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


  Общие сведения:
 

Твердотопливные котлы длительного горения

Отопительные котлы длительного горения, к которым относятся и котлы верхнего горения, одной закладкой топлива обеспечивают отопление дома от десятка часов до нескольких суток. В них используется специальная технология сжигания дров или угля. Если купить твердотопливный котел такой конструкции, то можно избавить себя от проблемы постоянного контроля режима его работы.

Содержание:

1. Как работает отопительный котел верхнего горения

2. Особенности конструкции

3. Топливо

4. Преимущества и недостатки

5. Технические характеристики и производители

Как работает отопительный котел верхнего горения

Основное отличие от традиционных котлов состоит в способе розжига и самого процесса горения твердого топлива, загруженного в котел. Цикличность загрузки является второй особенностью и означает, что пока не будет использовано все ранее загруженное содержимое топки, новое добавлять нельзя.

Особенность процесса сжигания топлива

Она состоит в том, что загруженное в топочную камеру топливо, разжигается и горит не снизу (как при традиционном способе), а сверху небольшим слоем высотой 12 – 15 сантиметров и постепенно выгорает до дна. Это называется - «верхнее горение». Для его поддержания необходим кислород воздуха. Он подается сверху по специальной трубе с распылителем непосредственно в зону горения. Сжигаемый слой дров или угля постепенно перемещается вниз. Вслед за ним движется и труба, подающая воздух.

Такое горения является замедленным, близким к тлению. При этом выделяется некоторое количество пиролизного газа. Он дожигается в той части топки, которая расположена сразу над распылителем воздуха. Образуется дополнительное количество тепла. Эта технология позволяет использовать в полной мере возможности дров или угля по тепловыделению, а сам процесс сжигания сделать более длительным и не требующим частого их пополнения.

После сгорания топлива котел загружается снова на полный объем и процесс повторяется. Если все же вы решили добавить топлива до того, как прогорела его основная закладка, то нужно знать, что при этом:

  • образуется большое количество дыма;
  • на стенках камеры сгорания выделится конденсат;
  • произойдет снижение температуры в топке, а соответственно на некоторое время понизится теплоотдача.

Внимание!

Этот процесс будет происходить до тех пор, пока температура в котле не стабилизируется. Если же догружаемые дрова будут сырыми, то возможно даже затухание котла и его повторный розжиг.

Такие аппараты на одной зарядке дров могут работать до 30 часов, а на угле - до трех-пяти суток в зависимости от его марки.

Особенности конструкции котлов с верхним горением

Котлы просты по устройству, что значительно снижает риски их поломок. Регулировка мощности в зависимости от потребностей осуществляется элементарной автоматикой. Существуют модели, оснащенные более сложным управлением, контролирующим процесс нагрева системы отопления жилища.

Корпус котла

Представляет собой цилиндрическую конструкцию диаметром около 500 мм и высотой от 1900 до 2100 мм. Она выполнена по принципу «труба в трубе». Полость между ними заполняется теплоносителем (водяная рубашка), поэтому теплообменником является корпус котла.

Он разделяется на две основные части:

1) топка, занимающая нижнюю (большую) часть котла;

2) камера для подогрева воздуха, которая расположена в верхней части отопительного прибора.

Топка оснащена двумя или тремя дверцами:

  • в верхней части для загрузки топлива и чистки стенок;
  • в средней части для загрузки, чистки и шуровки (в некоторых конструкциях не предусматривается);
  • в нижней части для очистки от золы и регулировки подачи воздуха снизу в колосниковую зону в случае использования в качестве топлива угля.

Котел длительного горения с разжиганием топлива сверху имеет толщину стенки топки равную 5 мм.

На корпусе предусмотрены два резьбовых патрубка, размерами от 1,0 до 1,25 дюйма (в зависимости от модели) для подключения подачи теплоносителя (в верхней части) и «обратки» (в нижней части котла).

Патрубок для присоединения дымохода расположен в верхней части аппарата и имеет размеры от 150 мм и более в зависимости от производительности.

Камера подогрева воздуха

Она имеет очень простую конструкцию и представляет собой обособленную полость цилиндрической формы внутри верхней части топки котла. Дымовые газы, образующиеся при сгорании топлива и имеющие высокую температуру, нагревают ее стенки. От них нагревается воздух, находящийся в камере подогрева и поступает непосредственно в зону горения. Это ускоряет процесс его взаимодействия с топливом и повышает теплотехнические качества котлов длительного горения с верхним розжигом.

Система подачи воздуха

Для обеспечения процесса горения первоначально свежий воздух берется из помещения, где установлен котел и через специальный короб с шибером поступает в камеру подогрева. Далее в нагретом состоянии подается по специальной телескопической трубе в распылитель, присоединенный к нижней части трубы. Он обеспечивает равномерное распределение потока подаваемого воздуха по площади горения топлива.

Телескопическая труба подвижно закреплена в верхней части конструкции. Перед началом процесса горения она находится в верхнем положении, опираясь на слой топлива. Сгорая, его уровень уменьшается. Труба с распылителем под своим весом перемещаются вниз вслед за ним до полного выгорания топлива. При этом подача воздуха осуществляется непрерывно. Возврат в первоначальное верхнее положение воздухоподающей трубы осуществляется вручную при помощи специального троса, входящего в конструкцию корпуса котла. По положению троса можно определить остаток топлива в камере сгорания.

С целью обеспечения необходимых прочностных характеристик распылитель изготавливается из жаропрочного чугуна, толщиной 10 мм.

Регулировка количества подаваемого воздуха, а, следовательно, и интенсивности горения производится через клапан, расположенный на входе в камеру подогрева. Он управляется битепловым регулятора тяги. Его работа основана на принципе биметаллической пластины – при нагревании стенок котла расширение передается через опорный стержень на клапан с помощью рычага. Это приводит к уменьшению количества подаваемого воздуха и интенсивность горения уменьшается. При остывании корпуса – наоборот, клапан приоткрывается, подача воздуха увеличивается, и тепловыделение возрастает до требуемой величины.

Котлы длительного верхнего горения имеют конструкции, как с естественной подачей воздуха, так и с принудительной. Во втором случае для этого предусмотрен нагнетатель.

При использовании в качестве топлива угля в нижней части котла предусмотрена заслонка. Она регулирует требуемое количество воздуха, подаваемого в нижнюю колосниковую зону для лучшего сгорания сыпучего топлива.

Контроль работы котла

Контроль работы котла осуществляется при помощи:

  • битеплового регулятора тяги;
  • термометра, указывающего температуру нагрева теплоносителя;
  • предохранительного клапана с давлением 1,5 бар.

Топливо

В качестве топлива для таких отопительных приборов могут использоваться дрова и продукты деревообработки, уголь, торф, всевозможные брикеты. Важно, чтобы древесина была достаточно сухой. В противном случае мощность котла будет снижаться (о качестве дров можно прочитать в этой статье)

Преимущества и недостатки отопительных котлов с верхним горением

Котлы этого типа имеют как свои преимущества, так и недостатки.

Преимущества

Простота конструкции и, соответственно, низкая вероятность каких-либо поломок.

Достаточно продолжительный период непрерывной работы от одной закладки топлива.

Энергонезависимость, если отопительный котел не оборудован автоматикой, которая контролирует работу системы отопления дома.

Безопасность по сравнению с котлами, работающими на газе или жидком топливе.

Недостатки

Топка сразу загружается на полный объем, так как при недостаточном количестве топлива возникает проблема его розжига.

Нет возможности в процессе горения добавить топлива, пока ранее загруженное его количество не сгорит до конца. Если это пытаться делать, то добавляемые поленья дров или порции угля будут находиться выше распределителя воздуха и нормальный процесс сжигания нарушится.

Повышенная чувствительность к изменениям температуры теплообменника, что приводит к выпадению конденсата на его стенках и повышенной коррозии. Это может произойти, например, при повышении скорости теплоносителя.

Зона горения в процессе выгорания топлива интенсивно засоряется золой и сажей. Для того чтобы поддерживать характеристики котла по теплоотдаче, необходимо своевременно очищать стенки камеры сгорания.

Значительный вес за счет большой толщины стенок камеры сгорания и конструкции в целом. Это предполагает только напольное размещение таких агрегатов.

Некоторые производители и характеристики котлов верхнего горения

Современные котлы длительного верхнего горения выпускаются многими производителями как в странах бывшего СНГ, так и за рубежом. Одними из них являются:

Литовские – «Stropuva»

Производятся трех модификаций:

  • Stropuva S7, S10, S20, S40 – это аппараты для работы на дровах, отходах деревообработки и топливных брикетах с продолжительностью непрерывного горения до тридцати часов. Отапливаемая площадь составляет от 20 – 80 м2 для котла мощностью 7 кВт (Stropuva S7) до 200 – 400 м2 для аппарата Stropuva S40, мощность которого составляет 40 кВт;
  • Stropuva S10U, S20U, S40U (универсал) – котлы, работающие как на угле, так и на дровах, отходах деревообработки и топливных брикетах. С помощью таких аппаратов можно отапливать помещения площадью от 50 – 100 м2 аппаратами мощностью 10 кВт (Stropuva S10U универсал) до 200 – 400 м2 котлами мощностью 40 кВт (Stropuva S40U универсал). При этом на угле продолжительность непрерывного горения на угле составляет до пяти суток.
  • Stropuva S20 – I IDEAL, S40 – I IDEAL – котлы, которые в дополнение к предыдущим видам топлива могут работать и на пеллетах (о пеллетах можно прочитать здесь). В конструкции изделия предусмотрен микропроцессорный регулятор температуры (программатор) и центробежный вентилятор.

Программатор управляет работой вентилятора наддува и циркуляционного насоса системы отопления. Он имеет четыре режима работы: ожидание, розжиг, работа, поддержка. Это позволяет потребителю выставить желаемую температуру и больше не отвлекаться на контроль работы до следующей загрузки топлива. Программатор оснащен аварийным индикатором, который сигнализирует пользователю об отклонениях от нормального режима работы.

Stropuva серии «IDEAL» также комплектуются:

  • отражателем искр для возможности сжигания пеллет;
  • предохранительным клапаном, манометром-термометром и резными ручками итальянского производства;
  • ручкой новой конструкции для управления распределителем воздуха;
  • специальным защитным коробом для коммуникаций;
  • изменена окраска наружной обшивки котла, теперь она имеет шагрень желтый цвет.

Украинские котлы длительного горения «Буран»

Для бытовых нужд выпускаются:

1) одноконтурные - только для отопления помещений дровами и их отходами мощностью 12, 20, 40 кВт (пример маркировки - «Буран 40»). Универсальные (с маркировкой, например, «Буран 40У») такой же мощности для использования в качестве топлива кроме дров еще и угля;

2) двухконтурные – для отопления помещений и приготовления горячей воды мощностью 12, 20, 40 кВт как с использованием в качестве топлива только дров («Буран 40 ГВС»), так и универсальные («Буран 40У ГВС»). Эти котлы имеют встроенный змеевик, сделанный из медной трубки.

Коэффициент полезного действия котлов достигает 86%. Одной загрузки дров хватает на 12-24 часа работы в зависимости от плотности их укладки и конкретных условий работы, а угля – до пяти суток. Отапливаемая площадь для всех видов котлов составляет от 100 до 450 м2 в зависимости от мощности аппарата.

Польские котлы Rakoczy Porter G/GS

Топливом для таких котлов длительного горения являются дрова, отходы деревопереработки и каменный уголь. В зависимости от модели в топку котла могут загружаться поленья длиной до 60 сантиметров. В качестве угольного топлива применяется смесь угля с коксом (80% каменного угля и 20% кокса). Коэффициент полезного действия котлов Porter G/GS равен 85%.

Отапливаемая площадь составляет:

  • до 100 м2 для аппарата мощностью 10 кВт;
  • до 300 м2 для котла 30кВт;
  • до 480 м2 для котлов мощностью 48 кВт.

Модель Porter GS оснащается электронным контроллером (ST – 72) с LED дисплеем. Он корректирует работу насосов и вентилятора, контролирует температуру жидкости в системе отопления, а также продуктов горения. Предусмотрена звуковая индикация, указывающая на окончание процесса сжигания топлива и превышения допустимой температуры теплоносителя (свыше 95°С).

Модель Porter G более простая, так как не комплектуется электронным контроллером и вентилятором наддува. Здесь тяга в котле регулируется вручную. Эти котлы являются энергонезависимыми, что дает им преимущество в использовании на территориях, где имеют место частые перебои в электроснабжении.

Заключение.

Котлы длительного верхнего горения находят свое применение для отопления помещений любых категорий с использованием доступных и относительно не дорогих видов топлива. Простота конструкции позволяет экономить на наладочных работах и обслуживании.

Автор: Сергей Морозов.

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

Читайте также:

Твердотопливные пеллетные котлы.

Горелки для твердотопливных автоматических пеллетных котлов.

Пиролизные твердотопливные котлы.

Газовые котлы - напольные и настенные.

Газовые котлы - одноконтурные и двухконтурные.

Газовые конденсационные котлы.