устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Содержание:

Не секрет, что с точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее удобным является газовое отопление. В тех случаях, когда населенный пункт находится в значительном удалении от газовой магистрали, автономное теплоснабжение рациональнее всего оснастить твердотопливным колом.

Общие сведения

Из-за высокой стоимости дизельного топлива и электричества, а также дополнительных расходов на подключение газового оборудования во многих случаях выбор делают в сторону котла на твердом топливе. В результате получается обзавестись отопительной системой, на работу которой не влияет наличие или отсутствие внешних энергоносителей. Как правило, большая часть приборов данного типа не нуждаются в электрической энергии, или же потребляют ее в очень небольших количествах.

Чаще всего твердотопливными котлами комплектуются индивидуальные системы отопления в отдаленных районах, испытывающих серьезные затруднения с подачей магистрального газа. Существуют целые области нашей страны, где в качестве основного обогревающего агрегата используются дровяные котлы.

Особенности конструкции

Для понимания принципа работы твердотопливного котла предлагается рассмотреть его конструкцию, в состав которой входит несколько элементов.

Топка

Это название применяется к камере, где происходит сгорания топлива. Обычно она выполняет также роль теплообменника. Конструкция топки состоит из портала для подачи топлива, зоны выведения продуктов сгорания, колосника, емкости для сбора золы и воздушного отверстия. Когда твердое топливо сгорает, это способствует нагреванию стенок топки. В дальнейшем тепловая энергия передается воде в специальной рубашке, которая окружает топку со всех сторон.

Водяная рубашка

Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке. Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно. Для этих целей имеет нижний патрубок.

Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем. Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии. Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Система дымоудаления

Принцип работы твердотопливного котла объясняет образование внутри топки значительного количества дыма. Для удаления продуктов горения используют теплоизолированные трубы, проложенные от котла за пределы дома.

Контроль и регулировка температуры

Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.

Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором. Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру. Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.

На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности. Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.

По материалу изготовления:

1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

• Воздушными.
• Паровыми.
• Водяными (встречаются чаще всего).

По принципу сжигания топлива:

• Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
• Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

• Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
• Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения дает возможность применить автоматизацию. Управление агрегатами данного типа настолько простое, что его может осилить ребенок.

Итоги

Для организации системы отопления можно применить несколько схем устройства котла на твердом топливе. Любая из разновидностей агрегата представляет собой универсальный прибор, превосходящий своих электрических и дизельных собратьев в плане экономичности.

схема подключения котла на твёрдом топливе

Как устроен твердотопливный котел

Устройство твердотопливного котла классического типа

Чтобы понимать, как функционируют котлы на твёрдом топливе, необходимо знать о том, как они устроены. Данные конструкции состоят из следующих компонентов:

• Топочная камера. Именно сюда происходит загрузка топлива, которое, сгорая, выделяет необходимое тепло. Данная камера оснащается специальной дверцей.
• Колосниковая решетка. Именно на нее укладывается топливо при загрузке. Когда оно прогорает, то зола попадает в зольник, расположенный снизу.
• Прочистной люк, который используется для того, чтобы очищать котел от продуктов горения.
• Теплообменник, посредством которого и нагревается теплоноситель. Данный компонент выполнен в виде большой емкости, по которой проходят дымогарные трубы. Газы, выделяющиеся при горении топлива, циркулируют по трубам системы, благодаря чему в теплообменнике нагревается теплоноситель.
• Терморегулятор, посредством которого определяется скорость прогорания топлива.

Важно! Вышеперечисленные элементы считаются в таких конструкциях основными. Однако помимо них такое оборудование может включать в себя дополнительные компоненты, в значительной степени облегчающие эксплуатацию системы. К ним относятся газовые горелки, регуляторы тяги, термостатические клапаны и т. д.

Регулятор тяги выступает очень важным компонентом, посредством которого осуществляется регулировка температуры внутри подающего трубопровода. Благодаря ему в топочной камере происходит контроль воздуха. Под нагревом происходит расширение данного оборудования, в результате чего оно воздействует на заслонку, несколько приоткрывая ее.

Важно! Работа котлов с регулятором тяги может происходить автоматически, без контроля человека. Регулятор — это устройство небольших размеров, размещаемое на передней стенке котла. Когда котел запускается, то регулятор следит за тем, чтобы рабочая температура держалась в пределах 65–90 градусов по Цельсию.

Регулятор тяги в твердотопливных котлах

Газовая горелка может работать на сжиженном или природном газе. Ее наличие в системе обеспечивает несколько важных преимуществ:

• Процесс розжига не превышает нескольких секунд.
• Простота конструкции, благодаря чему оборудование получает необходимую надежность.
• Высокий уровень безопасности.
• Возможность использования в котлах различных типов.
• Эксплуатация в помещениях закрытого типа.

Благодаря наличию термостатического клапана обеспечивается быстрый отвод тепла в случае перегрева котла. В этом случае, чтобы охладить аппарат, происходит спуск нагретого теплоносителя из системы, место которого заполняется холодной водой.

Важно! В устройствах с чугунным корпусом контур охлаждения размещается на подаче, а в стальных аналогах — внутри корпуса.

Читатели считают данные материалы полезными:

• Принцип работы конденсационного котла отопления: обзор основных производителей
• Особенности работы электрического котла, как выбрать и эксплуатировать правильно

Как работает твердотопливный котел

Котлы на твердом топливе могут использовать в своей работе разные виды сырья

Твердотопливные котлы кроме древесины могут использовать в своей работе разные виды топлива. Это могут быть пеллеты, торф, уголь и т. д. Цикл работы котла классической конструкции включает в себя три фазы:

1. Розжиг. Работа оборудования начинается с розжига. На данном этапе происходит резкое возрастание температуры в камере (до 600 градусов по Цельсию). Повышается температура также и в топочном обменнике, достигая значения в 40–70 градусов. В данном случае очень многое определяется параметрами системы.

Важно! При минимуме возможно возникновение теплового удара, который может иметь негативные последствия как для теплообменника, так и для системы. Чугунные теплообменники способны выдерживать такие нагрузки в течение длительного периода, но со временем они попросту лопаются. При быстром прогреве на фоне небольшой скорости жидкостной циркуляции возможно закипание жидкости, вследствие чего отопительная система испытывает гидравлический удар. Наибольшей уязвимостью к такому явлению отличаются трубы из пластика. На начальном этапе работы оборудования происходит следующее: воздух в помещении остается холодным, но трубы уже достаточно прогреты. Потому правильный расчет всех показателей является очень важным.

2. Второй этап характеризуется прогревом теплоносителя. Повышаясь, температура в топке достигает значения в 1000–1300 градусов. На данном этапе очень важен контроль за прогревом теплоносителя, который может разогреться до 95 градусов, что является опасным для системы. Регулировать степень прогрева можно посредством специальной задвижки, которая обеспечивает подачу воздуха в систему.

Этап прогрева теплоносителя

Совет! Необходимо контролировать температуру теплоносителя до того момента, пока топливо полностью не прогорит. Данная фаза характеризуется прогреванием труб и нагреванием воздуха в помещении.

3. На третьем этапе происходит прогорание топлива. Когда топливо полностью прогорает в конце цикла, то образуются тлеющие угли. На фоне этого снижается и температура в системе, достигающая 400–500 градусов. И именно такой температурный режим является наиболее комфортным для системы. Наблюдается медленное остывание теплоносителя, при котором остывает и воздух в помещении.

Важно! Когда образуются тлеющие угли, ускоряется процесс охлаждения как теплоносителя, так и воздуха в помещении.

По результатам рассмотренных выше циклов работы, можно сделать вывод, что твердотопливные котлы отопления характеризуются одной особенностью — температурной цикличностью. И дабы максимально снизить температурный разброс, необходимо периодически закладывать в систему новую порцию топлива.

Решение данной проблемы было реализовано в автоматических котлах. В таких конструкциях подача топлива и наддув вентилятора горелки осуществляются в автоматическом режиме. Обычные же варианты конструкций требуют постоянного контроля.

Принципы работы, применяемые в твердотопливных котлах

Различают несколько вариантов твердотопливных котлов. Отличия в данном случае заключаются в принципе сжигания топлива, от чего в немалой степени зависит и время работы от одной загрузки.

Классические модели

Такое оборудование оснащается большой топкой, где сжигание топлива происходит естественным путем. Такие конструкции предусматривают использование специального датчика, который осуществляет контроль температуры теплоносителя.

Важно! Котлы классического типа характеризуются очень простой конструкцией, благодаря чему значительно упрощается их эксплуатация и снижается стоимость. Такие агрегаты являются нетребовательными к топливу и могут работать на дровах, угле, брикетах и прочем подобном сырье.

Данные конструкции имеют некоторые недостатки:

• Низкий КПД в сравнении с котлами длительного горения.
• Недолгое время горения: не более восьми часов работы на одной закладке.
• Из-за неоптимального процесса горения появляется повышенная зольность.
• Отопительные режимы плохо поддаются автоматизации.

Совет! Из вышеописанных недостатков устранить можно только один. Проблема с частой загрузкой может быть частично решена посредством установки специального бака, который способен снизить вероятность температурных перепадов, благодаря накапливанию тепла. Такая емкость является цельнометаллической и должна обладать хорошими показателями теплоизоляции. Расчет объема такого резервуара производится зависимо от отопительной системы, а также мощности оборудования.

Конструкции длительного горения

Этапы работы пиролизных котлов

Агрегаты длительного горения не имеют недостатков, свойственных их обычным аналогам. Они бывают двух видов:

1. В конструкции пиролизных котлов присутствует две камеры сгорания. Особенность их работы в том, что горение топлива осуществляется в условиях недостаточного количества кислорода. Температура в камере повышается, провоцируя выделение древесного газа. Этот процесс называют пиролизом. Далее газ проникает во вторую камеру, где и происходит его сгорание при избытке кислорода. Благодаря данной особенности, система в итоге имеет очень высокий КПД, доходящий до 90%.
2. Агрегаты «тлеющего» типа. Такие конструкции оснащаются встроенной водяной рубашкой, которая устанавливается по периметру агрегата. В данном случае топливо горит не снизу вверх, как обычно, а сверху вниз, что наряду с большим объемом камеры сгорания (до 100 литров) обеспечивает продолжительный процесс работы оборудования.

Видео: выбираем твердотопливный котел отопления

Твердотопливный котел горения пиролизного типа способен обеспечить полное прогорание топлива. Очистка системы от золы при этом проводится не чаще раза в два-три дня. Обладая относительно небольшим расходом топлива, такие конструкции способны работать на одной загрузке около 12 часов.

Также к достоинствам таких агрегатов относится:

• Возможность в течение длительного времени поддерживать необходимую температуру теплоносителя.
• Система, контролирующая процесс горения, может быть автоматизирована.
• Отопление дома твердотопливным котлом такого типа может предполагать использование наряду с дровами и других видов твердого топлива.

Важно! Недостатки пиролизных котлов заключаются в высокой стоимости такого оборудования и требованиях к допустимой влажности используемого сырья. Также следует помнить и то, что такие установки являются энергозависимыми, а потому могут использоваться не во всех ситуациях.

Схема котла тлеющего типа

У моделей тлеющего типа также имеются свои преимущества:

• В зависимости от модели, такие конструкции способны работать до 5 суток на одной закладке. Естественно, в данном случае длительность работы зависит от вида и качества топлива. Дольше всего горит уголь.
• В сравнении с пиролизными, такие котлы имеют меньшую стоимость.

Из недостатков следует выделить высокую требовательность к топливу. Использовать в котлах тлеющего типа можно лишь древесину, влажность которой составляет до 20%. Также не допускается к использованию топливо, содержащее большое количество смол. Если же оно все же используется, то систему придется прочищать значительно чаще, что приводит к снижению срока службы автоматики.

Этот материал отлично дополнят следующие публикации:

• Принцип работы пиролизных котлов длительного горения и чем они отличаются от обычных
• Использование многотопливных котлов комбинированного типа для отопления частного дома

Лучшие производители котлов

Сегодня котлы для отопления частного дома производятся рядом фирм. Чтобы приобрести действительно качественный вариант, необходимо обратить внимание не только на технические характеристики выбираемого агрегата, но и на бренд. Наиболее популярными являются следующие производители:

• Будерус. Немецкая компания, специализирующаяся на производстве высококачественного отопительного оборудования. Является одним из лидеров европейского рынка.

Твердотопливные котлы Buderus — высокое качество и экономичность

• Висман. Итальянская компания, образованная в 1917 году. Сегодня производитель является настоящим ветераном рынка отопительного оборудования, имея 22 завода, расположенных по всему миру. Ежегодно компания внедряет в производство своей продукции новые технологии, что позволяет ей создавать наиболее качественные отопительные агрегаты при относительно невысоких ценах.

Твердотопливный котел Купер

• Лемакс. Компания, производящая твердотопливные котлы, оснащенные стальными теплообменниками, располагается в Таганроге. Котлы российского производства отлично зарекомендовали себя в качестве надежных агрегатов. Продукция компании отличается высоким качеством при конкурентной стоимости.
• Дон Конорд. Еще один российский производитель, продукция которого получила значительную популярность на отечественном рынке. Завод расположен в Ростове-на-Дону и занимается производством высококачественного отопительного оборудования.

Подключение твердотопливного котла в систему отопления

Заключение

Твердотопливные котлы являются наиболее популярным отопительным оборудованием для частного использования. Они производятся в различном исполнении, от чего напрямую зависят технические характеристики данных агрегатов. Поэтому в выборе следует учитывать ряд важных нюансов, описанных выше.

устройство твердотопливного отопительного котла, как выбрать оптимальный вариант

Содержание:

Водогрейные твердотопливные котлы считаются наилучшим вариантом отопления в тех случаях, когда речь идет о больших помещениях производственного назначения, а также жилых домах на несколько квартир. Такое оборудование отличается надежностью и высокими качественными характеристиками. В статье далее мы рассмотрим, что такое водогрейный твердотопливный отопительный котел, в чем его отличие от прочих вариантов отопления на твердом топливе, и какие бывают разновидности такого оборудования.

Стоит отметить, что любой твердотопливный котел является более экономичным по сравнению с оборудованием, работающим на газе или электричестве. Это связано в первую очередь с высокой ценой на голубое топливо и электроэнергию. В условиях, когда необходимо отапливать достаточно большие помещения, экономия средств оказывается весьма существенной.

Общая информация

Принцип работы водогрейного котла на твердом топливе аналогичен любому другому устройству, которое нагревает теплоноситель в отопительном контуре с помощью тепловой энергии. Использоваться могут самые разные виды твердого топлива – дрова, уголь, пеллеты и брикеты, а также любые другие органические ископаемые, которые хорошо горят и доступны в больших объемах.

Выбор в пользу твердотопливных водогрейных котлов делают обычно в тех местах, где есть неограниченный доступ к твердому топливу, необходимому для его работы. В частности, на деревообрабатывающих предприятиях устанавливают дровяные котлы, которые работают, в том числе, и на отходах деревообработки. В небольших котельных для растопки оборудования используют бурый и каменный уголь, а иногда – пеллеты или торф в брикетах. С точки зрения теплоемкости наилучшими характеристиками обладает антрацит или обогащенная руда, а также кокс.

Водогрейные твердотопливные котлы отличаются высоким коэффициентом теплоотдачи, а благодаря большой площади поверхности теплообменника они способны подогревать большое количество воды.

Так, при использовании 1 кг антрацита в процессе горения выделяется до 7,16 кВт тепловой энергии, в то время как хорошо высушенные дрова из твердых пород древесины дают не более 2,78 кВт.

Стоит отметить, что КПД водогрейных твердотопливных котлов существенно ниже, чем у газовых – 70 % у дровяных и 78 % у угольных. Однако подогрев большого количества воды даже при таких затратах вполне целесообразен.

В отличие от всех прочих твердотопливных аппаратов, водогрейные твердотопливные котлы могут функционировать при постоянной высокой нагрузке, поскольку имеют запас мощности. Такой эффект достигается благодаря использованию большого числа теплообменников, которые подогревают воду для отопления и горячего водоснабжения.

Чем водогрейные котлы отличаются от прочих отопительных приборов

Водогрейный твердотопливный котел представляет собой прибор, внутри которого в результате сгорания твердого топлива температура носителя достигает 95-115 ℃. При этом горячая вода в теплообменнике циркулирует под давление 0,6 МПа. Это главная отличительная черта водогрейных котлов от прочих приборов, в которых движение теплоносителя сначала в котле, а затем и в отопительном контуре, происходит свободно.

Обратите внимание, что при использовании водогрейных котлов теплоносителем выступает обычная водопроводная вода с добавлением определенных примесей и присадок. Эти добавки необходимы, чтобы максимально продлить срок эксплуатации сложного водогрейного контура, то есть трубопровода, по которому циркулирующий теплоноситель нагревается до определенной температуры.

Когда вода внутри контура нагревается да близкой к кипению температуры, на его стенках начинают активно откладываться растворенные в воде примеси. Ни в коем случае нельзя допустить закипания котловой воды. Поскольку подогрев теплоносителя производится под давлением, он не доходит до кипения. При этом давление теплоносителя внутри водяного контура всегда выше, тем давление воды в точках максимального нагрева. Особенность водогрейных котлов на твердом топливе заключается в том, что в них необходимо больше котловой воды для нагрева системы, чем для всех прочих.

Теплоноситель, который разогрелся до 115 ℃, отдает тепловую энергию в систему отопления. При этом давление в трубопроводах отопительного котла удерживается на стабильном уровне. В такой системе повышение давления внутри теплообменника благоприятно скажется на ее работе, поскольку при этом выравнивается температура теплоносителя по всей протяженности трубопровода, а накипь не выпадает на его стенках.

Что касается топочной камеры, то в водогрейных котлах она выглядит практически так же, как и в любых других твердотопливных аппаратах. Выбранный вид твердого топлива, чаще всего уголь, поступает в топку, где и сгорает. Тепловая энергия сквозь стенки топливника передается циркулирующей внутри теплообменника воде. При производстве водогрейных котлов производители конструируют их таким образом, чтобы топливо сгорало интенсивно и максимально эффективно отдавало тепло.

Чтобы остудить образующиеся внутри топки продукты горения, котлы оборудуют конвективными пакетами. Соприкасаясь с их широкой поверхностью, угарные газы остывают до 200 ℃. Примечательно, что более интенсивное охлаждение продуктов горения может привести к выпадению конденсата.

Конструкция водогрейных твердотопливных котлов

Чтобы представить, как именно работает данное оборудование, рассмотрим устройство водогрейного котла на твердом топливе. Традиционно, это сварная металлическая конструкция, в которой предусмотрена опорная рама, то есть каркас, обшитый защитными теплоизолирующими материалами. Основу агрегата составляет сложная система водяных трубопроводов, то есть теплообменник, по которым циркулирует нагретая в котле вода. Снаружи вся конструкция закрыта листовым железом.

Само по себе строение водогрейного котла, а также принципы его функционирования, свидетельствуют о больших габаритах такого оборудования. Кроме того, в зависимости от моделей, топливные камеры могут быть оборудованы различными системами подачи твердого топлива.

Если рассмотреть твердотопливный котел промышленного производства, то он представляет собой единый блок, все элементы которого можно условно разбить на две группы – с экранной и с конвективной поверхностью (прочитайте: «Какие бывают котлы водогрейные промышленные – виды, преимущества и недостатки»).

Элементы конструкции производят из цельнокатаных стальных труб сечением 76 мм. Между ними обязательно устанавливают плавники. Подобная конструкция теплообменника позволяет минимизировать теплопотери и предотвратить утечку продуктов горения сквозь корпус котла. Соединение отрезков трубы между собой производится с помощью сварных швов, рассчитанных на давление до 10 атмосфер.

Обратите внимание, что водонагревательный контур должен иметь только сварные соединения. Причем все работы должны быть выполнены очень тщательно, поскольку оборудование эксплуатируется в условиях высокой температуры и давления.

Дрова или уголь подаются в топливную камеру, оснащенную стандартными или поворотными колосниками (они используются в котлах с ручной подачей). В процессе монтажа водогрейного котла в каркас под топливником устанавливают воздуховод, по которому будет подаваться воздух для сгорания топлива.

Любое оборудование нуждается в периодической очистке. Если в котле предусмотрена ручная подача топлива, то удалять сажу и золу придется через специальный люк. А вот в тех водогрейных котлах, которые оборудованы механической системой подачи, вся работа производится с помощью особых приспособлений – механических транспортеров.

Виды водогрейных отопительных котлов на твердом топливе

В первую очередь, водогрейные котлы, равно как и любые другие отопительные приборы, различаются по уровню мощности. В частности, те модели, которые для работы используют каменный уголь, отличаются большей мощностью.

По уровню мощности их можно разделить на такие группы:

• маломощные агрегаты – выдают в пределах 4 кВт-65 кВт;
• приборы средней мощности – от 70 кВт до 1,8 МВт;
• оборудование с большим уровнем мощности способно генерировать от 1,8 МВт тепловой энергии и более.

Что касается дровяных водогрейных отопительных котлов, то по мощности они уступают оборудованию, работающему на угле. В моделях котлов данной группы мощность колеблется в рамках от 4 кВт до 1,3 МВт.

Обратите внимание, что дровяные котлы, как правило, оборудованы достаточно объемной топливной камерой для загрузки большего количества топлива за один раз. В них сгорание топлива происходит очень интенсивно и эффективно, практически без недожога.

Обычно конструкцией водогрейных дровяных котлов предусмотрена поворотная камера, которая позволяет удалять несгоревшие остатки топлива.

Примечательно, что твердотопливные водогрейные котлы на дровах обычно загружаются вручную. Таким же способом производится и последующая очистка топливника от золы и шлака, а также сажи.

Помимо различий в виде используемого топлива, водогрейные твердотопливные котлы можно разделить по типу циркуляции теплоносителя.

Чаще всего встречаются следующие варианты аппаратов:

• котлы с естественным типом циркуляции;
• приборы с принудительной циркуляцией;
• котлы с комбинированным типом циркуляции;
• прямоточные водогрейные котлы.

Первый вариант предполагает, что движение теплоносителя осуществляется благодаря разнице в плотности воды. Вторая группа котлов оборудована специальным циркуляционным насосом. Третий тип котлов функционирует с использованием обоих типов процесса в зависимости от ситуации. К последней группе относят аппараты, в которых теплоноситель принудительно по прямой движется к выходу из котла.

Чтобы обеспечить доступ в камеру сгорания достаточного количества воздуха, в котлах большой мощности обычно предусмотрены нагнетающие вентиляторы. Кроме того, в мощных отопительных приборах встроены специальные дымососы, которые уравновешивают тягу. Они обычно устанавливаются в специально оборудованных отдельных котельных, где соблюдены все правила пожарной безопасности и присутствуют специальные средства пожаротушения.

Выводы

Твердотопливные водогрейные отопительные котлы по праву пользуются спросом среди потребителей. Особенно востребованы они для организации отопления больших производственных мощностей и объектов малой инфраструктуры города.

Популярность водогрейных котлов обусловлена их эффективностью и экономным потреблением топливных ресурсов. Кроме того, для установки твердотопливных котлов, сжигающих дрова, уголь или любой другой вид органических ископаемых, нет необходимости в получении специального разрешения.

Благодаря простоте конструкции такой прибор можно быстро смонтировать непосредственно на месте и подключить к системе отопления. Дальнейшая эксплуатация и обслуживание прибора не представляет сложности и не требует наличия технической подготовки. Чтобы потребителям было легче разобрать в принципе работы оборудования, на нем ставят минимум управляющих элементов и автоматики.

Примечательно, что сжигать в водогрейном котле можно не только распространенные виды твердого топлива, но и практически все, что горит. При этом топливо сжигается практически без остатка, за счет чего достигается высокая эффективность. Такие агрегаты считаются экологически чистыми и практически не вредны для окружающей среды.

Твердотопливный отопительный котёл — виды, принципы работы и схемы подключения

Установленный котел

К сожалению, еще не во всех небольших городах и поселках есть газ — самый дешевый вид топлива для обогрева домов. Поэтому остается три варианта, чтобы организовать отопление — с помощью электричества, солярки или твердого топлива, в качестве которого используются дрова, уголь, торф и прочее. Что выбрать? Оптимальный вариант — это твердые типы топлива и соответствующие котлы к ним. С твердотопливными отопительными котлами мы сталкиваемся на протяжении длительного срока эволюции. Они самые дешевые, и доступные, как и топливо для них.

Классификация твердотопливных котлов

По принципу работы твёрдотопливные котлы отопления делятся на три группы:

1. Классические. Они обладают традиционной конструкцией с камерой сгорания и баком для теплоносителя. Очень часто могут работать на любых видах твердого топлива.
2. Пиролизные теплогенераторы. Их отличительная черта — это наличие двух топок сгорания.
3. Котлы длительного горения. В этом случае топливо сгорает постепенно, поэтому его закладка производится 1 или 2 раза в день.

Разберемся с каждой категорией отдельно, рассмотрим достоинства и недостатки этих котлов и услышим советы от специалистов.

Дровяные котлы

Этот вид твердотопливных котлов очень популярен у жителей загородных домов и тех, кто посещает свою недвижимость не очень часто. Есть приборы, которые могут вырабатывать тепловую энергию с малой или средней мощностью. Такое оборудование разбирают быстро, потому что оно очень экономно. Маломощные дровяные котлы потребляют меньше топлива, просты в эксплуатации, не требуют особого обслуживания и при этом доступны по цене. Добавим сюда еще высокий коэффициент надежности.

Но на этом достоинства такого типа нагревательных котлов не заканчиваются. Подобные агрегаты могут работать не только на дровах и угле, но и на отходах производства по переработке древесины. А это опилки, обрубки и прочее. Кроме того, не нужно подключать установку к сети переменного тока, поскольку это энергонезависимый агрегат.

ATMOS DC22S

И немного о недостатках. Котлы такого типа могут использоваться только в открытых системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Других вариантов нет. Чтобы внутри помещений всегда была комфортная температура, придется делать закладку топлива с периодичностью не менее 5–6 часов, что не очень удобно.

Добавим еще пару показателей. Этот тип отопительных агрегатов очень плохо сочетается с автоматической регулировкой температуры. Здесь многое зависит от используемого топлива. И если вы в течение непродолжительного времени его меняете, то отрегулировать температуру теплоносителя будет сложно даже вручную. Ведь у каждого типа свой показатель количества выделяемого тепла. Поэтому совет — запасайтесь на зиму одним видом топлива. Так проще будет контролировать внутреннюю температуру помещений.

Пиролизные тепловые генераторы

Сразу скажем, что это очень эффективный котел. Свое название он получил от процесса пиролиза — когда, к примеру, дрова не горят открытым пламенем, а тлеют, выделяя газы, насыщенные тепловой энергией. Впоследствии эти газы должны просто сгореть. Вот почему у такого агрегата две топки — нижняя, где тлеют дрова, и верхняя, где сгорают выделяющиеся газы. Кстати, нижняя топка закрытая с минимальным содержанием кислорода, а верхняя открытая, то есть с доступом внешнего воздуха.

Пиролизные котлы

Как работает такой котел? Дрова закладываются в нижнюю камеру сгорания, где они тлеют, выделяя генераторный газ. Особенно хорошо работает установка на сырых дровах — конечно, процент влажности должен быть в определенных пределах. После сгорания в топке остаются только обгоревшие головешки. А вот газ под действием высокой температуры поднимается в верхнюю камеру, для чего предусмотрено специальное сопло. Там он сгорает, нагревая теплообменник, расположенный во второй топке. Происходит передача тепла от топлива к теплоносителю, только через посредника, в качестве которого выступают генераторные газы. И последний этап — это вывод отработанных продуктов сгорания через дымоход.

Есть ли еще какие-то преимущества, кроме экономичной работы прибора?

Достоинства пиролизных котлов

Конструкция пиролизной модели

• Во-первых, при сгорании пиролизного газа не образуется сажа. Это приятно во всех отношениях, поскольку не нужно периодически чистить дымоход и камеры сгорания. Образующаяся в процессе сгорания дров зола имеет минимальный объем, поэтому обслуживание и уборка занимают немного времени, к тому же периодичность уборки резко снижается.
• Во-вторых, этот тип отопительного твердотопливного котла поддерживает необходимую температуру в несколько раз дольше, чем классический его собрат.
• В-третьих, он имеет высокий коэффициент полезного действия.
• В-четвертых, можно загружать котел 1 раз в сутки и при этом получать достаточное количество тепловой энергии в течение всего времени.
• В-пятых, это экологичное оборудование. Пиролизный твердотопливный котел отопления выделяет меньше продуктов сгорания, поэтому причиняет минимум вреда окружающей среде и людям.
• В-шестых, с этим типом котлов можно широко регулировать мощность. Обычно этот диапазон колеблется в пределах от 25% до 100%.
• В-седьмых, это возможность сжигать некоторые виды топлива без вреда окружающей среде. К примеру, полимерные материалы, которые поддаются горению.

Как видите, неплохой вариант организации отопительной системы, но у него есть и недостатки. В первую очередь отметим большие габаритные размеры агрегата, а, соответственно, и значительный вес. К тому же такой котел энергозависим, что явно не в его пользу. В настоящее время производители предлагают пиролизные котлы двухконтурного типа, что расширяет их выбор.

Котлы длительного горения

Устройства длительного горения серии КВт «Лидер»

Многие специалисты считают, что этот тип нагревательного оборудования имеет все шансы стать самым востребованным. А дело здесь в том, что топливо сгорает постепенно из-за особой конструкции дымохода и камеры сгорания.

Воздух, насыщенный кислородом, поступает извне по межтрубному каналу, который создается в дымоходе двумя трубами, вставленными друг в друга. По внутренней трубе выводятся продукты сгорания, а между внешней и внутренней трубой остается зазор, по которому воздух поступает в топку. Кислород соприкасается с топливом и поддерживает горение только верхней его части.

К примеру, уложенные в камере дрова горят не полностью, а только верхним слоем. И пока сгорит вся закладка, пройдет немало времени. Вот откуда этот тип отопительных агрегатов получил свое название.

Подключение твердотопливных котлов

Обозначим некоторые критерии правильной установки и подключения подобных агрегатов. В первую очередь следует акцентировать внимание на устройство пола, где будет устанавливаться твердотопливный котел. Так как котел имеет значительный вес, под него необходимо залить прочный плиточный фундамент с устройством песчаной подушки и армирующего каркаса. При этом минимальная толщина фундамента не должна быть меньше 5 сантиметров. Обязательное условие — это выравнивание установки в горизонтальной плоскости. 

Подсоединение трубы

Так как подобный тип котлов используется в системе с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо провести монтаж всей отопительной схемы профессионально. То есть нужно учитывать диаметр труб, уклон трубопроводов, выставление расширительного бака и радиаторов. Небольшая неточность может привести к перегреву и неэффективной работе не только котла, но и всей отопительной системы в целом.

Обязательное условие — это небольшой перепад температур на магистралях подачи и обратки. Минимальные показатели в этом случае должен быть на подаче +55С, а на обратке +45С. Что касается расширительного бака, то его лучше установить повыше, для чего можно использовать чердачное помещение.

И последнее требование — дымоход должен быть снабжен обратным клапаном из нержавейки и специальным сборником для конденсата, который устанавливается в нижней части. Чтобы очищать дымоходный канал, установите несколько лючков. А чтобы сам дымоход прослужил долго, в не отапливаемых помещениях утеплите его части.

Схемы подключения твердотопливных котлов

Вариант подключения

На практике существует достаточно большое количество вариантов, по которым можно подсоединить этот вид нагревательных агрегатов. Выбирая один из них, необходимо знать принцип работы котла, его достоинства и недостатки.

Честно говоря, очень сложно добиться стабильной температуры при использовании подобных отопительных установок. И если с котлами длительного горения еще что-то и как-то можно отрегулировать, то с классическими конструкциями сделать это практически невозможно. Температура будет все время скакать в пределах 5 градусов. Особенно, если в доме используются двухконтурные схемы. К тому же твердотопливные котлы очень инертны.

Особенности эксплуатации

Модель с вентилятором и контроллером

Что нужно учесть, если в доме организовано отопление твердотопливным котлом? Прежде всего, необходимо отдельное помещение под котельную. Оно должно соответствовать всем нормам и требованиям пожарной безопасности. К примеру, в нем должен быть оконный проем, определенная освещенность, поддув воздуха, наличие всех средств тушения пожара. Отдельно следует отметить наличие складских помещений для топлива. И если дрова можно хранить на улице под навесом, то уголь лучше держать в закрытых помещениях. То есть затраты будут все равно, хотите вы того или нет.

Что касается отдельного помещения. Это может быть не только пристроенная комната или отдельно стоящая постройка. Можно использовать и подвал. Главное — правильно подойти к его строительству, чтобы он соответствовал размерам котельных. И чем больше используемый котел, тем просторнее должно быть помещение для его установки.

Заключение по теме

Итак, если вы решили приобрести твердотопливный котел для отопительной системы вашего дома, то это неплохой выбор. Особенно, если в вашем поселке нет газовой трубы. Но тут встает вопрос, какой котел выбрать. Если вы хотите редко подходить к нему для обслуживания и закладки топлива, выбирайте пиролизный или с длительным горением. Если денег на покупку у вас не так много, тогда приобретайте классику.