котла. 

Факторы которые зависят от дома, это безусловно тепловые потери, или по простому, то количества тепла, которое теряет дом через стены, окна, двери, пол и потолок. Эти факторы бывают намного значительней, нежели вторые факторы, которые зависят от котла. 

Рисунок 1. Распределение тепловых потерь в доме

Приведем пример. Обычно, после отопительного сезона, мы прозваниваем наших клиентов, которые покупали у нас котлы. И каково же было наше удивление, когда два одинаковых котла на 15 кВт, отапливающие примерно одну и ту же площадь в 120м2 и 127м2, обогревали её совершенно по разному. Клиент у которого площадь дома 127 м2 был котлом очень доволен, температура в доме была 23-25 градусов всю зиму. По времени закладки выходило до 17-20 часов, в зависимости от погоды.

У 2-го клиента, площадь дома 120 м2, стоит точно такой же котел, но при этом, он был ним ужасно не доволен. Температуру в доме он поддерживал на уровне до 22 градусов, больше получалось только тогда, когда было на улице тепло. По времени горения не выходило и 10 часов. 

Скажете Вы, тут очевидно, это всё топливо! Но нет:) Топливо и у того, и у друго клиента - дрова из твердых пород, подготовленные и просушенные зарание. Соответственно, следуя этой логике, время горения обоих котлов долго быть примерно одинаковым. Но на практике происходит совсем иначе.

Стоит также упомянуть, что утепления нет ни у первого, ни у второго! А окна стоят пластиковые у обоих!
А теперь давайте разбираться, что к чему. У первого дом построен из силикатного кирпича, толщина стены около 25 см, у второго толщина стены 18 см. Казалось бы, вот он весь секрет, но нет, не только!

У 1-го потолок подшит гипсокартоном и лежит минеральная вата, а сверху плита. У второго тоже бетонная плита, но просто поштукатурина. Сверху чердак без утепления, со сквозняком. Пол у первого, хоть и не утеплен, но есть подсыпка небольшим слоем керамзита, а у второго пол представляет собой стяжку на голую землю, на которую постелен утепленный линолиум.

Что касается окон, то они у обоих пластиковые, но этим не все сказано, давайте разберемся. У первого все окна с профилем 70 мм пятикамерные, во всех комнатах 2-х камерные стеклопакеты. У второго, окна с толщиной профиля 50 мм, и почти во всех комнатах однокамерные стеклопакеты, кроме одной, со стороны дороги - там стоит 2-х камерный стеклопакет.
Стоит отметить, что котлы у обоих Холмова, от одного и того же производителя.

А теперь давайте разбираться со вторыми факторами, которые влияют на время горения и зависят от котла. К ним относятся: КПД и размер загрузочного бункера котла. Можно конечно придраться к системе отопления, но её значение в этом минимально.

Рисунок 2.

Что влияет на КПД котла?
На КПД котла влияют такие факторы, как система теплообмена, вид топлива и его качество сгорания, а также режим работы котла.

Что такое режим работы? Показатель, который говорит о том, как котел работает, т.е. либо топливо внутри него тлеет, либо горит сильно, либо горит не сильно и т.д. Режим работы показывает что происходит с котлом и какая мощность ним вырабатывается.

На разных режимах, у котла будет отличаться расход топлива и соответственно КПД будет различным. Понятно, что на тлеющем режиме котел может работать очень долго, вплоть до нескольких суток, но и тепла-то он при этом почти не выдает.

Следующий значимый фактор, это теплообменная часть котла. В классических котлах, теплообменник представлен только водяной рубашкой и только одной полочкой, которая не дает огню и дымовым газам выйти сразу в дымовую трубу. Именно поэтому дымовые газы, которые будут выходить из котла, будут иметь высокую температуру (доходя до 370-400 градусов на интенсивном режиме) и зачастую вместе с языками пламени... Именно поэтому в таких котлах нужно постоянно подкладывать дрова, каждые 2-3 часа. 

Рисунок 3. Котел с развитой площадью теплообменника.

Если рассматривать котлы с несколькими полочками, где дымовые газы проходят довольно длинный путь и меняют свое направление несколько раз (многоходовые теплообменники), то у таких котлов бесспорно будет больший КПД и хватать закладки дров будет до 5-7 часов.

Следующим значительным фактором, является принцип сжигания топлива. Тут бывает три основные типа: с верхним горением, нижним горением и классическим горением, когда горит весь объем топлива.

Рисунок 4. Слева котел верхнего горения, справа котел нижнего горения.

Котлы с классическим горением не самые экономичные, поскольку здесь горит сразу весь объем загруженного топлива. А это значит, что котел будет выделять большое количество тепла, а теплообменник не сможет его передать в систему отопления и это тепло будет выбрасываться в дымоход.

Рисунок 5. Схема классического твердотопливного котла.

Котлы верхнего горения хороши тем, что в них горит не весь объем топлива, а только лишь верхняя его часть, поскольку воздух подается именно сверху. Остальная масса топлива нагревается, но при этом не горит. Нагрев, при этом позволяет подсушивать часть топлива, которая находится под горящей массой. Благодаря этому, можно использовать более влажное топливо, поскольку оно все равно подсохнет в камере и сгорать будет уже подсушенным. Однако тут тоже не все так просто, поскольку выделяемая мощность котлом будет снижена, потому как часть тепла будет расходоваться на испарение влаги.

У котлов с нижним горением аналогичный принцип работы. Там также горит не весь объем топлива, а только лишь нижняя часть, около 10-15 см, в зависимости от мощности котла. Поэтому именно на котлах верхнего или нижнего горения достигается максимальное время горения.

Последний влияющий на длительность горения фактор, это размер загрузочного бункера. Разумеется, что чем больше помещается в бункер топлива, тем большее количество тепла котел сможет выдать. А соответственно, тем дольше котел сможет гореть на одной закладке дров.

Рисунок 6.

Однако, не стоит гнаться за очень большим бункером, поскольку иногда производители компенсируют низкий КПД большим бункером, но поверьте, расход топлива в таком котле, Вас точно не порадует.

Хочется ещё отметить, что большинство отечественных производителей зачастую искусственно завышают характеристики, в том числе и КПД, чтобы лучше продавать свои котлы. Поэтому, при выборе котла, не стоит руководствоваться цифрами, которые выражают КПД котла. Просто нужно соотносить размеры бункера, вид теплообменника, его площадь, количество ходов и т.д.

Теперь, вооружившись этими знаниями, Вы сможете купить твердотопливный котел, который будет гореть максимально долго.