Комбіновані та окремі котли опалення на дровах і електриці

Коли ми опалюємо будинок котлом чи грубкою на твердому паливі, то стикаємося з вічною проблемою: вночі дрова у топці прогорають, нагрів припиняється, температура в кімнатах знижується. Те саме відбувається під час від’їзду хазяїв. Є 4 варіанти вирішення проблеми:

• встановити комбінований котел опалення дрова – електрика;
• ТП-котел використовувати як основний, а для «підхвату» поставити резервний електричний опалювач;
• якщо ліміт споживання електрики досить малий, придбати дров’яний котел тривалого горіння, що працюватиме 6…10 годин на 1 порції палива;
• найдешевший метод – підніматися уночі та підкидати поліна чи вугілля, а ще – нікуди не їздити надовго ?.

Найбільше уваги ми плануємо приділити комбінованим котлам, але розглянемо й інші способи безперервного обігріву. Звісно, крім ручного підкидання дров, тут обговорювати немає чого.

Опалення комбінованим котлом

Універсальні опалювальні агрегати, які можуть працювати на декількох видах палива, відомі ще з минулого століття. Приклад – газовий теплогенератор КЧМ, розрахований на спалювання дров, але для цього потрібно демонтувати пальник.

Найпоширеніший варіант сучасного комбінованого опалювача – це котел на дровах та електриці, в деяких моделях ще доданий природний газ. Щоб перейти на інший енергоносій, нічого знімати чи переробляти не доведеться, агрегат оснащений автоматичною системою контролю.

Які переваги отримує домовласник, встановивши комбінований ТП-котел:

1. Один теплогенератор споживає відразу 2 енергоносії – тверде паливо і електроенергію. Це актуально для домогосподарств, які не можуть або не хочуть використовувати дорогий природний газ.
2. Після прогоряння деревини чи вугілля агрегат самостійно перейде на електрику, будинок не остигатиме.
3. Відповідно, господар не бігатиме серед ночі до топкової, це зручно.

Отже, автоматика комбінованого котла вмикає електричний нагрів за умови зниження температури теплоносія, що трапляється у випадку прогоряння дров. Щоб повернутися до основного режиму роботи, досить завантажити в топку поліна й підпалити – електрика відімкнеться сама.

Як працює теплогенератор дрова – електрика

За будовою комбінований опалювач мало відрізняється від звичайного ТП-котла прямого горіння. До конструкції агрегата входять такі елементи:

• основна камера для закладки палива – топка;
• водяна сорочка, що огортає топку з усіх боків, крім низу, де розташований зольний відсік;
• теплообмінна частина, де розжарені димові гази передають теплоту воді, потім під впливом тяги рухаються у димохід;
• зольник відділений від камери згоряння колосниками;
• обидві камери мають окремі дверцята, розташовані на передній панелі водогрійного апарата;
• дверцята зольника обладнані повітряною заслінкою, яка відчиняється вручну або автоматичним регулятором тяги з ланцюжком.

Довідка. Є 2 різновиди теплообмінників – водотрубний і жаротрубний. В першому продукти горіння гріють теплоносій, що тече трубами. В другому обмін теплом відбувається навпаки – дим рухається каналами, а вода – зовні.

Тепер щодо відмінностей. Комбіновані котли мають потовщену водяну сорочку у нижній частині агрегата, куди вмонтовується блок електронагрівальних елементів (скорочено – ТЕНів). Робоча частина ТЕНа контактує з водою котлового бака, клеми для підключення струму розташовані зовні.

Основна камера згоряння та електричні нагрівачі опалювача працюють по черзі за наступним алгоритмом:

1. Нагрів котла та підтримування температури відбувається за рахунок спалювання деревини чи вугілля. Кількість повітря на горіння регулюється механічним термостатом або контролером, що керує вентилятором-нагнітачем. ТЕНи відімкнені.
2. Якщо паливо у топці закінчується, циркулюючий системою теплоносій поволі охолоджується. Коли температура знизиться до налаштованого порогу, за сигналом датчика спрацює автоматика і ввімкне електронагрів. Залежно від швидкості остигання води в роботу вступає 1 або відразу 3 нагрівача.
3. Топка остаточно згасає, ТП-котел гріє теплоносій тільки ТЕНами.
4. Домовласник знов завантажує дрова і розпалює основну камеру. Датчик «бачить», що температура води в сорочці піднялася та відключає ТЕН.

Завдяки автоматичному переходу з твердопаливного обігріву на електричний господарі оселі отримують очікуваний комфорт. Але повернення до дров’яного опалення без участі людини неможливе, комусь треба покласти в топку свіжі поліна.

Плюси і мінуси універсальних котлів

Отже, встановлення комбінованого опалювача позбавляє вас нічних відвідувань котельні, підвищує комфорт експлуатації опалення. Та є ще парочка суттєвих позитивних моментів:

1. Можна спокійно покидати домівку, не турбуючись про остигання будинку чи розморожування трубопроводів і радіаторів опалення.
2. Якщо станеться фатальний збіг і за вашої відсутності відключать світло, система не розморозиться відразу ж. Аварія може статися приблизно за добу.
3. Можна економити паливо, користуючись нічним тарифом. Адже дрова коштують чимало, електрика вночі вартує менше.

Примітка. Треба розуміти, що ТЕНи більшості універсальних котлів не є основними нагрівачами теплоносія у системі опалення, оскільки не мають достатньої потужності. Вони здатні лише підтримувати плюсову температуру.

Приклад. Фірма «Теплодар» випускає комбіновані моделі «Куппер» та комплектує їх блоками ТЕНів потужністю 6 кВт незалежно від продуктивності котла (буває 9…20 кВт). Електронагрівачі ідентичної потужності застосовують інші відомі виробники.

Споживча потужність ТЕНа обмежена для того, щоб підключатися до мережі 220 вольт. Потужніший нагрівач потребує трифазного струму 380 В, який є не в кожній оселі. Якщо ж опалювач встановлений в будинку до 100 м², то продуктивності ТЕНа вистачить на нормальний обігрів. За умови, що температура надворі не впаде нижче за –5 °C.

Рекомендація щодо підключення. Комбінований ТП-котел треба приєднувати до опалювальної системи з використанням триходового клапана і байпаса, як показано на схемі. Ці елементи захищатимуть топку від утворення конденсату і дьогтю.

Теоретично від конденсату може захистити й ТЕН, який не дасть воді сильно охолонути. Але триходовий вентиль все одно треба ставити – раптом відключать електроенергію чи перегорить сам котловий ТЕН.

Тепер перейдемо до мінусів комбінованих водогрійних котлів:

1. Електронагрівачі займають місце, віднімаючи його у камери згоряння. Значить, туди поміститься менше дров, тривалість їх спалювання теж зменшиться.
2. Опалювальний агрегат є енергозалежним.
3. Універсальні ТП-котли дорожчі за звичайні дров’яні теплогенератори.
4. Після повного прогоряння палива природна димохідна тяга продовжує діяти. Вона всмоктує кімнатне повітря, проганяє його через топку і теплообмінник. Вода в сорочці втрачає тепло, незважаючи на роботу ТЕНа. Отже, ККД котла зменшується на 2…5%.

Висновок. Якщо дозволяє площа будинку і фінансові можливості, краще встановити 2 різних теплогенератори – електричний і твердопаливний. Як їх правильно підключити, читаємо далі.

2 роздільні опалювачі на дровах і електриці

Купівля, встановлення та підключення 2 окремих котлів + арматура обв’язки коштуватиме дорожче, аніж встановлення 1 двопаливного агрегата. З іншого боку, перший спосіб опалення позбавлений недоліків і вважається більш надійним.

Довідка. Комбінація енергоносіїв дрова – електрика досить поширена у негазифікованих районах. Та навіть за наявності газопроводу на ділянці підключитися до нього непросто. Дешевше й швидше встановити 2 різні котли або 1 комбінований.

Зазвичай теплогенератор на дровах чи вугіллі є основним джерелом тепла в приватному будинку, електричний котел вичікує «на підхваті». Є 3 різновиди електрокотлів:

• настінна міні-котельня, що має власний циркуляційний насос та розширювальний бачок, тип нагрівачів – ТЕНи;
• електродна водогрійна установка з окремим шкафом управління;
• теплогенератор індукційного типу також поділений на 2 блоки – нагріву і керування.

Ми не розглядатимемо плюси і мінуси електричних опалювальних агрегатів, вони перераховані в іншій публікації. Приведемо схеми підключення котлів на дровах та електриці, де врахований автоматичний запуск електрокотла в разі зупинки дров’яного опалювача. Найліпший спосіб об’єднання теплогенераторів – це паралельна схема з 2 зворотними клапанами:

Зауваження. Схема також годиться для обв’язки ТП-котла з газовим (замість електричного).

Об’єднані в одній системі опалення теплогенератори працюють наступним чином:

1. Вихідний стан: твердопаливний котел не горить, насос циркуляції відімкнений. Радіатори чи тепла підлога гріється електричним нагрівачем, він підтримує температуру повітря, встановлену на кімнатному терморегуляторі. Вода рухається під натиском власного насоса цього котла.
2. Щоб вода йшла до приладів опалення, а не крутилася в контурі ТП-котла, на кожній подавальній трубі стоїть зворотний клапан.
3. Після розпалювання дров’яного теплогенератора накладний термостат вмикає циркуляційний насос, але теплоносій тектиме малим котловим контуром через байпас, поки не прогріється до 55…60 °C. Цей момент відслідковує датчик температури на зворотній лінії.
4. Як тільки температура води сягне порогу 55 °C, термоголовка отримає сигнал датчика і натисне шток триходового змішувального клапана. Зворотна магістраль відкриється, нагрітий теплоносій теж вирушить до батарей.
5. Кімнатний терморегулятор «бачитиме», що повітря в будинку вже не охолоджується та перестане вмикати електрокотел.
6. Коли паливо в топці згорить, почнеться зворотний процес: вода остигатиме, закриється триходовий вентиль, термостат вимкне насос ТП-котла. В цей час кімнатний регулятор зафіксує зниження температури і знов запустить електрокотел.

Важливий момент. Насос, вбудований в електрокотел, зовні вимкнути не можна, він працює постійно. Для контуру ТП-котла знадобиться продуктивніший нагнітач, що розвиває тиск 6 м водного стовпа (в електричному стоїть агрегат на 5 м). Ще нюанс: аби термостат і вимірювач температури працювали коректно, їх треба кріпити до труб з металу, а не пластику.

Як правильно підключити разом котел твердопаливний та електричний, докладно описується на відео:

Вище ми розповідали про встановлення ТЕНового електрокотла. Якщо ж ви монтуватимете індукційний або електродний, окремо придбайте насос і сітчастий фільтр. Циркуляційний нагнітач підключається до реле в блоці управління, тоді терморегулятор вимикатиме його разом з опалювачем. Спосіб підключення 2 теплогенераторів показаний на схемі:

У складних опалювальних системах з бойлером, радіаторами і теплою підлогою на 2–3 поверхах можна застосувати схему первинно-вторинних кілець. Як вона працює, розповідається в інструкції з обв’язки ТП-котлів.

Застосування ТП-котлів тривалого горіння

Щоб користуватися електрокотлом для опалення оселі, треба мати на вводі в будинок достатню потужність. Якщо ліміт обмежений 3…5 кіловатами, про електричний обігрів можна забути.

Без газу і потрібної електричної потужності лишається 1 варіант – придбати ТП-котел тривалого горіння чи зробити цей опалювач самому. На відміну від звичайних дров’яних агрегатів, він працюватиме від 6 до 12 годин (залежно від палива) на 1 закладці. Так ви вирішите питання нічних відвідувань котельної.

При виборі такого котла виникає єдина проблема: користуючись попитом, фірми називають будь-які свої теплогенератори опалювачами довгого горіння. Хоча насправді це не відповідає дійсності. Як вирізнити ТП-котел з тривалістю горіння понад 6 годин:

• за об’ємом камери згоряння, що має становити більше 100 літрів за теплової продуктивності агрегата 20…25 кВт;
• тривалість роботи щонайменше 6…8 годин прописана в інструкції з експлуатації опалювача;
• зазвичай такі котли оснащуються 3 дверцятами на передній панелі.
• для зручності агрегат обладнаний додатковою завантажувальними дверцятами.

Якщо вас цікавить конструкція ТП-котлів з великим розміром топки, читайте нашу публікацію про виготовлення таких агрегатів своїми руками.

Наостанок декілька порад

Щодо опалення приватної оселі дровами та електрикою порадимо наступне:

1. За невеликої площі будинку (50…100 м²) можна успішно використовувати комбінований котел. Нагрівальної потужності ТЕНів вистачить не лише на підтримку плюсової температури, а й для нормального обігріву.
2. Котедж великої квадратури слід опалювати 2 роздільними теплогенераторами. Вдень палити дрова чи вугілля, вночі споживати електроенергію за зниженим тарифом.
3. Якщо маєте проблеми з електрикою, користайтеся ТП-котлом довгого горіння або шукайте доступ до інших енергоносіїв – газу, дизеля, відпрацьованої оливи тощо.
4. Малу будівлю можна опалювати цегляною піччю. Так, вона не може похвалитися тривалістю горіння, але досить довго зберігає тепло – його може вистачити до ранку.

Разом з цегляною грубкою є сенс застосувати електричні обігрівачі потужністю 1–2 кВт, які автоматично вмикатимуться уночі після зниження температури повітря. Так роблять мешканці скандинавських країн, про що розповідається на відео: