Классификация твердотопливных котлов. Особенности твердотопливных котлов отопления

Что делать людям, проживающим в негазифицированных районах, ведь в зимний период без тепла в доме никак нельзя? Котлы на твердом топливе – своеобразный прототип русской печи, но в разы модернизированный и усовершенствованный. Прогресс кардинальный, поскольку между ними осталась только единственная общая черта – вид топлива. Принцип работы таких котлов независимый и автономный, потому что они не имеют связи ни с газовыми магистралями, ни с электричеством и централизованной системой отопления. Это несомненные плюсы для отдаленных поселков, ведь там тоже живут люди и им нужна цивилизации.

Современные котлы отопления на твердом топливе считаются превосходными источниками тепла и уюта в доме, человек может создавать любой микроклимат, регулировать температурный режим и не зависеть от коммуникационных служб, которые иногда подвергаются поломкам. А это очень даже замечательно: жить в своей державе (доме) и править балом, то есть отоплением.

Сплошь и рядом встречаются дома, отрезанные от благ человеческой цивилизации, а ведь жилище нужно как-то оборудовать и жить в нормальных условиях. Да еще и неясно, когда коммуникационные блага появятся. В таком случае отличным приобретением станет котел на твердом топливе.

Понятно, что уголь и дрова – основное топливо котлов такого рода. Это говорит о том, что человек должен позаботиться о пополнении запасов. К тому же необходимо оборудовать специальное помещение, где это топливо будет храниться, причем оно должно быть защищено от атмосферных осадков.

Отопительный котел в действии

Еще один нюанс – за котлом нужно следить, поскольку одна порция угля или дров прогорает и выделяет количество тепла, затем требуется очередная и обязательно своевременная загрузка топлива. В доме всегда должен находиться человек, который будет отвечать за продуктивную работу котла, потому что «подкидок» нужно будет несколько, к примеру, одна партия топлива рассчитана на 3-4 часа.

Можно продлить процесс прогорания топлива, для этого следует приобрести твердотопливный пиролизный котел. При его использовании продлевается не только время сгорания топлива, а еще и повышается эффективность и коэффициент полезного действия. О его работе в статье еще будет разговор, но немного позже.

И еще одно преимущество твердотопливных котлов заключается в «переквалификации» в газовый (а вдруг магистраль все же появится возле дома), тогда нужно будет просто поменять горелку.

Классификация твердотопливных котлов

Такие котлы имеют важное превосходство – экономичное топливо: это может быть уголь, торфяные брекеты, дрова, кокс. Несмотря на своеобразное отчуждение от цивилизации, данные котлы оснащены в полной мере системой автоматики, а также оснащены датчиками, отвечающими за температуру, безопасность оборудования.

Тип материала теплообменника

Чугунный котел на твердом топливе

Отопительные котлы на твердом топливе разделяются по типу материала теплообменника: сталь или чугун, при этом топливные ресурсы у них идентичные. Чугунные котлы на твердом топливе относятся к более долговечным, потому что этот материал имеет свойство долго нагреваться и медленно остывать. Но есть здесь и негативные моменты: такие агрегаты характеризуются излишней хрупкостью, которая обусловлена чувствительностью на резкие термоперепады. В результате такого «температурного шока» стенки агрегата постепенно разрушаются, и котел выходит из строя. Не все так плохо, сегодня актуальные технологии усовершенствовались и чугунные котлы побороли хрупкость.

Стальные котлы более устойчивые к температурным «капризам», но свои нюансы тоже имеются – слабость к коррозии, а причина этому явлению конденсат. Чугунному котлу такое воздействие не страшно, но в любом случае длительность службы зависит от качества стали, толщины и факта должного обращения с оборудованием.

По количеству контуров

— одноконтурные котлы предназначены исключительно для полноценного отопления помещения. Как правило, в таких котлах продумана возможность подключения накопительного бойлера;

Двухконтурный котел на твердом топливе

— двухконтурные котлы на твердом топливе – один контур предназначен для отопления, а другой, соответственно, для горячего водоснабжения. Водогрейный котел на твердом топливе может иметь разную мощность, ее можно вычислить, ориентируясь таким соотношением: 10 кв. м — минимум 1 кВт мощности котла. Но это при условии высоты потолков не больше трех метров и хорошей теплоизоляции. А если в доме потери тепла значительные, то система горячего водоснабжения должна быть соответствующей.

По принципу работы

По данному параметру твердотопливные котлы делятся на классические и газогенераторные (пиролизные). Котел отопительный на твердом топливе работает по такой схеме: топливо сжигается, а взамен нагревается теплоноситель (вода). При помощи радиаторной системы нагретая вода отапливает помещение.

Важно: для того, чтобы классический котел выдавал паспортную мощность и высокое КПД, нужно обеспечить правильное функционирование воздухообмена и необходимую тягу в дымоходе.

Пиролизный котел

При отступлении от данной рекомендации уменьшается КПД, перерасходуется топливо, и отопительный прибор преждевременно выходит из строя. Газогенераторные котлы на твердом топливе основаны на принципе пиролизного сжигания топлива. Суть такова: под действием высоких температур в условиях нехватки кислорода древесина (сухая) разлагается на летучую часть, то есть пиролизный газ, и твердый остаток, то есть древесный уголь (кокс).

Важно: для пиролиза древесины применяется температура 200 — 800 градусов.

Этот процесс экзотермический, идущий с выделением тепла, кислород воздуха и пиролизный газ смешиваются, в результате последний начинает гореть и в дальнейшем используется для получения тепловой энергии.

Газогенераторный котел желательно топить наиболее сухой древесиной, в итоге обеспечивается работа на максимальной мощности, а также длительный срок службы. В чем же разница для потребителя между классическим и пиролизным котлом? Да в том, что время между загрузками пиролизного котла увеличивается минимум в два раза. Следует еще отметить факт, что дымовые газы, выходящие их таких котлов, почти не содержат вредных для атмосферы примесей, по большому счету это смесь углекислого газа и водяного пара. Значит, они более экологичны и в процессе сгорания образуется малое количество сажи и золы (такой аргумент очень радует), поэтому и чистить его можно реже.

По типу автоматики

— энергонезависимые – в таких котлах приток воздуха регулируется механическим способом;

— энергозависимые — регулировку притока воздуха осуществляет нагнетающий вентилятор, который управляется электронным блоком.

По способу загрузки

Котел с бункером

Способ загрузки топлива может быть ручной и с автоматической подачей (шнеками). Последние получили большую популярность в странах Европы, и это неудивительно, ведь они характеризуются огромными преимуществами. Вот только не всем потребителям они доступны по причине высокой стоимости и недоступности используемого вида топлива – эко-горошек. В зависимости от типа горелки можно применять и другие виды топлива: уголь с фракцией до 2,5 см, пелетты, сухую древесную стружку.

Котел отопления на твердом топливе с подачей имеет основной плюс – бункер можно загрузить и больше не обращаться к котлу около 3–7 дней (зависимо от размера бункера). Кроме того у такого котла очень высокий КПД, минимальные выбросы в атмосферу, стабильное поддержание установленной температуры.

Важно: для котлов подобного типа нужно автономное электрическое питание, простой бесперебойник здесь не подходит.

Правильная эксплуатация твердотопливных котлов

Итак, сбылась мечта и Вы стали счастливым обладателем современного котла. Как с ним обращаться? Понятное дело, нужно неукоснительно следовать инструкции и не предпринимать своевольных действий.

Хороший котел на твердом топливе снабжен, в большинстве моделей, блоком управления, а также вентилятором наддува, который поддерживает температуру теплоносителя.

Блок управления у всех рассматриваемых в статье котлов работает по одной схеме: в рубашке котла находится термодатчик, он подает сигнал о температуре воды в блок управления. Поэтому если температура опустилась ниже отметки заданной пользователем, блок управления приводит в действие вентилятор наддува, таким образом нагоняется необходимая температура.

После достижения нужной отметки вентилятор выключается, а в блоке управления устанавливается режим ожидания, то есть тления. В данном режиме периодически и на короткое время вентилятор включается для поддержания горения и удаления накопившихся газов в камере сгорания.

Розжиг — ответственный этап

Через шуровочную дверцу закладывается бумага и мелкая щепа для розжига, а через загрузочную дверку добавляются более крупные дрова. Если предусматривается топка углем, то поверх уложенных дров насыпается немного угля. Затем поджигается бумага и дается время на разгорание щепы. В случае недавней работы котла, хорошо прогретого дымохода и достаточной тяги, можно закрыть дверку и просто включить блок управления, при этом установив желаемую температуру теплоносителя. Потом, через некоторое время, блок управления следует выключить и аккуратно открыть дверцу топки, чтобы воочию убедиться, что уложенная часть угля уже разгорелась и можно добавлять основную порцию.

Важно: при этом щель в передней части колоссниковой решетки не закрывается.

Теперь все, котел сам будет заботиться о поддержании температуры. Вот только некачественный уголь может коксоваться, поэтому рекомендуется его периодически шевелить или закладывать топливо по типу «бутерброда» — дрова-уголь-дрова.

Также необходимо помнить, что до полного прогрева системы на стенках теплообменника (внутри котла) возможно выпадение конденсата. Это зачастую явление временное, если циркуляция нормальная, то конденсат исчезает.

Важно: если система и дом холодные, то желательно чтобы котел некоторое время поработал на высокой температуре, а уже потом можно ее снижать до необходимой отметки.

Удаление золы — обязательная работа

Зависимо от вида топлива периодически необходимо удалять золу, которая находится в зольнике. С дровами мороки меньше, поскольку зола сама осыпается, а шлаки от угля удалять немного сложнее. Но игра стоит свеч, ведь длительность работы котла на угле при одной загрузке дольше в 2 раза.

Зачем нужен циркуляционный насос

К блоку управления можно подключить специальный прибор — циркуляционный насос. Зачем он нужен? Такой насос необходим, если котел длительное время не набирает температуру, к примеру, в нем закончилось топливо, тогда включается режим антизамерзания, а насос периодически прогоняет воду по системе, чтобы она не замерзла.

Правила устройства дымохода

Обустройство дымохода — очень важный этап

В идеале дымоход должен быть утепленным, он может быть гильзованный кирпичный или сендвич-труба. Его высота должна быть минимум 6 метров, при этом сечение зависит от вида котла. Без дымохода не сможет работать ни один котел на твердом топливе, экономить на его обустройстве не стоит, это плохо сказывается на сроке службы котла.

О том, из чего должен быть сделан дымоход, и о устройствах для его оснащения расскажет видео-ролик:

Твердотопливные котлы – отличная альтернатива для домов, отрезанных от человеческих благ. Летом можно заняться формированием и закупкой топлива, а зимой наслаждаться теплом и ни от кого не зависеть. Классический вариант обогревает жилище, а водогрейные котлы на твердом топливе кроме тепла еще и обеспечивают жителей дома горячей водой, а это тоже немаловажный аспект.

Классификация твердотопливных котлов Чем хороши твердотопливные котлы длительного горения:

Невысокая стоимость топлива и его доступность
- автономность котла, т.е. для его работы не требуется электричества
- большой срок эксплуатации
- широкий диапазон мощностей от 8 кВт до 1 МВт

Главной особенностью работы котла на твердом топливе является инерционность процесса сгорания, т.е. невозможность резко прервать его работу в экстренном случае (перегрев). Именно поэтому рекомендуется устанавливать специальные защитные приспособления, одним из которых является теплообменник, через который, до того, как попасть в систему отопления, протекает и охлаждается (в случае перегрева котла холодной водой из водопровода) теплоноситель. А для большей тепловой отдачи и сокращения количества загрузок можно вместе с твердотопливным котлом дополнительно установить буферную емкость - тепловой гидроаккумулятор, исполняющий роль огромного термоса, который накапливает избыточное тепло и затем отдает его в систему отопления. С уменьшением температуры на улице дом начинает терять тепло: так при +15°С дом теряет порядка 2 кВт в час, а при 0°С - уже 8 кВт в час и так далее...

Необходимо подчеркнуть, что возможность управлять мощностью твердотопливного котла находится в очень узких пределах (или дрова горят – котел выдает максимальную мощность, или – не горят (тогда мощность равна 0 кВт). Возможно конечно, уменьшить доступ кислорода в топку прикрыв заслонку и снизить интенсивность горения, но эффект от этого будет незначительный, мощность снизиться не более чем на 25%. А если Вы топите котел в межсезонье (например ранней весной или поздней осенью, когда температура на улице находиться в районе 0°С и дом теряет только около 8 кВт в час) – получается, что количество тепла отдаваемого котлом системе отопления, а соответственно и количество сжигаемых дров, в разы превышают ту норму, которая необходима для комфортного проживания в доме при данной температуре окружающей среды. И куда же уходит этот излишек мощности - есть два варианта:

Перегретые радиаторы – и в доме очень жарко;
закипевший отопительный котёл, что чревато повреждениями самого котла и всей системы отопления. Вот для того чтобы не терять эту «лишнюю» мощность мы и аккумулируем ее в буферной ёмкости. Благодаря ей весь отопительный сезон вы будете тратить в 2 раза меньше топлива, правда, за исключением дней, когда температура будет ниже -15°С. В это время буферная ёмкость не будет работать, так как количество тепла отдаваемого котлом будет примерно равняться теплопотерям дома при такой низкой температуре, но по статистике таких дней в году не более 30.

К дополнительным плюсам такой системы можно отнести:

Автоматизация контроля за безопасностью;
- возможность ступенчатого регулирования температуры;
- возможность подключения газового котла в ту же систему с минимальными затратами.

К минусам можно отнести размеры буферной ёмкости. Даже самая маленькая 500- литровая емкость имеет диаметр 800 мм и высоту около 1800 мм, т.е. для монтажа такой емкости требуется большая площадь котельной более 5 квадратных метров площади.

Твердотопливные котлы классифицируют

По материалу теплообменника:
- чугунный
- стальной

Основой чугунного котла являются топка, секционный блок, образующий «рубашку» котла, и газоход. При такой конструкции не возникает проблем с ремонтом и подбором необходимой мощности. Кроме того, чугунные котлы, в отличие от стальных, показывают лучшую устойчивость к коррозии, но такие котлы требуют более частого ремонта, в отличие от стальных. Для чугунных котлов требуется фундамент или прочный пол, что обусловлено их тяжестью. Стальные котлы, отличающиеся меньшей инерционностью, более стремительным выходом на заданный тепловой режим и более точным его поддержанием, представлены на рынке в гораздо большем объеме. Однако, в отличие от чугунных, стальные котлы являются более требовательными к видам топлива.

По виду потребляемого топлива:

- на дровах : Defro DS
- на угле: Defro Optima Komfort Std | Defro Optima Std | Defro Optima Komfort Plus Std
- на пеллетах: Defro Duo Pellet
- на щепе: Defro AKM

По способу загрузки топлива

Котлы бывают с ручной загрузкой
- и твердотопливные котлы, оборудованные устройствами автоматической подачи топлива (шнеками), получившие широкое распространение в европейских странах.

И это не случайно - они обладают огромными преимуществами, которыми, к сожалению, наш потребитель не может воспользоваться в полном объёме из-за сравнительно высокой стоимости котлов и недоступности такого вида топлива как уголь эко-горошек. Котлы с подачей могут работать в зависимости от типа горелки на таких видах топлива как уголь фракцией до 25 мм, пеллетах, сухой древесной стружке. Самое главное преимущество в том, что, загрузив бункер один раз, к котлу не нужно обращаться долгое время от трёх до семи и более дней в зависимости от размеров бункера. КПД этих котлов очень высокий, выбросы в атмосферу минимальны, установленная температура поддерживается стабильно, что позволяет использовать погодозависимые программаторы. Естественно, для работы этих котлов необходимо автономное электрическое питание - простым бесперебойником здесь не обойтись.
IV) по типу автоматики управления котлом

Энергонезависимые (приток воздуха регулируется механическим регулятором тяги)
энергозависимые (обычно приток воздуха регулируется нагнетающим вентилятором, управляемым электронным блоком управления)

Термостатические регуляторы тяги Regulus RT3 используются для регулирования мощности котлов на твердом топливе, что происходит путем управления клапаном подачи воздуха в камеру сжигания. Преимуществом регулятора тяги Regulus является мощная, механически крепкая и термостойкая конструкция. Благодаря двойной шкале регуляторы могут быть установлены как в горизонтальном, так и вертикальном положении. Регулятор тяги Regulus RT3 работает без подпитки электрическим током, термостатический элемент поддерживает заданную температуру нагревательной воды, выходящую из котла, на величине, настроенной на рукоятке, для чего открывает или закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания, и тем самым увеличивает или уменьшает мощность котла.

После того как твердотопливный котёл достиг установленной температуры, вентилятор выключается и блок управления переходит в режим ожидания (тления) а когда температура падает, снова включается вентилятор для поднятия температуры. В режиме ожидания, периодически, кратковременно включается вентилятор для того, что бы топливо совсем не затухало и для удаления газов из камеры сгорания.

В блоке управления так же предусмотрены функции регулирования скорости вентилятора и периодов между продувками и их продолжительность. Всё это дает возможность настроить котёл на любое топливо, понятно, что для сухих дров не нужна полная мощность вентилятора, потому что они будут очень быстро сгорать, а уголь наоборот требует больше кислорода и хорошую тягу дымохода. В задней части котла имеется шибер, которым при необходимости можно дополнительно регулировать тягу.

Ещё к блоку управления есть возможность подключения циркуляционного насоса. Для чего это нужно? Подключенный к блоку насос не включится, пока котёл не наберёт температуру, а так же если твердотопливный котёл долгое время не набирает температуру (например закончилось топливо) включится режим анти замерзания и насос периодически будет гонять воду по система что бы она не замёрзла. Дополнительно к БУ можно подключить насос на бойлер косвенного нагрева, если он у вас предусмотрен в системе. Этот насос будет включаться, когда температура воды в бойлере будет опускаться ниже заданной, так же можно установить режим приоритетности, когда котёл в первую очередь даёт тепло на систему отопления, а уж потом на бойлер или наоборот вариант для лета.
V) По способу сжигания топлива

Твердотопливные котлы делятся на «классические» и пиролизные (газогенераторные). Если с обычными «классическими» котлами ситуация понятна, сгорает твердое топливо – нагревается вода – теплоноситель посредством радиаторов отдает тепло помещениям, то в случае пиролизных котлов происходят несколько другие процессы.
В основу работы газогенераторного котла положен принцип пиролизного сжигания (или сухой перегонки) топлива. Суть заключается вот в чем. Под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода сухая древесина разлагается на летучую часть - так называемый пиролизный газ и твердый остаток - древесный уголь (кокс). Пиролиз древесины осуществляется при температуре 200 - 800°С. Этот процесс этот экзотермический, то есть идущий с выделением тепла, за счет чего, кстати, улучшается прогрев и подсушивание топлива в котле, и происходит подогрев поступающего в зону горения воздуха. Смешение кислорода воздуха с выделившимся пиролизным газом при высокой температуре вызывает процесс горения последнего, который используется в дальнейшем для получения тепловой энергии.

Пиролизные котлы рекомендуется топить как можно более сухой древесиной, тогда обеспечивается работа котла на максимальной мощности и длительный срок его службы. Разница для потребителя заключается в том что, в случае использования пиролизного котла, время между загрузками, в отличии от обычного котла увеличивается в 2 раза и более. Следует отметить, что пиролизный газ в процессе сгорания взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей, являясь, по большей части, смесью углекислого газа и водяного пара. СО2 такой котел будет выбрасывать в атмосферу до 3-х раз меньше, чем обычный дровяной и, тем более котел работающий на угле. Следовательно, пиролизные котлы более экологичны. Также в процессе пиролизного горения образуется минимальное количество сажи и золы, поэтому котел реже, чем обычный, нуждается в чистке.

Отметим, что пиролизные котлы стоят дороже классических твердотопливных.

Вот, и нашлись умные головы, которые создали современные твердотопливные котлы длительного горения. Потребители этого оборудования, как выяснилось, уже давно стояли за ним в очереди, ожидая его появления. И, получается, в наше время, твердотопливные котлы актуальны, как альтернативные источники отопления.

Виды твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы делятся на несколько групп. Они различаются по типу применяемого топлива (гранулы, уголь, дрова, торф), способу его подачи (автоматическая загрузка или ручная) и по конструкции, определяющей метод и соответствующее время горения. С типом применяемого топлива все, более или менее, ясно. А про котлы, которые различаются по способу подачи топлива, скажем несколько слов.

Твердотопливные котлы с ручной загрузкой

Они, в свою очередь, различны по способу сжигания топлива:

Котлы долгого горения циклического типа . В этих агрегатах используется запатентованный способ верхнего горения топлива. Оно происходит не как обычно снизу вверх, а наоборот - сверху и вниз. Область горения по мере сжигания топлива перемещается ниже. Автоматическая телескопическая система подачи воздуха доставляет его в зону горения. Конструктивное решение этих котлов достаточно оригинальное, простое и надежное. Существуют котлы, длительность работы которых при единичной закладки топлива может достигать на дровах 70 часов, а на угле 7 суток.

Пиролизные (газогенераторные) котлы. Режим длительного горения в этих устройствах достигается за счет особого, пиролизного, метода сжигания древесного газа. Газ выделяется из дров в условиях высокой температуры и недостатка кислорода. Такой способ сжигания позволяет избежать образования сажи, дает минимальное остаточное количество золы и обеспечивает почти полное сгорание топлива. Время работы такого котла от единичной закладки дров составляет 8-10 часов, но пиролизные котлы обладают рядом своих преимуществ.

Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива

В таких агрегатах длительное горение без вмешательства человека достигается благодаря использованию пеллет - гранулированного топлива. Эти биогранулы засыпают в бункер. А подача их в зону горения осуществляется по мере необходимости автоматически, что в сочетании с автоподжигом и регулировкой температуры дает возможность получать максимально автоматизированный процесс обогрева. В результате к котлу можно не подходить неделями. Пеллеты производят из отходов, которые мелко измельчают и прессуют. Их источниками служат стружки, опилки и тому подобное, скорлупа орехов, лузга семечек, косточки, жмых и так далее. При необходимости, когда пеллеты отсутствуют, можно топить подобные котлы углем и дровами. Пеллетные устройства получили достаточно широкое применение и их, как правило, выделяют в самостоятельный вид.

Преимущества твердотопливных котлов

Современные твердотопливные котлы - это сочетание лучших инновационных технических решений. Газ есть, далеко, не везде, и расширять область его доступного применения особо не торопятся. Современному бизнесу, владеющему российскими природными ресурсами, гораздо выгоднее продавать газ за пределы нашей страны, чем отапливать им соотечественников. А твердое топливо доступно везде и стоит недорого. Твердым топливом обогревать жилище значительно дешевле, чем электричеством или дизельным. Не требуется постоянный контроль над режимом горения - не нужно следить за температурой, подбрасывать топливо и регулировать подачу воздуха. Все современные агрегаты в той или иной степени автоматизированы. Процесс горения без вмешательства человека может продолжаться неделями, поэтому такие котлы и называют устройствами длительного горения.

Энергозависимость твердотопливных котлов

Практически, все устройства длительного горения зависят от электрической энергии. Непосредственно сами котлы (большинство моделей) не нуждаются в электропитании, например, дровяные Стропува. Но для оптимальной работы отопительной системы и котла необходимо функционирование электрического циркуляционного насоса.

При самотечном (гравитационном) отоплении без принудительной циркуляции теплоносителя система теряет в экономичности и эффективности. Кроме того, она будет забиваться сажей, и потечет конденсат, что, в конце концов, закончится преждевременным выходом котла из строя. На случаи перебоев с электроэнергией необходимо предусмотреть источник резервного бесперебойного питания – к примеру, аккумулятор с преобразователем.

Идеальные условия для работы твердотопливных котлов

Чтобы котел отопления на твердом топливе прослужил положенный ему срок и принес ожидаемую пользу, требуется:

Наличие котельной. Это не помещение, а комплекс оборудования, который обеспечит оптимальную работу агрегата во всех режимах его эксплуатации – во время запуска, в процессе отопления и в момент остановки. Каждому виду котла требуется свое оборудование, но общим является оснащенность циркуляционным насосом, расширительным баком, гребенкой и группой смешивания.

Правильно рассчитанный и выполненный дымоход. Избыточная или недостаточная тяга пагубна для котла.

Правильно организованная система отопления - радиаторы и трубы.

Желательно наличие бойлера горячего водоснабжения.

Кроме того, грамотный монтаж отопительной системы обеспечит ее долгую и безотказную службу.

Продолжение следует

Классификации твердотопливных котлов.

По способу сжигания топлива и типу камеры сгорания.

1. Объемный. Способ подразумевает измельчение угля в шаровых мельницах до микронного уровня с последующим сжиганием угольной пыли. Высота котлов достигает 30 м, мощность 100 мВт и более. Используются пылеугольные горелки.

2. Слоевой , подразделяется на котлы нижнего горения и верхнего. Котлы нижнего горения называют шахтными, так как имеют верхнюю загрузку. Они вместительны, горит не весь слой топлива, а только его нижняя часть; Котлы верхнего горения имеют вертикальную, цилиндрическую конструкцию, с большой загрузочной камерой. Горение происходит сверху вниз длительное время. Но по мере горения горящий слой уходит вниз и изменяется площадь поверхности теплообмена, что сказывается на его заявленной мощности.

3. Газогенераторный («пиролизные», двухкамерные котлы).

4. На чугунных колосниках , неподвижных и с приводом.

5. На стальной водотрубной решетке.

6. В псевдо кипящем слое .

По способу управления котлом.

1. Ручное;
2. Механическое (терморегулятором с рычагом и цепочкой , регулирующий поток воздуха в котел, в зависимости от достижения заданной на регуляторе температуры);
3. Автоматическое , при помощи микроконтроллера, который управляет потоком воздуха при помощи дымососа, а также управляет подачей топлива на колосник.

Теория горения угля.

При нагреве угля из него в первую очередь выделяется влага, которая испаряется и в виде пара удаляется в дымоход.

По мере роста температуры уголь начинает выделять газообразные летучие компоненты () , которые сгорая, разогревают уголь . После их выделения остается твердый остаток, кокс , состоящий из углерода и золы. Выделившиеся газы , быстро сгорая, дают примерно 10% тепла от всего баланса температур.

Таким образом, основное приходится на углерод , находящийся в твердом остатке угля .

Воздух, подаваемый для горения угля делят на первичный и вторичный.

• Первичный воздух подается через колосники в топочную камеру, где происходит коксование угля.
• А на выходе коксового газа из топочной камеры, для его полного сгорания, требуется подавать вторичный воздух.

Для наиболее эффективного сжигания топлива, необходимо управлять этим процессом, т.е. регулировать интенсивность горения, как угля, так и коксового газа.

Рассмотрим процесс сгорания топлива в реальном котле.

Уголь в котле горит на колоснике, через который поступает воздух за счет тяги дымовой трубы или за счет дымососа, что создает разряжение в камере горения.

Нагрев теплоносителя происходит при передаче тепла теплообменнику.

Виды :

• электромагнитным излучением пламени , которое облучает теплообменник;
• конвекцией , при прохождении раскаленных дымовых газов при их удалении тягой из котла через трубы теплообменника. В трубах теплообменника, установливают турбуляторы, которые закручивая газы, многократно увеличивают длину пути, время и количество упругих соударений молекул дымовых газов в дымогарных трубах теплообменника, что способствует более эффективному теплообмену;
• по твердому телу , при непосредственном касании раскаленного угля частей теплообменника.

Из всех указанных трех типов передачи тепла наиболее эффективным является электромагнитное излучение пламени , за счет большого градиента температур.

Вторым по значимости идет механизм теплопередачи дымовыми газами, поэтому для поддержания коэффициента полезного действия котла, необходимо содержать части теплообменника чистыми от смол и сажи.

Площадь контакта раскаленного угля с теплообменником небольшая, поэтому по значимости, этот механизм стоит на последнем месте.

Высокий КПД котла - чистый теплообменик.

1. Чтобы исключить загрязнение теплообменника, на выходе из котла рекомендуется установить . В межсезонье, когда необходимо снижать температуру теплоносителя в системе отопления до 30-70°С, он позволяет поддерживать температуру теплоносителя в котле выше температуры конденсации смол (85-90°С), чем исключает загрязнение теплообменника и его дальнейшую трудоемкую чистку.
2. С целью исключения конденсации смол и сажи на теплообменнике также рекомендуется подключать дополнительный насос для подмешивания во входной патрубок («обратки»), горячей воды с температурой 90ºС из патрубка выходного. Это позволяет повысить температуру нижней части теплообменника котла.

Вышеперечисленные, решения позволяют исключить загрязнение котла, соответственно избавить пользователя от постоянной его чистки.

При соблюдении данных указаний, теплообменник котла будет чистым, что позволяет держать температуру дымовых газов на рабочих значениях, на уровне 100-150°С. Это повышает эффективность сгорания топлива и КПД котла, снижает стоимость получаемого тепла.

При загрязнении теплообменника резко уменьшается передача тепла теплоносителю, падает КПД котла. Это приводит к повышению температуры дымовых газов до 200-300°С, что указывает на необходимость чистки теплообменника.

Причиной приводящей к загрязнению смолами теплообменника, являются периодические остановки работы котла, его остывание и повторный розжиг, что является нежелательным по этой причине.

Жить в загородном доме, вдали от шума и выхлопных газов, мечта многих городских жителей. Но, приобретя участок под строительство или готовый коттедж, необходимо позаботится на только о строительстве и ремонте дома, а и о создания в нем комфорта. Первое, что приходит на ум, это комфортная температура внутри помещения в холодное время года. За городом об этом придется позаботится самостоятельно, ведь на центральное отопление не приходится рассчитывать.
Если раньше помещения отапливали с помощью печей, топливом для которых служили дрова и уголь, то сейчас их можно заменить на твердотопливные котлы длительного горения.

Некоторые сведения о твердотопливных котлах длительного горения

Плюсы установки твердотопливного котла:

• стоимость оборудования невысока, также затраты на его обслуживания достаточно демократичны;
• простота эксплуатации;
• большой межремонтный интервал и надежность работы оборудования;
• применение дров, пеллет, угля в качестве источника энергии;
• высокий КПД и экономичность работы;
• простота монтажа. Даже не имея особых навыков и инструментов владелец сможет самостоятельно смонтировать оборудование.

• для эффективного сжигания топливо перед подачей в топку необходимо просушить и соответственно должно быть выделено место под его хранение;
• котельное оборудование занимает много места и устанавливать его нужно в отдельном помещении;
• трудности точного регулирования температуры горячей воды;
• топливо в топку подается вручную.

Классификация твердотопливных котлов длительного горения

Котлы бывают как не энергозависимыми, так и энергозависимыми. Основным компонентом котла, потребляющим электрическую энергию, является автоматика безопасности и регулирования. В случае отсутствия электроэнергии происходит ее срабатывание и оборудование выключается.
Выбор твердотопливного котла.

Для того чтобы обеспечить качественное отопление и горячую воду, а также создать комфортные условия в помещении нужно ответственно подойти к выбору котельного оборудования. Экономить на приобретении котла не стоит. Но следует знать что не оказывает решающего значения на качество теплоснабжения, а какой элемент должен быть обязательно.

Важно, чтобы оборудование было подобрано правильно и его мощность соответствовала нагрузке помещения. Также при выборе нужно определиться на каком виде топлива будет работать котел. Наиболее распространенное твердое топливо, для обогрева помещений, это дрова и уголь. Такое топливо имеет хорошее значение величины теплоты сгорания и стоимость его доступна. Кроме того при работе на дровах или угле коэффициент полезного действия котла достигает почти 90%. Загружать топливо необходимо примерно раз в 12 часов, чтобы обеспечить достаточную температуру воздуха.
Котлы работающие на пеллетах также широко распространены. Так как пеллеты по сути представляют прессованные отходы деревообрабатывающей и сельской промышленности, то и котлы целесообразно устанавливать в местах, максимально доступных к производству этого топлива. Преимуществом такого вида топлива является, то что оно сграет практически полностью, не образуя золы. При этом достаточно загружать порцию топлива примерно раз в 4-5 часов, чтобы температура в помещении соответствовала нормативам.

Экономически обоснованным будет установка котла работающего на щепе, если такой вид топлива производится в непосредственной близости. В основном такие котлы используют предприятия деревообрабатывающей промышленности, у которых такой вид топлива всегда в наличии.

Приобретая котел, необходимо обратить внимание на материал, из которого он сделан. Современные котлы длительного горения в основном изготавливают из чугуна или стали. Основным достоинством чугунного котла является его срок эксплуатации. По данным заводов-изготовителей он может достигать 50 лет. Но при этом такие котлы имеют ряд недостатков. Первый недостаток, это форма теплообменника. В чугунных котлах он имеет неудачную форму, которая приводит к неравномерному нагреву теплоносителя и возникновению «мертвых зон». В свою очередь теплоноситель в этих зонах при значительном понижении температур может замерзнуть и труба теплообменника лопнет. Чугунные котлы практически не ремонтируются. Для того, чтобы он продолжил свою работу необходима полная замена узла, вышедшего из строя. Это требует дополнительных финансовых вложений.
В стальных котлах установлен теплообменник, позволяющий сделать работу котла максимально эффективной. Согласно паспортным характеристикам КПД стальных котлов составляет 89-90%. Кроме того ремонт такого котла не займет много времени. После обнаружении течи, достаточно пригласить сварщика, который за несколько минут заварит ее.

Для того, чтобы обеспечить качественное теплоснабжение дома, вместе с котлом стоит установить циркуляционный насос. Но тут же возникает вопрос о том как обеспечить его постоянную работу и избежать отключение электроэнергии. Самым надежным способом будет установка дополнительного источника питания для котла и насоса. Также можно приобрести котел с возможностью отключения автоматического регулирования и перехода на ручной режим работы. Тогда циркуляция будет происходить за счет разницы температур и даже при отсутствии электроэнергии в доме будет тепло.

Эксплуатация твердотопливных котлов длительного горения

Для того, чтобы температура была постоянной необходимо периодически шевелить слой топлива для того, чтобы оно не закоксовывалось. Особенно это касается угля плохого качества. Можно пойти другим путем, укладывать несколько видов топлива слоями. Например, слой пеллетов, потом дрова и верхний слой каменный уголь. В этом случае коксования можно будет избежать.

При пуске вновь смонтированного оборудования в работу необходимо прогреть систему отопления, дымоход и сам котел. Это потребует дополнительного расхода топлива, зато позволит избежать некоторых проблем в процессе эксплуатации, таких как слабая тяга или образование конденсата на деталях оборудования.

В процессе эксплуатации необходимо будет удалять золу из топки. Периодичность этого зависит от вида топлива. Если топливом служат дрова, то они сгорают практически полностью, а их остатки просто осыпаются в зольник. Уголь имеет свойство спекаться и удалить его с топки немного сложнее, но это компенсируется частотой загрузки угля. Для поддержания температуры достаточно выполнять загрузку лишь дважды в сутки.
Если движение теплоносителя осуществляется только при помощи циркуляционного насоса и переход на естественную циркуляцию не предусмотрен, главное уберечь детали котла от размерзаний в случаях отключения электроэнергии и остановки насоса. Для этого необходимо качественно выполнить изоляцию участков системы, которые находятся на улице. При длительном отсутствии электроэнергии необходимо слить воду с системы.

Производители твердотопливных котлов

Котлы «Очаг» зарекомендовали себя надежным оборудованием, которое легко и просто эксплуатировать. Он выполнен из закаленной стали, толщиной 5 миллиметров и оснащен вентилятором и циркуляционным насосом. При работе на нем в качестве топлива можно использовать как дрова, так и уголь.

Применение твердотопливных котлов длительного горения для отопления и подогрева воды является прекрасной альтернативой котлам на газообразном топливе на фоне растущих цен на природный газ.