Как работает твердотопливный котел: устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Содержание

устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Содержание:

Не секрет, что с точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее удобным является газовое отопление. В тех случаях, когда населенный пункт находится в значительном удалении от газовой магистрали, автономное теплоснабжение рациональнее всего оснастить твердотопливным колом.

устройство твердотопливного котла отопления

Общие сведения

Из-за высокой стоимости дизельного топлива и электричества, а также дополнительных расходов на подключение газового оборудования во многих случаях выбор делают в сторону котла на твердом топливе. В результате получается обзавестись отопительной системой, на работу которой не влияет наличие или отсутствие внешних энергоносителей. Как правило, большая часть приборов данного типа не нуждаются в электрической энергии, или же потребляют ее в очень небольших количествах.

принцип работы котла длительного горения


Чаще всего твердотопливными котлами комплектуются индивидуальные системы отопления в отдаленных районах, испытывающих серьезные затруднения с подачей магистрального газа. Существуют целые области нашей страны, где в качестве основного обогревающего агрегата используются дровяные котлы.

Особенности конструкции

Для понимания принципа работы твердотопливного котла предлагается рассмотреть его конструкцию, в состав которой входит несколько элементов.

Топка

Это название применяется к камере, где происходит сгорания топлива. Обычно она выполняет также роль теплообменника. Конструкция топки состоит из портала для подачи топлива, зоны выведения продуктов сгорания, колосника, емкости для сбора золы и воздушного отверстия. Когда твердое топливо сгорает, это способствует нагреванию стенок топки. В дальнейшем тепловая энергия передается воде в специальной рубашке, которая окружает топку со всех сторон.

Водяная рубашка

Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке. Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно. Для этих целей имеет нижний патрубок.

принцип работы твердотопливных котлов длительного горения

Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем. Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии. Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Система дымоудаления

Принцип работы твердотопливного котла объясняет образование внутри топки значительного количества дыма. Для удаления продуктов горения используют теплоизолированные трубы, проложенные от котла за пределы дома.

Контроль и регулировка температуры

Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.

Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором. Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру. Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.

как работает котел на твердом топливе

На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности. Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.

твердотопливный котел принцип работы

По материалу изготовления:

  1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
  2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

  • Воздушными.
  • Паровыми.
  • Водяными (встречаются чаще всего).

как работает котел длительного горения

По принципу сжигания топлива:

  • Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
  • Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

устройство котла на твердом топливе

  • Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
  • Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.

принцип действия твердотопливного котла

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения дает возможность применить автоматизацию. Управление агрегатами данного типа настолько простое, что его может осилить ребенок.

Итоги

Для организации системы отопления можно применить несколько схем устройства котла на твердом топливе. Любая из разновидностей агрегата представляет собой универсальный прибор, превосходящий своих электрических и дизельных собратьев в плане экономичности.


как устроен и работает классический котёл, длительного горения, пиролизный и на пеллетах.

Твёрдотопливный котёл.Создание тёплого уютного микроклимата загородного дома в холодное время года, становится возможным благодаря наличию грамотно подобранного отопительного оборудования. Использование твердотопливных котлов, с каждым годом, становится более популярным. Это связано с ростом цен на ресурсы, с помощью которых работают отопительные системы. Доступность угля и дров вытесняет более дорогие источники энергии, такие как электричество, газ, жидкое топливо.

Содержание статьи

Как устроен твердотопливный котёл

Как устроен твердотопливный котёл.

Корпус агрегатов для сжигания дров и угля изготавливают из стали. Он имеет прямоугольную форму, а размеры зависят от тепловой мощности. Как и любое печное оборудование, внутри остова снизу вверх расположены: зольник, топочная камера, водяная рубашка, а в верхней части – патрубок для отвода продуктов сгорания.

Через нижнюю дверцу агрегата производят чистку от пепла, она же регулирует тягу – а соответственно тепловую мощность котла. Топку от зольника отделяют колосники, которые изготавливают из чугуна. Благодаря использованию такого материала повышается срок эксплуатации колосниковых решёток. Топочную камеру снабжают отдельной дверкой, через которую дрова загружают в агрегат.

Применение разных материалов при изготовлении водяных рубашек разделяет твердотопливное оборудование на модели:

  • с чугунным теплообменником;
  • со стальной рубашкой.

Сложность конструкции теплообменников зависит от функций, возложенных на котёл, мощности и назначения. Агрегаты, которые имеют большое количество разнонаправленных ходов продуктов сгорания во внутренней полости рубашек, оборудуют специальными заслонками. Открытие или закрытие этих шиберов регулирует воздушные потоки горячих масс при сгорании топлива.

Некоторые производители отопительного оборудования устанавливают на верхней плоскости корпуса чугунные конфорки, которые используют в быту для приготовления пищи. Такие агрегаты называют котлами-плитами.

Выходной патрубок для дымохода оборудуют специальным шибером, с помощью которого регулируют поток горячих воздушных потоков при горении, направленных в канал для отработанных газов.

СПРАВКА! Существуют модели, предназначенные для отопления бань. Верхняя поверхность таких банных печей предназначена для размещения камней, которые нагревают воздух, а теплообменник греет проточную воду для использования.

Как работает твердотопливный котёл

Как работает твердотопливный котёл.Принцип работы дровяных котлов заключается в том, что, после загрузки топлива в камеру, его разжигают, а топку закрывают. Для горения используется воздух, просачивающийся сквозь колосниковую решётку. Под действием естественной тяги, горячие потоки отработанных газов проходят снизу вверх, вдоль полостей водяной рубашки. За счёт высокой температуры продуктов сгорания, теплообменник нагревается, а дым удаляется через выходной патрубок – в дымоход.

Использование заслонок, которыми снабжён агрегат, позволяет регулировать процесс горения. При розжиге котла открывают все шиберы, тем самым обеспечивают доступ и отвод большого количества воздуха, необходимого для работы котла. По мере разгорания дров или угля, прикрывают сначала заслонку зольника, а после стабилизации горения – теплообменника, обеспечивая требуемое перемещение горячих воздушных масс по внутренней полости оборудования. Шибер на патрубке дымохода прикрывают только в том случае, когда закрытая заслонка зольника не может сдержать увеличения температуры теплоносителя.

ВНИМАНИЕ! Производители твердотопливных агрегатов не всегда снабжают патрубок для отвода дыма шибером! В этом случае, заслонку устанавливают на дымоходе.

Для поддержания постоянной температуры горения используют терморегуляторы, которые, в зависимости от изменения параметров теплоносителя, управляют нижней заслонкой котла. Устанавливают регулятор в верхней части водяной рубашки. За счёт жёсткого соединения, с помощью рычага и цепи, изменяется положения шибера при повороте термоголовки, которая реагирует на колебания температуры теплоносителя.

Устройство большинства твердотопливных агрегатов подразумевает ручную загрузку дровами или углем. Производители современного оборудования предлагают потребителю модели с автоматической подачей топлива. Такая методика популярна при использовании гранулированных брикетов, специально изготовленных для сжигания при подготовке теплоносителя.

Виды котлов по принципу работы

Сжигание дров или угля в топочной камере может происходить различными методами. Использование того или иного способа разделяет твердотопливное оборудование на несколько категорий.

Классические

Как работает твердотопливный котёл.Само название, говорит о привычном для печного оборудования, методе сжигания топлива. Топку загружают дровами, разжигают, закрывают дверцу и регулируют подачу воздуха, с помощью поддувала вручную или терморегулятором. Горячий воздух, поднимаясь, нагревает водяную рубашку котла и выходит наружу через дымоход. Мощность классического агрегата регулирует воздушная заслонка зольника. Но даже, при полностью закрытом шибере, процесс горения будет продолжаться, только с меньшей интенсивностью.

Такой способ популярен при изготовлении бытовых котлов небольшой мощности. Благодаря простоте конструкции, умельцы, которые самостоятельно изготавливают отопительный агрегат, часто прибегают к использованию этой методики. Ровные поверхности внутренних полостей позволяют легко обслуживать и чистить внутреннюю поверхность от золы и нагара.

Длительного горения

Основным недостатком использования твердотопливного котла является потребность частой закладки дров в топку. Для увеличения интервала времени между загрузками, разработаны различные технологии. Один из таких методов называют длительным горением.

Особенностью этого метода является постепенное послойное сжигание большого количества заложенного топлива. Замедление процесса горения достигают за счёт изменения направлений потоков горячих воздушных масс во внутренней части теплообменника. В зависимости от количества встречных потоков, агрегаты длительного горения бывают:

  • двухходовые;
  • трёхходовые;
  • многоходовые.

Теплообменники с большим количеством ходов применяются в промышленных котлах большой мощности от 100 кВт. Бытовое оборудование длительного горения изготавливают с двух- или трехходовой водяной рубашкой.

Широкое применение в быту нашли твердотопливные агрегаты шахтного типа. Особенность конструкции которых заключается в том, что поддувало расположено в верхней части, а дымоход, берёт своё начало внизу. Такие котлы имеют один ход теплообменника сверху – вниз. Горение происходит в непривычном для законов физики направлении, за счёт обратного направления тяги. Большим недостатком такого оборудования является постоянная потребность очистки дымоотводного патрубка, расположенного в нижней части корпуса. Благодаря несвойственной направленности рабочего процесса, сжигание дров происходит очень медленно.

Кроме котлов длительного горения, использующих естественную тягу в замедленном режиме для увеличения промежутков времени между загрузками топлива, существуют агрегаты с принудительной регулировкой воздушных потоков при помощи вентиляторов. Сложность подбора оборудования, а впоследствии – управления перемещением горячими воздушными потоками, делает не очень востребованными котлы с принудительным движением отработанных газов.

Пиролизные

Пиролизный твердотопливный котёлРазновидностью длительного горения является разделение процесса теплоотдачи на сжигание твёрдого топлива и дожигание пиролизного газа. Топку таких котлов разделяют на две камеры: в первой – дрова медленно тлеют при недостатке кислорода, за счёт этого выделяется вторичный газ (углеводород, азот, угарный газ…), который сгорает во второй части топочной камеры.

Для замедления горения в пиролизных агрегатах часто используют обратную тягу, подобную той, что создаётся в агрегате шахтного типа. Либо применяют специальные дымососы, которые регулируют движение продуктов сгорания внутри теплообменника. Во вторую камеру топки подаётся воздух для горения вторичного газа. Внутренняя полость такого оборудования имеет высокое аэродинамическое сопротивление, что позволяет топливу не разгораться в первой камере. Рабочий процесс во втором отсеке сжигает все вредные газы, образование которых свойственно для обычного горения.

ВАЖНО! Эксплуатация пиролизных котлов не допускает использования топлива влажностью выше 30%! Избыток влаги будет препятствовать процессу выделения вторичных газов!

Двойной процесс горения повышает КПД твердотопливного агрегата. Использование меньшего количества дров или угля по сравнению с обычными котлами заставляет потребителя задуматься о возможности использования такой технологии для отопления собственного дома.

На пеллетах

Твердотопливный котёл на пеллетах.К дорогим относят оборудование длительного горения, которое использует в качестве ресурса гранулированное топливо. Сложность конструкции обусловлена наличием бункера для загрузки и механизма подачи пеллет в топку. От размера загрузочной ёмкости зависит количество времени (до 7 дней) автономной работы агрегата, она имеет форму усечённого книзу конуса, где распложено отверстие для соединения со шнековым или другим типом механизма, порционно отправляющим брикеты в топку, по мере потребности.

Работа всех узлов и механизмов такого агрегата управляется автоматикой. Современные модели оборудуют даже механизмом очистки зольника от пепла. Единственное, что требуется сделать потребителю – это загрузить бункер и разжечь пеллеты. Подобные конструкции применяют при использовании щепы, угольных брикетов и других видов сыпучего топлива.

ВАЖНО! Загрузочная ёмкость и механизм подачи, спроектированный для одного вида топлива, не может использоваться для топки другими сырьевыми ресурсами, не предусмотренными изготовителем оборудования! Подобное нарушение выведет котёл из строя!

Использование различных методов горения и загрузки лишает твердотопливные котлы необходимости частой загрузки, при этом значительно повышает стоимость. Большой выбор отопительной техники позволяет потребителю правильно оценить собственные потребности и сделать грамотный выбор.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Принцип работы твердотопливных котлов пиролизных и длительного горения

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы. Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания. Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

 

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс. Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха. Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель. Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла.

  • Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов  плюс углекислоты.
  • Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
  • Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
  • Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
  • Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

  • Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
  • Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
  • Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
  • Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов.

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств. Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной. Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам. Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

Твердотопливные котлы (обзор)

Содержание:

Конструкция и принцип работы твердотопливных котлов

Преимущества и недостатки котлов на твёрдом топливе

Классические твердотопливные котлы

Котлы длительного горения

Пиролизные котлы

Пеллетные котлы

Расчёт мощности и основные принципы монтажа котлов на твёрдом топливе

Котлы на твёрдом топливе изготавливаются из стали или чугуна и применяются для обеспечения отопления и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий. Совмещают в себе экономичность и возможность обустройства автономной системы отопления, что особенно актуально для негазифицированных регионов и районов с нестабильной подачей электроэнергии. Принцип действия данного вида котлов основан на выделении тепловой энергии в результате сгорания таких видов твёрдого топлива, как уголь, торф, дрова, пеллеты и других.

Конструкция и принцип работы твердотопливных котлов

Классический твердотопливный котёл представляет собой модульную конструкцию, собранную в одном корпусе.

Основные элементы конструкции:
1. Теплообменник является одной из важнейших деталей котла, с его помощью осуществляется передача тепловой энергии разогретого дымового газа непосредственно теплоносителю. Скорость прохождения газа регулируется дымососом. В среднем срок эксплуатации теплообменника составляет около 20 лет. Для изготовления может применяться сталь или чугун.
Стальной теплообменник обходится дешевле, однако быстрее изнашивается. Желательно поддерживать температуру теплоносителя не ниже 65° С, чтобы не допускать образования конденсата. К преимуществам стального теплообменника можно отнести его устойчивость к резким перепадам температур.
Чугунный теплообменник более долговечен, меньше подвержен образованию коррозии и требует поддержания температуры теплоносителя от 50° С и выше.

2. Топочная камера с дверцей предназначена для загрузки и сжигания топлива.

3. Колосниковая решётка должна иметь высокую теплокоррозийную устойчивость, для изготовления часто применяется сплав железа и графита (серый чугун). Решётка обеспечивает доступ воздуха для поддержания горения, равномерное распределение топлива, а также отсев несгоревших остатков в зольник.

4. Люк для прочистки верхних ходов.

5. Регулятор температуры может быть как механическим (регулятор тяги), так и автоматическим (микропроцессорный контроллер).
Для более комфортной и безопасной эксплуатации котла могут применяться дополнительные устройства: регулятор тяги, газовая горелка для розжига, термостатический клапан для предотвращения перегрева и другие.

Работа котла начинается с розжига, в процессе которого происходит быстрое повышение температуры с 30-35° С до 500-600° С за 5-10 минут. В это же время температура теплообменника возрастает до 40-70° С в зависимости от настроек системы. На следующем этапе температура в топке достигает 1000-1300° С в зависимости от применяемого топлива, а теплоноситель прогревается до рабочей температуры. На данном этапе важно не допустить превышения температуры 95° С, что достигается посредством регулировки поступления воздуха в камеру сгорания при помощи задвижки. На заключительном этапе топливо полностью прогорает, и образуются тлеющие угли, после чего происходит постепенное затухание и снижение температуры.

Большинство современных котлов оснащаются датчиком предназначенным для автоматического поддержания температуры в диапазоне от 65° С до 90° С. Датчик соединяется с заслонкой, которая регулирует доступ воздуха в топочную камеру для поддержания процесса горения.


Преимущества и недостатки котлов на твёрдом топливе

Применение твердотопливных котлов в системах отопления и горячего водоснабжения имеет ряд преимуществ:
1. Главным преимуществом котлов на твёрдом топливе является возможность их автономной работы. Работа котла не зависит от наличия электричества, газа или других внешних источников энергоснабжения, что позволяет эксплуатировать его в удалённых районах, а также использовать в качестве дублирующего источника тепла в случае отключения электроэнергии или возникновении проблем с подачей газа.
2. Применяемые виды топлива (уголь, торф, пеллеты и другие) обходятся намного дешевле использования газа, электроэнергии или дизельного топлива. Однако стоит учитывать дополнительные расходы на доставку, погрузочно-разгрузочные работы и хранение.
3. Максимальный КПД у стандартных котлов может достигать 84,9%.
4. Простое устройство котла существенно повышает его надёжность и продлевает срок службы.
5. Большинство моделей котлов может работать на разных видах топлива.
6. Стоимость твердотопливного котла ниже газового или электрического аналогичной мощности.

К недостаткам твердотопливных котлов можно отнести потребность в отдельном помещении для установки котла и хранения запасов топлива. Эксплуатация более трудоёмка, так как требует регулярной ручной загрузки топлива, вычистки золы и сажи.

Классические твердотопливные котлы

Стандартные твердотопливные котлы имеют предельно простую конструкцию, что обуславливает довольно низкую стоимость и простоту эксплуатации. Такие котлы имеют объёмное топочное отделение и неприхотливы к виду и качеству топлива. Полная энергонезависимость позволяет применять их в условиях отсутствующего или нестабильного электроснабжения.

Простота конструкции имеет и отрицательные стороны – сравнительно низкий КПД, необходимость частой загрузки топлива, механическая регулировка температуры теплоносителя, чувствительность к уровню влажности топлива и другие. Также требуется довольно частая очистка котла – накопление золы снижает производительность котла и может привести к перегреву и поломке. При эксплуатации таких котлов следует учитывать их большую инерционность – возможно только постепенное и относительно медленное снижение или повышение температуры, быстрый разогрев или выключение котла невозможны. Учитывая невысокую цену, такие котлы целесообразно применять в качестве запасного варианта на случай перебоев с поставками электроэнергии или газа.

Котлы длительного горения

Принцип действия котлов длительного горения направлен на продолжительное и экономное сжигание топлива. Период работы таких котлов на одной загрузке составляет до 5 суток при использовании угля и до 30 часов при использовании дров. Для увеличения времени работы и количества выделяемого тепла применяется метод «верхнего» или «верхне-нижнего» горения. Наглядно этот метод можно рассмотреть на примере горения обычной спички, повернув её сначала пламенем в направлении пола, а потом перенаправив вверх – при направлении пламени вверх время сгорания существенно возрастёт.

Камера подогрева воздуха соединяется с топочной камерой при помощи телескопической трубы с воздухораспределителем, через которую подаётся подогретый воздух. По мере прогорания топлива труба опускается под собственным весом, что обеспечивает равномерное оптимальное сгорание тонкого верхнего слоя топлива.

Отличительной особенностью таких котлов является большой объём топочной камеры, позволяющий загрузить до 50 кг топлива. За счёт ограниченной подачи воздуха происходит не столько сгорание, сколько тление топлива. Благодаря объёму камеры и медленному сгоранию, одной закладки топлива достаточно для работы котла от 12 часов до 5 суток. КПД таких котлов достигает 90%, они просты в эксплуатации и обслуживании.
Подобная, но более совершенная и экономичная технология применяется и в газогенераторных котлах.


Пиролизные котлы

Эффективность работы пиролизных (газогенераторных) котлов достигается за счёт раздельного сжигания твёрдого топлива и выделяемых в процессе горючих газов в отдельных камерах сгорания. Другое название явления пиролиза – сухая перегонка. Под воздействием высокой температуры (200-800° С) и при ограниченном доступе воздуха в камеру сгорания происходит разложение топлива на твёрдый остаток и пиролизный газ (смесь азота, водорода, угарного газа и углеводородов). Горючий газ с помощью вентилятора подаётся по керамической форсунке во вторую камеру, где происходит подмешивание кислорода и сжигание газа. В результате происходит дополнительная подсушка органического топлива (преимущественно используются дрова или щепа), что способствует более полному сгоранию и образованию меньшего количества золы и сажи. КПД пиролизных котлов может достигать 85-92% в зависимости от качества исходного топлива. Применяемая технология обеспечивает возможность работы котла на одной загрузке до 12 часов, более экономно расходует топливо по сравнению с классическими твердотопливными котлами и является более чистой и экологичной за счёт снижения количества твёрдых и газообразных отходов.

К недостаткам пиролизных котлов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, повышенные требования к влажности органического топлива (не более 25-30%), необходимость полной загрузки для эффективной работы, обязательная установка трёхходового клапана для подмешивания горячей воды в обратную трубу (температура не должна опускаться ниже 65° С, чтобы не допустить образования конденсата) и предохранительного клапана для аварийного сброса излишка воды при закипании. Учитывая относительную сложность конструкции и потребность в дополнительном оборудовании, большинство таких котлов энергозависимы, что лишает их основного преимущества твердотопливных котлов – автономности.

Использование в качестве дополнительного оборудования бойлеров косвенного нагрева или теплоаккумулирующих баков позволяет сократить расход топлива до 20%, увеличить период между закладками, а также иметь постоянный запас воды для горячего водоснабжения.

Пеллетные котлы

Для работы таких котлов применяется специальный вид топлива – пеллеты. Пеллеты производятся в основном из отходов деревообрабатывающей промышленности методом прессования. Склеивание древесных частиц происходит без применения химических добавок: под воздействием температуры древесина выделяет лигнин, который и служит связующим веществом. При сгорании одной тонны пеллет выделяется 3500 кВт/ч тепловой энергии, что в полтора раза больше, чем в процессе сгорания аналогичного количества дров или древесной щепы. Влажность составляет всего 8-12%. Пеллеты представляют собой сыпучий гранулированный материал, что существенно облегчает процесс траспортировки и хранения и являются экологически чистым продуктом, не выделяя в процессе горения токсических веществ.

Конструктивной особенностью пеллетных котлов является обязательное наличие ёмкости (загрузочного бункера) для хранения и подачи пелет в камеру сгорания посредством шнекового механизма. При этом время непрерывной работы котла зависит исключительно от объёма бункера и составляет в среднем от 3-7 суток.

В зависимости от модели котла могут применяться различные способы сжигания пеллет. Ретортная горелка представляет собой стальную или чугунную чащу на поверхность которой снизу подаётся топливо. В зону горения осуществляется подача воздуха поддерживающего процесс горения и предотвращающего перегрев горелки. Могут использоваться как подвижные, так и неподвижные ретортные горелки. Подвижные (оборотные) позволяют эффективно сжигать топливо с большим содержанием золы, влаги и пыли.

КПД пеллетных котлов может составлять до 95% в зависимости от качества топлива и модели котла. Работа большинства котлов полностью автоматизирована и безопасна.

Пеллетные котлы являются энергозависимыми, так как для функционирования шнекового механизма, автоматического розжига и системы подачи воздуха необходимо наличие электроэнергии.

Расчёт мощности и основные принципы монтажа котлов на твёрдом топливе

При расчёте требуемой мощности котла нужно учитывать множество факторов – погодные условия для конкретной климатической зоны, степень утепления дома, герметичность стеклопакетов, тип применяемых радиаторов (стальные, алюминиевые, чугунные), наличие тёплого пола и многое другое. Очень приблизительный расчёт мощности можно сделать исходя из потребности 1 кВт на 10 м² при высоте потолков 3 метра, однако такие данные пригодны только для предварительного выбора модели котла, окончательный расчёт должен проводиться только специалистом.

Установка твердотопливного котла наиболее целесообразна в негазифицированных регионах и регионах где могут иметь место перебои с подачей электрической энергии. От того, насколько правильно смонтирован котёл и сделана его обвязка зависит эффективность и надёжность всей системы отопления в доме. Для оборудования топочной выделяется отдельное помещение, обязательно оборудованное системой приточно-вытяжной вентиляции. Монтаж котла производится на ровное бетонное или кирпичное основание на расстоянии не ближе 70 см от стен помещения. Преимущественно котёл используется в комплекте с теплоизолированным накопительным баком. Бак служит для защиты системы от перегрева, позволяет адаптировать различные источники тепла (котёл на твёрдом топливе, электрический котёл, газовый котёл или другие) в одну систему с системой отопления, оптимизирует работу котла, повышая его КПД и снижая расход топлива. Вода в таком баке может сохранять температуру в течение нескольких дней и применяется как для систем отопления, так и для бытовых нужд. Также могут применяться бойлеры косвенного нагрева, оборудованные как спиралевидными теплообменниками для использования тепловой энергии котла, так и электрическим тэном для нагрева воды в летнее время. Важным элементом обвязки котла является расширительный бак, предназначенный для компенсации излишков воды возникающих в процессе нагревания. Объём бака должен составлять не менее 1/10 общего объёма воды в системе.

На выходе из котла устанавливается группа безопасности, состоящая из манометра, автоматического воздухоотводчика (для предотвращения завоздушивания системы и возникновения воздушных пробок) и предохранительного клапана.
Особенностью твердотопливных котлов является невозможность контролировать подачу топлива, соответственно довольно высока вероятность перегрева. С целью предотвращения перегрева применяется охлаждающий теплообменник. Некоторые модели стальных котлов оснащены им изначально, в остальных случаях он устанавливается на выходе из котла перед системой отопления. При разогреве котла до 95° С срабатывает термостатический клапан и в теплообменник подаётся холодная вода из водопровода или специально предназначенной для этого ёмкости. После охлаждения котла и снижения температуры клапан закрывается.

Другим, более простым, способом борьбы с перегревом является применение сливного клапана. В случае превышения допустимого значения температуры горячая вода перенаправляется в канализацию, а в систему отопления подаётся холодная вода из водопровода.
При установке твердотопливного котла нужно учитывать его инерционность, затухание топлива и снижение температуры происходит постепенно. Учитывая, что за принудительную подачу теплоносителя отвечает циркуляционный насос, должна быть предусмотрена установка аккумуляторной батареи для его бесперебойной работы в случае отключения электрического снабжения. В противном случае неравномерный прогрев различных участков может вывести из строя всю систему отопления.

Эффективная и производительная работа котла во многом зависит от хорошей тяги и правильно рассчитанного и установленного дымохода. При выборе дымохода нужно обратить внимание на его высоту, диаметр, длину разгонного участка и качество утепления трубы. Высота и диаметр трубы рассчитываются исходя из мощности котла, при недостаточной высоте трубы дымовые газы будут плохо вытягиваться, а в худшем случае поступать в обратном направлении, в помещение. Обычно минимальная длина трубы указывается в инструкции к котлу, а диаметр соответствует выходному отверстию котла. Утепление трубы не позволяет дымовым газам остывать слишком быстро, при остывании тяга может ухудшиться. Для изготовления дымоходов применяется преимущественно труба из оцинкованной нержавеющей стали диаметром 120, 150 или 200 мм. Также производятся дымоходные трубы квадратного сечения. Такая труба слабо подвержена коррозии под воздействием атмосферных осадков и конденсата, удобна в сборке и установке, а также имеет привлекательный внешний вид что позволяет устанавливать её по фасаду дома. В нижней части дымохода оборудуется кран для слива конденсата и лючок для прочистки.

По желанию заказчика котлы могут дополнительно оборудоваться системами автоматической подачи топлива из загрузочного бункера. В этом случае может применяться только мелкоразмерное топливо.

Для подключения и обвязки котла могут применяться только металлические трубы (медные, стальные и другие), использование полипропиленовых, металлопластиковых и труб из сшитого полиэтилена недопустимо.

Твердотопливный котел для дома: виды, оборудование

Живя в собственном доме, не всегда есть возможность подключиться к системе газоснабжения по разным на то причинам, а отапливать помещение как-то необходимо. И поэтому перед вами стоит выбор, какой же котел в данном случае приобрести: электрический или твердотопливный.

Понять что лучше, можно только детально изучив основные характеристики и принцип работы отопительного агрегата. Поэтому именно в этой статье опишу принцип работы твердотопливного котла, особенности его использования и предоставлю много другой полезной информации.

Содержание статьи

Что представляют собой твердотопливные котлы

Отопление газом – не всегда самый выгодный вариант получения тепла в жилище с экономической точки зрения.

Электричество – тоже не является панацеей, ведь напряжение в городской сети еще более-менее стабильное, а за городом «скачет» так, что полагаться на него не стоит.

Выхода из такой ситуации всего два: установить дома камин или твердотопливный котел.

Такой вид отопительного оборудования надежен, долговечен и не зависит от переменчивых внешних условий.

Но, если камин, являясь помимо прочего, элитным декоративным элементом, стоит дорого, то котел на дровах доступен по цене и универсален, т.к. может быть установлен где угодно без изматывающей бумажной волокиты.


Основное топливо для твердотопливных котлов это уголь, дрова, дровяные брикеты и прессованные гранулы.

Это основное топливо. Отклонение от этого условия влечет за собой заметное ухудшение процесса горения и коэффициента полезного действия котла на твердом топливе. Также может случиться поломка самого котла и безвозвратный его выход из строя.

Установка в жилом доме твердотопливного котла — задача одновременно проста и понятно, однако при детальном рассмотрении, связана с многочисленными техническими и технологическими сложностями.

Сегодня многие граждане стремятся оборудовать свой дом нагревательным прибором, работающим на твердом топливе. Это объясняется хорошими эксплуатационными характеристиками отопительного оборудования данного вида, отсутствием необходимости получать разрешение на монтаж твердотопливного нагревательного прибора.

Не последнюю роль в плане выбора отопительной техники играет стоимость топливного ресурса и его относительная доступность.

Однако выбрать котел и установить его в доме – этого мало.

Для нормальной работы системы автономного отопления потребуется дополнительная установка различных устройств, приспособлений и механизмов.

Большая часть таких приспособлений обеспечивают нормальное функционирование всего отопительного комплекса и его безопасность.

Буферная емкость или теплоаккумулятор, для твердотопливного котла как раз относится к разряду таких устройств, без которых ни один нагревательный агрегат не сможет полноценно работать.

К преимуществам твердотопливных отопительных котлов относятся следующие качества:

  • экономичность;
  • высокая надежность;
  • длительный срок службы;
  • невысокая стоимость;
  • обширный модельный ряд;
  • возможность использования любых видов твердого топлива.

Недостатками котлов являются такие показатели:

  • требовательность к качеству горючего материала;
  • необходимость в свободном пространстве для хранения топлива;
  • ручная загрузка топлива;
  • необходимость постоянного контроля работы устройства.

Виды твердотопливных котлов

По материалу теплообменника котлы на твердом топливе бывают:

  • стальные;
  • чугунные.
Чугунные более долговечные, но они очень тяжелые и очень неудобны в обслуживании.

Технологически не возможен выпуск многоканальных чугунных теплообменников, так как чугунные детали могут изготовляться только методом литья. Так же невозможно приварить отдельный элемент теплообменника к чугунной секции. Чугунные теплообменники имеют меньшую площадь теплообмена, а значит и меньший КПД.

Стальной котел на твердом топливе имеет меньший запас прочности. Это обусловлено тепловым расширением стали.

В процессе многолетней работы такого котла такой процесс разрушает структуру теплообменника. Но, как правило, качественные стальные котлы на твердом топливе могут работать не менее 15 лет.

Далее котлы отопления делятся по типу загрузки топлива:

  • с ручной загрузкой топлива;
  • с автоматической подачей.

Котел с автоматической подачей топлива работает на специальных гранулах, особенностью которых является низкий процент золы, влаги и их сыпучесть.

Последняя особенность позволяет им легко попадать с бункера в горелку котла отопления с помощью специального винтового привода. Полного бункера хватает на 3 – 5 дней беспрерывной работы.

Существуют системы для накапливания гранул в отдельных специально оборудованных больших помещениях.

Туда наполняется топливо в таком количестве, чтобы хватило на целый отопительный сезон. С этого склада организуется подача с помощью шнекового или пневматического привода прямо в котел отопления.

Такое оборудование также имеет функцию автоматической чистки теплообменника и управления всеми процессами с помощью мобильного телефона. Это дает возможность работать системе отопления целый сезон без человеческого вмешательства.

В основном люди могут позволить себе купить твердотопливный котел небольших габаритов с маленькой камерой для загрузки топлива. Они горят на одной загрузке не более 6 часов. Это и есть их недостаток.

Так как мы не можем отлучится с котельной на очень продолжительное время. Их плюс – это сравнительно небольшая цена и маленькие габаритные размеры.


Есть еще один вид котлов на дровах и угле – это котлы – плиты.

Они подходят не только для отопления помещений, но и для готовки пищи. Принцип их работы такой же как и в простых котлах. Они имеют водяной объем, который передает тепло в систему отопления.

Но их особенность, это наличие варочной поверхности на которой и осуществляется готовка пищи. Как правило они могут гореть не боле 4 – 6 часов и имеют небольшую стоимость и небольшие габариты.

Кроме это отметим 4 основные конструкции котлов для дома:

    • Постоянного горения — котлы бюджетного сегмента.

      Имеют простую конструкцию, когда вокруг камеры сгорания находится водяная рубашка, по которой происходит циркуляция теплоносителя и его распространение по всей системе отопления.

      Иногда комплектуются водоохлаждаемыми колосниками или плитой для приготовления пищи.

    • Котлы длительного горения.

      Этот вид твердотопливных котлов подразумевает более современную конструкцию оборудования.

      Здесь обязательно присутствуют водоохлаждаемые колосники, развитая система дымоудаления (так называемые конвекционные каналы), форсунки подачи воздуха в камеру сгорания и, конечно же, автоматика (блок управления и вентилятор принудительной подачи воздуха).

      Также к котлам длительного горения относятся свечкообразные котлы верхнего горения.

    • Пиролизные котлы.

      Конструкция данного вида котлов имеет сразу две камеры сгорания. В первой сжигаются дрова (влажность не более 25%), а во второй горит выделяемый дровами пиролизный газ. КПД таких котлов достигает рекордных 95%, но есть и, конечно же, ряд своих минусов.

  • Пеллетные твердотопливные котлы.

    Зачастую имеют конструкцию котлов длительного горения, но в нижней дверце расположена специальная пеллетная горелка, на которую, в автоматическом режиме, подаются пеллеты из бункера.

    Запаса такого бункера хватает на 2-5 дней. Иногда комплектуются аварийной чугунной решеткой, на которой можно сжигать обычное твердое топливо — дрова или уголь.

Также котлы могут быть одноконтурными и двухконтурные.

Одноконтурный котел – это устройство, которое предназначено лишь для отопления помещения. То есть, для подогрева воды в данном случае вам необходимо будет предусмотреть что-нибудь другое. Конструкция такого устройства состоит из теплоносителя и спирали. Теплоносителем может выступать вода или специальный антифриз.

Твердотопливные двухконтурные котлы отопления в свою очередь имеют две функции, применяясь для отапливания помещения и нагрева воды. Такие устройства имеют в своем составе две спирали. Нагреваясь в котле, вода проходит по трубам по всему помещению, возвращается в котел и оттуда попадает в водопровод.

Двухконтурные твердотопливные котлы

Предназначаются двухконтурные котлы отопления на твердом топливе для обогрева помещений.

Данные устройства могут функционировать на дровах, угле, биотопливе из древесных отходов и т.д.

На сегодняшний день котлы двухконтурные твердотопливные считаются относительно недорогим и надежным вариантом теплоснабжения дома и обеспечения горячим водоснабжением.

Эти агрегаты производят двух видов:

  • со встроенным в прибор бойлером;
  • со встроенным змеевиком.
Следует отметить такую особенность двухконтурных твердотопливных котлов длительного горения, как отсутствие возможности производить точную регулировку нагрева, позволяющую обеспечивать стабильную температуру теплоносителя для обогрева помещений. Это основной их недостаток, но данную проблему решить можно.

Чтобы регулировка температуры в котле стала возможной, данное оборудование следует подключить вместе с котлом бойлера, так называемого косвенного нагрева, у которого имеется встроенный змеевик, пропускающий сквозь себя горячую воду из агрегата.

В данном случае этот элемент прибора выполняет функцию теплообменника и его монтируют таким образом, что обеспечивается равномерность нагрева жидкости. Поскольку у теплообменника площадь поверхности большая, вода становится горячей за короткий промежуток времени.

Все двухконтурные модели, которые работают на твердом топливе, имеют идентичное строение. Это две цилиндрические емкости, одна из которых расположена внутри второй.

Внутренняя отвечает за отопление жилища, а внешняя – за подачу горячей воды. В самом теплообменнике расположена труба, нагревающая воду. Она же делает возможным отвод газа из топки.

У любого двухконтурного котла есть скобообразная труба, отвечающая за распределение тепла.

Схема твердотопливного котла включает в себя следующее:

  • регулятор тяги;
  • камера сгорания и подогрева; зона горения;
  • заслонка;
  • телескопная труба;
  • распределитель воздуха.

В каждом котле за один раз помещается примерно 30 кг твердого топлива. Это гарантирует бесперебойную работу двухконтурной модели в течение 8 часов. В большинстве случаев теплоносителем выступает вода, поскольку она является недорогим и безопасным сырьем.

Однако нужно учитывать, что зимой, при отсутствии использования двухконтурного аппарата, вода замерзнет. Чтобы избежать этого, необходимо применять антифриз. Его использование не потребуется при ежедневном отоплении жилища.

Двухконтурный котел создается из стали либо чугуна.

Второй вариант считается более долговечным, однако, он отличается повышенной хрупкостью, которая значительно возрастает при сильном нагревании.

Соответственно, во время работы твердотопливного котла необходимо обращать внимание на температуру воды. Чтобы она снизилась, систему отопления заполняют самостоятельно холодной жидкостью. Чугунный твердотопливный котел считается более качественным, ведь его сборка выполняется вручную.

У стального аналога есть множество особенностей.

Хотя такое оборудование более прочное, оно может подвергнуться коррозии из-за контакта с влагой. При превышении уровня температуры, термостатический кран откроется в автоматическом режиме, что приведет к охлаждению системы.

Стоит помнить, что стальной котел создается посредством сварки, а это влияет на цену оборудования.

Оборудование для твердотопливных котлов: буферная ёмкость

Работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя.

Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно.

Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»?

Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.


Буферная емкость (теплоаккумулятор, аккумулирующая емкость) – это устройство, с помощью которого накапливается и сохраняется тепло.

Он внешне похож на огромный термос, в виде цилиндрического бака с утепленными стенками. Его высота, в несколько раз превышает его объем. Изолирован бак термостойким поролоном, который помогает сохранять и удерживать тепло внутри емкости.

Тепловой аккумулятор, является главным элементом в обогреве и распределении тепла во всем помещении. Его основной задачей, является получение и накопление тепловой энергии, от разных источников тепла (твердотопливный или электрический котел), а затем рациональное распределение по отопительной системе и водоснабжение.

Высокая эффективность буферной ёмкости обусловлена тем, что она способна накапливать и сохранять тепло (определенное количество), а затем постепенно отдавать его. В двух словах буферная ёмкость – это своего рода термос, изготовленная из металла бочка (иногда в утеплителе) объемом от 200 до 7000 литров.

Главным элементом буферной емкости, является термоаккумулирующий материал, который сохраняет и распределяет подачу тепла.

В зависимости от материала, который используется, тепловой аккумулятор может делиться на несколько видов:

  • жидкостные;
  • твердотельные;
  • термохимические;
  • паровые;
  • с дополнительными элементами нагревания.

Обратим внимание на работу теплоаккумулятора с использованием твердотопливного котла.

В трубопроводе между котлом и аккумулятором тепла, находится циркуляционный насос, который запускается, так начинает работать система.

С нижней половины бака, охлажденная вода перемещается в котел, где она и подогревается. Разогреваясь до нужной температуры, жидкость перемещается в верхнюю часть емкости. Горячая вода находится в верхней части бака, а с помощью насоса жидкость, которая находится внизу, перекачивается в котел.

Во время включения циркуляционного насоса, который установлен в обратной магистрали системы, холодная вода потихоньку поступает в нижнюю половину буферной емкости.

Впоследствии, вытесняется горячая вода из бака и направляется в отопительную систему. После остановки работы топливного котла, тепло из буферной емкости продолжает подаваться в систему, до тех пор, пока холодная жидкость из магистрали не заполнит внутренний объем бака.

Время работы теплоаккумулятора, после остановки котла, зависит от температуры воздуха на улице, объема бака и количества приборов обогревания.


Буферная емкость, является уникальным изобретение, которое обеспечивает теплом дом и помогает экономить.

Буферная ёмкость – металлическая бочка с утеплением объемом от 200 литров, устанавливаемая между источником тепловой энергии и системой отопления дома в качестве разделителя тепловых контуров с разной температурой и накопителя тепла.

Аккумулирующий бак необходим, если в одну систему объединяются несколько различных источников тепловой энергии: газовый, твердотопливный, электрический котлы, тепловой насос и солнечный коллектор.

Теплоаккумулятор собирает тепло в любое время работы каждого из источников. Например, днём – от солнечного коллектора, ночью – от теплонасоса или электрокотла, в любое время работы газового или твердотопливного котла.

Раздача тепла происходит в постоянном режиме. Подключение буферной ёмкости в контур передачи тепловой энергии повышает экономичность работы самого твердотопливного котла за счёт сбора и накопления тепла. Это позволяет исключить холостой расход тепловой энергии из системы.

Если температура в буферной емкости упадёт, значит ли это что нужно снова топить котёл. В случае системы без буферной ёмкости температура начинает падать сразу и это падение начинает ощущаться человеком через 0,5 – 3 часа (в зависимости от температуры на улице, утепления дома и т.п.).

В схеме же с буферной емкостью увеличивается количество воды в системе(в зависимости от объема буфера от 500 литров до 2000 и более).

Соответственно и остынет этот объём воды в несколько раз медленнее. Вот и получится, что похолодание после остановки котла вы почувствуете не через 0,5-3 часа, а примерно через 6 – 24 часа.

Вот реальная польза и экономия. То самое время, которое Вы можете не топить котёл.

У большинства видов твердого топлива существует три фазы горения – разгорания, интенсивного горения и затухания. В процессе интенсивного горения топливо отдает тепла больше, чем это требуется системе, а вот начальная и конечная фазы, наоборот, дают недостаточно тепла.

При использовании такого топлива в доме часто бывают большие перепады температур, а комфортный для жизни климат образуется редко и случайно.

Буферная емкость призвана сглаживать эти неровности. Благодаря ей, безо всяких усилий и дополнительного оборудования можно все время видеть на термометре свои любимые +22, +25 или любую другую комфортную для вас цифру.

В фазе интенсивного горения емкость забирает на себя излишки тепла, а после затухания котла продолжает отдавать тепло в систему отопления.

Это позволяет не только поддерживать нужную температуру в помещении, но и экономить до 50% энергоносителей. Точно так же буферная емкость работает и в сочетании с тепловым насосом, только аккумулирует она в этом случае не тепло, а холод.

У аккумулирующей емкости есть еще одна важная функция. Если у вас в системе установлен не один, а несколько отопительных приборов, вы можете подсоединить их к одной буферной емкости.

Благодаря этому можно:

  • отказаться от лишних деталей системы;
  • настроить отопительные приборы для работы по приоритетности;
  • избежать ненужных включений одних приборов или отключений других.

Преимущества и недостатки использования буферной ёмкости

Существует достаточно много причин, по которым стоит использовать эту конструкцию:

  1. График работы котла.

    Твердотопливные котлы необходимо регулярно оснащать топливом. Ночью такой процесс, совсем неудобен и в таком случае спасает теплоаккумулятор. Теплая вода сохраняется в буферной емкости. А затем распространяется по системе.

    Установка теплового аккумулятора позволяет увеличить интервалы между топкой котла и поможет значительно уменьшить расход топлива.

  2. Если применяется электрический котел, то экономия происходит ночью.

    Так как стоимость на электричество днем и ночью отличается в несколько раз. Монтаж буферного бака позволит запрограммировать работу котла только в ночной период работы.

  3. Неравномерная подача тепла.

    Практически у всех котлов существует три фазы работы: разгорание, интенсивное горение и затухание. Из-за такого процесса происходят сильные перепады температуры. Буферная емкость поможет избежать такого явления.

    В период интенсивного горения бак забирает в себя лишнее тепло, а во время затухания постепенно отдает его в систему отопления.

  4. Механическая регулировка работы котла, не позволяет сжигать все вредные вещества.

    В период работы твердотопливных котлов выделяются вредные вещества (кислоты, деготь). Стандартные котлы обустроены воздушным клапаном, который блокирует подачу кислорода к топливу и провоцирует выделение вредных веществ.

    Устанавливая буферную емкость можно не только обеспечить дом теплом, но и сохранить здоровье и уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

  5. Защита от перегрева.

    Интенсивно работая, котел может перегреться, что повлечет за собой плачевные последствия (выход системы из строя, взрыв). Тепловой аккумулятор надежно защищает котельную установку и систему отопления от перегрева.

  6. Экономия.

    Устанавливая тепловой аккумулятор можно сэкономить до 30% топлива и электроэнергию.

К достоинствам автономных твердотопливных систем отопления с теплоаккумулятором можно отнести следующее:

  • Энергетический потенциал твёрдого топлива используется в максимально возможной степени. Соответственно, резко возрастает КПД котельного оборудования.
  • Работа системы будет требовать гораздо меньшего вмешательства человека – начиная от сокращения числа загрузок котла топливом до расширения возможностей автоматизации управления режимами работы различных контуров отопления.
  • Сам твердотопливный котел получает надежную защиту от перегрева.
  • Работа системы становится более плавной и предсказуемо, обеспечивается дифференцированный подход к обогреву различных помещений.
  • Появляются широкие возможности модернизации системы, в том числе – с запуском дополнительных источников тепловой энергии, без демонтажа старых.
  • В большинстве случаев одновременно решается и проблема горячего водоснабжения дома.

Имеется также ряд недостатков:

  • Система отопления, оснащенная буферной емкостью, характеризуется очень большой инерционностью. Это означает, что от момента первичного розжига котла и до выхода на номинальные режим работы потребуется весьма немало времени.

    Вряд ли это будет оправдано в загородном доме, который в зимний период хозяева посещают только на выходные дни – в таких ситуациях требуется быстрый нагрев.

  • Теплооаккумуляторы – это громоздкие и тяжеловесные (особенно – в заполненном водой состоянии) конструкции.

    Для них требуется достаточно места и хорошо подготовленное надежное основание. Причем – поблизости от котла отопления.

    Не в каждой котельной это возможно. Плюс к этому – сложности с доставкой разгрузкой, а нередко – еще и с заносом ёмкости в помещение (может не пройти в дверь). Все это следует учитывать заранее.

  • К недостаткам можно отнести и весьма высокую цену таких приборов, которая порой даже превосходит стоимость котла. Этот «минус», правда, скрашивает ожидаемый эффект экономии от более рационального использования топлива.
  • Теплоаккумулятор в полной мере раскроет свои положительные качества только в том случае, если паспортная мощность твердотопливного котла (или суммарная мощность иных источников тепла) будет хотя бы вдвое выше, чем расчётное значение, необходимое для эффективного обогрева дома.

    В противном случае приобретение буферной емкости видится нерентабельным.

Регулятор тяги для котлов

Не так давно интенсивность горения дровяных отопителей регулировалась исключительно вручную, путем открывания или закрывания дверцы зольника, откуда происходит подача воздуха в топку за счет естественной тяги дымохода.

Сейчас этим занимается специальное устройство — регулятор тяги для твердотопливных котлов. Хозяину дома только и остается, что выставить желаемую температуру теплоносителя. Вопрос в том, насколько хорошо справляется данный элемент со своими функциями и нужен ли он вообще.

Главную роль в устройстве регулятора играет термостатический элемент, помещенный внутрь цилиндрического корпуса и связанный механически с рычагом и цепочкой, прикрепленной к дверце зольника.

Элемент представляет собой герметичную колбу, наполненную термочувствительной жидкостью, значительно расширяющейся при нагревании. Он находится в том конце корпуса, который вкручивается внутрь водяной рубашки котла и непосредственно контактирует с теплоносителем.

Конструкция изделия от разных производителей может отличаться.

Типовой механический регулятор тяги состоит из следующих элементов:

  • Погружная гильза;
  • Термостатическая капсула;
  • Шток;
  • Исполнительный механизм;
  • Рычаг;
  • Пружина;
  • Настроечная рукоятка;
  • Цепь.

Функционирует устройство следующим образом:

  • жидкость в термостатическом элементе нагревается, контактируя с нагревающимся теплоносителем;
  • благодаря расширению рабочей среды в термостатическом элементе, исполнительный механизм перемещает рычаг;
  • при перемещении рычага ослабляется цепочка и заслонка начинает закрывать отверстие;
  • за счет уменьшения потока воздуха в топку, интенсивность горения топлива снижается;
  • теплоноситель остывает и вместе с этим сжимается рабочая среда в термостатическом элементе;
  • рычаг перемещается вверх, приоткрывая заслонку;
  • регулировка выполняется циклически до полного прогорания топлива, при остывании теплоносителя рычаг поднимает заслонку в верхнее положение.

На торце устройства расположена рукоятка настройки. Она ограничивает ход рычага, определяя крайнее положение воздушной заслонки. Это дает возможность задать определенную температуру теплоносителя, которая будет поддерживаться в автоматическом режиме.

К сожалению, не все котлы пригодны для установки подобного устройства. Потому, прежде чем купить регулятор тяги твердотопливного котла,следует убедиться в том, что Ваш котел пригоден для подобного вида работ и имеет специализированное отверстие для прибора.

Основными плюсами регулятора тяги являются:

  • Простота установки;
  • Отсутствие необходимости электрического снабжения;
  • Простота эксплуатации;
  • Регулятор тяги твердотопливного котла, цена которого очень важна, относительно дешев. Это является видимым преимуществом, потому, очень часто выносится как достоинство, благодаря удачному соотношению цены и качества.

Установить регулятор тяги очень просто, для этого просто необходимо следовать небольшой инструкции:

  • Необходимо хорошо прогреть котел вручную;
  • Вторым шагом будет установка температуры на приборе в 65 градусов по Цельсию;
  • Далее стоит измерить температуру жидкости в системе, и когда она достигнет установленной, то есть 65%, прикрепить регулятор, оставив заслонку приоткрытой, с зазором в пару миллиметров.

Следуя этой простой инструкции, можно без труда установить регулятор тяги для твердотопливных котлов, регулируя показатели системы сразу после крепления.

твердотопливные котлы на дровах, как работает универсальный топливный котел, работа автоматического котла

Содержание:

Для отопления собственного дома может использоваться несколько видов систем, и выбор подходящей – задача далеко не самая тривиальная. Долго тянуть с выбором не получится – ближайшая зима сделает проживание в неотапливаемом доме совершенно невозможным, не говоря уже о многократном снижении срока службы всей отделки, мебели и прочих объектов, находящихся в доме.

Самое традиционное решение – это обустройство водяного отопительного контура, в котором будет циркулировать теплоноситель, отдающий тепло помещениям посредством отопительных приборов. Разумеется, функционирование такой системы невозможно без нагревательного устройства. В последнее время все большую популярность приобретают котлы отопления длительного горения на твердом топливе, которые отличаются высокой эффективностью и экономичностью. Именно такие устройства и будут рассмотрены в данной статье.

твердотопливные котлы длительного горения на дровах

Особенности котлов длительного горения

Самым популярным источником тепла для водяных отопительных систем является газовый котел. У таких устройств есть немало преимуществ, но существует и несколько ограничений на использование газовых котлов: во-первых, газовые магистрали проложены далеко не во всех населенных пунктах, особенно если речь идет о дачных поселках, а во-вторых, подключение к этой магистрали всегда обходится в достаточно крупную сумму. Кроме того, стоит отметить необходимость согласования установленного газового оборудования с соответствующими инстанциями.

Еще один доступный вариант – это использование электрического отопительного оборудования. У подобных устройств тоже есть масса положительных качеств – высокий КПД, гибкая настройка и наличие различных автоматизированных вспомогательных систем. Впрочем, за эти преимущества придется основательно платить – стоимость электроэнергии на сегодняшний день очень велика, поэтому эксплуатация электрического отопления обходится слишком дорого. К тому же, если регион характеризуется регулярными перебоями с электричеством, то подобный вариант отопления будет крайне нестабильным, а значит, недостаточно эффективным в деле создания комфорта в доме.

котлы отопления на твердом топливе длительного горения

Вот здесь-то и стоит вспомнить о подзабытом варианте обогрева жилого дома – обычном твердотопливном котле на дровах. При достаточно высокой эффективности подобное оборудование отличается еще и экономичностью – дрова являются возобновляемым энергетическим ресурсом, поэтому их стоимость не очень велика. Кроме того, хорошие твердотопливные котлы не особо требовательны к качеству используемого топлива.

Конечно, простые печи нельзя назвать высокотехнологичным оборудованием. Их до сих пор можно встретить в деревнях, но использование обычных печей в современных постройках в качестве основного отопительного контура не практикуется, несмотря на способность долго отдавать тепло за счет толстых стенок и тщательно рассчитанной системы вывода продуктов сгорания.

Вся проблема заключается в том, что при подключении такой печи к водяному отопительному контуру приходится поддерживать определенную температуру теплоносителя, подкладывая новую партию дров каждые 2-3 часа. Разумеется, расход топлива при этом увеличивается на порядок, и ни о какой экономичности не может идти и речи.

Современные твердотопливные котлы длительного горения – это оборудование совершенно иного формата. Как понятно из названия, ключевой особенностью таких котлов является возможность горения на протяжении около 12 часов на одной закладке топлива (наиболее производительные модели могут работать на одной партии дров на протяжении нескольких суток).

В качестве топлива могут использоваться не только обычные дрова. Достаточно эффективным и недорогим топливом являются пеллеты – спрессованные брикеты, состоящие из отходов деревообрабатывающей промышленности. При большой необходимости такой материал можно сделать и самостоятельно. Для твердотопливных котлов также можно использовать уголь или торф (правда, в этом случае оборудование должно быть рассчитано именно на данный вид топлива). Хорошим вариантом будут и «евродрова», состоящие из древесных отходов, но имеющие форму привычных поленьев.

Принцип работы котлов отопления на твердом топливе

Обычные твердотопливные печи работают по довольно простому принципу:

  • В топливную камеру закладывается подходящий вид топлива и разжигается;
  • Поступающий в топку воздух, насыщенный кислородом, обеспечивает процесс горения;
  • Интенсивность горения регулируется подачей воздуха и площадью наружной поверхности закладки топлива.

С технологической точки зрения подобный процесс очень напоминает обычный открытый огонь, но в печи он получается заключенным в кирпичную или металлическую коробку. Продукты сгорания топлива выводятся наружу посредством дымоотводного канала, который при правильном проектировании существенно повышает эффективность системы. Впрочем, никакие технические особенности простой печи не могут повысить энергетическую ценность используемого топлива – оно все равно будет гореть достаточно быстро, активно и с большим количеством отходов, то есть теплоотдача самого топлива получается ниже предельно возможной.

котел твердотопливный и электрический длительного горения

Все дело в особенностях термического разложения древесины. При поверхностном изучении вопроса может показаться, что при горении дерево просто окисляется и переходит в состояние угля, выделяя в процессе углекислый и угарный газ. Если же углубиться в изучение, то станет ясно, что в процессе горения возникают еще и летучие углеводородные соединения, представляющие собой газообразное топливо, которое в традиционных печах просто уходит в трубу вместе с остальными продуктами сгорания. Читайте также: "Устройство и принцип работы твердотопливного котла – теория и практика".

Горение (термическое разложение) дерева – это пиролиз, а выделяемые в процессе горения газы, соответственно, называются пиролизными. Теплоотдача такого вещества гораздо выше, чем у обычного топлива, а степень сгорания при выжигании газа в конечном итоге оказывается более полной – в воздух выбрасывается преимущественно водяной пар вместе с углекислым газом.

Если подвести промежуточные итоги, то можно сказать следующее – для достижения максимальной эффективности горения нужно сделать так, чтобы основным используемым топливом были именно пиролизные газы, а не сами дрова. Именно по этому правилу и происходит работа твердотопливного котла длительного горения.

Виды твердотопливных котлов на дровах и другом топливе

Поскольку отличительной особенностью котлов длительного горения является полное сгорание топлива, включая выделяемый им пиролизный газ, то основной задачей является обеспечение поступления воздуха и пиролизного газа в необходимых пропорциях в камеру сгорания, чтобы горение обеспечивало должную теплоотдачу.

Зная, как работает твердотопливный котел длительного горения, можно выделить несколько основных видов котлов длительного горения:

  1. Модели с встроенным вентилятором, обеспечивающим подачу воздуха. Настройка интенсивности подачи осуществляется за счет автоматического блока.
  2. Энергонезависимые устройства, в которых циркуляция воздуха осуществляется посредством естественной тяги, которая регулируется вручную.
  3. Котлы, обеспечивающие сгорание тонкого слоя дров сверху вниз.
  4. Устройства с автоматизированной подачей новых порций топлива в топочную камеру.

Первый вариант конструкции, включающий в себя вентилятор для принудительной подачи воздуха и блок автоматики, обычно имеет компоновку, в которой камера загрузки и топка расположены в верхней части устройства. Когда розжиг произведен, подача воздуха к топливу переключается на минимальный режим, а вентилятор проводит воздух через нижнюю огнеупорную камеру основного дожига.

как работает твердотопливный котел длительного горения

Поскольку камера выложена из жаростойких материалов, то опасаться прогорания металлических элементов конструкции не стоит. Кроме того, накапливающие тепло детали обеспечивают дополнительную теплоотдачу. Созданная вентилятором тяга перемещает пиролизный газ в нижнюю камеру, оснащенную керамическими соплами, рассчитанными на работу в условиях экстремально высоких температур.

Сгорающий в топке пиролизный газ является основным топливом в котле длительного горения, поэтому именно его энергия используется для отопления здания. К камере подключается отопительный трубопровод дома, а движение теплоносителя в нем осуществляется за счет циркуляционного насоса.

Впрочем, рассмотренная компоновка для данной категории котлов не является единственно возможной. Например, модельный ряд «Gefest-profi» отличается задним расположением камеры дожига. Помимо расположения, она отличается сложной конфигурацией, благодаря которой достигается КПД около 90-93%. При таком показателе эффективности почти вся энергия отдается теплоносителю – на выходе в дымоотвод температура газа может снижаться до 70 градусов.

Устройства с электронным управлением очень хороши по всем параметрам, но без небольшой ложки дегтя все же не обошлось – наличие электронного блока говорит о том, что твердотопливный и электрический котел длительного горения находится в непосредственной зависимости от электроэнергии. При отключении электросети происходит вполне ожидаемое явление – вентилятор и автоматика прекращают свою работу, тем самым полностью парализуя функционирование отопительной системы.

универсальный твердотопливный котел длительного горения

Этот недостаток крайне существенен, ведь отопление в случае отсутствия электричества не станет работать даже при наличии естественной циркуляции теплоносителя. Конечно, существует частичное решение проблемы, которое заключается в установке бесперебойного питания – но от регулярных отключений электричества оно не спасет. К тому же, автоматика сама по себе очень плохо относится к перепадам напряжения в сети, поэтому котел придется дополнительно оборудовать отдельным стабилизатором.

Чтобы не зависеть от электроэнергии, можно установить энергонезависимый котел длительного горения. В таких устройствах используется естественная тяга, а интенсивность подачи воздуха регулируется без использования электронных приспособлений. Хорошим примером энергонезависимого котла является модель «Траян» отечественного производства.

Загрузочная камера в этой модели располагается в нижней части конструкции, а под ней установлен зольник – то есть устройство очень похоже на обычную печь. Установленная на дверце заслонка связана посредством цепочки с биметаллическим терморегулятором. Читайте также: "Как выбрать котел твердотопливный Купер – принцип работы. характеристики".

Как работает универсальный топливный котел

Рабочий процесс в таком котле происходит следующим образом:

  • В начальной фазе горения топлива заслонка открыта до упора – это позволяет дровам хорошо разгореться, а котлу запустить процесс пиролиза, для чего требуется температура свыше 200 градусов;
  • Когда топливо уверенно горит, заслонка прикрывается так, чтобы количество воздуха, попадающего в камеру, было минимальным;
  • Разогретый в каналах воздух посредством трубок с откалиброванными отверстиями подается в верхнюю камеру;
  • На выходе из горелок содержащийся в воздухе кислород вступает в реакцию с пиролизным газом, за счет чего и выделяется тепло, отдаваемое теплоносителю, находящемуся в контуре отопительной системы.

Учитывая полную независимость такого котла от электричества, его можно вполне эффективно использовать в связке с отопительными системами, в которых теплоноситель перемещается естественным путем. На отечественном пространстве перебои с электроэнергией встречаются во многих регионах, и в таких случаях автономные водогрейные твердотопливные котлы длительного горения будут лучшим выбором.  

стальные твердотопливные котлы длительного горения

Стоит обязательно отметить, что в плане эффективности подобные котлы длительного горения существенно уступают устройствам, оснащенным электронным блоком управления. Все-таки способность системы автоматически регулировать происходящие в ней процессы и принудительно подавать необходимое количество воздуха заметно повышает КПД котла.

Следующий вид котлов – это устройства, в которых обеспечивается сжигание дров сверху вниз, но слой топлива при этом очень тонкий. Такой принцип работы встречается, например, в продукции литовской компании «Stropuva». Одноименный модельный ряд твердотопливных котлов длительного горения уже давно популярен среди многих хозяев из-за своей эффективности.

Стальные твердотопливные котлы длительного горения данного типа представляют собой вертикально расположенный цилиндр. Для закладки могут использоваться любые виды твердого топлива – от привычных поленьев до опилок и прочих древесных отходов. Благодаря большому объему топливной камеры на одной загрузке котел может проработать от 1 до 3 суток, а при использовании угля этот срок увеличивается вплоть до недели.

Высокая эффективность и длительное прогорание топлива обеспечиваются принципом работы котла:

  1. Сначала в топку через специальное окно закладывается выбранный вид топлива. После того, как огонь разведен, на закладку опускается распределитель воздуха, который обеспечивает дозированную подачу кислорода исключительно в верхний слой топлива. Благодаря специальным каналам распределитель подает воздух равномерно, поэтому процесс горения достаточно стабилен и однороден.
  2. Для обеспечения максимально эффективного дожига газов воздух перед подачей в камеру прогревается в специальной камере, соединенной с распределителем посредством телескопического воздуховода. В результате получается следующее: распределитель самостоятельно опускается к топливу под давлением собственного веса и все время находится в нужной точке.
  3. После выделения газы отправляются на дожиг в верхнюю часть камеры. Для обеспечения горения в камеру через заслонку поставляется дополнительный воздух. Заслонка имеет несколько рабочих положений, позволяющих настраивать твердотопливный котел под разное топливо.
  4. Продукты сгорания, оставшиеся после всех рабочих процессов, происходящих в котле, попадают сначала в патрубок, а уже после него – в дымоотводный канал.
  5. Для регулировки интенсивности горения используется воздушная заслонка. Она связана с биметаллическим регулятором, который позволяет установить необходимое значение.
  6. Твердотопливный котел длительного горения находится в водяной рубашке, позволяющей отдавать тепло в отопительную систему. Разумеется, рубашка оснащена входным и выходным патрубками.
  7. Чтобы топка не засорялась, ее необходимо регулярно чистить, для чего используется ревизионное окошко.

В некоторых моделях котлов устанавливается еще и вентилятор, обеспечивающий принудительную тягу и тем самым повышая эффективность системы. Впрочем, энергозависимым такой универсальный твердотопливный котел длительного горения из-за наличия вентилятора не становится – естественная тяга обеспечит работу конструкции даже при ее отключении от электросети.

топливные котлы длительного горения

Удачная конструкция благодаря своей высокой эффективности стала прототипом для создания различных самодельных отопительных устройств. Конечно, самостоятельную сборку котлов длительного горения нужно рассматривать отдельно и более подробно, но вкратце можно сказать так – подобные устройства имеют полное право на существование и нередко создаются умелыми хозяевами.

Последним решением, которое может использоваться для обеспечения длительного горения в котле – автоматизация подачи топлива. По этому принципу работают как домашние, так и многие промышленные твердотопливные котлы длительного горения, использующие в качестве топлива пеллеты.

С конструктивной точки зрения отличий от обычных котлов длительного горения нет – в устройствах с автоматической подачей топлива присутствуют те же элементы, работающие по таким же принципам. Единственное отличие заключается в наличии специального шнека, постоянно подающего новые порции пеллет в топочную камеру. Система отслеживает наличие топлива посредством фото- и термодатчиков, и в зависимости от их показаний отправляет в топку дополнительное топливо.

Автоматический котел длительного горения на твердом топливе достаточно эффективен и перспективен. Конечно, недостатки тоже есть – в частности, для работы автоматики требуется электричество, и его отсутствие (или постоянные перебои) сделают выбор подобного котла неоправданным. Установка и настройка такого оборудования тоже сопряжены с немалыми трудностями. И последний заметный недостаток – недостаточная насыщенность рынка гранулированным топливом, поэтому с ним в процессе эксплуатации котла могут возникнуть серьезные осложнения.

Достоинства и недостатки

В арсенале твердотопливных котлов длительного горения имеется ряд положительных качеств, которые делают такое приобретение крайне выгодным:

  1. Высокий КПД. Топливные котлы длительного горения отличаются от обычных печей достаточно высоким КПД, который у отдельных моделей может достигать 95% – а этот показатель вполне сравним с эффективностью работы газовых отопительных котлов. Такая эффективность достигается за счет теплообменников и использования в качестве основного топлива пиролизного газа.
  2. Экологичность. Все модели твердотопливных котлов длительного горения выбрасывают в воздух только водяной пар и углекислый газ, которые не причиняют никакого вреда окружающей среде.
  3. Небольшая стоимость топлива, его доступность и автономность отопления. Работающие на дровах твердотопливные котлы длительного горения, не зависят от наличия газовых магистралей, а некоторые из них – еще и от электричества. Само по себе твердое топливо обходится не очень дорого, а отсутствие необходимости в согласовании отопительного оборудования делает твердотопливный котел очень выгодным приобретением.
  4. Возможность обеспечения горячей водой. В некоторых моделях котлов присутствуют встроенные контуры, необходимые для создания горячего водоснабжения. Даже если такой контур отсутствует, всегда можно докупить отдельный бойлер и подключить его к котлу.
  5. Долговечность и простота обслуживания. Правильно установленный котел отопления длительного горения на твердом топливе, который используется в соответствии с правилами эксплуатации, вполне может прослужить несколько десятков лет без каких-либо нареканий.

промышленные твердотопливные котлы длительного горения

Из недостатков можно выделить следующие качества:

  1. Необходимость пополнения топливных запасов. Это самый заметный минус всех твердотопливных котлов – сколько бы времени не требовалось на прогорание одной партии топлива, рано или поздно придется закладывать следующую. Кроме того, для нормальной работы котла требуется иметь запас топлива, который может храниться только в специально оборудованном месте.
  2. Необходимость регулярной чистки. Обязательным пунктом в любой инструкции по эксплуатации твердотопливного котла является периодическая очистка котла от золы и сажи.
  3. Требовательность к месту установки. Твердотопливным отопительным котлам нужно отдельное помещение и хороший фундамент. Кроме того, в помещении должна быть нормальная вентиляция.

Заключение

Твердотопливные котлы длительного горения – это один из лучших вариантов автономных отопительных устройств для частных и загородных домов. Зная их достоинства и учитывая недостатки, можно сделать выводы об актуальности приобретения данных устройств и их эксплуатации. 


Что такое твердотопливный котел длительного горения, принцип работы

Далеко не все знают о существовании твердотопливных котлов длительного горения. Поэтому имеет смысл познакомиться с этим оборудованием. Давайте разберём принцип его работы и эффективные способы эксплуатации.

И первый вопрос…

Что это такое?

Котел твердотопливный длительного горения Defro

Как же работает такой вид твердотопливного котла? В его топку загружают дрова или уголь, пеллеты или торфяные брикеты, солому или тростник и просто поджигают их. Все перечисленные материалы являются топливом. Все это горит, а тепло передается устройству, которое называется теплообменником. Конструкция последнего достаточно сложна. Обычно это полый змеевик из металла, внутри которого проходит теплоноситель — вода.

Тепловая энергия от металла передается воде, которая нагревается и начинает движение по системе отопления под действием законов физики. Конструкция отопительного котла и принцип его работы просты и понятны, но все это крайне неудобно в обслуживании и эксплуатации.

Один небольшой нюанс — длительность горения разных видов топлива различается и составляет от 2 до 8 часов. Но в любом случае после полного прогорания топлива образовавшуюся золу необходимо убрать и сделать новую закладку.

Еще совсем недавно все это проводилось вручную и сопровождалось массой неприятных моментов, особенно, когда дело касалось уборки. Но теперь на рынке есть новые конструкции, работающие в полуавтоматическом режиме. То есть загрузка топлива — брикетов, угля или пеллетов — происходит механическим способом из бункеров, которые способны принять большой объем таких материалов. К тому же подобные котлы снабжаются автоматикой, которая сама регулирует подачу топлива в котел.

Но конструкторы и инженеры стали искать не только механические способы решения этих задач. Рассматривались и другие механизмы лучшего сгорания топлива в топках. Так появились на свет два новых агрегата с совершенно иными принципами работы. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Пиролизный котел или газогенератор

Пиролизный котел Ziehbart 100

Для начала поясним, что такое пиролиз. Это возможность эффективного сгорания топлива при недостатке кислорода. Когда его не хватает, то образуется несгораемый остаток в виде твердой золы, а побочным продуктом является горючий пиролизный газ. Он представляет собой дикую смесь продуктов сгорания твердого топлива и углекислоты.

В газогенераторе процесс сгорания разделяется на два этапа:

  1. В топливной камере №1 топливо тлеет в бедной кислородом атмосфере. Подчеркиваем — оно не горит, а тлеет. Создать такие условия — не проблема. К примеру, можно поставить обычную механическую заслонку. Закрыл — и нет поступления воздуха. Открыл — и производительность резко повышается.
  2. В топливной камере №2 перерабатываются летучие продукты сгорания топлива. Это газ, регулировать который можно без проблем. К примеру, можно установить термостат, который будет определять количество необходимой энергии в нужное вам время.

Что получается в результате?

  • Полное сгорание твердого топлива. Остается лишь мелкая зола, которую можно использовать в качестве удобрения. Это экономически выгодно во всех отношениях — никаких отходов, длительное горение, и реже производится чистка зольника.
  • Увеличивается промежуток между закладками топлива. К примеру, крупный уголь можно закладывать 1 раз в сутки.
  • Полная автоматизация процесса.
  • Есть возможность сжигать большие по размеру дрова. В обычных твердотопливных котлах они полностью не сгорают.

Но необходимо учесть и некоторые отрицательные моменты:

  • Стоимость отопительного пиролизного котла в разы выше, чем у классических вариантов.
  • Такие котлы относятся к категории энергозависимых и требуют принудительного надува.
  • Для их работы необходимо использовать только сухое топливо.
  • Нельзя делать закладку ниже нормы, определенной производителем.

Котел верхнего горения

Если говорить точно, это и есть твердотопливные котлы верхнего горения. Они предназначены для одной закладки, на которой котел будет работать очень долго. Можно привести большое количество примеров современных котлов, которые при одной закладке работали более суток, при этом выделяя тепловую энергию в 5–6 киловатт.

За счет чего возможна такая работа котла?

  • Во-первых, за счет конструктивных особенностей модели. Колосник и зольник в ней отсутствуют. На их месте установлен глухой поддон, исключающий горение в этой части котла. Топка имеет цилиндрическую форму, а воздух в нее попадает сверху, что дает возможность гореть верхнему слою топлива.
  • Во-вторых, распределить потока воздуха является подвижной частью, а не стационарной. При закладке он поднимается вверх до определенного уровня, что создает условия для равномерного распределения воздуха по верхним слоям горящего топлива. По мере сгорания и уменьшения объема закладки происходит снижение распределителя. То есть опять верхние слои топлива обогащаются кислородом. Так что равномерность сжигания топлива в течение всего времени обеспечена.
  • В-третьих, за счет двух описанных свойств конструкции топки происходит окисление углеводородов, но оно не полное, а частичное. Под действие тепла продукты сгорания и мелкие частички золы поднимаются вверх, но от камеры сгорания их будет отделять специальный диск, не дающий создавать противоток. Именно здесь в массу потока продуктов сгорания добавляется кислород, который дожигает горючую смесь. Этот принцип используется в пиролизном газогенераторе.
  • В-четвертых, во второй камере, где дожигаются продукты сгорания топлива, установлен автоматический регулятор тяги. Это устройство работает по принципу зависимости температуры теплоносителя и скорости движения выхлопных газов.
  • И, в-пятых, роль теплообменника в такой модели играет корпус котла.

Внимание! После выхода котла на рабочий режим работы его можно догружать разными бытовыми отходами.

Достоинства и недостатки

Котел длительного горения STROPUVA S

Давайте начнем с достоинств этого вида твердотопливных котлов. Прежде всего, объём закладки ограничен только размерами топливника. Если рассматривать эту модель по принципу работы, то это все тот же пиролизный котел или его модификация с высоким коэффициентом полезного действия и полным сгоранием топлива. В такие котлы не устанавливается сложная система автоматики, что делает его простым в эксплуатации и обслуживании.

Есть один небольшой момент, который касается видов твердого топлива. Еще совсем недавно подобные модели работали только на дровах. Все изменилось несколько лет тому назад, когда литовские производители сконструировали универсальный котел, работающий и на угле. Сегодня модели с длительным сгоранием работают практически на всех видах твердого топлива.

А теперь о недостатках, без которых, конечно, не обошлось. Такие конструкции очень чувствительны к температуре теплообменника. Незначительное изменение скорости движения теплоносителя сразу приводит к выпадению конденсата. А это коррозия, быстрый износ и уменьшение срока эксплуатации котла. Поэтому из двух вариантов — стальной или чугунный — необходимо отдать предпочтение второму, потому что он менее подвержен процессам коррозии.

Если сравнивать две модели — классическую и с верхним горением, то вторая по цене явно дороже, что может оттолкнуть большинство потребителей. Существует два вида такой модели, которые отличаются друг от друга способом надува — это с принудительным надувом и естественным. В любом случае надув не может справиться со спекающимся пеплом или золой. Чем больше пепла, тем меньше теплоотдача, а значит, пепел придется постоянно убирать. В моделях с принудительным надувом его образуется меньше, а с естественным больше.

Диск и балка, которая поддерживает его (мы говорим сейчас об устройствах, которые разделяют камеры сгорания топлива и продуктов горения), быстро прогорают, а значит, приходится их менять и проводить ремонт котла. Нельзя закладывать в топку дрова или уголь большого размера, поскольку тяжело будет обеспечить верхнее горение. Да и влажные материалы закладывать также не рекомендуется.

И последний из недостатков. Размеры топки недостаточны, чтобы в ней легко можно было проводить розжиг, когда закладка неполная.

Типы отопительных котлов

Виды котлов

Интересующий нас тип котлов производится только в напольном исполнении — уж слишком велика его масса. И если не учитывать уже описанные позиции, то это обычные твердотопливные котлы. Логика подсказывает, что мощность таких моделей зависит от прямого назначения топливного агрегата. Здесь есть устройства с минимальными параметрами — 7 киловатт, а есть и с максимальными — до 95 киловатт. Такие колы в основном используются для отопления небольших домов. Но есть и более мощные установки, к примеру, с 200-киловаттной мощностью. Они применяются для обогрева домов площадью более 2000 квадратных метров.

В производстве котлов применяются сталь или чугун, но даже сталь у разных производителей отличается, что будет влиять на стоимость прибора. К примеру, жаростойкий металл в разы дороже, чем низкосортный, а, соответственно, и стоить такой котел будет больше. В некоторых моделях используется шамотный кирпич, которым обкладывают топку. Это увеличивает не только стоимость агрегата, но также его прочность и долговечность. Кстати, подобные модели могут быть одноконтурными и двухконтурными.

Монтаж

Отопительные котлы монтаж

Это не газовое оборудование, поэтому его можно устанавливать своими руками. Правда, есть несколько важных предупреждений от специалистов:

  1. Котел необходимо устанавливать на расстоянии не меньше полуметра от ближайших стенок. Дело в том, что этот нагревательный прибор, даже если в его конструкции есть водяная рубашка, очень сильно нагревается. И если стены дома возведены из горючих материалов, необходимо их дополнительно обшить защитой. К примеру, асбестовым листом, кирпичом или металлическим листом из оцинкованной стали, под которым все равно придется проложить асбест.
  2. Любой, даже самый маломощный котел из этой категории, имеет значительную массу. Поэтому нужно позаботиться об остове, на котором он будет размещаться. Остов должен быть прочным, негорючим и надежным. Имейте в виду, что масса котла увеличится за счет веса закладки. Поэтому оптимальный вариант — это отдельно стоящий фундамент, сооруженный по всем строительным канонам с укладкой щебеночной подушки и армирующего каркаса из металлической арматуры. Кстати, специалисты советуют заливать фундамент высотой не менее полуметра.

Заключение по теме

Как видите, некоторые вопросы увеличения эффективности работы отопительных котлов зависят не только от размеров самих отопительных агрегатов или от увеличения подачи топлива. Научно-технический прогресс сегодня предлагает совершенно другие позиции, связанные с технологическими процессами. И в этом вы сами могли убедиться на примере твердотопливных котлов с верхним горением топлива.

Риски от избыточных твердотопливных обратных котлов

Это предупреждение было выпущено в ответ на ряд инцидентов и отправлено во все Лос-Анджелесы в Англии в мае 2008 года. Копия письма доступна для информации.

Кто пострадал?

HSE выпускает это предупреждение о безопасности для внимания частных домовладельцев, арендаторов, домовладельцев и предприятий водопроводной / отопительной промышленности. Это сделано для того, чтобы повысить осведомленность о потенциальных опасностях загорания твердого топлива, когда в камине оставлен резервный твердотопливный котел.

Какой риск?

Предупреждение последовало за несколькими инцидентами за последние пять лет, три из которых привели к серьезным травмам и, к сожалению, в одном случае со смертельным исходом. Резервный твердотопливный задний котел был оставлен в герметичном состоянии, и спустя некоторое время, когда перед котлом загорелся уголь или дрова, агрегат нагрелся настолько, что внутреннее давление могло вызвать взрыв корпуса котла.

Где может возникнуть риск?

Ситуации, которые следует учитывать, будут включать случаи, когда обратный котел на твердом топливе был опорожнен зимой в пустующих помещениях или где он мог остаться на месте после преобразования системы отопления объекта - часто на газовую или масляную систему с новым удаленный котел центрального отопления.Из-за того, что не удалось вынуть задний котел из камина, они могли остаться на месте для декоративного эффекта колосниковой решетки или были закрыты панелью или другим элементом.

В чем причина проблемы?

Задний котел обычно состоит из колосниковой решетки, по которой переносится горючий материал, например уголь и водяная камера, «окружающая» его. Эта водяная «рубашка» обычно находится за огнем, но может также располагаться по бокам и частично над решеткой с проходящим через нее дымоходом.Таким образом, тепло поступает в воду как от горячих дымовых газов, так и от «углей». Поскольку из агрегатов трудно полностью опорожнить, в резервном бойлере может остаться остаточная вода, которая при нагревании превратится в пар. Это усугубляет повышение давления, если агрегат оставлен в герметичном состоянии.

Boiler diagram В одном случае «взрыва» ранним осенним вечером на решетке перед котлом возник пожар для обогрева гостиной; в другом случае крышка панели была снята, чтобы снова включить огонь для обогрева гостиной и уменьшить использование центрального отопления, работающего на жидком топливе.В каждом случае это был первый раз после «обращения».

В ходе испытаний, проведенных в 2002 году, было обнаружено, что верхняя и боковые части обратного котла на твердом топливе без циркуляции воды достигли температуры, превышающей 700 ° C. В течение 2 часов температура в некоторых районах достигла около 480 ° C. Это по сравнению с максимальной рабочей температурой обычной системы 124 ° C.

Рекомендуемые отраслевые меры по контролю риска

Предыдущие рекомендации рекомендовали, чтобы резервный котел, оставленный на месте, находился в таком состоянии, чтобы в агрегате не могло возникнуть опасное давление.Таким образом, на этапе вывода из эксплуатации система должна быть осушена и избыточные трубопроводы удалены вместе, в идеале, с самим котлом. Если котел не снимался, его следовало оставить в «вентилируемом» или «открытом» состоянии. Если соединения труб были закупорены, в водяной рубашке должно было быть просверлено хотя бы одно отверстие диаметром 6 мм, предпочтительно на вертикальной или почти вертикальной поверхности.

В некоторых случаях снятие с эксплуатации могло быть выполнено частным лицом, отопительными или строительными организациями, которые не знали о потенциальной проблеме или не видели рекомендаций.

Другие долгосрочные потенциальные опасности могут возникнуть при продолжительном использовании камина и резервного котла, даже при условии соответствующей вентиляции:

  1. Если присоединенный трубопровод остается на месте, коррозия / растрескивание боковых стенок водяной рубашки может привести к попаданию дымовых газов в трубопровод и их транспортировке в другие части объекта с потенциально опасными последствиями. Высокая температура трубопроводов также может представлять опасность пожара.
  2. Продолжение использования открытого огня может привести к повреждению конструкции из-за многократного расширения и сжатия корпуса котла, что является значительным из-за высоких температур.

Дополнительное примечание: дымоход газового камина, оборудованного дооснащением, не должен проходить через дополнительную водяную рубашку.

HETAS, независимый британский орган, признанный DEFRA за официальные испытания и одобрение бытовых твердотопливных и твердотопливных устройств, сообщает:

Единственный абсолютно безопасный и надежный способ продолжить работу, когда обратный котел на твердом топливе больше не нужен, и клиент хочет продолжать использовать камин, - это полностью удалить установку заднего котла, разбив камеру, которая использовалась для система горячего водоснабжения и удаление любых трубопроводов.Когда открытый огонь остается в использовании (или может быть снова использован), необходимо установить новый обратный огонь Милнера, чтобы гарантировать безопасное использование огня.

Точно так же нельзя эксплуатировать комнатный обогреватель на твердом топливе «мокрый» или печь с котлом после отключения подачи воды в котел. Эти устройства не предназначены для использования без циркуляции воды, и при неправильном использовании могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью.

Информация для домовладельцев, арендаторов, арендодателей и специалистов по отоплению

Информация в этом предупреждении поможет вам решить, нужно ли вам устранять потенциальную угрозу безопасности в вашей собственности или жилом фонде.Ключевыми мерами контроля являются либо обеспечение постоянной защиты от открытого огня и источников тепла, либо воздержание от разжигания огня до тех пор, пока не будет обеспечена соответствующая защита и вентиляция или пока устройство не будет снято.

Домовладельцы

Если вы считаете, что у вас есть резервный задний котел в упомянутых выше обстоятельствах, вам НЕ следует разжигать огонь в камине, пока вы не обратитесь за профессиональной консультацией *.

Арендаторы

Если вы не уверены или считаете, что у вас может быть резервный котел в вышеупомянутых обстоятельствах, вам следует срочно связаться со своим арендодателем.А пока НЕ ​​разжигайте огонь в камине.

Арендодатели

(a) Вам необходимо будет оценить свой запас и определить те дома, в которых есть резервный твердотопливный котел, чтобы определить соответствующий план действий после консультации с компетентным лицом *

(b) Тем временем вы должны дать инструкции соответствующим арендаторам с указанием опасностей и НЕ разжигать огонь в камине до дальнейшего уведомления.

Специалисты по сантехнике и отоплению

При желании вы можете ознакомиться с рекомендациями отрасли в этом предупреждении и от ваших профессиональных организаций.

* Обратитесь по телефону доверия Ассоциации твердого топлива - 0845 6014406 или посетите веб-сайты: www.solidfuel.co.uk или www.hetas.co.uk.

,

Что такое бойлер | Типы котла

Что такое котел?

Котел - это закрытый сосуд высокого давления, в котором вода преобразуется в пар за счет получения тепла от любого источника (угля, нефти, газа и т. Д.).

Котел тепловой электростанции накапливает пар и создает давление, чтобы расходовать его в турбине и преобразовывать тепловую энергию в механическую. Генератор, подключенный к турбине, преобразует механическую энергию в электрическую.

Типы котлов

1. На основе содержимого трубки

2. На основании рабочего давления

  • Сверхсверхкритический котел: давление ≥ 27,0 МПа или номинальная температура на выходе ≥ 590 ℃ бойлер
  • Сверхкритический котел: 22,1 МПа ≤ Давление ≤ 27,0 МПа
  • Подкритический котел: 16,7 МПа ≤ Давление ≤ 22,1 МПа
  • Котел сверхвысокого давления: 13,7 МПа ≤ Давление ≤16,7 МПа
  • Котел высокого давления: 9.8 МПа ≤ Давление ≤ 13,7 МПа
  • Котел среднего высокого давления: 5,4 МПа ≤ Давление ≤ 9,8 МПа
  • Котел среднего давления: 3,8 МПа ≤ Давление ≤ 5,4 МПа

3. На основе использованного топлива

  • На твердом топливе
  • Топливные котлы Стокера
    • Пылевидные котлы
    • Котлы сжигания в псевдоожиженном слое (FBC)
  • Масло
  • Газовые котлы

4. На основе системы проекта

  • Естественная тяга
  • Механическая тяга
    • Система принудительной тяги
    • Система искусственной тяги
    • Система сбалансированной тяги

На угольных ТЭС используются два типа котлов:

  1. Котел на пылеугольном топливе
  2. Котел сжигания с псевдоожиженным слоем (FBC)

Примечание: оба типа котлов - водотрубные котлы

Котел на пылеугольном топливе или Котел на пылеугольном топливе steam boiler diagram

.Стоимость замены котла

- Руководство по закупке 2020 г.

Домашние котельные обогреватели

Для обеспечения вашего дома теплом используется множество методов, одним из самых надежных является бойлерный обогреватель. Основная задача котла - нагревать воду с помощью природного газа, масла, электричества или сжигания твердого топлива, такого как древесина, уголь и древесные гранулы в качестве источника топлива. После нагрева вода распределяется с помощью электрического насоса для передачи тепла различным типам домашних радиаторов отопления, установленных по всему дому для обеспечения подогретой воды.

Какие бывают типы домашних отопительных котлов?

Существует три распространенных типа бойлеров-нагревателей, включая газовые котлы, электрические котлы и масляные котлы. Каждый котел вырабатывает горячую воду или пар, используя свой индивидуальный источник топлива, и каждый подходит для конкретного случая использования в зависимости от потребностей вашего дома в отоплении, о которых вы можете прочитать ниже.

Газовые котлы

Ряд домовладельцев решили установить новый газовый котел для отопления своих домов.Котлы также могут использовать другие ресурсы, такие как пропан или бутан, для удовлетворения своих потребностей в отоплении, охлаждении и горячей воде. Котлы, работающие на природном газе, являются одними из наиболее часто устанавливаемых домашних отопительных агрегатов и довольно доступны по цене. Средняя стоимость установки нового газового котла может составлять от 3 875 до 8 000 долларов в зависимости от необходимого размера и других факторов стоимости замены, специфичных для текущей системы отопления вашего дома.

Если вы не уверены, какой домашний котел отопления лучше всего подходит для вашего дома, вам следует поговорить с профессиональным местным установщиком котлов и радиаторов, прежде чем принимать решение об установке.

Плюсы газовых котлов

  • Обеспечивает равномерную постоянную температуру в помещении.
  • Клиенты, подключенные к магистральной газовой линии, могут платить ежемесячно, что устраняет необходимость в больших резервуарах для хранения на своей собственности.
  • В домах, где отсутствует магистральный газопровод, можно использовать подземный или надземный резервуар для хранения газа.
  • Экологически чистый газ вызывает гораздо меньший парниковый эффект по сравнению с системами котлов на жидком и твердом топливе.
  • При горении природный газ практически не имеет запаха.

Минусы газовых котлов

  • Как и в случае с нефтью, цены на природный газ могут колебаться в течение года, что затрудняет планирование и составление бюджета.
  • Системы природного газа требуют ежегодной очистки и обслуживания.

Img-Type-GasBoiler Img-Type-GasBoiler

Электрокотлы

Установка электрического котла в вашем доме является более экологически чистой альтернативой газовым или жидким котлам. Стоимость установки электрического котла может варьироваться от 1000 до 5880 долларов.Их обычно дешевле заменить, чем газовый котел, и немного безопаснее, поскольку с электрическими котлами отсутствует риск утечки газа.

Плюсы электрокотлов

  • Повышенная энергоэффективность. Котел может обеспечить потребности вашего дома как в отоплении, так и в горячей воде.
  • Поскольку они не требуют дымохода или дымохода, электрический котел работает с КПД примерно 99 процентов.

Минусы электрокотлов

  • Перебои в подаче электроэнергии из-за выхода из строя линий электропередач в результате ненастной погоды или стихийных бедствий приводят к отключению электричества в вашем доме.В зимние месяцы это означает, что в вашем доме не будет горячей воды и отопления.
  • В зависимости от того, как и какой источник используется - нефть, уголь, гидро или атомная энергия - для производства электроэнергии, ее производство может быть столь же вредным для окружающей среды, как газовые и мазутные котлы.

Img-Type-ElectricBoiler Img-Type-ElectricBoiler

Масляные котлы

Нефть - одно из проверенных временем ископаемых видов топлива, на которых была построена страна, и от которых она все еще зависит. Установка масляного котла обычна для домов, в которых нет доступа к газовой линии для установки газового котла.Установка нового масляного котла может стоить от 3800 до 7500 долларов. Там, где ресурсы ограничены, они могут стать отличной альтернативой установке обычного газового котла.

Плюсы масляных котлов

  • Современные жидкотопливные котлы большой мощности занимают меньше места из-за своих компактных размеров.
  • Нефть хранится на территории в резервуарах для хранения, расположенных внутри или за пределами дома.
  • В нормальных условиях имеется достаточный запас топлива, обеспечивающий экономичное топливо для отопления и горячего водоснабжения дома.
  • Техническое обслуживание и очистка котельной системы обычно требуется только один раз в год.
  • Подача топлива и периодические регулировки требуются два раза в год или по мере необходимости.

Минусы масляных котлов

  • При сжигании нефти в качестве источника топлива в атмосферу выделяется углекислый газ, способствуя парниковому эффекту.
  • Цена колеблется из-за спроса, предложения, ограничений по переработке и мировых событий.

Img-Type-OilBoiler Img-Type-OilBoiler

Котлы паровые

Установка парового котла будет состоять из установки стального или чугунного контейнера, который будет преобразовывать воду в пар для отопления дома.Обычно они сочетаются с другими домашними отопительными приборами, такими как радиаторы, размещенные по всему дому для обогрева воздуха.

Для работы парового котла не требуется электрический насос, поэтому при установке парового котла вам не придется увеличивать счета за электроэнергию. Замена парового котла стоит от 3500 до 8000 долларов.

Котлы на твердом топливе

Древесина, уголь и древесные гранулы считаются твердым топливом, и их можно сжигать для получения тепла для твердотопливных котлов.Эти типы котлов являются наименее распространенным типом котлов, устанавливаемых в домах, которые могут быть полезны для определенных нужд домашнего отопления.

Плюсы твердого топлива

  • Твердое топливо дает мягкий нагрев с удовлетворительным уровнем мощности.
  • Деревянные гранулы хранятся в резервуаре и по автоматической конвейерной ленте подаются в котел. Их резервуары для хранения могут вместить до годового запаса пеллет.
  • Деревянные бревна - это обильный и недорогой источник природного топлива.

Минусы твердого топлива

  • Твердое топливо, особенно уголь, горит грязно и оказывает негативное воздействие на окружающую среду.
  • Древесина и уголь требуют больших площадей для хранения, чем древесные гранулы, газ и нефть.

Img-Type-SolidBoiler Img-Type-SolidBoiler


Как работают котлы?

Котел является неотъемлемой частью системы центрального отопления вашего дома. Вы активируете котел, установив термостат на желаемую температуру. Клапан открывается, позволяя газу - природному, пропану или бутану - поступать в камеру сгорания, где он воспламеняется пилотной лампой или электронной системой зажигания.

Форсунки направляют газовое пламя и тепло на теплообменник, соединенный с участком водопровода. Тепло передается водяной трубе через теплообменник, где оно нагревается примерно до 140 градусов по Фаренгейту. Отсюда вода проходит по рядам труб, которые идут к радиаторам, стратегически расположенным по всему дому, и обратно.

Электрический насос, подключенный к водопроводным трубам, обеспечивает необходимое давление и циркуляцию для распределения воды по трубам и радиаторной системе.Когда вода достигает каждого радиатора, она излучает тепло через радиатор, равномерно и равномерно нагревая воздух в вашем доме. Затем вода возвращается в котел по возвратной трубе, где она повторно нагревается и снова циркулирует по системе. Поскольку это непрерывный процесс, котел должен продолжать работать, чтобы поддерживать необходимую температуру воды.

Советы по обслуживанию нагревателя котла

Техническое обслуживание и ремонт котла имеют решающее значение для обеспечения эффективной работы вашей системы отопления и предотвращения серьезных поломок.Хотя настоятельно рекомендуется нанять лицензированного и застрахованного подрядчика по отоплению и кондиционированию воздуха для обслуживания и ремонта вашего котла, есть несколько вещей, которые домовладелец может сделать перед зимним сезоном, чтобы сэкономить несколько долларов.

  • Проверьте вентиляционные трубы и дымоход, если ваш котел работает на газе, масле или твердом топливе.
  • Убедитесь, что в трубах отсутствуют какие-либо препятствия, такие как птичьи гнезда, листья и другой мусор, которые могут препятствовать выходу выхлопных газов из котла и дома.
  • Обратите внимание на видимые признаки износа выхлопных труб, такие как ржавчина, трещины или отверстия, и убедитесь, что они имеют соответствующую опору.
  • У старых циркуляционных насосов могут быть отверстия для масла, в то время как новые насосы являются самосмазывающимися, что позволяет смазывать насос и двигатель.
  • Убедитесь, что все детекторы угарного газа и дыма находятся в рабочем состоянии, и при необходимости замените их.
  • Запустите систему и выполните тестовый запуск, чтобы убедиться, что она работает правильно.
  • Запланируйте регулярное техническое обслуживание у подрядчика по отоплению и кондиционированию воздуха.

Теперь, когда вы понимаете, как работает котельная, вы можете безопасно и спокойно эксплуатировать ее в зимние месяцы. Вы также должны понимать важность регулярного обслуживания, ремонта и настроек, необходимых для работы системы, чтобы поддерживать ее максимальную производительность и энергоэффективность.

.

Модуляция котла - лучше?

Modern Hydronics Boilers

В конструкцию большинства современных котлов заложена степень модуляции. Фото любезно предоставлено Smith Energy-Moss Park Armory

Модуляция котла имеет три преимущества; он снижает потери цикла, снижает износ компонентов и может (но не обязательно, как показано далее в этой статье) привести к более высокому тепловому КПД. Но, помимо преимуществ, каково влияние регулирования расхода топлива на газовые водогрейные котлы? Когда модуляция котла приводит к снижению КПД и риску повреждения оборудования?

Чтобы понять эти проблемы, необходимо проанализировать, как работает котел, и какие потери связаны с его работой.


Связано: Список работ по обслуживанию котла


Основные операции котла: сжигание

Типичный водогрейный котел с предварительным смешиванием предназначен для выработки горячего газа путем сжигания топлива в присутствии воздуха с последующей передачей, насколько это возможно, тепловой энергии этого горячего газа в котловую воду. Котлы оцениваются по их термическому КПД, который представляет собой просто отношение химической энергии, добавленной к котлу, к энергии, добавленной к котловой воде.По мере того как больше тепла передается от горячего газа в котловую воду, термический КПД увеличивается, а температура выходящего (дымового) горячего газа снижается.
Химическое представление идеального сжигания природного газа представлено ниже:

2O2 + Ch5 = CO2 + 2h3O

Фактический процесс сгорания приводит к образованию других побочных продуктов или продуктов в концентрациях, отличных от указанных выше. К ним относятся:

  • Воздействие азота в воздухе для горения, которое может привести к образованию оксидов азота (NOx) в горячем газе
  • Несгоревшее топливо, если воздух и топливо не смешаны должным образом или если используется недостаточный воздух для горения
  • Различные концентрации CO, CO2 и 02 в зависимости от количества воздуха, добавляемого в процесс сгорания

Почти все котлы настроены на добавление избыточного воздуха для обеспечения надлежащего смешивания воздуха с топливом и полного сгорания топлива.Также добавляется избыточный воздух, чтобы предотвратить перегрев горелки, когда пламя находится на поверхности горелки. Более высокие смеси воздуха и газа «выталкивают» пламя сгорания от горелки, тем самым снижая температуру горелки.

Потери котла

Modern Hydronics boiler modulation Потери энергии котла обычно возникают в результате:

  • Потери в сухом дымоходе (тепло побочных продуктов сгорания на выходе из котла)
  • Энергия водяного пара на выходе из котла
  • Радиационные и другие потери (обычно незначительные по сравнению с первыми двумя)

Когда достаточно тепловой энергии от горячих газов передается котловой воде, общая температура горячего газа опускается ниже точки росы по воде, и часть или вся вода становится жидкой.Энергия, выделяемая при превращении воды из пара в жидкость, улавливается котловой водой, что приводит к значительному повышению эффективности. Каждый фунт воды в горячем газе, преобразованном в жидкость, добавляет 1000 БТЕ в котловую воду.

Потери в сухих дымовых газах и потери водяным паром можно легко рассчитать, если известно количество CO2 или 02 в дымовых газах (это используется для расчета точки росы воды в дымовых газах и для определения концентраций продукты горячего газа) и температура дымовой трубы известна.Два примера представлены на рисунках 1 и 2 , где в качестве источника топлива используется природный газ.

Modern Hydronics boiler modulation Рис. 1 представляет собой расчет потерь, предполагающий 27-процентный избыток воздуха (соответствует девяти процентам CO2) и температуру дымовых газов 150F. Обратите внимание, что точка росы для газа при этом уровне избыточного воздуха составляет 130,6 градусов - любая температура дымовых газов (и, соответственно, температура котла обратной воды) выше этой точки не приведет к конденсации дымовых газов.Общий КПД котла в установившемся режиме (без учета радиационных и других незначительных потерь), работающего в этот момент, составляет 88,1%.

Рисунок 2 предполагает те же условия, что и Рисунок 1 , однако температура дымовых газов была снижена до 120F. В результате КПД достигает 92% или повышается на 3,9%. Это увеличение происходит из-за дополнительной энергии за счет скрытой теплоты парообразования в воде дымовых газов.

Теплообмен

Теплообменники котла предназначены для оптимизации передачи тепловой энергии горячего газа котловой воде.Количество тепла, переданного в этом процессе, представлено как:

Q = U • A • ∆Tlm

Где:

Q = количество переданного тепла

U = общий коэффициент теплообменника

A = эффективная площадь теплопередачи в теплообменнике

∆Tlm = средняя логарифмическая разница температур входящего / выходящего горячих газов и входящей / выходящей котловой воды.

В этой статье не рассматриваются подробные элементы теплопередачи; скорее, он рассмотрит основные элементы, влияющие на передачу тепла.По сути, любое улучшение U, A или большей разницы температур приводит к большей теплопередаче и повышению эффективности котла.

Общий коэффициент

U обратно пропорционален сопротивлению теплового потока в теплообменнике (то есть U = 1 / Сопротивление). Позиции сопротивления тепловому потоку включают:

  • Сопротивление конвективной теплопередаче от горячего газа к слою загрязнения на горячей стороне теплообменника
  • Сопротивление кондуктивной теплопередаче через обрастание горячей стороны
  • Сопротивление кондуктивной теплопередаче через материал теплообменника
  • Сопротивление кондуктивной теплопередаче через обрастание со стороны воды
  • Сопротивление конвективной теплопередаче от загрязнения со стороны воды в котловую воду

Для кондуктивной теплопередачи сопротивление определяется теплопроводностью материала (константа) и толщиной материала.Потери конвективной теплопередачи менее очевидны, поскольку они регулируются коэффициентом конвективной теплопередачи, который зависит от свойств газа / жидкости и характеристик потока. Одним из основных факторов, влияющих на эти коэффициенты, является то, является ли поток турбулентным с большим перемешиванием или ламинарным, когда поток очень однороден. Переход от турбулентного потока к ламинарному потоку может снизить этот коэффициент конвективной теплопередачи в пять или более раз. Это усугубляется тем фактом, что сопротивление конвективной теплопередаче обычно намного больше, чем сопротивление кондуктивной теплопередаче.Из-за этого воздействия большое внимание уделяется проектированию теплообменников для работы с турбулентными потоками воды и газа.

Цикл котла

Последним пунктом в описании основных операций котла является описание типичного цикла котла для котла с вентилятором или с избыточным давлением. Каждый раз, когда котел включается, он проходит цикл предварительной продувки для удаления любых остаточных газов в камере сгорания. Это делается из соображений безопасности и достигается за счет пропускания воздуха для горения без топлива в течение заданного периода времени.Во время этого процесса тепло передается от горячей котловой воды в теплообменнике к более холодному потоку воздуха для горения. Эта теплопередача представляет собой потерю энергии, но она снова необходима из соображений безопасности. После цикла продувки топливо добавляется к воздуху для горения, смесь воспламеняется, и котел начинает нормальный режим работы. После выключения котла выполняется дополнительная продувка для удаления всех остаточных газов. Эти процессы продувки являются основной причиной потерь в цикле, которые снижают общую эффективность котельной.

Модуляция котла

Почему модуляция? Раньше котлы проектировались только с одним режимом работы - вкл / выкл. Они не были предназначены для стрельбы с любой другой скоростью, кроме их полной номинальной мощности. Когда потребности в отоплении для объекта были меньше, чем мощность котла, котлы подвергались циклическому включению, при котором они включались, удовлетворяли нагрузку, а затем отключались. Чем больше разница между тепловой нагрузкой и мощностью котла, тем больше количество циклов котла.

Как упоминалось ранее, чрезмерные циклы котла приводят к потерям цикла, но они также увеличивают общий износ оборудования. Ограниченное количество реле и контактов в электрических компонентах, которые они могут выдержать, и эти компоненты необходимо будет заменять с большей частотой, когда возникает чрезмерная цикличность.

Modern Hydronics boiler modulation По мере того, как в конструкции котлов были внесены инновации, производители начали предлагать блоки с несколькими скоростями горения (многоступенчатое горение), за которыми следовали устройства, которые могли плавно переключаться между фиксированной низкой и высокой скоростью горения.В котлах с вентилятором модуляция достигается за счет уменьшения потока воздуха и газа в котел. Отношение низкой пожарной нагрузки к высокой определяется как способность котла к диапазону регулирования. Большинство современных дизайнов имеют встроенный уровень модуляции; либо с котельными агрегатами, имеющими соответствующий диапазон регулирования, либо с использованием нескольких двухконтурных котлов.

Когда мы смотрим на уравнение теплопередачи, приведенное ранее, модуляция котла означает более эффективную площадь теплопередачи (A) для количества тепла, добавленного в систему.Этот эффект проиллюстрирован на кривых КПД на рис. 3 .

Объединяя все вместе - влияние высоких скоростей отклонения

Из предыдущих обсуждений следует, что более высокая модуляция котла лучше. Возникает фундаментальный вопрос - не будет ли котел с экстремальным диапазоном регулирования быть намного эффективнее, чем котел с диапазоном изменения 5: 1? Ответ на этот вопрос не обязательно, как показано ниже.

Для достижения экстремального диапазона регулирования котлы с большим диапазоном регулирования настроены на подачу большего количества избыточного воздуха при таких низких скоростях горения, чтобы их горелки оставались холодными.Этот дополнительный избыток воздуха значительно снижает точку росы воды в дымовых газах, а также изменяет потери в сухих газах. Чтобы проиллюстрировать этот эффект, пример, использованный в , рис. 2 , обновлен, чтобы отразить изменение 20: 1, где 02 установлено на 11 процентов (соответствует 5,6 процента CO2 и 97 процентам избыточного воздуха). Результаты показаны ниже на рис. 4 .

Modern Hydronics boiler modulation

Обратите внимание, что точка росы снижена со 130.От 6 до 117 градусов, и котел больше не находится в диапазоне конденсации. Это представляет собой снижение общей эффективности на 3,7%, и это только начало плохих новостей. При уменьшении общего потока газа при экстремальной модуляции существует вероятность того, что поток газа через теплообменник станет ламинарным из-за значительного сокращения воздушных потоков. Если таким же образом уменьшить циркуляцию воды в бойлере, чтобы она соответствовала скорости горения, поток воды также может стать ламинарным. Если первичное сопротивление тепловому потоку обусловлено конвекцией тепла на стороне газа и воды и если одно или несколько из этих сопротивлений увеличиваются в пять раз, то общая производительность теплообменника значительно падает.

Конечным результатом будет повышение температуры дымовых газов и более высокие потери в котле. Есть и другие негативные последствия. Если поток со стороны воды становится ламинарным, температура материала теплообменника повышается. Если он достаточно поднимется, это может вызвать локальное кипение в областях вдоль стенки теплообменника. Поскольку эти пузырьки пара образуют растворенные твердые вещества в котловой воде, они выходят из раствора и нагреваются на стенке теплообменника, что приводит к увеличению слоя загрязнения.Этот слой добавляет дополнительное сопротивление тепловому потоку, что способствует большему пропариванию. Если температура становится достаточно высокой, теплообменник выйдет из строя, потому что котловая вода обеспечивает необходимое охлаждение для защиты от повреждений.
Последняя важная область воздействия - управление пламенем. Когда в котле используется избыток воздуха, превышающий 50 процентов, это влияет на стабильность пламени сгорания, что может привести к чрезмерным сбоям пламени, ложным отключениям и потерям цикла.

На рынке, однако, высказываются предположения, что потери в установившемся режиме, возникающие из-за высоких скоростей модуляции котла, перекрывают потери цикла, которые возникают в модулирующих котлах 5: 1.Johnston Boiler Company опубликовала исследование именно по такому сценарию, в котором подчеркивается, что даже с вытекающими потерями в цикле котел с изменяемым режимом работы 4: 1 будет более эффективным, чем идентичный котел, работающий на 10% полного огня1. Из-за снижения эффективности и возможного повреждения котла некоторые производители намеренно ограничивают динамический диапазон своих котлов до 5: 1 и проводят лабораторные испытания, чтобы продемонстрировать истинную эффективность котлов при различных скоростях горения. Это не экстраполированные показатели эффективности с использованием одной точки данных при более высокой скорости стрельбы, а затем расширенные до более низкой скорости стрельбы.Способ действительно узнать, какова эффективность при любом из условий обжига, - это запросить прямые лабораторные результаты в этих рабочих точках и не принимать прогнозируемые или расчетные числа.

Заключение

Реалистичные коэффициенты модуляции котла помогли повысить общий КПД котельной системы за счет снижения потерь в цикле и повышения теплового КПД, но экстремальный диапазон изменения (выше 10: 1 и выше) может дать обратный эффект. При разумном проектировании котельной необходимо учитывать фактическую (не экстраполированную) эффективность котла с учетом рабочего диапазона оборудования и согласования ожидаемых нагрузок на установку с правильным выбором размера котла.


Артикул:

1 Техническое описание Johnston, сравнение эффективности: 4: 1, изменение размера и 10: 1, Johnston Boiler Company, 17.03.03

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *