Как выбрать чугунный котел для частного дома

Чугунный котел относится к старейшему климатическому оборудованию. Чугун применялся в котлостроении с 18 века и на протяжении этого срока доказал, что является долговечным, надежным и достойным материалом в системах отопления.

Он легко выдерживает большие нагрузки и применяется для производства котловых поверхностей нагрева в виде экономайзеров или теплообменных аппаратов.

Чугунные твердотопливные котлы не боятся температурных перепадов в системе теплоснабжения. Фирмы-производители чугунных отопительных агрегатов заявляют, что такая продукция способна эксплуатироваться до 50 лет, тогда как стальные агрегаты не более 15 лет.

Что собой представляют чугунные котлы

Для изготовления отопительных устройств используется специальный чугун с процентным содержанием углерода - 4.5% и с присадками кремния, серы и фосфора.

Некоторые котлопроизводители организовали собственный выпуск чугуна, например, Buderus. Котлы чугунные, как правило, выполняются из взаимозаменяемых секций.

Устройство чугунного котла

Простейший чугунный котел, работающий на твердом топливе с водяным контуром нагрева, выполнен в виде разборной секционной конструкции, обшитой декоративными листами.

Между топкой и отделочной конструкцией размещается листовой утеплитель до 100мм, как правило, — это огнестойкая базальтовая вата. Для обвязки с системой дымоотведения, агрегаты оснащаются дымоотводным патрубком.

Для обвязки к отопительной системой из чугунного твердотопливного котла выведены два патрубка для прямого и обратного теплоносителя.

Топочная камера сгорания и зольная камера оборудуются дверцами, которые, в зависимости от температурного режима, могут выполняться глухими либо с элементами из тугоплавкого стекла. Определенные модели чугунных агрегатов комплектуются дутьевым вентилятором, циркуляционным насосом и приборами автоматики безопасности.

Принцип работы

Чугунные водогрейные котлы могут работать, на газовом, жидком и твердом топливе, от чего будет зависеть принцип функционирования топочного устройства.

Схема нагрева теплоносителя для этих видов отопителей в основном остается неизменной. Топливо сгорает в топочной камере, образуя горячие дымовые газы, которые под воздействие тяги поднимаются в дымовую трубу, омывая поверхности нагрева котла. Во внутреннем контуре теплообменного аппарата циркулирует теплоноситель системы отопления, который нагревается теплом уходящих газов.

Наиболее популярным и недорогим вариантом горючего для теплоснабжения в России является магистральный газ. Газовые чугунные котлы обладают самым высоким КПД, а их цена исключительно зависит от степени автоматизации.

Преимущества

Самое большое преимущество чугунных котлов — большой срок эксплуатации, средний показатель 30 лет, существуют модификации, которые могут эксплуатироваться на протяжении 50 лет.

Кроме того чугунные котлы отопления, имеют такие достоинства, по сравнению со стальными аналогами:

1. Повышенная ремонтопригодность, возможность ремонта секции, путем простой замены на новую.
2. Инерционность нагрева и охлаждения, такие агрегаты эффективно сохраняют тепловую энергию.
3. Чугун не боится коррозии и процессов накипеобразования. Накипь легко удаляется в процессе промывки системы отопления.
4. Возможность увеличения тепловой мощности котла при наращивании чугунных секций.
5. Возможность функционирования в среде с высокими температурами до 300 С без деформации конструкционных элементов.

Недостатки

Самый большой недостаток чугунных котлов — это его цена, которая обычно в два раза выше, чем у стальных моделей.

Кроме того к недостаткам чугунных отопительных устройств можно отнести:

1. Боязнь резких температурных перепадов в топке, например при попадании холодного теплоносителя на раскаленный теплообменник. Это приводит к образованию микротрещин, которые в дальнейшем могут полностью разрушить конструкцию.
2. Чугун очень хрупкий, он боится любых механических ударов, например, гидроударов, возникающих при запуске тепловых сетей из холодного состояния.
3. Большой вес и габариты.

Разновидности чугунных котлов

Современный российский рынок климатической техники представлен такими устройствами: традиционные энергозависимые и энергонезависимые модели, пиролизные агрегаты и чугунные котлы длительного горения.

Котлы на угле

Принцип горения у традиционных угольных котлов аналогичен работе обычной печи либо буржуйки. Сегодня лучшее применение этого устройство — это котел для бани. Топливо загружается в топочную камеру и разжигается ручным методом.

Технологический процесс сгорания неизменно проистекает снизу вверх. Тепловая энергия, от дымовых газов, образовавшихся в процессе сгорания топлива передается через чугунные поверхности нагрева, выполненные, как правило, в виде водяной рубашки.

Более современные высокотехнологичные модификации комплектуются блоком автоматики и регулирования топочных процессов, что дает возможность гарантировать устойчивую работу нагревательной системы в установленном диапазоне.

Ориентировочно продолжительность теплового цикла на одной загрузке равняется от 2 до 4 часов. КПД таких угольных агрегатов низкий — от 72 до 80%. Единственное преимущество этих традиционных обогревателей — относительно низкая цена.

Пеллетные котлоагрегаты

Это современное энергоэффективное тепловое оборудование, предназначенное для сжигания пеллет. Базовыми конструкционными элементами такого твердотопливного чугунного котла являются: топочная камера, горелочное устройство, бункер для пеллет. А также блок автоматики и регулирования.

Пеллеты по первому шнеку в системе топливоподачи поступают в предтопок, а из него по внутреннему шнеку к горелочному устройству. Котел имеет систему автоматического розжига форсунки, обеспечивающей полное сжигание топлива. Теплотворная способность 1 кг пеллет способно выработать 5 кВт/час тепловой энергии

Агрегаты такой модификации отличаются высоким КПД до 92%. Пеллеты хранятся в топливном бункере, объединенном с топочной камерой. Подача их в топку полностью автоматизирована со сроком бесперебойной работы не менее 7 дней.

Печи длительного горения

Котел длительного горения способен работать на различных видах энергоносителей: уголь, брикеты, отходы деревообработки и торфяное топливо.

В противоположность традиционным агрегатам, у которых тепловой цикл одной загрузки не превышает 4-х часов, агрегат длительного горения на дровах может без дозагрузки функционировать от 8 до 24 часов, а на угле до 5 суток.

Увеличение срока работы можно достичь за счет применения более калорийного топлива, увеличения топочного объема и использование принципа верхнего сжигания горючего.

Тепловая энергия котлов вырабатывается равномерно, что позволяет полностью передать и сохранять ее в сети, даже без установки бака-аккумулятора.

При достижении заданной температуры в отопительном контуре и внутри помещения, интенсивность процесса горения уменьшается, благодаря дозированной подаче воздуха, в этом случае котел переходит в режим поддержки температуры, снижая расход топлива, и тем самым продлевает время функционирования. Эффективность такого принципа нагрева достигает КПД 92%.

Теплогенераторы

Чугунные теплогенераторы — агрегаты, вырабатывающие тепловую энергию с использованием природных энергоносителей для отопления, как правило, больших помещений промышленного назначения. Теплоносителем для таких устройств, является не вода, как в отопительных котлах, а воздух.

Теплогенератор в топочной камере сжигает топливо, в результате чего образуются дымовые газы, которые выбрасываются в дымовую трубу, предварительно пройдя через систему чугунных теплообменников.

Внутри чугунных элементов движется холодный воздух, который забирается из помещения вентилятором. Воздух нагревается до температуры 140 С и подается в систему распределения воздушных потоков, по которым попадает в нужную комнату.

Известные модели с характеристиками и ценами

Отечественный рынок климатической техники хорошо представлен чугунными котлами, как российских, так и западных брендов. Несмотря на высокую цену, такие котлы пользуются спросом у потребителей, которые мыслят перспективно.

Protherm Бобер 20 DLO

В принципе срок окупаемости чугунных котлов длительного горения не превышает 4-лет, а срок работы может достигать 50 лет, перспективность такой инвестиции в автономную систему теплоснабжения — очевидна.

Наиболее популярными моделями чугунных агрегатов, по мнению пользователей в 2019 году стали модели:

• Protherm Бобер 20 DLO, производитель — Словакия, тепловая мощность 19 кВт, КПД-72%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 55 000 руб.
• Viadrus Hercules U22 C-3, производитель — Чехия, тепловая мощность 17.7 кВт, КПД-80%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 62 000 руб.
• Kentatsu Furst ELEGANT-03 производитель — Турция, тепловая мощность 17 кВт, КПД - 80%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 36000 руб.
• КЧМ - 5-К-03М1 3 секции производитель — Россия, тепловая мощность 21 кВт, КПД -71.6%, твердотопливный котел с чугунным теплообменником, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 62500 руб.
• Beretta Karbor 27, производитель — Италия, тепловая мощность 27 кВт, КПД - 81.3%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 34500 руб.
• Котел Сибирь КВО 20 ТПЭ, производитель — Россия, тепловая мощность 20 кВт, КПД - 85%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 21200 руб.
• Котел Лемакс Лидер 25 - производитель — Россия, тепловая мощность 30 кВт, КПД - 91%, газ, напольный, одноконтурный, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 47940 руб.

Сравнение стальных и чугунных котлов

Выполнение сравнения двух видов котлов необходимо проводить по реальным условиям эксплуатации и тепловой нагрузки.

Котел Kentatsu

Для сравнения используют следующие показатели:

1. Габариты, они ограничены условиями размещения на конкретном объекте, здесь лучшие показатели у чугунных модификаций, которые намного компактнее.
2. Вес — лучшие показатели у стальных котлов, особенно газовый, в связи, с чем они могут быть настенного размещения.
3. Стоимость — преимущество у стальных вариантов.
4. Срок эксплуатации — преимущество у чугунных агрегатов 50 лет против 20 для стальных котлов.
5. Коррозионная стойкость — преимущество у чугунных устройств, собственно данный параметр и влияет на продолжительность эксплуатации агрегатов.
6. Стойкость против температурных перепадов и гидроударов — преимущество у стальных котлов.

Критерии выбора

С каждым годом сделать выбор котла становится все более сложным, поскольку рынок насыщен всевозможными модификациями. Неопытному застройщику, перед тем как приобрести агрегат, лучше обратится к профессионалам за советом.

Существует ряд показателей, на которые нужно обращать внимание перед покупкой отопительного устройства:

1. Вид базового топлива, особенно для мультитопливных агрегатов.
2. Вес котла, для того чтобы учесть условия монтажа.
3. Тепловая мощность, чтобы котел поддерживал санитарную температуру в частном доме при самых низких температурах наружного воздуха для климатической зоны места расположения.
4. Объем загрузочной камеры, обеспечивает время непрерывной работы на одной загрузке.
5. Количество нагревающих контуров: только для отопления или для отопления и ГВС.
6. Экономичность, КПД современных чугунных котлов достигают 92 %. Не стоит брать агрегаты с меньшими показателями, поскольку это вызовет рост себестоимости тепловой энергии.
7. Автоматика безопасности и регулирования.
8. Энергонезависимость.

Порядок монтажа

В общем, монтаж чугунных котлов не является чем-то сложным, тем не менее, его нужно поручить выполнять специализированной организации, имеющую соответствующую лицензию, особенно в отношении котлов, работающих на природном газе.

Кроме газовиков такие требования к выполнению монтажных работ предъявляются практически всеми западными производителями, для гарантийного обслуживания.

Отечественные заводы менее требовательные, некоторые даже выпускают подробные инструкции по выполнению монтажа и допускают что он будет выполняться собственником котла самостоятельно.

Принципиальная схема выполнения монтажных работ чугунного котла:

1. Подготовка помещения для установления агрегата: фундамент, освещение, вентиляция и теплозащита поверхностей, которые будут контактировать с котлом.
2. Обвязка агрегата с системами топливоподачи.
3. Обвязка агрегата с дымоотводными системами.
4. Обвязка агрегата с контуром отопления.
5. Обвязка агрегата с контуром ГВС и внешним бойлером косвенного нагрева, при наличии в тепловой схеме теплоснабжения объекта.
6. Установка блока автоматики и безопасности.
7. Подключение линии электропитания котла.
8. Проверка выполнения монтажных работ и опрессовка.

Эксплуатация

После выполнения всех монтажных работ, успешного проведения наладочных работ и получения разрешения на подачу газа в котел, собственник может приступать к эксплуатации оборудования.

Ее проводят, в соответствии с заводской инструкцией, правилами эксплуатации газового оборудования, электрооборудования и пожарной безопасности в жилом доме.

Пользователь должен обратить внимание в инструкции на раздел "аварийная ситуация", чтобы тщательно изучить порядок возникновения и устранения сбоев в работе агрегата.

Для чугунных котлов наиболее опасным является подача холодной воды на раскаленные поверхности нагрева, в этом случае может произойти взрыв, из-за мгновенного вскипания воды и создания высокого давления пара внутри котла. Для защиты от разрыва котла в водяную систему интегрируется предохранительно-сбросной клапан.

Кроме того пользователю потребуется обратить особое внимание на наличие достаточной тяги в котле, чтобы отвести угарный газ в дымовую трубу, в противном случае может произойти отравление окружающих.

Для безопасности в домах, использующих в качестве источника отопления чугунные агрегаты, устанавливаются датчики по загазованности, чтобы они могли своевременно предупредить жильцов о присутствии угарного газа в помещении.

Для предупреждения аварийной ситуации на газовых линиях котла, устанавливаются клапаны-отсекатели, которые прекращают подачу газа в топку, при отрыве факела от форсунки или высокой температуре теплоносителя на выходе из устройства.