Все об устройстве и работе котлов сверхдлительного горения

Твердотопливные котлы с высоким КПД, предназначенные для нагрева воды, отопления жилых помещений, строений разного назначения, могут качественно и эффективно работать при любых условиях. Их производительность напрямую зависит от особенностей конструкции и способа сжигания топлива.

Отопление твердотопливным котлом / Новости

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах. Котлы на дровах по принципу сжигания топлива делятся на три категории:

Твердотопливные котлы естественного, природного горения. В традиционных котлах естественного горения происходит обычный, природный процесс сгорания топлива. Такие котлы имеют простое устройство, относительно не дорогие, менее требовательны к качеству топлива и не сложные в обслуживании. Мощностью котла можно управлять, изменяя интенсивность горения топлива, но в ограниченном диапазоне 60-100%. Для этого, прикрывая заслонку, уменьшают подачу воздуха в котел  При этом снижается не только мощность, но и КПД котла. Максимальный КПД котлов классического горения не превышает 80%. Самый большой недостаток — малая продолжительность горения одной загрузки топлива, обычно не более 4-х часов.

В камере сгорания при горении газа создается очень высокая температура. Поэтому, камеру сгорания футеруют жаростойким материалом.В пиролизных котлах топливо сгорает почти полностью — образуется мало золы и сажи. Для работы котла необходима принудительная подача воздуха в топку. Пиролизные котлы достаточно сложные и дорогие устройства. Как правило, котлы оснащаются дымососом, электронными устройствами управления и контроля. Котлы требуют обязательного использования дров влажностью не более 20-25%. При естественной сушке в поленнице, колотые дрова приобретают указанную влажность только через два года хранения под навесом. Для увеличения продолжительности горения пиролизных котлов необходимо топливо определенных размеров, например, толщина полена не должна быть меньше 10см. Диапазон регулирования мощности котла 50-100% Работа котла нарушается при малой нагрузке, с мощностью менее 30-50%. Для отопления дома в межсезонье необходим другой источник тепла.

Автоматические твердотопливные котлы. В продаже имеются автоматические твердотопливные котлы. Правильнее назвать их полуавтоматическими, поскольку котел все таки требует периодически определенных действий от человека, пускай и не каждый день. Топливом для автоматического котла могут быть гранулированный уголь фракции 5 — 25 мм. или древесные гранулы — пелеты, а также гранулы из других горючих материалов — торфа и отходов растительного и животного происхождения. Необходимость использования только гранулированного топлива для сжигания в автоматических котлах, вызывает определенные сложности для хозяев дома. Стоимость такого топлива на рынке заметно выше, чем обычных колотых дров или угля. В автоматических котлах производители часто предусматривают возможность замены горелки для гранулированного топлива, на другую горелку — для газа или жидкого топлива. Вместо горелки могут устанавливаться колосники. В этом варианте котел превращается в обычный котел на дровах. Гранулированное топливо обычно продается в мешках. Топливо легко и без пыли загружается в бункер котла. Одной загрузки бункера хватает на 3 — 10 дней работы котла. После розжига в начале отопительного сезона, горение в автоматическом котле происходит непрерывно. Автоматический котел может работать в двух режимах: Режим активного горения, при котором мощность котла может быть в диапазоне 10 — 100% от номинальной. Режим поддержки горения, когда мощность котла выбирается такой, чтобы обеспечить температуру теплоносителя в котловом контуре около 55 град.С. Автоматический контроллер переводит котел в режим поддержки, когда отсутствует отбор тепла из отопительного контура. Такой режим необходим для защиты котла от низкотемпературной коррозии (подробнее см. ниже), а также обеспечивает постоянную готовность котла к возобновлению активного горения. В процессе работы котла необходимо:

  • Следить за наполнением бункера и загружать топливо в бункер один раз каждые 3 — 7 дней.
  • Удалять золу из съемного зольного ящика через каждые 2 — 4 дня.
  • Один раз в неделю чистить внутренние поверхности котла от отложений специальным инструментом.
  • Ежегодно, перед началом отопительного сезона, проводить чистку и проверять исправность дымохода котла.

Информация с сайта 

Котлы на твердом топливе для отопления частного дома

Базовые модели котлов длительного горения с водяным контуром на дровах для дома различают по материалу изготовления, конструкции топки, теплообменника, дымохода, способу загрузки и сжигания топлива.

Дровяной котел длительного горения с водяным контуром оснащают трубчатым (вертикальным) регистром или теплообменником рубашечного типа. Корпусная конструкция практически исключает возможность вскипания воды в системах с естественной циркуляцией.

В основу твердотопливного котла заложен принцип длительного и экономичного сжигания топлива

Стальной дровяной котел длительного горения для отопления дома имеет малую тепловую инертность. Котловой контур из жаропрочной стали выдерживает резкие скачки температуры и давления в системе. Недостаток материала — чувствительность к коррозии, которую усиливает температурное напряжение металла. Межремонтный период работы агрегата из стали – 15 лет.

Стенки чугунного теплообменника дровяного котла для отопления частного дома с батареями нагреваются и остывают долго. Хрупкий сплав не предназначен для критических перепадов рабочих параметров системы.

Твердотопливный котел в полуавтоматическом режиме

Преимущество чугуна обусловлено аморфностью материала к кислородной коррозии. Срок работы котла с чугунным теплообменником, при правильной эксплуатации агрегата, достигает 25 лет.

Принцип работы агрегата длительного горения — принудительное, последовательное, направленное сверху вниз тление древесины, при котором выделяется метан, угарный газ и водород. Недостаток кислорода замедляет скорость распространения пламени. Дополнительная тепловая энергия образуется при сжигании топочного газа. Поток уходящих продуктов горения омывает поверхность теплообменника на выходе из котла. Конструкция позволяет загрузку дров один раз в сутки.

Таблица 1. Цена котлов длительного горения на твердом топливе:

Марка котла (страна производитель) Цена, рублей
Zota Mix — 32 (Россия) 38700
Stropuva Mini S8 (Прибалтика) 58240
Твердотопливный котел длительного горения ОРОР Н 412 (Чехия) 51731

Пиролизные котлы длительного горения

Пиролизные агрегаты — одна из разновидностей котлов длительного горения. Поэтапное разделение процесса горения повышает эффективность и продлевает время работы газогенератора. Топку пиролизного котла разделяет специальная форсунка. В первом отсеке, под действием высоких температур, закладка дров выделяет горючий газ. Второй служит для дожига продуктов разложения древесины. В зольнике образуется минимальное количество золы, а дымоход не обрастает отложениями сажи.

Газогенераторные установки предназначены для систем отопления жилых домов, площадь которых больше 100 м?.

Таблица 2. Цена пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром:

Марка Цена, рублей
Твердотопливный пиролизный котел МС-16 (Россия) 132000
Стальной пиролизный котел Buderus Logano S171-22 W (Чехия) 202250
Твердотопливный пиролизный котел Буржуй — К СТАНДАРТ-20 (Россия) 49800
Газогенераторный котел КО12 (Россия) 52494

Пиролизные дровяные котлы работают до двух суток на одной загрузке топлива. Стоимость продукта зависит от марки производителя, мощности и степени оснащения агрегата автоматикой.

Конструктивные особенности

Конструкция котлов длительного действия отличается от классических отопительных котлоагрегатов. Отличительной чертой первых является конструкция воздухораспределителя, который выполнен в форме трубы с грузом. По трубе в зону горения подается воздух. Груз прижимает топливо, снижая количество проникающего к нему кислорода. Существует два типа твердотопливных котлов длительного горения, которые классифицируются по месту тления топлива. Различают: ТТ котлоагрегаты с верхней зоной и котельное оборудование с нижней зоной.

Для отвода отработанных газов между грузом воздухораспределителя предусмотрен технологический зазор. Дымовые газы отводятся за пределы устройства через дымоход, отверстие которого находится в верхней части котлоагрегата.

Конструктивные особенности

Если модель твердотопливной отопительной установки предполагает нагрев теплоносителя, то данное устройства оснащается теплообменником. При нижней зоне – это, как правило, трубчатый теплообменник, расположенный в верхней части котлоагрегата. Нагрев стенок теплообменника происходит раскаленными отработанными газами.

Устройства с верхней зоной тления, чаще всего, оснащаются  водяной рубашкой. Такая конструкция наиболее эффективна, так как зона тления перемещается вдоль устройства, благодаря чему происходит равномерный прогрев стенок котла, и как следствие – водяной рубашки.

Конструктивные особенности

Универсальное оборудование

Котлы сверхдлительного горения на дровах по продолжительности работы от одной загрузки значительно уступают углю. У них этот параметр доходит максимум до 18 часов. Но это все равно выдающийся показатель, по сравнению с четырьмя часами для обычных моделей. Многие топки устроены так, что в них можно загружать целые поленья, что позволит экономить время на колке дров.

Универсальное оборудование

Также большинство моделей может работать не только на чистой древесине, но и на изделиях из отходов:

  • — пеллетах;
  • — брикетах;
  • — топливных гранулах;
  • — опилках и стружке, если их общая масса в загрузке не превышает 30%;
  • — спрессованных отходах сельского хозяйства.

Универсальность является одним из главных преимуществ твердотопливных моделей. А возможность использования отходов в качестве основного энергоносителя значительно удешевляет их эксплуатацию. Котел ТТ 12 kw сверхдлительного горения за сезон потребит на 20-30% меньше горючего, чем обычная модель. В денежном эквиваленте это будет внушительная сумма, особенно с учетом постоянной инфляции и подорожания.

Универсальное оборудование

Котел сверхдлительного горения Энергия ТТ является одной из самых популярных моделей. Он позволяет производить обслуживание, не дожидаясь полного затухания. Варианты с непрерывным циклом популярны из-за того, что требуют от человека минимальных усилий. Нужно лишь вовремя загружать топливо и выносить золу.

Цена твердотопливных котлов сверхдлительного горения зависит от изготовителя. Она будет в среднем на 15-17% выше, чем стоимость аналогичных по мощности моделей обычного типа действия.

Всеядные Wichlach (Вихлач)

Длительная работа основана на принципе верхнего горения топлива, для чего подача воздуха производится непосредственно в зону горения. Разработана специальная система точечной подачи, что улучшает сгорание в проблемных местах: по краям топки.

Котел длительного горения украинско-польского производства «Вихлач»

Всеядные Wichlach (Вихлач)

Еще одна из особенностей конструкции — водяные колосники, т. е. это не просто куски арматуры, а трубы, по которым течет теплоноситель из системы, благодаря чему зола и сажа не пригорают к металлу. Протекающий теплоноситель охлаждает сталь, из-за чего колосники служат дольше. Все трубы покрыты молибденом, что практически полностью исключает образование ржавчины.

Растапливается Вихлач быстро: достигает рабочих температур за 20 минут. Есть возможность плавной ручной или автоматической регулировки. Причем регулировать можно температуру теплоносителя и воздуха в помещении. Но для регулировки атмосферы в комнате нужно установить  термодатчик. И главная приятная особенность этого котла: он сжигает практически любое топливо, любой влажности: дрова, опилки, торф, уголь  — каменный и бурый, отходы угля – штыб и пыль, различные брикеты и твердые бытовые отходы. Если вам нужен котел, не капризный по отношению к топливу — ваш выбор — Wichlach.

Довольно сложно найти отрицательные отзывы о котлах этой торговой марки. По отзывам клиентов они  экономичны, горят долго, в обслуживании нетребовательны. Одним из его неоспоримых преимуществ является то, что у вас дома или на производстве никогда не будет мусора: все идет в топку. Радует и цена – гораздо меньше, чем у зарубежных аналогов.

Дрова

Для установки не требуются разрешения, согласования, проверки, обследования и т. д. и т. п.

Удобно обращаться — нет грязи на участке как от угля, не надо специального хранилища, достаточно дровяного склада или поленицы.

Максимально доступны. Можно использовать отходы деревообработки и лесозаготовки.

Преимущества

  • Неприхотливы в обслуживании.
  • 
Работают на самом доступном и экологичном топливе.

Недостатки

  • В большинстве котлов используются колотые дрова — необходимо либо покупать колотые, либо колоть.
  • В котлах с большими топками сухие поленья быстро разгораются и происходит нежелательный перегрев системы отопления.
  • Приходится каждые 2-3 часа загружать очередную порцию топлива.
  • Автоматизация подачи практически невозможна.
  • Регулировка мощности определяется количеством и периодичностью подачи топлива вручную.

Об использовании дров, древесных отходов и угля в твердотопливных котлах длительного горения «Уралкотел»Дрова и древесные отходыНизкосортный уголь в качестве топлива для котла

Преимущества и недостатки

К плюсам такой установки можно отнести:

Недостатки:

  • Необходимо топливо низкой влажности. Лучший вариант это 20%.
  • Стоимость таких котлов выше всех остальных типов такого оборудования.
  • Установка с принудительной тягой делает ее зависимой от электричества.

Схема работы пиролизного и классического котла

Как влияет влажность дров на эффективность

Древесина для пиролизных котлов должна быть просушена до 15-20% влажности. Такой результат сложно получить при естественной сушке, поэтому можно считать это главным недостатком такого типа котлов.

Сырые дрова выделяют большее количество водяного пара, который перемешивается с газо-кислородной смесью и снижает ее энергоемкость. Пример такого снижение в цифрах:

  • Сжигание 1 кг дров с влажностью 20% – мощность 4 кВт;
  • Сжигание 1 кг дров с влажностью 50% – мощность 2 кВт.

Если перенести это на работу установки, получается что сырые дрова увеличивают 1 этап работы (см. схему выше). То есть работать котел будет как классический больше времени, а как пиролизный – меньше. Эффективность будет снижаться прямо пропорционально.

Видео обзор газогенерирующего котла

Выводы.

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

<index>

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…

Содержание

Правила эксплуатации

При использовании отопительных котлов длительного горения необходимо соблюдать особые правила.

Помещение

Требования к помещению обусловлены пожарной опасностью отопителя, в котором тепло создаёт открытый огонь.

Место для твердотопливного котла обустраивается в соответствии со строительными нормами и правилами. Расположение устройства обусловлено его мощностью:

  • при мощности до 60 кВт котёл разрешается устанавливать в любом помещении дома;
  • если мощность котла составляет от 60 до 150 кВт, его ставят в котельной, расположенной в подвале, на цокольном или любом этаже;
  • при мощности от 150 до 350 кВт агрегат устанавливают в подвале, на цокольном либо первом этаже, в пристройке или отдельно стоящем здании.

Для каждого отопителя и коммуникаций выделяют площадь, оговорённую строительными нормами:

  • котлу мощностью меньше 30 кВт отводят участок 7,3 м2;
  • 30—60 кВт — 13,5 м2;
  • 60—200 кВт — 15 м2.
Правила эксплуатации

Внимание! Минимальный размер котельной для самого маломощного прибора — 8 м2.

Стены и потолок отделывают негорючими материалами. Под котлом строят бетонный фундамент, для агрегатов малого веса изготовляют негорючую подложку. Основание покрывают стальным листом.

Предлагаем ознакомиться Как прорастают семена гороха

Для твердотопливных устройств строят только вертикальные дымоходы. В котельной предусматривают естественное и искусственное освещение (30 см2 на каждый метр площади плюс светильник).

Во избежание скопления угарного газа монтируют вытяжную вентиляцию. В котельной на видном месте держат средства пожаротушения. В этом помещении не хранят запас топлива, горючие жидкости и материалы.

Котлы длительного горения зимой работают непрерывно (при постоянном проживании людей). Во время оттепелей и в межсезонье мощность отопителя снижают, регулируя загрузку и подачу воздуха.

  1. Устройство с водяной рубашкой требует внимательного отношения к температуре нагрева жидкости. Нельзя допускать её перегрева и кипения в трубах.
  2. Котлы топят только теми видами топлива, что указаны в инструкции.
  3. Размер топлива различен для разных моделей, нарушение этого правила ведёт к поломке устройства.
  4. Чистка топки проводится после полного прогорания топлива.
  5. Дымоход раз в отопительный сезон очищают от сажи и конденсата.
  6. При эксплуатации следят за состоянием труб, радиаторов и контейнера для воды, при обнаружении протечек принимают меры по ремонту.
  7. При поломке насоса, манометров, другого оборудования агрегат останавливают и вызывают специалиста.

Немного о контурах для ГВС

В силу своих особенностей любые твердотопливные отопители мало приспособлены для прямого нагрева воды на нужды ГВС. Тем не менее некоторые производители все же встраивают в свои изделия второй контур в виде змеевика. При этом схема двухконтурных твердотопливных котлов бывает разной, змеевик может располагаться внутри водяной рубашки и прогреваться от теплоносителя. В других моделях его помещают внутрь топливника либо над ним.

Оптимальный вариант – не помещать теплообменник внутрь дровяного теплогенератора, а готовить воду в бойлере косвенного нагрева, что будет служить одновременно и тепловым аккумулятором. Но приобрести подобное оборудование не всем под силу, поэтому пользователям все еще интересны двухконтурные агрегаты, хотя обеспечить все потребности в горячей воде они вряд ли смогут. Ниже представлена схема установки котла функцией подогрева воды для ГВС:

Немного о контурах для ГВС

Читайте также:  Выбираем печи-камины для дачи с водяным контуром и теплообменником