Принцип работы
По принципу работы установки делятся на две разновидности:
- работающие по классической схеме с включением дутьевого нагнетателя-вентилятора;
- модели с верхней загрузкой и подачей воздуха.
Система отопления частного дома с помощью котла
В обоих названных вариантах работой нагнетателя руководит специальный электронный блок — он контролирует температуру воды, увеличивая либо притормаживая производительность вентилятора. В агрегатах с нагнетателем предусмотрено снижение инерции процессов, за счет чего увеличивается продолжительность сжигания твердого топлива.
В моделях с верхней загрузкой, соответственно, нагнетатель расположен в верхней части корпуса. Воздух подается сверху вниз, в аналогичном направлении происходит и сжигание топлива, в результате заряженная в полном объеме установка способна работать очень длительное время (от 8 до 48 ч.).
В целом, агрегаты длительного горения имеют массу преимуществ, но есть и некоторые минусы. Независимо от принципа работы, их время от времени обязательно необходимо чистить — если пренебрегать очисткой, то оборудование может просто выйти из строя.
Схема: устройство котла длительного горения
На полную мощность котельное оборудование разогревается не моментально, а спустя определенное время. Еще один минус — нельзя оперативно остановить работу котла длительного горения в случае такой необходимости.
Различия по типу используемого твердого топлива: что учитывать при выборе
Между собой котлы длительного горения различаются не только по принципу работы, но и по типу используемого топлива. Каждый из отопительных агрегатов, работающих на твердом типе топлива, имеет свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при выборе.
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.
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.
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.
Качественные фирмы-производители
Твердотопливные котлы длительного горения представлены зарубежными и отечественными фирмами. Многие модели можно увидеть на фото.
Stropuva
Литовский производитель, предлагающий оборудование для отопления промышленных зданий и больших жилых домов. Принцип работы устройств – прогорание горючего материала сверху-вниз. Изготовитель предлагает устройства для систем с естественной и принудительной вентиляцией. Котлы длительного горения на дровах для дома также предназначены для работы с бурым углем, древесными отходами. Мощность агрегатов – 10 кВт и более. В камеру сгорания можно заложить до 50 кг топлива. Все аппараты просты в эксплуатации.
Stropuva – литовский производитель котлов.
НМК
Новосибирская фирма, специализирующаяся на выпуске отопительных котлов высокого качества. Она предлагает устройства низкой, средней и высокой ценовых категориях. Оборудование соответствует мировым стандартам качества, но адаптировано к условиям российского климата. Продажа возможна в любом уголке страны.
Buderus
Немецкий производитель, который выпускает агрегаты, функционирующие в автономном режиме. Для изготовления используется сталь толщиной до 5 мм. КПД аппаратов достигает 85%. Котлы универсальны, но требовательны к качеству топливного материала.
Buderus – немецкий котел с автоматическим режимом.
Zota
Российская фирма, предлагающая широкий ассортимент устройств, которые работают на дровах, пеллетах, угле. Оборудование предназначено для обогрева промышленных и бытовых помещений. Мощность аппаратов колеблется в пределах 3-400 кВт. Закладку горючего осуществляют 1-2 раза в сутки.
Wattek
Чешский производитель предлагает котлы, характеризующиеся простотой обслуживания и длительным сроком эксплуатации – более 10 лет. Агрегаты изготовлены из стали толщиной 5 мм. Материал устойчив к высокой температуре. В качестве топлива используют дрова, брикеты, уголь, пеллеты. Монтаж котлов не вызывает трудностей. Преимуществом оборудования является увеличенная площадь теплосъема. Максимальное время горения составляет 8 часов. Его обеспечивает уголь.
Wattek – чешский производитель котлов.
«Теплогарант»
Производственные мощности изготовителя расположены в Костроме. Оборудование в 4 раза экономичнее традиционных твердотопливных установок. Загрузку осуществляют дважды в сутки. Мощность котлов колеблется в пределах 10-20 кВт. Аппараты обладают высоким уровнем энергоэффективности на разных видах горючего материала.
ACV
Бельгийская фирма, предлагающая отопительное оборудование для обогрева промышленных помещений, хозяйственных и жилых зданий, офисов. Котлы изготовлены из жаропрочной стали толщиной 5 мм. Для работы можно использовать уголь, брикеты из отходов древесины и сельскохозяйственных растений, пеллеты.
ACV – бельгийская фирма отопительного оборудования.
Мощность агрегатов составляет 15-80 кВт. Материал устойчив к отложению продуктов сгорания на стенках. Оборудование полностью автоматизировано. Возможно регулировать мощность устройства. Котлы защищены от перегрева, оснащены системой контроля интенсивности пламени.
«Неделька»
Российский производитель, предлагающий оборудование мощностью 15-90 кВт. Загружать агрегат можно раз в неделю. Преимуществом устройств является использование топлива невысокого качества. Котел способен обогреть несколько помещений, общая площадь которых составляет 350-400 м². Максимальный КПД можно получить при использовании антрацита или бурого угля. Недостатком устройства является большой размер. В результате сгорания топлива образуется много сажи, поэтому оборудование нуждается в периодической чистке.
Wirbel
Австрийский производитель, выпускающий котлы долгого горения на угле, дровах, брикетах. Гарантийный срок службы – 17 лет. Для изготовления используется сталь толщиной 5 мм. Расход топлива экономичный, а КПД достигает 93%.
Wirbel – австрийский котел долгого горения.
Heiztechnik
Фирма предлагает небольшой ассортимент котлов отопления, мощность которых составляет 10-100 кВт. Их можно использовать для обогрева площади от 60 до 1000 м². Для работы аппаратуры применяют любое твердое топливо. Для изготовления моделей применяют сталь толщиной 4-6 мм. Срок службы оборудования колеблется в пределах 15-20 лет. Преимуществом агрегатов является возможность удаленного управления.
Способы экономии угля
Расход угля на протяжении отопительного сезона большой, поэтому владельцы домов хотят уменьшить его. Существует несколько способов, помогающих немного сэкономить:
- Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
- Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
- Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
- В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.
- Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
- Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
- Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
- В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.
Некоторые вовсе убирают задвижку, ошибочно предполагая, что это поможет быстрее прогреть помещение. Вследствие этого уголь сгорает моментально, а тепла в доме нет. Если ни один из способов не помог сократить количество используемого топлива и в комнатах по-прежнему прохладно, рекомендуется еще раз проверить все окна и двери, а также исключить возможность попадания холодного воздуха через отверстия в полах. Довольно часто они незаметны под плинтусами и не позволяют добиться оптимального температурного режима.
Топливные брикеты, пеллеты
Развитые страны давно перешли на экологическое чистое сырье для нагрева котлов. В последнее время и страны бывшего СНГ стали чаще использовать брикеты, пеллеты. Сырье высокого качества, подходит по влажности, весу, объему, зольности.
Благодаря правильной подготовке материала — прессовке, грануляции, сырье можно долго хранить, не опасаясь снижения плотности материала, гниения. Транспортировать проще, чем поленья дров.
Можно сделать процесс розжига котла автоматизированным. Приобрести пеллетный бак, с которым сырье подается в топку автоматически. Хозяевам не нужно подбрасывать брикеты для бесперебойной подачи тепла.
Брикеты и пеллеты различаются по технологии производства. Для котлов чаще используют пеллеты, брикеты применяют для открытого огня.
Лучше найти производство сырья рядом с домом. Заказать от изготовителя выгоднее, чем в магазинах с накруткой.
Пиролизные котлы длительного горения
На этом инновационном виде оборудования хотелось бы остановиться подробнее. Во-первых, начнем с того, что коэффициент полезного действия здесь не меньше 95%. Почему? Все дело в принципе отбора тепловой энергии.
Котлы пиролизного типа
В процессе тления дров в котле происходит выделения тепловой энергии и газа, который улетучивается через дымоходную трубу. Но этот газ может гореть, выделяя еще некоторое количество тепла. Чтобы это произошло, производители в конструкцию агрегата разместили еще одну камеру сгорания, куда и заходит газ. Сам гореть он не может, потому что в нем нет практически кислорода, поэтому до того как он поступит в свою топку, газ обогащают кислородом.
Теперь это воздушно-газовая смесь, которая может гореть, выделяя тепло. Что и происходит в промежуточной топке. По сути, этот инновационный прибор можно назвать твердотопливным котлом сверхдлительного горения
Единственное, на что хотелось бы обратить особое внимание, что пиролизные котлы показывают высокие технические характеристики, если в них используется очень сухие дрова. При этом они сгорают полностью, оставляя лишь небольшую горку золы, выделяя максимальную температуру горения
Схема размещения дров
Особенности твердотопливных котлов длительного горения
Применение рассматриваемой техники позволяет увеличить время рабочего цикла на одной загрузке с помощью контролируемого замедления процесса горения.
Альтернативное решение – автоматизированная подача топлива. Пиролизные модели выполняют свои функции с минимальным количеством отходов.
Устройство
Топку котла создают из жаропрочных материалов, чтобы предотвратить деформацию и повреждения из-за высокой температуры в течение длительного срока службы. В нижней части конструкции устанавливают зольник – накопитель твердых отходов процесса горения. В стенках или внутри дополнительных элементов системы дымоудаления создают водяную рубашку. Нагретую жидкость применяют для питания системы отопления.
Заслонкой регулируют количество кислорода в рабочей зоне. При необходимости устанавливают принудительную систему подачи воздуха с электронным блоком управления.
Другие изменения в конструкции зависят от выбранной технологии. Типовой котел с верхней загрузкой выпускают в форме цилиндра. Металлический круг устанавливают для создания давления на топливо. К отверстию в центральной части этого элемента подсоединена телескопическая труба, обеспечивающая подачу воздуха.
Устройство твердотопливного котла.
Автоматизированный котел дополняют бункером для рабочего запаса пеллет. Топливо загружают дозированно с помощью шнекового транспортного устройства.
В пиролизном котле устанавливают два контура подачи воздуха. Дрова поджигают снизу. Изделия этого типа оснащают сложной системой дымоудаления со встроенными теплообменниками для повышения КПД.
Технические характеристики и показатели
Для корректного выбора оборудования, кроме технологии, оценивают следующие параметры:
- тепловую мощность;
- номинальный КПД;
- объем загрузочной камеры;
- время полного рабочего цикла;
- габариты;
- вес.
Самые эффективные пиролизные модели обеспечивают сжигание топлива с КПД до 90%. Однако рабочий цикл не превышает 10 часов. Котлы с верхней загрузкой при наличии большой камеры способны функционировать более 3 суток в автономном режиме.
Принцип действия
В котле верхнего горения поступающий через телескопическую трубу воздух нагревается. Это помогает создавать лучшие условия для сжигания топлива. Формируется рабочая зона тления толщиной 25-30 см. Прижимной диск уплотняет загрузку, постепенно опускается вниз. Процесс не требует надзора и дополнительных действий со стороны жильцов дома.
В конструкции, созданной по схеме нижнего горения, прижимное устройство отсутствует. Медленное сжигание обеспечивается дозированной подачей воздуха. Для увеличения точности применяют вентилятор с регулируемой скоростью вращения лопастей.
В котле верхнего горения воздух нагревается.
Пиролизный котел создают по схеме нижнего или верхнего горения. Однако прижимной диск в данном случае не используют. Главное отличие этой технологии – дожигание газа, выделяющегося при тлении. Для поддержания процесса в зону выхода продуктов горения вентилятором подают воздух. Элементы водяной рубашки нагреваются основной топкой и камерой дожигания.
Главные преимущества
Котел создают с применением недорогих инженерных решений. В простой конструкции отсутствуют вентиляторы и устройства управления, что подразумевает независимость от источников электроэнергии.
Дрова – экологически чистый вид топлива. Обращение с ним не сопряжено с дополнительными затратами. При установке газового котла нужны дополнительные мероприятия, предотвращающие образование взрывоопасной смеси с воздухом.
Основные преимущества техники этой категории:
- длительный рабочий цикл без пополнения загрузки;
- минимальное количество отходов;
- высокий КПД;
- возможность применения разных видов топлива;
- доступная цена;
- простота обслуживания;
- безопасность;
- энергонезависимость;
- небольшие затраты при выполнении ремонта.
Дрова являются экологичным видом топлива.
Отдельные преимущества твердотопливных моделей обусловлены особенностями конструкции. Движение рабочей зоны под давлением прижимного диска, например, обеспечивает перемещение области нагрева.
Топливо для пиролизного котла
Твердотопливные пиролизные котлы практически всеядны. В качестве топлива можно использовать разнообразные виды твердого топлива: начиная от обычных дров и заканчивая торфом.
Исходя из этого, топить котел можно любым видом твердого топлива, но все же каждый вид отличается присущими только ему качествами и свойствами, поэтому будет отличаться и работа котла.
Следовательно, выбор топлива является очень важным процессом.
Использование обычных дров.
Дрова для твердотопливных пиролизных котлов должны быть обязательно сухими (допускается использование дров с влажностью не более 20%). От сухости зависит теплоотдача котла.
Загружая поленья в топку, размещать их нужно плотно друг к другу, а вверху следует оставлять свободное пространство не менее 20 см. Стоит отметить, что можно использовать и неколотые дрова.
При первой загрузке необходимо использовать приблизительно половину порции дров, остальные помещаются по мере прогорания в котле. Сгорают дрова неравномерно – их необходимо все время аккуратно раскладывать по поверхности топки, при этом не допускать охлаждения твердотопливного пиролизного котла.
Минусом использования дров есть то, что топку этим видом топлива невозможно автоматизировать. Плюсом же есть тот факт, что это очень экологичный способ отопления помещения.
Использование торфа.
При использовании торфа в качестве топлива для твердотопливного пиролизного котла необходимо придерживаться определенных правил. Во-первых, топливник должен всегда быть очищен от золы, а во-вторых, поддувальная дверца должна быть закрытой.
Торф следует выкладывать на колосниковую решетку. На этот слой для лучшей растопки можно положить немного дров и прикрыть все это еще одним слоем торфа. Затем открыть задвижку дымоотвода и приступать к растопке.
Во время работы твердотопливного отопительного оборудования необходимо следить за тем, чтобы торф всегда лежал равномерным слоем. Такое расположение торфа обеспечит максимальную теплоотдачу.
Использование угля.
Чтобы получить наилучший уровень тепла с помощью угля в качестве топливо, необходимо использовать специальный топливник – шахту с колосниковой решеткой и вертикальными стенками.
Топливник должен быть достаточно высоким, расстояние между сводом и решеткой должно быть минимум 50 см. Топочные и поддувальные дверцы должны быть сделаны из чугуна, оптимальное расстояние между дверцами – 21 см.
Кроме того, дверцы рекомендуется строго герметизировать. Следует помнить, что при использовании угля новую порцию топлива стоит подбрасывать только тогда, когда первая хорошо разгорелась. При этом нужно постоянно поддерживать равномерный слой и не допускать прогорания угля до решетки.
Использование топливных брикетов.
Сегодня топливные брикеты – это самое оптимальное средство для топки твердотопливных пиролизных котлов. Можно использовать как угольные, так и торфяные брикеты.
Благодаря использованию брикетов, Вы получите высокую теплотворность, ровный процесс горения (не нужно вмешиваться в сам процесс горения и поправлять слои), высокую плотность горящего слоя, небольшое количество пламени и минимальное количество дыма.
Также преимуществом есть сгорание брикета без остатка и удобство фасовки брикетов. Топку твердотопливного пиролизного котла ведут до полного сгорания топливных брикетов. Если же остаются несгоревшие брикеты, их используют вторично.
Размеры стандартной топки котла регламентируют размеры используемого топлива (габариты дров или брикетов). Как правило, для топлива в газогенераторных котлах используются поленья длиной » 400 мм, и диаметром до 200 мм. Размер топливных брикетов – 300х30.
Вместе с дровами или брикетами можно в качестве топлива использовать и опилки. Но брать их следует не больше трети от основной части топлива по объему.
Инструкция по эксплуатации предусматривает, что влажность топлива не должна быть выше 45%. Чем меньше влажность древесины, тем больше мощность котла и тем дольше он сможет проработать без ремонта.
Например, килограмм древесины 20% влажности при сгорании дает тепла эквивалентного 4 кВт-ч, а дрова 50% влажности – всего 2 кВт-ч. Кроме того, что при увеличении содержания влаги в топливе, снижается удельная теплота сгорания, значительно увеличивается расход топлива.
Предъявляемые требования
Котлы длительного горения относятся к категории «твердотопливных агрегатов», так что все требования, которые предъявляются данной категории, эти аппараты должны соблюдать. Это касается и монтажа, и эксплуатации.
- Отдельное расположение котельной или топочной.
- Помещение должно полностью соответствовать правилам содержания пожарной безопасности. А это: помещение должно быть возведено из негорючих материалов, в нем должна быть организована хорошо действующая вентиляционная система, установлен по правилам дымоход.
- Кстати, о дымоходе. Он должен быть изготовлен из негорючих материалов, к тому же иметь высокие показатели сопротивляемости агрессивным химическим веществам. Идеальный вариант, если эта труба будет или из нержавеющей стали, или из керамики.
- Рекомендуется дымоход как можно чаще прочищать от сажи. К сожалению, это бич всех твердотопливных котлов. Специалисты советуют это делать минимум два раза в год: после отопительного сезона и в середине. Это позволит сэкономить на топливе и поднять эффективность работы самого отопительного прибора.
- Все котлы данного типа – это приборы напольного исполнения, поэтому прочное и надежное основание – залог их эффективной эксплуатации. Обычно под них заливают небольшой бетонный фундамент в виде плиты.
Какое топливо самое лучшее?
Котлы горения на твёрдом топливе могут топиться по-разному и существуют различные виды подобного оборудования. Для выбора оптимального варианта следует уточнить тип основного топлива для устройства – это может быть котёл на древесине или угле. Если изготовитель рекомендует применять дерево как основной вид «пищи», то его КПД будет максимальное. В случае использования вторичного топлива эффективность выдачи тепла может снизиться на 12 или более процентов.
Если вы используете брикеты, то они могут быть из торфа, соломы или отходов древесного типа (опилки пыль и так далее). Профессионалы рекомендуют применять только те брикеты, которые производятся методом прессования. Если данный вид топлива в камере горения распадается на опилки, то его лучше применять в комбинации с дровами или углём. Пеллеты могут быть созданы из соломы или смеси опилок и древесной пыли. Лучше всего использовать пеллеты без коры или песка – эти компоненты мешают процессу горения. Дрова лучше класть сухие, чтобы их расход был минимальным.
Следует обратить внимание на целесообразность применения топлива и приобретения котла. Если жилое помещение или предприятие находится в окружении лесов, то лучше использовать дрова
В случае расположения дома в степной местности, можно приобрести котёл на торфобрикетах. Профессионалы рекомендуют подбирать наиболее эффективное топливо для получения наилучшей отдачи при низких финансовых затратах.
