Твердотопливный котел принцип работы – Принцип и схема работы твердотопливного котла

Принцип работы котлов длительного горения

Оглавление статьи

Добрый день, дорогие друзья! В этой статье я коротко расскажу вам основные принципы работы котлов длительного горения. Здесь я буду говорить о тех отопительных аппаратах, к которым можно не подходить продолжительное время. Итак, перейдем непосредственно к делу и для начала определимся с видами обсуждаемых котлов:

• Пиролизные котлы.
• Котлы на дровах.
• Котлы на угле.
• Пеллетные котлы.

Начнем рассматривать все виды котлов по порядку.

Принцип работы пиролизного котла

В таком котле используется физическое явление под названием пиролиз — термическое разложение вещества в условиях недостатка кислорода.

Внутри пиролизный котел состоит из двух камер. В первую загружают топливо (чаще всего это сухие дрова, иногда бурый или каменный уголь), а во второй происходит воспламенение и сгорание смеси из пиролизного газа и воздуха. Принцип работы доходчиво поясняет следующая картинка:

Устройство пиролизного котла

Стрелками на рисунке показано направление движение газов внутри котла. Обеспечивается такое направление при помощи принудительной тяги (вентилятор-дымосос). Камера сгорания пиролизных газов расположена ниже, чем камера с топливом. Это обеспечивает обратный приток тепла к дровам и поддерживает процесс пиролиза.

 

При всей внешней простоте пиролизный котел — высокотехнологичное и дорогое устройство. Дело тут не только в автоматике, управляющей работой вентилятора, но и в качестве стали элементов камеры сгорания. Она должна выдерживать высокие температуры длительное время. Кроме этого, на уровень КПД в таких котлах зависит от влажности топлива. Например, для дров влажность не должна превышать 25-30%. 

Что касаемо длительности горения таких котлов, то она зависит не только от объема топлива, но и от режима горения. В режиме полной мощности котел может работать до 12 часов, а в режиме поддержки до 30 часов.

Существуют также пиролизные котлы, в которых камера дожига газов находится сверху. Принцип их работы можно посмотреть на следующем видео:

Котлы длительного горения на дровах

Что такое котел длительного горения на дровах проще всего объяснить на примере котла фирмы Stropuva. Чтобы было понятно о чем идет речь сразу приведу рисунок:

схема котла stropuva

Главной «фишкой» котлов Stropuva является верхнее горение топлива. Обеспечивается оно при помощи оригинального устройства в виде металлического диска, диаметр которого на чуть меньше внутреннего диаметра котла. В центр диска находится труба, по которой воздух попадает к топливу из камеры подогрева вверху котла. По мере сгорания дров диск постепенно опускается ниже до полного прогорания топлива.

На мой взгляд, это очень сложная конструкция с подвижными частями является потенциальным источником проблем. После прогорания топлива этот диск поднимается вручную при помощи цепочки, что тоже весьма опасно. Ведь он тяжелый, а цепочка под действием температуры может стать хрупкой и оборваться. 

В конструкции котла предусмотрена специальная биметаллическая воздушная заслонка, перекрывающая поток воздуха при нагреве его поверхности до определенной температуры. Это весьма оригинальный и даже странный способ защиты от перегрева и больше его никто не применяет

Еще одной интересной особенностью Stropuva является цилиндрическая форма котла. По сути он представляет собой бочку с двойными стенками, между которыми циркулирует теплоноситель. Такая конструкция, по мнению производителя, позволяет увеличить площадь поверхности, на которой происходит теплообмен, а значит и увеличивается КПД котла. Тут спорить не буду, есть бойлеры косвенного нагрева, в которых реализована похожая схема «бак в баке» и она показывает хорошие результаты

А самое странное, что есть в конструкции этого котла — у него нет дна. Его нужно устанавливать на бетонное основание и крепить на раствор. Зачем так сделано лично для меня не понятно

Длительность работы котлов Stropuva определяется следующими факторами:

• Режим работы — чем менее интенсивно горит топливо, тем на большее время его хватит.
• Вид топлива —  (по словам производителя) на дровах возможно поддерживать горение до 30 часов, а на топливных брикетах до 48 часов, а на угле до 5 суток. 

Недостатки Stropuva:

1. Высокая стоимость — они дороже обычных котлов в 1,5-2 раза.
2. Сложность конструкции — в котле есть много потенциально проблемных узлов.
3. Отсутствие дна — тут без комментариев.
4. Котел невозможно остановить пока он не прогорит полностью — то есть хотите вы того или нет, он будет выделять тепло. И его нужно будет куда-то девать.

Предлагаю вам посмотреть следующее видео. Там все проблемы рассматриваются детально.

Принцип работы пеллетных котлов.

Главной особенностью таких котлов является топливо, на котором они работают. Пеллеты — это гранулы из прессованных опилок, которые хранятся в специальном бункере и подаются в горелку при помощи металлического шнека. Смотрим вниз на картинки:

Внутреннее устройство пеллетного котла

Из рисунка видно, что сжигание пеллет происходит в малом объеме горелки, а тепло снимается дальше в дымоотводящих трубах. Дым на выходе из пеллетного котла будет иметь температуру не больше 200 градусов Цельсия. Это может стать причиной появления конденсата в дымоходе со всеми вытекающими последствиями. 

Горением топлива в пеллетных котлах управляет автоматика, главным элементом которой можно считать вентилятор принудительной подачи воздуха или дымосос (в зависимости от модели). Наличие электроники означает, что вам нужно будет оборудовать котел источником бесперебойного питания. То же самое касается и циркуляционных насосов. В случае остановки циркуляции котел может получить повреждения 

Длительность работы котла на одной загрузке здесь зависит от режима работы котла и объема бункера. Обычно, бункер выбирают так, чтобы не подходить к котлу несколько дней. Сами пеллеты тоже могут быть изготовлены из разного сырья и давать разное количество тепла при сжигании. Их главным недостатком для России и СНГ является их экзотичность. Нельзя гарантировать, что их можно будет купить всегда, как каменный уголь или дрова.

Предлагаю вам посмотреть видео, посвященное пеллетным котлам:

Котлы длительного горения на угле.

Давайте рассмотрим два вида котлов, работающих на одной загрузке топлива продолжительное время:

1. Полуавтоматические котлы — пользователь загружает топливо в котел и производит розжиг. Последующим процессом горения уже управляет автоматика (контроллер с вентилятором).
2. Автоматические котлы — здесь ко всему описанному выше добавляется подача топлива из бункера. В подразделе о пеллетных котлах как раз описан автоматический котел. 

Полуавтоматический и автоматический котел

Автоматический котел имеет более сложное техническое устройство, чем полуавтоматический. Например, сгорание топлива внутри автоматического котла происходит не в большом объеме топки, а в маленькой ретортной горелке. Топливо к этой горелке подается из бункера при помощи шнека. Чтобы вся эта техника работала без перебоев, необходимо использовать уголь определенной фракции. А в нашей стране это не всегда удобно. Сегодня он есть в наличии, а завтра нет.  Смотрим обзор автоматического котла:

 

Преимуществом полуавтоматических котлов является их более простое устройство. В общем, если снять с такого котла вентилятор, то он ничем не будет отличаться от обыкновенного. Некоторые модели полуавтоматических котлов можно переоборудовать под энергонезависимые системы отопления. Для этого на него вместо вентилятора устанавливается термостатический регулятор тяги с цепочкой.

Термостатический регулятор тяги

 

Для полной энергонезависимости в система отопления должна быть гравитационной, то есть в ней теплоноситель должен циркулировать без применения насосов. Видео о таком котле смотрите ниже:

Кроме этого, разные модели полуавтоматических котлов работают по схеме с верхним или с нижним горением топлива. Верхнее горение топлива имеет ряд недостатков, которые описаны выше в подразделе о котлах на дровах. Тут все остается тем же самым кроме топлива. 

Теперь перейдем к описанию недостатков этих котлов:

• Большая стоимость — хороший полуавтоматический котел будет стоит как минимум в 1,5 раза больше своего «обычного» собрата. Автоматические котлы дороже в 3-4 раза и их применяют в основном на больших объектах.
• Техническая сложность — здесь «чемпионами» являются автоматические котлы, в которых есть множество проблемных узлов. Например, шнек бункера часто клинит из-за плохого качества топлива.Обслуживать такие отопительные аппараты может только сервисный инженер. В полуавтоматических котлах проблемы могут возникать из-за поломок вентилятора или контроллера.
• Большие габариты и вес — например, «полуавтомат» мощностью 25 кВт может весить больше 250 кг. А у автоматических котлов вес может легко преодолевать 500 кг, не считая веса топлива в бункере.

Выводы.

Современные котлы на твердом топливе действительно могут работать долгое время на одной загрузке топлива. Весь вопрос тут в количестве выделяемой энергии. Долго котел может работать только в режиме поддержки. При этом длительное горение можно сделать и на обычном котле, установив контроллер или регулятор тяги. На этом пока все. Жду ваших комментариев и вопросов.

znayteplo.ru

Как правильно топить твердотопливный котёл?

Сделав для себя выбор в пользу того или иного вида отопительного котла на твердом топливе, необходимо иметь представление о том, как правильно топить собственный домашний твердотопливный котел. Варианты в данном случае могут отличаться, если брать во внимание вид нагревательного прибора. Используемые на сегодняшний день агрегаты на твердом топливе условно делятся на две группы, агрегаты с ручной подачей топлива и изделия, снабженные автоматической подачей топливных ресурсов.

Остановимся на том, как топить котлы разных видов и какой топливо оптимально подходит для домашнего отопления.

Принцип работы твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы, которые сегодня представлены в продаже, в основном все оснащены системами управления и вентиляторами, обеспечивающие подачу воздуха в камеру сгорания. Блок управления состоит из датчика температуры, установленного на теплообменнике. Сигналы о снижении и повышении температуры теплоносителя, заставляют срабатывать автоматику, которая включает или выключает нагнетатель воздуха. В результате автоматика сама осуществляет контроль над температурным режимом, регулируя интенсивность горения.

Топка котлов с помощью автоматики сводит человеческое участие к минимуму. После закладки топлива всю работу аппарата контролируют автоматические устройства и механические приспособления. Прибор, достигнув оптимального режима работы, переходит в режим тления. С понижением температуры и ослабевания интенсивности горения, снова включается система наддува. Процесс монотонный и постоянный, благодаря которому обеспечивается подача воздуха в камеру сгорания и улучшается выход продуктов горения через дымоход.

Если топливо в топке закончилось, автоматика задействует теплоноситель, собравшийся в тепловом аккумуляторе. Подобная схема предотвращает быстрое остывание системы отопления и снижение температуры теплоносителя до критических значений. В ряде случаев система автономного отопления дополняется электрокотлом — нагревательным элементом, который является резервным источником тепла при остановке основного отопительного агрегата.

Важно! Контролировать количество закладок топлива в котел — задача, которую по-прежнему должен контролировать человек. Зная мощность устройства и потребности отопительной системы, можно рассчитать количество закладок топлива. Автоматика способна только на непродолжительное время поддерживать всю систему в работоспособном состоянии, защищая оборудование от перегрева и от полной остановки.

Принцип действия твердотопливных котлов прост и понятен. Грамотная обвязка позволяет не только создать нормальные условия для функционирования нагревательного прибора, но и обеспечит бесперебойную работу всей системы отопления в доме.

Выбираем топливо для твердотопливных котлов

Вид отопительного прибора, требования, выдвигаемые ко всей системе энергоснабжения, позволяют определить, чем топить домашний твердотопливный котел, какое топливо лучше. На вопрос, можно ли топить аппарат разными видами топлива, ответить однозначно нельзя. Все зависит от вида отопительного прибора. Принцип действия оборудования определяет выбор —  уголь, дрова, кокс и пеллеты, к чему есть доступ на сегодняшний день.

От того какое топливо используется в системе и какого качества, зависит работоспособность агрегата. Тем более что запас топливного ресурса делается в больших количествах, соответственно подготовка к отопительному сезону связана с большими расходами.

Самые распространенные виды топлива, используемые сегодня в быту:

• дрова;
• уголь, каменный или бурый;
• прессованные торфяные или деревянные евробрикеты;
• пеллеты.

Если с выбором, чем и как топить нагревательный агрегат трудно определиться, оптимальный вариант – это пользоваться торфяными брикетами или топить пеллетами. Такое топливо готово к употреблению, обладает необходимыми физическими характеристиками.  Единственный минус  такого вида топлива —  высокая цена.

Дрова так же отличаются высокими технологическими характеристиками. Но здесь следует придерживаться жесткого правила:

Для того, что бы топить в домашних условиях, лучше используйте только твердые сорта древесины. Они дольше горят, имеют высокую теплоотдачу. Старайтесь не применять для розжига дрова сосновых деревьев. Они обладают повышенной смолистостью, что приводит к быстрому загрязнению камеры сгорания аппарата и теплообменника. Дрова должны быть сухими. Дрова с повышенной влажностью хуже горят, в процессе горения выделяется большое количество пара, который превращается в конденсат.

Уголь, удобен, практичен и выгоден во многих отношениях. Помимо доступной цены уголь отличается высокими технологичными характеристиками. Сюда можно отнести и продолжительную длительность горения, и высокую теплоотдачу. При горении уголь выделяет минимум вредных веществ.

Как правильно топить оборудование разных видов

Часто возникает вопрос о том, как топить тот или иной нагревательный аппарат. Пеллетные твердотопливные котлы сегодня становятся популярными ввиду их высокой эффективности. Несмотря на высокую стоимость топливного ресурса, такое устройство имеет автоматизированную подачу топлива. Благодаря своей конструкции такая техника меньше всего нуждаются в постоянном обслуживании.

Для нагревательных приборов других видов: пиролизных, агрегатов длительного горения и котлов в классическом исполнении, требуется иной подход в организации работы. Отопительные приборы каждого вида имеют свои особенности и специфику.

Начнем с того, что твердотопливные котлы в традиционном, в классическом исполнении сегодня практически вышли из употребления. В некоторых домовладениях еще можно встретить устройства, работающие ан дровах или на угле, обладающие минимальными функциями и низкой производительностью.

Наиболее распространены сегодня пиролизные котлы и агрегаты длительного горения – высокотехнологичные приборы, отвечающие всем необходимым требованиям и стандартам безопасности. Для отопительных приборов этих видов характерна  высокая производительность и экономичность. Нагревательные приборы длительного горения имеют высокий КПД  — 80%. Среди твердотопливных агрегатов самый высокий КПД – 85% имеют котлы пиролизного типа.

Это интересно: Как топить печь углём?

Топка котла длительного горения

Растапливать технику, работающую на твердом топливе, можно двумя разными способами, прогоранием и слоями. Каждый вариант позволяет увеличить продолжительность горения одной загрузки. В топку закладываются дрова. Для скорейшего розжига необходимо добавить бумагу или щепы. После появления пламени, загрузочная дверь закрывается и включается блок управления отопительного прибора.

Далее процесс протекает следующим образом. Дрова, уголь или брикеты горят сверху вниз, отдавая максимально возможное количество тепла. Горение в топке таким способом может протекать длительное время.

Для справки: Для некоторых моделей одной загрузки хватает на 24 часа (в режиме ожидания до 48 часов).

После включения агрегат необходимо довести до оптимального режима работы, установив заведомо высокую температуру нагрева. После выхода оборудования на оптимальный температурный режим, можно снизить мощность котла, установив необходимые температурные параметры.

Особенности растопки пиролизного твердотопливного котла

Отопительная техника, работающая на основе пиролиза,  отличается тем, что позволяет использовать в качестве топлива практически любое органическое сырье, имеющее низкую влажность (не более 20%). Горение осуществляется поэтапно. Сначала происходит из-за высокой температуры распад органических соединений в топливных компонентах с последующим выделением древесного газа. Такой процесс называется пиролиз. Далее, уже во второй камере сгорания происходит высокотемпературное горение горючего газообразного вещества. При этом требуется постоянный приток кислорода.

Процесс работы агрегата пиролизного типа легко контролировать, повышая или уменьшая подачу воздуха. Основное преимущество таких котлов — высокая эффективность и теплоотдача при минимальных количествах загрузки. После сгорания в топке практически не остается продуктов горения. Чистить такой топочную камеру у такого нагревательного прибора гораздо легче и удобнее, чем у агрегатах других видов.

На что надо обратить внимание

Работа любого отопительного прибора на угле, дровах и других топливных полуфабрикатах неразрывно связана с системой вентиляции. От качества вентиляции и состояния дымохода зависит эксплуатационные характеристики нагревательного оборудования, технологические параметры всей системы отопления в доме.

Вытяжка должна работать в соответствии с установленными нормами пожарной безопасности.

Важно! Неправильно сделанная вытяжка создаст угрозу попадания вредных продуктов горения в жилые помещения. Недостаточная тяга приведет к снижению мощности устройства. Регулярная очистка дымохода позволит избежать возгорания сажи, что может вызвать возгорание домовых конструкций, создать пожароопасную ситуацию.

Правильно сделанный дымоход, чистка нагревательного прибора обеспечат длительную работу твердотопливного котла на оптимальных режимах работы. Частая смена одного вида топлива на другой может стать причиной нестабильной работы отопительного агрегата, сбоев в системе ГВС и теплоснабжения. У каждого агрегата должно быть одно, основное топливо, тогда как другие виды могут использоваться кратковременно, по необходимости.

znatoktepla.ru

Виды и устройство твердотопливных котлов длительного горения

Для хозяина частного дома, владельца загородной жилой недвижимости особенно актуальным в отопительный сезон становится обслуживание автономной системы отопления. Когда в доме стоит газовый котел особых вопросов работа отопления не вызывает. Газ подается по магистрали постоянно и остается только настроить соответствующим образом автоматику, контролирующую температурный режим в доме. Сложнее дело обстоит для той категории граждан, кто использует для отопления в домашних условиях твердотопливный котел. Данный вид нагревательного оборудования хоть и обеспечивает некоторую независимость от централизованного энергоснабжения, однако требует к себе больше внимания.

Обитателям дома приходится самостоятельно контролировать работу агрегата, принимать непосредственное физическое участие в процессе. Это не всегда удобно и возможно. Кардинально решить проблему позволят отопительные твердотопливные котлы длительного горения, которые сегодня выпускаются многими компаниями, специализирующиеся на котельном оборудовании. Рассмотрим, что собой представляет подобный котел длительного горения, каковые его конструктивные особенности, преимущества и недостатки.

Предпосылки появления котельного оборудования данного вида

Традиционные твердотопливные котлы работают на топливе, которое загружается в камеру сгорания. Это может быть уголь, дрова, торфяные брикеты, пеллеты и другие виды органического топлива. От того насколько часто приходится загружать топливо в камеру сгорания зависит домашний комфорт и уют. В среднем для твердотопливного аппарата, выполненного по классической схеме, для нормального режима работы требуется 2-8 загрузок в сутки. Отлаженная система автоматики берет на себя все основные функции. То как работает само нагревательное устройство, как расходуется топливо, зависит уже от модели и от человека.

Для справки: время, потраченное на нормальную загрузку топливом твердотопливного аппарата в обычном варианте, составляет 3-5 минут. Время горения одной загрузки составляет в среднем 2-4 часа. На подготовку топки к загрузке новой партии дров или угля (уборка золы, зачистка топочной камеры от крупных фрагментов топлива) уходит еще 5-10 минут. Итого: для очередной растопки котла требуется не менее 20 минут. У вас есть ночью это время? Вы можете найти 20 минут своего времени, если вы только пришли в дом после долгого отсутствия?

Работающий котел на твердом топливе этого вида в состоянии длительное время выдавать необходимое для обогрева тепло, значительно увеличивая продолжительность времени между загрузками. Уже одно название этого агрегата говорит о том, что оборудование способно работать бесперебойно длительное время. Принципиальное отличие данного вида отопительных приборов от традиционных моделей твердотопливных котлов заключается в способе горения.

Не всегда есть возможность подбрасывать в очередной раз дрова или уголь в топку. Подобная процедура вызывает дискомфорт, особенно ночью, когда температура за окном стремительно опускается. Загруженное топливо может прогореть во время отсутствия хозяев, что приведет неизбежно к остыванию теплоносителя в контуре.

Попытки оптимизировать способ загрузки дров или угля даже в самый лучший котел за счет автоматической подачи, решают проблему частично. Обустраивать рядом с топливным агрегатом прибор механической подачи угля, значит на ограниченной площади дополнительное место. Шум постоянно работающего ротора или шнека малоприятен. Требовалось найти принципиальное решение проблемы. На фото показан обычный котел, работающий на твердом топливе, оснащенный бункером для автоматической подачи угля.

Одним словом, у людей есть масса причин на то, что бы ставить у себя дома твердотопливные котлы длительного горения. Такая техника сводит к минимуму человеческий фактор, от которого во многом зависит эффективность отопительной системы. Отопительная техника, работающая по данному принципу, появилась чуть более 10-15 лет назад. Тогда только стали появляться первые образцы аппаратов. Многие пытались у себя дома самостоятельно соорудить твердотопливный котел длительного горения своими руками. Главное понять принцип действия отопительного оборудования данного вида.

Котел на твердом топливе длительного горения – принцип действия

С появлением на рынке котельного оборудования нагревательных приборов длительного горения, ситуация с организацией и установкой системы домашнего отопления значительно упростилась. Теперь можно ставить для отопления мощные нагревательные установки, не требующие постоянной загрузки топливом. Котлы длительного горения, сделанные своими руками, не всегда способны полностью удовлетворить потребности обитателей дома.

Глядя на чертежи первых моделей, видно насколько сегодня конструкция агрегатов изменилась. Для примера приводится чертеж типичной нагревательной установки пиролизного типа.

Промышленные изделия, в которых производители добавили ряд конструктивных изменений и новшеств, обладают большим технологическим ресурсом, экономичные и более практичные в эксплуатации. Несмотря на существенные технологические и конструктивные изменения, в основе оборудования этого вида остался неизменным принцип действия. Топливо, загруженное в камеру сгорания, особым способом горит не так, как в обычном котле. Сам принцип горения топливной массы в корне отличается. За счет создания определенных условий в топке происходят экзотермические реакции, другие физические процессы, оказывающие влияние на интенсивность горения и длительность выгорания загруженного топлива.

В современных агрегатах используется два способа горения:

• Первый, за счет пиролиза;
• Второй, за счет верхнего способа горения топливного материала.

Процесс пиролиза – связанный с генерацией тепловой энергии, выделяемой в процессе горения угля, дров и других топливных материалов. Основная работа котла заключается в горении древесного газа, генерируемого из тлеющего топлива.

Во втором случае речь идет о верхнем способе горения. Топливо выгорает не снизу вверху, как принято считать, а наоборот, сверху вниз. За счет этого процесса достигается полное выгорание топливного материала, заложенного в топку. Количество выделяемого в результате горения тепла на порядок больше, чем у аппаратов нижнего горения.

Какие виды твердотопливных аппаратов длительного горения существуют

На сегодняшний день в обиходе особую популярность приобрели два вида подобной техники:

• котлы твердотопливные, работающий пиролизным способ;
• агрегаты, рассчитанные на верхний способ загрузки.

Твердотопливные котлы, работающие на основе пиролиза

Рассмотрим первый, самый распространенный и наиболее эффективный вид — пиролизные котлы. Если говорить об этом типе твердотопливного котла, то он представляет собой узкоспециализированный нагревательный прибор. Агрегат представляет собой типичное нагревательное устройство на дровах длительного горения.

Важно! Для работы данного оборудования необходимо использовать только сухие дрова пеллеты, влажность которых не превышает 20%. В противном случае процесс пиролиза не начнется, котел утратит свои основные преимущества и эффективность.

Отличает данные нагревательные приборы конструктивная особенность. Здесь мы имеем дело с двумя камерами сгорания. В первую топку закладываются дрова, где при ограниченном поступлении воздуха начинается процесс тления топливного материала. Далее, из тлеющей древесины происходит интенсивное выделение пиролизного (древесного) газа, который поступает уже во вторую топку. Здесь, при повышенном содержании кислорода нагретый воздух начинает взаимодействовать с древесным газом. Благодаря принципу действия агрегаты, работающие за счет пиролиза, принято называть газогенераторные нагревательные приборы.

Начинается интенсивное горение газообразной смеси, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии. Весь процесс протекает достаточно долго. Результатом работы котла становится практически пустая топка. Все, включая мельчайшие частицы золы, горючие летучие соединения, успевают сгореть в топочной камере. За счет такого способа горения пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения обладают одним из самых высоких КПД (85%), среди всего модельного ряда твердотопливной отопительной техники.

Основная особенность данного типа котельного оборудования — возможность использовать для системы отопления не только получаемое тепло, но и нагретый пиролизный газ. Дровяной котел может работать, как с водяным отоплением, так и с воздушным.

На заметку: пиролизные устройства имеют две топки. Горение в верхней камере достигается за счет нагнетания дополнительного объема воздуха, поэтому тяга в данном случае является только принудительной.

Основные преимущества такого способа работы котельного оборудования заключаются в следующем:

• топливо выгорает полностью;
• значительные по времени промежутки между закладками топливного материала;
• техническая возможность регулировки температуры котловой воды;
• техническая возможность сжигания крупных фрагментов древесины.

Чертежи внутреннего устройства пиролизных котлов позволяют точно представить не только конструкцию самого агрегата, но и вникнуть в принцип работы.

На фото представлен фрагмент работы верхней топки аппарата, где и происходит пиролиз.

К недостаткам данного вида отопительной техники следует отнестись риторически. Основной аргумент противников пиролизных котлов — высокая стоимость оборудования. В сравнении с традиционными приборами, такие модели стоят на треть дороже.

В отличие от обычных твердотопливных приборов, пиролизный котел отопления энергозависим. Принудительный наддув обеспечивается за счет установки дополнительного вентилятора.

Памятка: оборудование пиролизного типа необходимо загружать топливом полностью. В противном случае агрегат будет работать не на полную мощность. Горение будет не одинаковым и не стабильным.

Самый эффективный считается нагревательный агрегат, рассчитанный на обслуживание двух контуров. В данном случае вы получаете автономное отопление и полностью независимую систему горячего водоснабжения. Теплообменник для горячей воды делается из жаропрочной стали или из чугуна, имеющий форму змеевика.

Котлы твердотопливные верхнего сжигания

Вторым типом нагревательной техники подобного рода является котел на твердом топливе длительного горения с верхней загрузкой. В отличие от пиролизных котлов – этот вид отопительного оборудования используется уже не одно столетие. Главное отличие от традиционных твердотопливных котлов, принцип загрузки топлива и основная работа агрегата. Основной эффект достигается за счет сгорания топливного материала с верху вниз. Другими словами:

Топливо начинает гореть именно там, где присутствует кислород. Таким образом, сгорает слой за слоем, начиная с самого верхнего. Одной загрузки хватает на 12-24 часа работы котла. Котел в процессе своей работы полностью выжигает порцию топлива, ожидая очередной загрузки. За счет полноты горения достигается максимальная теплоотдача топлива. КПД некоторых моделей составляет порядка 80%.

Внимание! Что бы избежать закипания котловой воды в теплообменнике, первая закладка дров должна быть небольшой. Ориентировочно топка заполняется на ½ от своего объема. После розжига, спустя 15-20 минут добавляет остатки необходимого объема топливного материала.

Существенным недостатком аппаратов отопления длительного горения является их высокая инертность. Котел теряет свою мощность в момент загрузки очередной партии топлива. Сравнивая с котлами нижнего горения, агрегаты с верхней загрузкой обладают меньшей теплоотдачей. Чертеж-схема показывает внутреннее строение устройства и принцип действия.

Современная модель твердотопливного котла длительного горения очень обычно оснащается вентилятором, который нагнетает в камеру сгорания воздух. В большинстве случаев, выпускаемые модели работают на дровах, однако сегодня стало модным топить подобные агрегаты торфяными и древесными брикетами.

Заключение

В завершении анализа характеристик вашему вниманию предлагается видео, на котором показаны твердотопливные котлы длительного горения. Ролик наглядно демонстрирует принцип действия отопительной техники данного вида. Если пиролизные агрегаты представляют собой новое техническое решение, совершенно иной вид нагревательной техники, то аппараты с верхней загрузкой являются устройствами длительного горения в прямом смысле.

Модель, которая представляет наибольший интерес, в плане цены, качества и эффективности – это твердотопливный котел верхнего горения, сверхдлительный, удобный и практичный отопительный прибор.

Так к примеру: твердотопливный агрегат с верхней загрузкой может переварить 50 кг. топлива при единичной разгрузке в течение 31 часа. Котел работал в режиме номинальной нагрузки, давая мощность в 8-10 кВт.

Добиться такого показателя удалось за счет существенных конструктивных особенностей. Топка аппарата имеет цилиндрическую форму. Воздушная масса поступает в камеру сгорания сверху, равномерно распределяясь по всему верхнему слою топливной закладки. Следует отметить один технический нюанс: распределитель воздуха опирается на слой топлива. По мере сгорания слоя, распределитель опускается, достигая следующего слоя топлива.

Там где воздух соприкасается с топливным материалом, горение сопровождается частичным окислением углерода. Продукты горения поступают в верхнюю часть топки, после чего улетучиваются через дымоход наружу.

Главной конструктивной особенностью для данного отопительного оборудования является то, что теплообменником является весь корпус нагревательного агрегата. Котловая вода циркулирует сверху вниз.

Оба типа котлов на твердом топливе являются котлами пиролизного типа, в разных модификациях.

Длительность работы определяется размеров топки, куда помещается топливный ресурс. Котлы этих модификаций имеют высокий КПД, эффективны в плане расхода топлива. Сложная автоматика практически отсутствует, сама конструкция приборов стабильна. Свой выбор вы можете делать самостоятельно, учитывая собственные бытовые потребности. Котлы подобного типа идеально подходят для тех, кто предпочитает больше наслаждаться теплом и уютом, чем заниматься физической работой, загружая дрова в топку обычного нагревательного прибора автономного отопления.

znatoktepla.ru

Как и какой твердотопливный котел выбрать: выбор и сравнение

Содержание:

1. Виды топлива для котлов
2. Критерии выбора котлов на твердом топливе
3. Разница между ручной и автоматической загрузкой котлов
4. Из чего состоит теплообменник котла
5. Технические характеристики твердотопливных котлов

Если говорить о современных отопительных приборах и принципах их работы, то нельзя не отметить такое оборудование, как твердотопливные котлы. Как становится понятно из их названия, функционируют они при помощи использования энергии твердого топлива. Эти инновационные аппараты не только эффективно обогревают жилое помещение, но и прекрасно вписываются в интерьер и создают уют в любом доме.

Однако далеко не все могут четко сказать, какой твердотопливный котел лучше. Поэтому необходимо определить, как выбрать твердотопливный котел, максимально соответствующий тому или иному помещению по своим показателям производительности и эффективности и отличающийся надежностью и долгим сроком службы. Именно об этом далее и пойдет речь.

Виды топлива для котлов

Одним из основных критериев при выборе такого оборудования является, безусловно, тип применяемого топлива. В современных моделях принято использовать разные источники энергии, такие как торф, пеллеты, брикеты, а также привычные всем уголь и дрова.

Так, благодаря инновационным технологиям производства тепло можно получить практически из любого источника, благодаря чему появляется уникальная возможность сэкономить значительную часть финансовых средств и избавить себя от необходимости регулярных покупок дорогостоящего топлива.

Упоминая виды твердотопливных котлов, особое внимание следует уделить следующим аппаратам:

• образцы, функционирующие на угле. Не зная, как подобрать твердотопливный котел для дома, расположенного вдали от крупного населенного пункта, особое внимание следует уделить именно такому механизму. Эти котлы прекрасно подойдут в том случае, если нет возможности обеспечить дровам правильное хранение. При этом производительность такого оборудования будет очень высокой, а его устройство не станет слишком дорогим. Главные достоинства котла на угле – универсальность применения, небольшая стоимость расходного материала, а также возможность работать автономно;
• пеллетные котлы и котлы на дровах. Принцип работы твердотопливного котла такого типа основывается на использовании дров и пеллет (специальных топливных гранул) как основного источника тепла. Мощность этих механизмов довольно высокая и может доходить до 200 кВт, при этом они отличаются экономичностью работы и возможностью установки в любом помещении.
  
  Доступность древесины объясняет широкую популярность этих аппаратов среди населения. Кроме того, КПД твердотопливного котла, функционирующего на дровах, является высоким и достигает 90%. Древесина и пеллеты горят долго, не оставляя после себя никаких вредных продуктов;
• котлы пиролизного горения. Работа этих котлов направлена на сжигание твердого топлива на биологической основе, которой может выступать древесная масса. Эти вещества, сгорая, выделяют особый горючий газ, благодаря которому передача тепла и является такой эффективной (КПД пиролизных котлов составляет от 85 до 92%).

В том случае, если обустраиваемое котлом помещение не оборудовано доступом к электрической сети, то наиболее правильным будет выбор твердотопливного котла, работающего в автономном режиме, но с загрузкой ручного типа. Это позволит наладить работу устройства так, чтобы в процессе его функционирования не возникло каких бы то ни было непредвиденных проблем.

Критерии выбора котлов на твердом топливе

Прежде чем решать, какой твердотопливный котел выбрать, необходимо учесть определенные факторы, в значительной мере влияющие на выбор того или иного образца.

Главными критериями в данном случае выступают следующие:

1. Площадь конкретной постройки. Этот параметр во многом определяет, котел какой мощности следует приобретать, а также влияет на выбор топлива для него.
2. Высота перекрытий в жилом помещении.
3. Показатель потерь тепла. На этот параметр влияние оказывает, в первую очередь, толщина стен и потолков в здании, а также материал, из которого изготовлен дом. Нелишним будет также принять во внимание площадь проемов дверей и окон.
4. Климатические особенности конкретного региона. Как правило, основной акцент делается на температурные показатели в холодный период года, поскольку именно эти данные позволяют рассчитать оптимальную мощность нагрева котла.

Подобную процедуру расчета правильнее будет доверить профессиональному специалисту, который хорошо разбирается в этом оборудовании и способен определить, как должны рассчитываться все марки твердотопливных котлов. Кроме того, у квалифицированных мастеров в наличии всегда есть различные фото- и видеоматериалы, помогающие во время монтажа. Однако выполнить эту работу может и рядовой потребитель.

Для этого следует учитывать, в первую очередь, метраж дома. К примеру, чтобы обеспечить полноценный обогрев помещению площадью в 100 м², потребуется использовать оборудование мощностью в 10 кВт. При этом всегда следует помнить об определенном запасе мощности, который должен составлять примерно 1 – 2 кВт.

Разница между ручной и автоматической загрузкой котлов

Проводя сравнение твердотопливных котлов, нельзя также пропустить и такой параметр, как механизм их загрузки, которая может быть двух типов: автоматической и ручной.

Конструкция котлов с автоматической подачей топлива имеют в своей основе основную часть и особый бункер, непосредственно в который и помещается топливо (подробнее: «Какие бывают автоматические твердотопливные котлы – виды, особенности, правила установки»). В том случае, если им является уголь, то величина его частиц не должна превышать 25 мм, Однако существует и возможность применения пеллет, которые однозначно не превышают данный параметр.

Для непрерывного и качественного функционирования одной загрузки топлива хватает примерно на срок от трех до пяти суток, что делает работу с котлом очень удобной и нетрудной.

При этом размер бункера котла может быть самым различным, все зависит исключительно от предпочтений хозяев, так как загрузить в эту камеру можно много расходного материала, тем самым надолго забыв о необходимости пополнять запас теплоносителя в котле.

Подается топливо посредством одного из двух вариантов – либо с применением шнека, либо используя поршень. Вне зависимости от этого можно с уверенностью сказать, что самый экономичный твердотопливный котел однозначно будет иметь автоматический механизм подачи топлива, что не только предотвратит чрезмерный расход материала, но и сможет гарантировать стабильную мощность работы оборудования.

Ручная загрузка является более привычной для потребителей и подразумевает самостоятельное заполнение камеры котла топливом. Многие хозяева прекрасно осведомлены о том, как работает твердотопливный котел этого типа, поскольку часто сталкивались с ними в традиционных сельских домах. Такие котлы способны функционировать на любом материале (уголь, опилки, торф и пр.). Прочитайте также: «Отопительные котлы на опилках — существенная экономия».

Эти аппараты не отличаются экономичностью работы, кроме того, монтировать их в жилых помещениях не рекомендуется, так как их габариты являются весьма объемными, что будет крайне неудобно. Гораздо правильнее будет установить такое оборудование на предприятии промышленного типа, поскольку далеко не всегда в стандартной постройке есть возможность предоставить отдельное помещение для установки твердотопливного котла.

Из чего состоит теплообменник котла

Наиболее популярными материалами для изготовления такой, безусловно, важной функциональной части котла на твердом топливе, как теплообменник являются два – чугун и сталь.

Именно на этих устройствах и следует остановиться более подробно:

1. Чугунные агрегаты отличаются высокой производительностью работы в том случае, если они работают на угольном топливе, так как использование дров может негативно сказаться на мощности оборудования.
   
   Главные достоинства изделий, выполненных из чугуна – это их доступная цена, универсальность используемого для работы топлива, а также возможность быстро и без проблем для всей системы выполнить их ремонт. Однако имеются у такой техники и недостатки, основные из которых – небольшой коэффициент эффективности (около 65 – 75%), необходимость регулярной чистки теплообменника, а также высокие показатели инертности.
2. В стальных механизмах главным топливом являются дрова либо брикеты, созданные путем обработки древесных отходов (прочитайте также: «Изготовление топливных брикетов»).

Современный строительный рынок предлагает широкий ассортимент агрегатов с теплообменниками из стали, отличающихся друг от друга, как правило, следующими параметрами:

• толщина применяемого в конструкции металла;
• способ устройства теплообменника;
• коэффициент производительности;
• максимальное время работы на одной топливной загрузке.

Подобное оборудование характеризуется тем, что срок работы на одной загрузке топлива составляет от 4 до 8 часов, благодаря чему появляется возможность избежать частого пополнения камеры котла топливом.

Технические характеристики твердотопливных котлов

Как правило, для того, чтобы выбрать самый лучший твердотопливный котел, изначально требуется ознакомиться с основными свойствами этого оборудования.

Главными техническими параметрами таких котлов являются следующие:

• вид используемого для работы топлива, которым, как уже упоминалось выше, может выступать уголь, дрова, торфяные брикеты, а также переработанные отходы. Благодаря такому широкому кругу расходного материала появляется возможность существенно снизить потребление энергии, требуемой для отопления;
• вместительность камеры сгорания, влияющая в основном на производительность прибора и количество топливных загрузок;
• автоматизация работы. Многие механизмы оснащены подобной функцией, помогающей избавить себя от постоянного контроля над работой системы котла;
• показатели безопасности изделия. При выборе того или иного агрегата обязательно необходимо учитывать то, насколько безопасным будет его использование. Так, основные элементы, которыми должен быть оснащен любой котел – функция автоматического отключения, а также наличие сигнализации;
• параметры потребления энергии. Некоторым моделям обязательно требуется обеспечить доступ к электросети, в противном случае они не смогут функционировать. Тем не менее, большинство твердотопливных котлов являются автономными;
• цена изделий. При выборе такой техники не стоит ориентироваться только на низкую стоимость, так как технические характеристики дешевого оборудования обычно далеки от идеальных.

Определиться  с тем, какой твердотопливный котел выбрать, вам поможет видео:

Учитывая все эти советы и рекомендации, обустроить котел на твердом топливе в собственном жилище не составит большого труда, а при необходимости всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, способным предоставить фото образцов котлов и подробные видео, отображающие весь процесс монтажа.

teplospec.com

Принцип работы твердотопливного котла – конструктивные особенности устройства

Интересен тот факт, что твердое топливо так и не ушло со сцены отопления, как это прогнозировали в недавнем прошлом. Ведь раньше считалось, что дрова и уголь свои позиции сдадут электричеству и газу, что и произошло. Но время показало – рано радовались. И вот уже сегодня во многих загородных поселках стали возводить большие дома с водяной отопительной системой, где требуется эффективно работающий и экономичный котел. Еще совсем недавно об этом говорить в отношении твердотопливных агрегатов не приходилось, но это уже в прошлом. Потому что изменился принцип работы твердотопливного котла. О нем и поговорим в этой статье.

Типы котлов

Начнем именно с типов, потому что они определяют принцип работы. Здесь всего лишь два варианта:

1. Классические котлы.
2. Пиролизные.

Классические

Это совершенно простая конструкция, в топке которой происходит сжигание твердого топлива, за счет чего и производит нагрев теплоносителя. Сразу же оговоримся, что в твердотопливных котлах используется другая схема нагрева воды, чем, скажем, в газовых или электрических приборах, где устанавливается теплообменник трубного типа. Здесь же используется конструкция, которая носит название водяная рубашка. То есть, топка состоит из двух стенок, между которыми и циркулирует теплоноситель.

Сгорая, топливо нагревает стенки топки (они или чугунные, или стальные), а через них уже нагревается и сама вода. В принципе, устройство классического твердотопливного котла не очень сложное. Но у него есть несколько недостатков:

• Слишком низкий коэффициент полезного действия.
• Большой расход топлива.
• Неудобство эксплуатации в плане настройки и поддержания заданных теплотехнических параметров.

Все это в свое время сказалось на низкой популярности агрегатов данного типа. Поэтому такие котлы хоть и присутствовали на рынке, но раскупались слабо. Поэтому производителям пришлось искать конструктивные решения, чтобы повысить КПД и снизить расход используемого топлива.

Модельный ряд

Пиролизные

Итак, выход был найден – это котлы, в которых используется процесс пиролиза. Что это такое? Это выделение из твердого топлива в процессе сгорания так называемых топочных (пиролизных) газов, которые обогащаются  кислородом и сжигаются в дополнительной топке.

В процессе пиролиза есть один немаловажный нюанс, который и определяет его эффективность. Это небольшое количество кислорода, которого хватает поддерживать в зоне горения не пламя, а процесс тления. Именно таким образом можно выделить те самые топочные газы. Но сами газы просто так гореть не будут, их необходимо обогатить кислородом, чтобы получилась воздушно-газовая смесь. Так вот она и будет хорошо гореть, и при этом выделять большое количество тепловой энергии.

Внимание! Коэффициент полезного действия котлов пиролизного типа достигает уровня 90%. Если сравнивать с классическим вариантом, у которого КПД равен 65%, это значительный скачок и в плане эффективной работы, и в плане экономии топлива.

Устройство пиролизного котла

Об экономии топлива хотелось бы сказать более конкретно. Представьте себе обычный классический котел, куда закладываются, к примеру, дрова. Конечно, все зависит от мощности агрегата, но все же такая закладка сгорает в среднем за 4-5 часов. Владельцу такого котла придется несколько раз в день чистить прибор и «кормить» его дровами. Сложно и очень неудобно.

Так вот, пиролизные котлы позволяют экономить топливо в несколько раз. Да и закладку можно проводить раз в сутки или в несколько дней один раз, если в качестве топлива используется уголь. Правда, так работают не все пиролизные установки, а только так называемые отопительные агрегаты длительного горения.

Котел длительного горения

Котлы длительного горения

Давайте рассмотрим схему твердотопливного котла длительного горения и определимся с принципом его работы.

• Во-первых, горение внутри топки происходит сверху вниз, что позволяет проводить процесс горения медленно, не захватывая новые слои топлива.
• Во-вторых, все происходит в закрытой камере, куда проникает мало свежего воздуха извне. Как такового горения не происходит, топливо просто медленно тлеет, выделяя топочные газы.
• В-третьих, пиролизные газы поднимаются вверх ко второй топке через соединительный патрубок, в котором сделаны отверстия. Через них поступает кислород, который смешивается с газами, образуя горючую смесь.
• В-четвертых, эта смесь поступает во вторую топку, где и сгорает.

В конструкции твердотопливных котлов длительного горения топки могут располагаться не только друг над другом, но и в соседних частях в горизонтальной плоскости. Это не принципиальная схема. Кстати, вот снизу фото такого котла.

Пиролизный котел длительного горения

Что сегодня предлагают производители? В принципе, на рынке котлов этой марки много. Они имеют различные конструкции, но принцип работы у них один и тот же. К примеру, очень популярные чешские котлы, изготовленные из чугуна, российские стальные модели, которые в последнее время потеснили конкурентов своей ценой, прибалтийская марка «Стропува». Каждый потребитель для себя найдет агрегат, соответствующий его требованием и по технологии, и по конструктивным особенностям.

Пару слов о «Стропува». Неплохой аппарат, с высоким КПД, практически автоматизированный. Но у него один недостаток – сложность чистки зольника и камеры сгорания, неудобство закладки дров или угля. Хотя длительность горения одной закладки достаточно большая: дрова до трех суток, уголь до семи.

Учитывая все эти советы и рекомендации, обустроить котел на твердом топливе в собственном жилище не составит большого труда, а при необходимости всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, способным предоставить фото образцов котлов и подробные видео, отображающие весь процесс монтажа.

teplospec.com

Принцип работы твердотопливного котла – конструктивные особенности устройства

Интересен тот факт, что твердое топливо так и не ушло со сцены отопления, как это прогнозировали в недавнем прошлом. Ведь раньше считалось, что дрова и уголь свои позиции сдадут электричеству и газу, что и произошло. Но время показало – рано радовались. И вот уже сегодня во многих загородных поселках стали возводить большие дома с водяной отопительной системой, где требуется эффективно работающий и экономичный котел. Еще совсем недавно об этом говорить в отношении твердотопливных агрегатов не приходилось, но это уже в прошлом. Потому что изменился принцип работы твердотопливного котла. О нем и поговорим в этой статье.

Типы котлов

Начнем именно с типов, потому что они определяют принцип работы. Здесь всего лишь два варианта:

1. Классические котлы.
2. Пиролизные.

Классические

Это совершенно простая конструкция, в топке которой происходит сжигание твердого топлива, за счет чего и производит нагрев теплоносителя. Сразу же оговоримся, что в твердотопливных котлах используется другая схема нагрева воды, чем, скажем, в газовых или электрических приборах, где устанавливается теплообменник трубного типа. Здесь же используется конструкция, которая носит название водяная рубашка. То есть, топка состоит из двух стенок, между которыми и циркулирует теплоноситель.

Сгорая, топливо нагревает стенки топки (они или чугунные, или стальные), а через них уже нагревается и сама вода. В принципе, устройство классического твердотопливного котла не очень сложное. Но у него есть несколько недостатков:

• Слишком низкий коэффициент полезного действия.
• Большой расход топлива.
• Неудобство эксплуатации в плане настройки и поддержания заданных теплотехнических параметров.

Все это в свое время сказалось на низкой популярности агрегатов данного типа. Поэтому такие котлы хоть и присутствовали на рынке, но раскупались слабо. Поэтому производителям пришлось искать конструктивные решения, чтобы повысить КПД и снизить расход используемого топлива.

Модельный ряд

Пиролизные

Итак, выход был найден – это котлы, в которых используется процесс пиролиза. Что это такое? Это выделение из твердого топлива в процессе сгорания так называемых топочных (пиролизных) газов, которые обогащаются  кислородом и сжигаются в дополнительной топке.

В процессе пиролиза есть один немаловажный нюанс, который и определяет его эффективность. Это небольшое количество кислорода, которого хватает поддерживать в зоне горения не пламя, а процесс тления. Именно таким образом можно выделить те самые топочные газы. Но сами газы просто так гореть не будут, их необходимо обогатить кислородом, чтобы получилась воздушно-газовая смесь. Так вот она и будет хорошо гореть, и при этом выделять большое количество тепловой энергии.

Внимание! Коэффициент полезного действия котлов пиролизного типа достигает уровня 90%. Если сравнивать с классическим вариантом, у которого КПД равен 65%, это значительный скачок и в плане эффективной работы, и в плане экономии топлива.

Устройство пиролизного котла

Об экономии топлива хотелось бы сказать более конкретно. Представьте себе обычный классический котел, куда закладываются, к примеру, дрова. Конечно, все зависит от мощности агрегата, но все же такая закладка сгорает в среднем за 4-5 часов. Владельцу такого котла придется несколько раз в день чистить прибор и «кормить» его дровами. Сложно и очень неудобно.

Так вот, пиролизные котлы позволяют экономить топливо в несколько раз. Да и закладку можно проводить раз в сутки или в несколько дней один раз, если в качестве топлива используется уголь. Правда, так работают не все пиролизные установки, а только так называемые отопительные агрегаты длительного горения.

Котел длительного горения

Котлы длительного горения

Давайте рассмотрим схему твердотопливного котла длительного горения и определимся с принципом его работы.

• Во-первых, горение внутри топки происходит сверху вниз, что позволяет проводить процесс горения медленно, не захватывая новые слои топлива.
• Во-вторых, все происходит в закрытой камере, куда проникает мало свежего воздуха извне. Как такового горения не происходит, топливо просто медленно тлеет, выделяя топочные газы.
• В-третьих, пиролизные газы поднимаются вверх ко второй топке через соединительный патрубок, в котором сделаны отверстия. Через них поступает кислород, который смешивается с газами, образуя горючую смесь.
• В-четвертых, эта смесь поступает во вторую топку, где и сгорает.

В конструкции твердотопливных котлов длительного горения топки могут располагаться не только друг над другом, но и в соседних частях в горизонтальной плоскости. Это не принципиальная схема. Кстати, вот снизу фото такого котла.

Пиролизный котел длительного горения

Что сегодня предлагают производители? В принципе, на рынке котлов этой марки много. Они имеют различные конструкции, но принцип работы у них один и тот же. К примеру, очень популярные чешские котлы, изготовленные из чугуна, российские стальные модели, которые в последнее время потеснили конкурентов своей ценой, прибалтийская марка «Стропува». Каждый потребитель для себя найдет агрегат, соответствующий его требованием и по технологии, и по конструктивным особенностям.

Пару слов о «Стропува». Неплохой аппарат, с высоким КПД, практически автоматизированный. Но у него один недостаток – сложность чистки зольника и камеры сгорания, неудобство закладки дров или угля. Хотя длительность горения одной закладки достаточно большая: дрова до трех суток, уголь до семи.

otepleivode.ru

Виды и особенности автоматики для твердотопливных котлов

Любую отопительную технику, связанную с обогревом жилых помещений, невозможно представить без автоматики. Оснащенность нагревательных приборов определенных механизмами, устройствами и приспособлениями не только повышают эффективность работа котельного оборудования, но и обеспечивают безопасность эксплуатации котельного оборудования. Отопительный котел на твердом топливе, хотя и представляет собой сегодня высокотехнологичное устройство, так же как и другие виды нагревательных приборов нуждается в оснащении автоматикой.

В сравнении с классическими твердотопливными котлами, выпускаемые сегодня нагревательные агрегаты являются максимально автоматизированными устройствами. Автоматические котлы, работающие на твердом топливе, справляются со своими задачами без участия человека. В периоды между закладками топлива вся система полностью автономна и самостоятельна, давая на выходе оптимальный режим температуры в доме и горячее водоснабжение. Рассмотрим детальнее, что собой представляет автоматика для нагревательных твердотопливных агрегатов.

Основные функции, которые возложены на автоматику

Перед установкой твердотопливного котла следует внимательно изучить принцип его работы и механизмы управления. Изучение процессов рабочего цикла нагревательного прибора позволит понять, как работают приспособления и механизмы, осуществляющие контроль над системой отопления. Что на сегодняшний день представляет собой автоматика для твердотопливных котлов, и каковы ее основные функции.

На автоматику возлагаются следующие функциональные задачи:

• обеспечение оптимального температурного режима в отопительном контуре;
• выполнение контролирующей функции за работой насоса и трехходового клапана в контуре подмеса;
• обеспечение контроля над работой циркуляционного насоса на основном отопительном контуре;
• контроль температуры нагрева воды в системе ГВС;
• обеспечивают включение/выключение трехходового клапана;
• автоматика котельного оборудования представляет собой комплект оборудования вместе с комнатным термостатом.

На схеме показана обычная обвязка автономной системы отопления с установленной автоматикой.

Автоматизация многих процессов при работе нагревательных приборов на твердом топливе позволяет добиться существенной экономии топливного ресурса и освободить обитателей дома от функции истопника. Сегодня автоматика представляет собой набор сложных и энергоемких устройств, каждое из которых решает определенный круг задач и вопросов.

Автоматический котел – это такой агрегат, который способен работать целиком и полностью в автономном режиме, начиная с закладки топлива, заканчивая регулировкой температуры нагрева.

Для справки: Все процессы, начиная с закладки топлива, розжигом и контролем над включением и выключением, делаются в автоматическом режиме. Без вашего участия.  Наличие датчиков и контроллеров позволяет системе самой реагировать на меняющуюся ситуацию. На основании заданных вами параметров, котел работает в установленных режимах.

Какие существуют виды автоматики

Возможности современных электронных приборов, входящих в комплект оборудования контроля над работой отопительного прибора достаточно широки, позволяя настроить приборы в соответствии с собственными приоритетами и желаниями. В большинстве случаев в комплект современных сложных нагревательных приборов входят:

• компьютер, обеспечивающий управление отопительным прибором;
• вентилятор или воздушную турбину.

Сегодня можно обычный полуавтоматические твердотопливные агрегаты практически любого вида оснастить автоматическим блоком управления типа Комфорт Эко. Полуавтоматический твердотопливный котел, оборудованный таким комплектом, может уже большую часть процессов выполнять самостоятельно. Датчики, регулируют на температуру нагрева теплоносителя, на состояние тяги. Вся информация поступает на экран. Обычный пиролизный котел или агрегат длительного горения с автоматикой становится на порядок удобнее в эксплуатации и безопаснее.

Если с электроникой все более, менее понятно, то с механической частью следует разобраться детальнее. Существует классификация автоматики в плане автономности. В данном случае принято различать:

• автоматику, энергозависимую – работающую от электроэнергии;
• автоматика, энергонезависимая, которая не требует подключения к электросети.

В первом случае работоспособность основных приборов осуществима только тогда, когда приборы подключены к электропитанию. Для повышения безопасности работы таких устройств, автономная система отопления оборудуется ИБП. Первый вариант выглядит предпочтительней, так как автоматика, работающая от сети, обладает большей функциональностью.

Второй случай ориентирован на большую автономность. Такие варианты очень удобны в тех ситуациях, когда часты перебои с энергоснабжением, да и нагревательный прибор настроен, работать самостоятельно без лишней электроники.

Важно! В случае если ваш котел настроен должным образом и работает автономно, без дополнительных средств контроля и учета температуры, необходимо чаще наведываться в котельную.

Преимущества котельного оборудования, на котором стоит автоматика

Первое на что обращается внимание любого владельца отопительной техники – это возможность нагревательного прибора самостоятельно регулировать температуру нагрева основного отопительного контура. Ранее все делалось вручную. Задвинул заслонку, температура стала падать и наоборот, открыл поддувало, котел стал работать интенсивнее, температура растет.

Современные автоматические твердотопливные котлы длительного горения способны без участия человек работать в течение длительного времени (до 48 часов), самостоятельно регулируя все процессы. Вам важно только выставить необходимый температурный режим внутри жилого помещения. Термодатчики реагируют на изменение температуры в помещении, подавая сигнал на центральный пульт автоматики. Уже оттуда посылается команда включить специальные вентиляторы наддува, обеспечивающие процесс горения воздухом.

Следующее важное преимущество, которое дает твердотопливным котлам автоматика – это независимость отопительного прибора в работе. Теперь нет необходимости при отъезде выключать котел и ждать когда он окончательно остынет, систему отопления при этом надо сливать, что бы не разморозилась.

На сегодняшний момент ситуация в корне изменилась. С помощью автоматики можно отрегулировать работу нагревательного агрегата в минимальном (поддерживающем) режиме. Другими словами: Вы настраиваете свой котел на определенный температурный режим. Пока вас нет дома, котел работает для того, что бы поддерживать в системе минимальные температурные показатели. Для того, что бы нагревательный прибор запустился на максимальные обороты, достаточно выставить таймер. Вы приезжаете, а у вас в доме тепло.

В случае с поджогом твердого топлива, ситуация вообще упростилась. Человек для этого абсолютно не нужен. В заданное время сработает электроподжиг и котел начнет работать.

Основной акцент в последних моделях, делается на достижение максимально безопасного режима эксплуатации. Твердотопливные агрегаты, оснащенные автоматическими приборами контроля, способны регулярно проводить самодиагностику, выявляя сбои в работе того или иного элемента. Для твердотопливного котла важным остается быстрая реакция. Чем быстрее среагируют приборы и система на возникновения внештатной ситуации, повышение давления в системе, резкий скачок температуры, тем быстрее система остановится в автоматическом режиме.

Твердотопливные котлы с автоматической подачей

Особо стоит остановиться на той категории твердотопливных нагревательных аппаратах, которые снабжены устройствами и механизмами, облегчающие работу кочегара. Речь идет о таком виде котельного оборудования, как твердотопливный котел, оснащенный механизмом автоматической подачи топлива. Целый ряд нынешних нагревательных агрегатов оборудуется специальными приспособлениями, с помощью которых постоянно осуществляется загрузка топлива в камеру сгорания. Такие устройства  носят название пеллетных, потому что в топку идут пелллеты – мелкие легкогорючие гранулы, сделанные на основе отходов древесины.

Котлы с автоматической подачей топлива считаются одним из самых эффективным. КПД в таком устройстве достигает 80-85%, за счет максимально полного сжигания топлива и автоматизации самого процесса. Подобная техника обеспечивает во время эксплуатации необходимый комфорт, чистоту и уют в доме. Твердое топливо аккуратно засыпается в бункер и уже оттуда подается шнековым механизмом в камеру сгорания.

На заметку: в пеллетных агрегатах  автоматика регулирует не только интенсивность подачи воздуха на горелку, но и количество гранул, поступающих в топку. Есть пеллеты на горелке, агрегат работает, нет пеллет, отопительный прибор отключается.

Котлы отопления на твердом топливе в дополнение к автоматической подаче топлива оборудуются еще приспособлением, позволяющим чистить зольник, не прикладывая к этому человеческих рук.

Монтаж автоматики

Если установить котел и проложить трубопровод системы автономного отопления можно самостоятельно, то при оснащении нагревательного прибора приборами контроля и автоматики потребуются услуги специалиста. Автоматика для твердотопливных котлов требует тщательно и точной настройки. Процесс установки и непосредственно настройки оборудования сложный и кропотливый. Поэтому экономить в данном случае не стоит.

Первое на что обращает внимание специалисты, начиная монтаж оборудования – это установка системы вентиляции, основу которой составляет вентилятор. Оборудование устанавливается в нижней части нагревательного прибора, в том месте, где расположена обычная заслонка. Вентилятор крепится достаточно прочно, что бы его не сорвало с места во время работы. Последующий шаг — установка контроллера. Для котла, работающего на дровах, такой прибор станет настоящей находкой. Обычно контроллер представляет собой блок управления нагревательным агрегатом, в котором автоматически заложены различные алгоритмы работы. Здесь главное правильно расставить датчики и произвести настройку. После настройки система подключается к энергоснабжению, делается первый пробный запуск отопительного прибора.

В заключении

В последнее время все больше и больше рынок котельного оборудования, работающего на твердом топливе, пополняется совершенными приборами и системами контроля. Не только зарубежные модели котлов, но и  большая часть отечественных производителей делают сегодня ставку на оснащение нагревательных приборов автоматикой.

Блок управление, в котором имеется жидкокристаллический дисплей, прекрасно справляется с возложенными на него задачами. Теперь нагревательными приборами не только легко управлять, их практически не надо контролировать. Точная настройка всех элементов системы управления позволит с высокой точностью реагировать отопительному оборудованию на малейшие изменения температурного режима. Теперь вашему агрегату не страшен ни перегрев, ни разморозка.

znatoktepla.ru

устройство твердотопливного отопительного котла, как выбрать оптимальный вариант

Содержание:

Водогрейные твердотопливные котлы считаются наилучшим вариантом отопления в тех случаях, когда речь идет о больших помещениях производственного назначения, а также жилых домах на несколько квартир. Такое оборудование отличается надежностью и высокими качественными характеристиками. В статье далее мы рассмотрим, что такое водогрейный твердотопливный отопительный котел, в чем его отличие от прочих вариантов отопления на твердом топливе, и какие бывают разновидности такого оборудования.

Стоит отметить, что любой твердотопливный котел является более экономичным по сравнению с оборудованием, работающим на газе или электричестве. Это связано в первую очередь с высокой ценой на голубое топливо и электроэнергию. В условиях, когда необходимо отапливать достаточно большие помещения, экономия средств оказывается весьма существенной.

Общая информация

Принцип работы водогрейного котла на твердом топливе аналогичен любому другому устройству, которое нагревает теплоноситель в отопительном контуре с помощью тепловой энергии. Использоваться могут самые разные виды твердого топлива – дрова, уголь, пеллеты и брикеты, а также любые другие органические ископаемые, которые хорошо горят и доступны в больших объемах.

Выбор в пользу твердотопливных водогрейных котлов делают обычно в тех местах, где есть неограниченный доступ к твердому топливу, необходимому для его работы. В частности, на деревообрабатывающих предприятиях устанавливают дровяные котлы, которые работают, в том числе, и на отходах деревообработки. В небольших котельных для растопки оборудования используют бурый и каменный уголь, а иногда – пеллеты или торф в брикетах. С точки зрения теплоемкости наилучшими характеристиками обладает антрацит или обогащенная руда, а также кокс.

Водогрейные твердотопливные котлы отличаются высоким коэффициентом теплоотдачи, а благодаря большой площади поверхности теплообменника они способны подогревать большое количество воды.

Так, при использовании 1 кг антрацита в процессе горения выделяется до 7,16 кВт тепловой энергии, в то время как хорошо высушенные дрова из твердых пород древесины дают не более 2,78 кВт.

Стоит отметить, что КПД водогрейных твердотопливных котлов существенно ниже, чем у газовых – 70 % у дровяных и 78 % у угольных. Однако подогрев большого количества воды даже при таких затратах вполне целесообразен.

В отличие от всех прочих твердотопливных аппаратов, водогрейные твердотопливные котлы могут функционировать при постоянной высокой нагрузке, поскольку имеют запас мощности. Такой эффект достигается благодаря использованию большого числа теплообменников, которые подогревают воду для отопления и горячего водоснабжения.

Чем водогрейные котлы отличаются от прочих отопительных приборов

Водогрейный твердотопливный котел представляет собой прибор, внутри которого в результате сгорания твердого топлива температура носителя достигает 95-115 ℃. При этом горячая вода в теплообменнике циркулирует под давление 0,6 МПа. Это главная отличительная черта водогрейных котлов от прочих приборов, в которых движение теплоносителя сначала в котле, а затем и в отопительном контуре, происходит свободно.

Обратите внимание, что при использовании водогрейных котлов теплоносителем выступает обычная водопроводная вода с добавлением определенных примесей и присадок. Эти добавки необходимы, чтобы максимально продлить срок эксплуатации сложного водогрейного контура, то есть трубопровода, по которому циркулирующий теплоноситель нагревается до определенной температуры.

Когда вода внутри контура нагревается да близкой к кипению температуры, на его стенках начинают активно откладываться растворенные в воде примеси. Ни в коем случае нельзя допустить закипания котловой воды. Поскольку подогрев теплоносителя производится под давлением, он не доходит до кипения. При этом давление теплоносителя внутри водяного контура всегда выше, тем давление воды в точках максимального нагрева. Особенность водогрейных котлов на твердом топливе заключается в том, что в них необходимо больше котловой воды для нагрева системы, чем для всех прочих.

Теплоноситель, который разогрелся до 115 ℃, отдает тепловую энергию в систему отопления. При этом давление в трубопроводах отопительного котла удерживается на стабильном уровне. В такой системе повышение давления внутри теплообменника благоприятно скажется на ее работе, поскольку при этом выравнивается температура теплоносителя по всей протяженности трубопровода, а накипь не выпадает на его стенках.

Что касается топочной камеры, то в водогрейных котлах она выглядит практически так же, как и в любых других твердотопливных аппаратах. Выбранный вид твердого топлива, чаще всего уголь, поступает в топку, где и сгорает. Тепловая энергия сквозь стенки топливника передается циркулирующей внутри теплообменника воде. При производстве водогрейных котлов производители конструируют их таким образом, чтобы топливо сгорало интенсивно и максимально эффективно отдавало тепло.

Чтобы остудить образующиеся внутри топки продукты горения, котлы оборудуют конвективными пакетами. Соприкасаясь с их широкой поверхностью, угарные газы остывают до 200 ℃. Примечательно, что более интенсивное охлаждение продуктов горения может привести к выпадению конденсата.

Конструкция водогрейных твердотопливных котлов

Чтобы представить, как именно работает данное оборудование, рассмотрим устройство водогрейного котла на твердом топливе. Традиционно, это сварная металлическая конструкция, в которой предусмотрена опорная рама, то есть каркас, обшитый защитными теплоизолирующими материалами. Основу агрегата составляет сложная система водяных трубопроводов, то есть теплообменник, по которым циркулирует нагретая в котле вода. Снаружи вся конструкция закрыта листовым железом.

Само по себе строение водогрейного котла, а также принципы его функционирования, свидетельствуют о больших габаритах такого оборудования. Кроме того, в зависимости от моделей, топливные камеры могут быть оборудованы различными системами подачи твердого топлива.

Если рассмотреть твердотопливный котел промышленного производства, то он представляет собой единый блок, все элементы которого можно условно разбить на две группы – с экранной и с конвективной поверхностью (прочитайте: «Какие бывают котлы водогрейные промышленные – виды, преимущества и недостатки»).

Элементы конструкции производят из цельнокатаных стальных труб сечением 76 мм. Между ними обязательно устанавливают плавники. Подобная конструкция теплообменника позволяет минимизировать теплопотери и предотвратить утечку продуктов горения сквозь корпус котла. Соединение отрезков трубы между собой производится с помощью сварных швов, рассчитанных на давление до 10 атмосфер.

Обратите внимание, что водонагревательный контур должен иметь только сварные соединения. Причем все работы должны быть выполнены очень тщательно, поскольку оборудование эксплуатируется в условиях высокой температуры и давления.

Дрова или уголь подаются в топливную камеру, оснащенную стандартными или поворотными колосниками (они используются в котлах с ручной подачей). В процессе монтажа водогрейного котла в каркас под топливником устанавливают воздуховод, по которому будет подаваться воздух для сгорания топлива.

Любое оборудование нуждается в периодической очистке. Если в котле предусмотрена ручная подача топлива, то удалять сажу и золу придется через специальный люк. А вот в тех водогрейных котлах, которые оборудованы механической системой подачи, вся работа производится с помощью особых приспособлений – механических транспортеров.

Виды водогрейных отопительных котлов на твердом топливе

В первую очередь, водогрейные котлы, равно как и любые другие отопительные приборы, различаются по уровню мощности. В частности, те модели, которые для работы используют каменный уголь, отличаются большей мощностью.

По уровню мощности их можно разделить на такие группы:

• маломощные агрегаты – выдают в пределах 4 кВт-65 кВт;
• приборы средней мощности – от 70 кВт до 1,8 МВт;
• оборудование с большим уровнем мощности способно генерировать от 1,8 МВт тепловой энергии и более.

Что касается дровяных водогрейных отопительных котлов, то по мощности они уступают оборудованию, работающему на угле. В моделях котлов данной группы мощность колеблется в рамках от 4 кВт до 1,3 МВт.

Обратите внимание, что дровяные котлы, как правило, оборудованы достаточно объемной топливной камерой для загрузки большего количества топлива за один раз. В них сгорание топлива происходит очень интенсивно и эффективно, практически без недожога.

Обычно конструкцией водогрейных дровяных котлов предусмотрена поворотная камера, которая позволяет удалять несгоревшие остатки топлива.

Примечательно, что твердотопливные водогрейные котлы на дровах обычно загружаются вручную. Таким же способом производится и последующая очистка топливника от золы и шлака, а также сажи.

Помимо различий в виде используемого топлива, водогрейные твердотопливные котлы можно разделить по типу циркуляции теплоносителя.

Чаще всего встречаются следующие варианты аппаратов:

• котлы с естественным типом циркуляции;
• приборы с принудительной циркуляцией;
• котлы с комбинированным типом циркуляции;
• прямоточные водогрейные котлы.

Первый вариант предполагает, что движение теплоносителя осуществляется благодаря разнице в плотности воды. Вторая группа котлов оборудована специальным циркуляционным насосом. Третий тип котлов функционирует с использованием обоих типов процесса в зависимости от ситуации. К последней группе относят аппараты, в которых теплоноситель принудительно по прямой движется к выходу из котла.

Чтобы обеспечить доступ в камеру сгорания достаточного количества воздуха, в котлах большой мощности обычно предусмотрены нагнетающие вентиляторы. Кроме того, в мощных отопительных приборах встроены специальные дымососы, которые уравновешивают тягу. Они обычно устанавливаются в специально оборудованных отдельных котельных, где соблюдены все правила пожарной безопасности и присутствуют специальные средства пожаротушения.

Выводы

Твердотопливные водогрейные отопительные котлы по праву пользуются спросом среди потребителей. Особенно востребованы они для организации отопления больших производственных мощностей и объектов малой инфраструктуры города.

Популярность водогрейных котлов обусловлена их эффективностью и экономным потреблением топливных ресурсов. Кроме того, для установки твердотопливных котлов, сжигающих дрова, уголь или любой другой вид органических ископаемых, нет необходимости в получении специального разрешения.

Благодаря простоте конструкции такой прибор можно быстро смонтировать непосредственно на месте и подключить к системе отопления. Дальнейшая эксплуатация и обслуживание прибора не представляет сложности и не требует наличия технической подготовки. Чтобы потребителям было легче разобрать в принципе работы оборудования, на нем ставят минимум управляющих элементов и автоматики.

Примечательно, что сжигать в водогрейном котле можно не только распространенные виды твердого топлива, но и практически все, что горит. При этом топливо сжигается практически без остатка, за счет чего достигается высокая эффективность. Такие агрегаты считаются экологически чистыми и практически не вредны для окружающей среды.

teplospec.com