Твердотопливные котлы
Содержание
- Главная
- Краны
- Газобаллонное оборудование
- Отопление


  Общие сведения:
 

Твердотопливные котлы.

Простые, надежные и доступные во всех отношениях отопительные устройства – твердотопливные котлы обеспечивают обогрев помещений с использованием доступных и относительно не дорогих видов топлива. Современные модели не требуют постоянного контроля над их работой, поскольку оснащены автоматикой регулирования. А твердотопливные котлы длительного горения позволяют производить загрузку топлива через довольно длительное время.

Твердотопливные котлы – нужно ли возвращаться к «прошлому»?

Если рядом нет газовой магистрали, то твердотопливный котел – это единственный выход из положения, когда решается вопрос о способе отопления жилища. Дизельное топливо для жидкостных котлов и электроэнергия для электрокотлов дороги, да и хлопот с ними немало.

Если даже газ рядом, то все равно стоит подумать, стоит ли платить огромные деньги за то, чтобы его провести в дом и в дальнейшем оплачивать далеко не малые, постоянно растущие счета за потребленное голубое топливо. Конечно, газовое оборудование работает непрерывно и полностью автоматизировано, но и здесь перебои бывают. В этот момент при отсутствии резервного отопления – никуда, а если проблемы затянутся, то и система отопления может оказаться размороженной.

Что может помочь в такой ситуации? Это – надежные твердотопливные котлы. Весь мир, экономя денежки, не считает зазорным отапливаться такими аппаратами. Конкурируя с газовыми, электрическими и жидкостными отопительными устройствами, их конструкции продолжают совершенствоваться и это уже не те котлы, что были раньше. Поэтому, как минимум перед принятием решения, какой котел приобрести, необходимо ознакомиться и с твердотопливными вариантами.

Что такое твердотопливный котел.

Твердотопливный котел – это специальное устройство для отопления помещений и в отдельных случаях приготовления горячей воды, работающий в автоматическом или полуавтоматическом режимах. Может использоваться как основной или резервный источник теплоснабжения.

В качестве топлива в таких котлах используется горючее твердой субстанции, например:

  • уголь различных сортов;
  • дрова и продукты деревообработки в естественном виде (щепа, опилки);
  • пеллеты - гранулы продуктов деревообработки и других органических материалов, полученные по специальной технологии;
  • совмещенное топливо – дрова/уголь.

Это действительно автономный вид отопления. Достаточно правильно определить требуемое количество топлива, один раз его завезти и вы не будете зависеть от таких факторов, как, например: для газовых котлов - перебои в поставке газа (его полное отключение или понижение давления), для электрокотлов - отсутствие электроэнергии или пониженное напряжение в электрической сети.

Какие бывают твердотопливные котлы.

Их конструкции различаются по нескольким основным признакам: способу сжигания топлива, по материалу, из которого изготовлен сам котел и его теплообменник.

Классификация по способу сжигания топлива в твердотопливных котлах.

Выпускаются котлы, в которых топливо сжигается по следующим технологиям:

1) длительного горения с использованием эффекта пиролиза;

2) сжигания пеллет;

3) традиционная.

Твердотопливные котлы длительного горения – это отопительные агрегаты, особенность которых в том, что заложенное в них топливо сгорает в течение длительного периода времени (от 10 – 15 часов до нескольких суток в зависимости от его вида). Являясь полностью автоматизированными, такие устройства не требуют постоянного надзора за их работой, но зависят от наличия электрической энергии, которой запитывается автоматика.

Для их работы используется эффект пиролиза топлива. Это процесс, при котором оно сгорает по специальной технологии – сначала разжигается, а затем тлеет, выделяя пиролизные газы. Эти газы дожигаются с выделением дополнительного количества тепла, тем самым удлиняя период работы твердотопливного котла с одной закладки и существенно повышая его коэффициент полезного действия (об этом можно прочитать здесь).

Отдельно следует сказать о таком типов котлов, в которых сжигание топлива происходит не снизу вверх, как обычно, а наоборот, сверху вниз. Этот аппарат представляет собой вертикально расположенный цилиндр, куда загружается любое твердое топливо, даже вперемешку. Имея внушительный объем камеры сгорания, прибор обеспечивает непрерывную работу до трех суток, а в случае использования в качестве топлива угля и до семи суток.

Твердотопливные котлы, работающие на пеллетах – такие приборы используют для выработки тепла специальные гранулы - пеллеты. Это топливо производится из:

  • отходов деревообработки (опилки, мелкая щепа, стружка, кора);
  • любых органических остатков агротехнического производства (шелуха подсолнечника, солома);
  • пеллеты из торфа, камыша, бумаги и картона.

Они изготавливаются по специальной технологии в виде небольших гранул, удобных для механической подачи из бункера в топку котла. Непрерывный цикл отопительного прибора, использующего такой вид топлива, может составлять от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от емкости бункера, в котором хранятся пеллеты, а коэффициент полезного действия – до 95% (об этом можно прочитать здесь).

Традиционная технология сжигания общеизвестна и не требует каких-либо комментариев.

Классификация твердотопливных котлов по материалу, из которого они изготовлены.

Сами котлы и их теплообменники изготавливаются из чугуна или стали. И тот и другой вариант успешно выполняет возложенные на него функции, но есть некоторые особенности применения, которые нужно учесть при выборе.

Чугунные конструкции. Им следует отдавать предпочтение в случаях, если предполагается работа котла в постоянном и длительном режиме. Чугун чувствителен к колебаниям температуры и давления, поэтому часто разогревать и затем выключать котел нежелательно. Это может привести к появлению трещин в теле котла и выходу его из строя. Ремонт чугуна при помощи сварки очень сложен, а внутри котла просто невозможен. Такой аппарат нужно запустить осенью и выключить весной при завершении отопительного сезона.

С другой стороны, конструкция твердотопливного котла, состоящая из отдельных секций, позволяет, как заменить вышедшую из строя секцию, так и добавить дополнительную при необходимости увеличения мощности котла.

Чугунные котлы при правильной эксплуатации очень долговечны (25 лет использования – это даже не предел), коррозионностойкие и менее склонны к появлению накипи на стенках теплообменника, чем стальные.

Стальные твердотопливные котлы. Такие конструкции дешевле чугунных, легче по весу и более ремонтноспособны, в том числе и с применением сварки. Пластичность металла выше, чем чугуна, поэтому перемена температур и давления не так сказывается на его целостности.

В качестве отрицательного свойства стального котла и теплообменника следует отметить их малую коррозионную стойкость. С другой стороны стальные твердотопливные котлы значительно проще при выполнении работ по их чистке от сажи и смолистых отложений, образующихся при горении, чем чугунные.

Как устроен твердотопливный котел.

Любой твердотопливный котел состоит из отдельных узлов и деталей, каждая из которых, выполняя свою функцию, в целом представляет единую систему для выработки тепла из твердого топлива.

При этом сама конструкция очень проста и состоит из:

  • корпуса котла;
  • камеры сгорания (топки) – теплообменника;
  • полости для сбора золы (остатков, образующихся при сжигании твердого топлива);
  • водяной рубашки;
  • тракта дымоудаления;
  • автоматики регулирования.

Камера сгорания (топка), она же теплообменник – это основная составляющая твердотопливного котла, в которой происходит процесс сжигания твердого топлива и теплопередачи. Сама топка состоит из:

  • самой камеры, которая определяет ее объем, ограниченный по бокам стенками теплообменника;
  • колосников, являющихся нижней образующей топки, на которых размещается топливо;

Полость для сбора золы - располагается сразу ниже топки твердотопливного котла и предназначена для сбора твердых спекшихся и несгораемых остатков продуктов горения топлива (в народе это называют «жужжалка»). Они попадают туда сверху из топки, осыпаясь под тяжестью собственного веса между щелей полосок колосников. За уровнем наполнением этой полости продуктами горения следует постоянно следить, не допуская переполнения и периодически полностью очищать.

В дверце, которой закрывается эта полость, предусмотрено отверстие для подачи воздуха в камеру сгорания. За счет количества его поступления регулируется интенсивность горения топлива и, соответственно, количество производимого тепла.

Водяная рубашка – это теплоноситель, в подавляющем большинстве случаев – вода, которая залита в герметичное пространство между двумя (наружной и внутренней) поверхностями корпуса твердотопливного котла. Она принимает тепло от сгораемого топлива и, перемещаясь по трубам и радиаторам системы отопления, нагревает воздух отапливаемого помещения.

Движение теплоносителя по системе отопления может происходить двумя способами:

1)за счет естественной циркуляции (самотеком), возникающей благодаря разности температур нагретого (в верхней части топки котла и трубопроводе подачи) и охлажденного (в возвратном трубопроводе – «обратке») теплоносителя. Потоки нагретой теплой воды поднимаются вверх и начинают вытеснять холодную воду, которая перемещается вниз. Возникает перемещение слоев воды от котла по системе отопления и обратно к нему для последующего нагрева. Такой процесс является энергонезависимым и полностью обеспечивает обогрев помещения, но с небольшой скоростью;

2)за счет прокачки теплоносителя при помощи специального циркуляционного насоса. Здесь возникает зависимость твердотопливного котла от электрической энергии, так как без нее насос не работает. Однако, время, за которое можно нагреть помещение значительно меньше, чем при естественной циркуляции.

Тракт дымоудаления – это система сбора и отвода продуктов сгорания (угарного газа) в твердотопливных котлах. Она представляет собой полость в верхней части камеры сгорания и патрубок котла для подсоединения дымохода. Неотъемлемой частью тракта дымоудаления является и сам дымоход, но он уже не относится к элементам котла и представляет собой самостоятельную конструкцию.

Для того чтобы не сразу все тепло, производимое при сжигании твердого топлива улетучивалось через дымоход в атмосферу и тем самым коэффициент полезного действия твердотопливных котлов был выше, в конструкции тракта дымоудаления предусмотрен удлинитель тяги. Это элемент котла, размещенный внутри топки и выполненный в виде преграды, не позволяющей горячим газам сразу уходить в атмосферу, а огибать его. Такой конструктивный элемент приводит к увеличению пути нагретого угарного газа к дымоходу и дополнительной его теплоотдаче.

Автоматика твердотопливного котла – это система управления его работой, которая без участия человека изменяет интенсивность горения. Общеизвестно, что для сгорания чего-либо необходимо наличие кислорода воздуха. Причем интенсивность горения всегда зависит от его количества, подаваемого с зону сжигания. В твердотопливных котлах такое регулирование осуществляется при помощи заслонок. Они механическим образом надежно соединены со специальным биметаллическим терморегулятором, который на протяжении всего процесса отопления оценивает величину нагрева теплоносителя. Работа датчика основана на свойстве металлов расширяться при нагревании и сужаться при остывании.

Когда температура достигает граничных пределов настройки, регулятор перемещает заслонку в сторону закрытия, тем самым уменьшая приток воздуха в камеру сгорания. При этом интенсивность горения уменьшается, и степень нагрева теплоносителя снижается. Когда вода в системе отопления остынет до определенного предела, датчик сработает на открытие заслонки. В камеру сгорания твердотопливного котла поступит дополнительный воздух и горение станет более интенсивным, что приведет к увеличению температуры теплоносителя.

Автоматика примитивна, но очень надежна, испытана длительным периодом эксплуатации твердотопливных котлов и не зависит от наличия электроэнергии. Корпус котла – это цельносварная эстетически оформленная конструкция, наружная поверхность которой термоизолирована и не представляет опасности получить ожог при соприкосновении с ней. В ней размещены все рассмотренные элементы твердотопливного котла.

Достоинства и недостатки твердотопливных котлов.

Как любые конструкции твердотопливные котлы имеют свои как достоинства, так и недостатки. Чего больше из них – однозначно сказать нельзя, так как все зависит от конкретной ситуации, в которой предусматривается их использование.

Основные недостатки:

  • наличие специального помещения соответствующего размера с хорошей вентиляцией и дымоотведением для размещения аппарата;
  • для котлов средней и большой мощности, учитывая их вес, необходимо устройство фундамента;
  • периодическая чистка твердотопливного котла от сажи и смолистых отложений на его стенках и в дымоходе;
  • необходимость в дополнительном помещении для хранения топлива, особенно если используются дрова или пеллеты, не допускающие большой влажности;
  • отсутствие полной автоматизации процесса горения в части непрерывной подачи топлива. Какой бы объем не имела топка котла или емкость бункера в пеллетном котле, все равно периодически необходимо вмешиваться в его работу и загружать топливо.

Преимущества твердотопливных котлов.

  • простота конструкции и обслуживания, а, соответственно и отсутствие каких-либо сложных и дорогостоящих ремонтов и наладок;
  • полная автономность, если твердотопливный котел не оснащен дополнительными автоматическими устройствами или вентилятором для подачи воздуха;
  • доступность топлива и его конкурентная цена, особенно на территориях, где оно производится (лесистые местности, территории угледобычи);
  • высокая эффективность работы и коэффициент полезного действия, достигающий 90% в пиролизных котлах.

Что в итоге?

В итоге получается, что твердотопливные котлы восстанавливают свою популярность. Современные подходы к использованию известного, но подзабытого и доступного, а также нового топлива позволяют совершенствовать старые и разрабатывать новые конструкции котлов. Это дает возможность пересмотреть заново подходы к их выбору, отойдя от традиционных газовых и во многих случаях отдать предпочтение именно твердотопливным котлам.

Автор: Сергей Морозов.

Внимание! Эта статья защищена законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA). Запрещено любое копирование без моего разрешения.

Читайте также:

Теплый пол

Твердотопливные пеллетные котлы.

Горелки для твердотопливных автоматических пеллетных котлов.

Пеллеты для твердотопливных автоматических пеллетных котлов.

Пиролизные твердотопливные котлы.

Газовые котлы - напольные и настенные.

Газовые котлы - одноконтурные и двухконтурные.

Газовые конденсационные котлы.