В этой статье мы расскажем о том, как сделать эффективной систему отопления на базе твердотопливного котла.
Котел. Не секрет, что твердотопливные котлы сильно различаются по уровню эффективности. Но ориентироваться на цену, торговую марку и страну происхождения для выбора эффективного котла не стоит. Эффективность определяется такими факторами как конструкция теплообменника и котла в целом, способ сжигания топлива (классический или пиролизный), размеры загрузочной камеры, длительность горения на одной закладке и т. д. Именно от этих факторов зависит КПД котла, температура отходящих дымовых газов и их качественный состав.
Топливо. Качество и вид топлива также существенно влияет на работу твердотопливного котла. От хороших сухих дров (поленья крупнокусковые) гораздо больше тепла и гораздо меньше дыма и сажи, чем от сырых веток, да и продолжительность горения будет отличаться в разы. Что же касается хорошего угля, то он ни в какое сравнение не идет даже с самыми качественными и сухими дровами. На угле любой котел, независимо от конструкции, выдает больше мощности и работает значительно дольше, чем на дровах.
Оптимальный режим работы. Самая эффективная работа твердотопливного котла — при нагрузках, приближенных к максимальным: в таком режиме топливо сжигается полностью без остатка, состав дымовых газов соответствует самым высоким требованиям экологических норм, а теплообменник котла выдает максимально возможный для него КПД.
Но такой режим работы котла возможен только в период «разгона» системы отопления, то есть когда вы растопили холодный котел и в доме еще прохладно: котел разгорается, идет интенсивный процесс нагрева системы отопления и помещения. Далее, добившись желаемой температуры в помещении, вы настраиваете котел на режим умеренного горения (режим поддержания), чтобы не перегреть котел, систему отопления и дом, и чтобы напрасно не расходовать топливо. С этого момента любой твердотопливный котел, и хороший и не очень, снижает свою эффективность: воздуха для горения поступает в топку меньше, топливо горит медленнее, температура котла снижается и какое-то время удерживается на одном уровне. При этом меняется качественный состав дымовых газов: кроме основных компонентов дыма — СО₂ и Н₂О, появляется большое количество сажи (ее вы заметите по цвету дыма) и СО (угарный газ), а также других вредных примесей. Сажа и угарный газ есть не что иное, как недогоревшее топливо, которое мы выбрасываем в небо.
У котлов с автоматической подачей топлива, например, пеллетных, дизельных или газовых добиться оптимального режима работы, а точнее оптимальной теплопроизводительности, очень просто. Для этого нужно всего лишь уменьшить количество подаваемого топлива. Количество воздуха, который подается в топку, при этом также будет уменьшено, но пропорциональное соотношение топливо-воздух останется неизменным: меньше топлива и воздуха – меньше тепла, и наоборот.
Но не так все просто у твердотопа – подачу воздуха мы регулировать научились, но топливо-то уже подано в топку, с момента растопки прошло достаточно времени и весь объём дровяной закладки охвачен пламенем, то есть поленья нагрелись до определенной температуры, и вся их поверхность стала активно выделять газообразные горючие химические соединения. Уменьшая количество воздуха, мы оставляем часть горючих химических соединений без кислорода, то есть они попросту не сгорают и, под воздействием высокой температуры, перейдя в газообразное состояние, улетучиваются в атмосферу через дымоход. Это, как если бы мы в газовой горелке нарушили баланс газ-воздух, тогда часть газа улетала бы в атмосферу, при этом расход газа остался бы прежним, а количество тепла уменьшилось.
Напрашивается очевидный вывод: топливо в котле нужно сжигать полностью. Но тогда куда девать излишки тепла?
Запасаем излишки тепла впрок. С древних времен люди научились сохранять и запасать тепло, и делали они это достаточно просто: в каменной пещере или в глиняной хижине оставляли только отверстия для вентиляции, чтобы не задохнуться от горящего костра, а сам костер по периметру обкладывали камнями – нагретые камни долго оставались теплыми, после того как хворост в костре выгорел. Позже люди начали строить массивные каменные, а потом и кирпичные печи для обогрева жилища и приготовления еды. Часто такие печи занимали полдома, что было не очень удобно, но зато печь за счет своей массы достаточно долго обогревала дом.
Как же запасать тепло в современных домах, размеры которых существенно выросли, и увеличилось количество комнат в них (печное отопление эффективно только в пределах той комнаты, в которой находится печь)?
Нам поможет специально созданное для этого оборудование – теплоаккумулятор, то есть хорошо теплоизолированная буферная емкость для хранения нагретой воды (теплоносителя). Мы будем запускать котел на максимальную мощность (то есть в оптимальном для него режиме), на которой он будет работать весь цикл, пока не сгорит все загруженные в него топливо. А излишки тепла будут аккумулироваться в теплоаккумуляторе. Когда все топливо догорит, а котел погаснет, тепло в помещение будет поступать из буферной емкости. И только после того, как запасы тепла в буфере истощаться, надо будет снова растапливать котел.
 |
| Теплоаккумулятор Hajdu |
А заполнять теплоаккумулятор мы будем при помощи термосмесительного клапана Laddomat, который также специально был создан для этих целей. Он будет перераспределять потоки между котлом, буфером и системой отопления, контролируя температуру теплоносителя с помощью встроенного в него термопатрона.
 |
| Laddomat 21-60 |
В начале растопки котла Laddomat будет «гонять» теплоноситель по малому кругу, возвращая подогретую воду обратно в котел, помогая ему таким образом выйти на максимальную производительность за короткое время. К слову сказать, осуществляемый Laddomat’ом подмес подогретой воды в возвратную линию котла предотвращает нежелательный перепад температур в котле, защищая его от коррозии.
После выхода котла на рабочий режим Laddomat начнет подавать тепло в систему отопления (радиаторы, теплые полы и т.д.), а «излишки» тепла – запасать в теплоаккумуляторе.
Система котел — теплоаккумулятор — Laddomat
Кроме того, Laddomat защитит котел от перегрева. Представьте себе, что в доме отключилось электричество, не такое уж редкое явление в наших палестинах. Хорошо, если есть дизельный генератор. А если нет? В автоматических котлах топливо просто перестанет подаваться в котел, и тот отключиться. А как быть с дровяным или угольным котлом, его ведь полностью не заглушишь? На этот случай в Laddomat предусмотрена системы самоциркуляции, благодаря которой он продолжит отводить тепло от котла даже в отсутствии электричества до тех пор, пока котел не остынет или пока не появится электричество.
Котел ATMOS с теплоаккумулятором и Laddomat
В заключение стоит отметить, что добавив к этому «дуэту» автоматику (например, Thermomatic EC Home), которая будет регулировать поступление тепла в систему отопления дома, мы добьемся оптимального климата в помещении при минимально возможном расходе топлива.
Автоматика отопления Thermomatic EC Home
Сделав для себя выбор в пользу того или иного вида отопительного котла на твердом топливе, необходимо иметь представление о том, как правильно топить собственный домашний твердотопливный котел. Варианты в данном случае могут отличаться, если брать во внимание вид нагревательного прибора. Используемые на сегодняшний день агрегаты на твердом топливе условно делятся на две группы, агрегаты с ручной подачей топлива и изделия, снабженные автоматической подачей топливных ресурсов.
Остановимся на том, как топить котлы разных видов и какой топливо оптимально подходит для домашнего отопления.
Принцип работы твердотопливных котлов
Твердотопливные котлы, которые сегодня представлены в продаже, в основном все оснащены системами управления и вентиляторами, обеспечивающие подачу воздуха в камеру сгорания. Блок управления состоит из датчика температуры, установленного на теплообменнике. Сигналы о снижении и повышении температуры теплоносителя, заставляют срабатывать автоматику, которая включает или выключает нагнетатель воздуха. В результате автоматика сама осуществляет контроль над температурным режимом, регулируя интенсивность горения.
Топка котлов с помощью автоматики сводит человеческое участие к минимуму. После закладки топлива всю работу аппарата контролируют автоматические устройства и механические приспособления. Прибор, достигнув оптимального режима работы, переходит в режим тления. С понижением температуры и ослабевания интенсивности горения, снова включается система наддува. Процесс монотонный и постоянный, благодаря которому обеспечивается подача воздуха в камеру сгорания и улучшается выход продуктов горения через дымоход.
Если топливо в топке закончилось, автоматика задействует теплоноситель, собравшийся в тепловом аккумуляторе. Подобная схема предотвращает быстрое остывание системы отопления и снижение температуры теплоносителя до критических значений. В ряде случаев система автономного отопления дополняется электрокотлом — нагревательным элементом, который является резервным источником тепла при остановке основного отопительного агрегата.
Важно! Контролировать количество закладок топлива в котел — задача, которую по-прежнему должен контролировать человек. Зная мощность устройства и потребности отопительной системы, можно рассчитать количество закладок топлива. Автоматика способна только на непродолжительное время поддерживать всю систему в работоспособном состоянии, защищая оборудование от перегрева и от полной остановки.
Принцип действия твердотопливных котлов прост и понятен. Грамотная обвязка позволяет не только создать нормальные условия для функционирования нагревательного прибора, но и обеспечит бесперебойную работу всей системы отопления в доме.
Выбираем топливо для твердотопливных котлов
Вид отопительного прибора, требования, выдвигаемые ко всей системе энергоснабжения, позволяют определить, чем топить домашний твердотопливный котел, какое топливо лучше. На вопрос, можно ли топить аппарат разными видами топлива, ответить однозначно нельзя. Все зависит от вида отопительного прибора. Принцип действия оборудования определяет выбор — уголь, дрова, кокс и пеллеты, к чему есть доступ на сегодняшний день.
От того какое топливо используется в системе и какого качества, зависит работоспособность агрегата. Тем более что запас топливного ресурса делается в больших количествах, соответственно подготовка к отопительному сезону связана с большими расходами.
Самые распространенные виды топлива, используемые сегодня в быту:
- дрова;
- уголь, каменный или бурый;
- прессованные торфяные или деревянные евробрикеты;
- пеллеты.
Если с выбором, чем и как топить нагревательный агрегат трудно определиться, оптимальный вариант – это пользоваться торфяными брикетами или топить пеллетами. Такое топливо готово к употреблению, обладает необходимыми физическими характеристиками. Единственный минус такого вида топлива — высокая цена.
Дрова так же отличаются высокими технологическими характеристиками. Но здесь следует придерживаться жесткого правила:
Для того, что бы топить в домашних условиях, лучше используйте только твердые сорта древесины. Они дольше горят, имеют высокую теплоотдачу. Старайтесь не применять для розжига дрова сосновых деревьев. Они обладают повышенной смолистостью, что приводит к быстрому загрязнению камеры сгорания аппарата и теплообменника. Дрова должны быть сухими. Дрова с повышенной влажностью хуже горят, в процессе горения выделяется большое количество пара, который превращается в конденсат.
Уголь, удобен, практичен и выгоден во многих отношениях. Помимо доступной цены уголь отличается высокими технологичными характеристиками. Сюда можно отнести и продолжительную длительность горения, и высокую теплоотдачу. При горении уголь выделяет минимум вредных веществ.
Как правильно топить оборудование разных видов
Часто возникает вопрос о том, как топить тот или иной нагревательный аппарат. Пеллетные твердотопливные котлы сегодня становятся популярными ввиду их высокой эффективности. Несмотря на высокую стоимость топливного ресурса, такое устройство имеет автоматизированную подачу топлива. Благодаря своей конструкции такая техника меньше всего нуждаются в постоянном обслуживании.
Для нагревательных приборов других видов: пиролизных, агрегатов длительного горения и котлов в классическом исполнении, требуется иной подход в организации работы. Отопительные приборы каждого вида имеют свои особенности и специфику.
Начнем с того, что твердотопливные котлы в традиционном, в классическом исполнении сегодня практически вышли из употребления. В некоторых домовладениях еще можно встретить устройства, работающие ан дровах или на угле, обладающие минимальными функциями и низкой производительностью.
Наиболее распространены сегодня пиролизные котлы и агрегаты длительного горения – высокотехнологичные приборы, отвечающие всем необходимым требованиям и стандартам безопасности. Для отопительных приборов этих видов характерна высокая производительность и экономичность. Нагревательные приборы длительного горения имеют высокий КПД — 80%. Среди твердотопливных агрегатов самый высокий КПД – 85% имеют котлы пиролизного типа.
Это интересно: Как топить печь углём?
Топка котла длительного горения
Растапливать технику, работающую на твердом топливе, можно двумя разными способами, прогоранием и слоями. Каждый вариант позволяет увеличить продолжительность горения одной загрузки. В топку закладываются дрова. Для скорейшего розжига необходимо добавить бумагу или щепы. После появления пламени, загрузочная дверь закрывается и включается блок управления отопительного прибора.
Далее процесс протекает следующим образом. Дрова, уголь или брикеты горят сверху вниз, отдавая максимально возможное количество тепла. Горение в топке таким способом может протекать длительное время.
Для справки: Для некоторых моделей одной загрузки хватает на 24 часа (в режиме ожидания до 48 часов).
После включения агрегат необходимо довести до оптимального режима работы, установив заведомо высокую температуру нагрева. После выхода оборудования на оптимальный температурный режим, можно снизить мощность котла, установив необходимые температурные параметры.
Особенности растопки пиролизного твердотопливного котла
Отопительная техника, работающая на основе пиролиза, отличается тем, что позволяет использовать в качестве топлива практически любое органическое сырье, имеющее низкую влажность (не более 20%). Горение осуществляется поэтапно. Сначала происходит из-за высокой температуры распад органических соединений в топливных компонентах с последующим выделением древесного газа. Такой процесс называется пиролиз. Далее, уже во второй камере сгорания происходит высокотемпературное горение горючего газообразного вещества. При этом требуется постоянный приток кислорода.
Процесс работы агрегата пиролизного типа легко контролировать, повышая или уменьшая подачу воздуха. Основное преимущество таких котлов — высокая эффективность и теплоотдача при минимальных количествах загрузки. После сгорания в топке практически не остается продуктов горения. Чистить такой топочную камеру у такого нагревательного прибора гораздо легче и удобнее, чем у агрегатах других видов.
На что надо обратить внимание
Работа любого отопительного прибора на угле, дровах и других топливных полуфабрикатах неразрывно связана с системой вентиляции. От качества вентиляции и состояния дымохода зависит эксплуатационные характеристики нагревательного оборудования, технологические параметры всей системы отопления в доме.
Вытяжка должна работать в соответствии с установленными нормами пожарной безопасности.
Важно! Неправильно сделанная вытяжка создаст угрозу попадания вредных продуктов горения в жилые помещения. Недостаточная тяга приведет к снижению мощности устройства. Регулярная очистка дымохода позволит избежать возгорания сажи, что может вызвать возгорание домовых конструкций, создать пожароопасную ситуацию.
Правильно сделанный дымоход, чистка нагревательного прибора обеспечат длительную работу твердотопливного котла на оптимальных режимах работы. Частая смена одного вида топлива на другой может стать причиной нестабильной работы отопительного агрегата, сбоев в системе ГВС и теплоснабжения. У каждого агрегата должно быть одно, основное топливо, тогда как другие виды могут использоваться кратковременно, по необходимости.
Главная / Котлы /
Понятия уюта и комфорта в доме неразрывно связаны теплом. Поэтому в первую очередь в современном жилье должна быть качественная отопительная система. Основной ее компонент — это отопительный котел, который прогревает теплоноситель до заданной температуры. Такие агрегаты могут быть разных видов, работая на различном топливе и имея отличный друг от друга принцип работы. Одними из самых востребованных на рынке являются твердотопливные котлы.
Содержание
- Как устроен твердотопливный котел
- Как работает твердотопливный котел
- Принципы работы, применяемые в твердотопливных котлах
- Классические модели
- Конструкции длительного горения
- Лучшие производители котлов
- Заключение
—>
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:
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:
- 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.
- 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.
- 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.
<d>Рекомендуем изучить по данной теме также:</d>Отличия настенных и напольных газовых котлов — какой выбрать?
Газовые котлы представляют собой наиболее выгодное решение для отопления частного дома. Такое оборудование имеет довольно большое количество характеристик, основной из которых является тип исполнения. Котлы бывают напольные и настенные. И для многих людей выбрать один из этих вариантов является весьма сложной задачей. Поэтому для принятия правильного решения необходимо рассмотреть основные характеристики и отличия напольных и настенных агрегатов.
17536
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:
- 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%.
- 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:
Посмотрите другие материалы на похожие темыПринципы монтажа газовой колонки в квартире своими руками: что нужно знать и уметьСегодня, в век прогресса, работа коммунальных служб все же оставляет желать лучшего. А потому о тепле в своем жилье каждый должен заботиться… 5303 1
КПД твердотопливного котла [%] — коэффициент полезного действия — определяется как отношение количества тепла переданного воде к количеству тепла полученному при сгорании топлива. КПД котла является показателем его эффективности и свидетельствует о степени совершенства конструкции.
КПД стального твердотопливного котла составляет 75-80%, а у чугунного из-за меньшей площади теплообменной поверхности в диапазоне 67-75%.
В паспорте указывают КПД котла полученное при работе в оптимальных условиях: топка теплопередающие поверхности чистые, для подаётся оптимальное количество воздуха, а температурный режим водяного контура составляет не менее 65В°C на входе и 90В°C на выходе.
Факторы понижающие КПД твердотопливного котла:
1 Чрезмерная или недостаточная подача воздуха в топку котла. Считается что оптимальным коэффициентом избытка воздуха в топке является 1,3, то есть в топку должно подаваться воздуха на 30% больше от необходимого для сгорания топлива. Превышение этого коэффициента приведёт к чрезмерной подачи воздуха и потере полезной энергии на его нагрев, а снижение коэффициента приведёт к неполному сгоранию топлива в топке. При оптимальной подаче воздуха пламя должно иметь соломенный цвет.
2 Накипь на теплообменных поверхностях со стороны нагреваемой воды и сажа на них со стороны топки. Поэтому так важна подготовка подпиточной воды и периодическая чистка теплообменных поверхностей котла.
3 Неполнота сгорания топлива, из-за неравномерности прогорания, проваливания через колосниковую решётку или горения с недостатком кислорода и как следствие избыточного образования сажи.
4 Высокие тепловые потери с корпуса котла в окружающую среду. На этот фактор влияет только качество и толщина изоляционного материала укладываемого между теплообменными поверхностями.
Номинальная тепловая мощность твердотопливного котла [кВт] — количество тепла вырабатываемое котлом за один час, при сжигании основного вида топлива, для котлов на твёрдом топливе — сортовой уголь марки «антрацит».
Значения мощности указываемые в технических характеристиках получают при сжигании антрацита за время прогорания одной загрузки на максимальной мощности. Так например, если время прогорания одной загрузки составляет 4 часа, то в первый час и последний час работы котёл может выдавать по 80% своей мощности, а два часа работать с мощностью в 120%, при этом в технических характеристиках укажут номинальную мощность равную 100%.
Очень сильно мощность котла зависит от вида сжигаемого топлива, поэтому если предполагается в процессе работы котла использовать виды топлива отличные от основного, то следует при расчёте необходимой мощности котла применять поправочные коэффициенты, относительно сортового антрацита:
- 0.95 — каменный уголь
- 0.85 – бурый уголь
- 0.80 – торфяные брикеты
- 0.80 – сухие дрова (два года сушки, влажность 15-20%)
- 0.30 – сырые дрова (влажность 70-80%)
Минимальная температура воды на входе в котёл [В°C] — минимальная температура воды при которой на теплообменных поверхностях не конденсируются пары из дымовых газов.
Пары продуктов сгорания опасны для твердотопливного котла, так как являются коррозионно-активной средой. В процессе работы не следует допускать работы на режимах с температурой воды на входе ниже 65В°C, кроме кратковременной фазы розжига.
Так как, теплообменные поверхности чугунных котлов более устойчивы к коррозии для них допускается температура воды на входе в 55В°C, для стальных же котлов не следует снижать температуру на входе ниже 65В°C.
Подробнее о защите твердотопливных котлов от низкой температуры обрата см. схему подключения котла на твёрдом топливе.
Номинальное давление воды в котле [МПа] — наибольшее избыточное давление воды, при котором обеспечивается длительная и безопасная эксплуатация твердотопливного котла.
При подключении котла к системе отопления с закрытым расширительным баком, давление в системе поднимается вовремя разогрева. При выходе системы в максимальный температурный режим давление в котле не должно превышать номинального значения.
Рабочее давление воды в котловом контуре должно составлять не менее 1бара, и не более давления указанного в паспорте котла.
Испытательное давление котла, как правило составляет не менее чем 1,25 номинального.
Разрежение в дымоходе в месте подключения котла [Па] — тяга в дымовой трубе и соответственно подсос воздуха в топку необходимого для горения, возможны лишь при давлении в месте подключения дымовой трубы к котлу ниже атмосферного давления у горловины дымовой трубы.
Разрежение в дымовой трубе получается за счёт разности плотностей горячих уходящих газов проходящих внутри дымовой трубы и более холодного уличного воздуха.
Минимальная величина разрежения в дымоходе показывает на сколько давление в дымоходе в месте подключения котла должно быть ниже атмосферного. Избыточное разрежение дросселируется заслонкой установленной в горловине дымоотводящего патрубка котла.
Температура уходящих газов [В°C] в твердотопливном котле зависит от режима работы и вида топлива, при нормальной тяге температура колеблется в диапазоне от 150В°C на минимальной мощности, до 280В°C на номинальных нагрузках. При нарушениях тяги температура уходящих газов может изменяться в диапазоне от 70 до 600В°C.
Время горения разовой загрузки топлива [час] — для твердотопливных котлов в режиме работы на номинальной мощности, составляет не более 4 часов при сжигании угля или кокса и не более 2 часов при сжигании дров.
При работе на более низких мощностях время прогорания может быть увеличено не более чем в 2-3 раза, при этом существенно снижается КПД котла, а режим работы на низких мощностях не способствует длительной эксплуатации котла.
Помните! Оптимальный режим работы для твердотопливного котла — это работа на номинальной мощности.
Назначение
Принцип работы
Устройство и конструкция
Расчёт и подбор
Технические характеристики
Схема подключения
Установка и монтаж
Розжиг и Настройка
Неисправности и Ремонт
Обслуживание и Безопасность
Чем дешевле топить
Купить и Цена
Циркуляционный насос
- Постоянное отслеживание температуры в системе отопления.
- Присутствие запаха дыма в помещении.
- Подбор топлива, обладающего определёнными свойствами (плотность, размер, влажность).
- Объём топки для закладки дров.
- Конструкция теплообменника котла.
- Объём воды в системе отопления.
- Правильность проектировки и монтажа самой системы отопления.
- Максимальная зависимость от электроэнергии в отдельных системах отопления.
- Техническое обслуживание котла и дымохода.
- Хранение и использование запасов топлива.
Теперь рассмотрим каждый пункт в отдельности.«Постоянное отслеживание температуры в системе отопления» Мы понимаем, что горение дров (костра) достаточно неуправляемый процесс, температуру которого который очень проблематично контролировать. Частично вопрос решается дополнительными вспомогательными приспособлениями, а именно:Механический регулятор тяги на поддувало – выполняет функцию механического открывания заслонки подачи воздуха в зависимости от заданной температуры теплоносителя в котле. Принцип основан на том, что при подаче воздуха в топку котла горение увеличивается, тем самым поднимается температура в самой топке, а соответственно и в системе отопления.Электронный регулятор с турбиной поддува воздуха в топку котла – принцип тот же, но управление происходит за счёт электронного регулирования включения , выключения турбины, так же плавный набор оборотов вентилятора (турбины) в зависимости от необходимости (управляет электронный процессор). Преимущество данного вида оборудования, это более точная регулировка температуры в котле.Подитожим. При открытии заслонки поддува воздуха в топке, или нагнетании воздуха в топку вентилятором мы повышаем температуру горения, а так же ускоряем сгорание топлива, при закрытии заслонки или выключении вентилятора процессором мы прекращаем полностью или частично подачу кислорода для горения котла. Что происходит в таком случае? Мы как бы «придушиваем» котёл , само горение переходит в процесс тления, температура падает, топливо постепенно затухает. Регулировка, как в механическом, так и в электронном регуляторе позволяет задать температуру теплоносителя от 20 до 90 градусов…НО. Если установить 20 градусов, что произойдёт? Наше топливо просто потухнет, так как подача воздуха не начнётся, пока температура в системе отопления не упадёт до 20 градусов. Как происходит на практике? Установить температуру менее 70 градусов в твердотопливном котле не представляется возможным , мы не можем «прикрутить» как на газовом котле до 20 или 40 градусов — именно поэтому данные системы называют высокотемпературными системами отопления. В большинстве случаев регулировка так же происходит более «первобытным» способом – это просто подкладка дров по мере необходимости – больше закинул — горячее система, меньше дров – холоднее…Монтаж системы отопления с теплоаккумулирующей ёмкостью — отдельная тема для рассмотрения — это более дорогая и сложная система отопления на твёрдом топливе – работа котла в связке с буферной ёмкостью – аккумулятором тепла. Рассмотрю кратко т.к это очень объёмная тема и требует высокой квалификации монтажников, так же немаловажен проэкт с расчётами и деталировкой системы. Как это работает. После котла устанавливается теплоаккумулятор (ёмкость) скажем, на 500 литров (по необходимости устанавливается от 200 до 1000 литров). Котёл полностью работает на подогрев даной ёмкости, а уже сама ёмкость при помощи термостатических клапанов, насосов, сервоприводных кранов «раздаёт» в систему теплоноситель уже заданной температуры. Т.е. мы греем сначала бочку с водой, а потом по мере необходимости отбираем в систему воду заданной нами температуры, а так же её необходимого количества для отопления Вашего помещения. В чём преимущества?
- Система чётко поддаётся регулировке температуры теплоносителя в системе отопления.
- Увеличивается время отопления на одной закладке топлива за счёт того, что – котёл уже потух, дрова прогорели , но в теплоакумуляторе у Вас есть запас горячей воды, которая распределяется по системе отопления ещё какое то время (зависит от объёма ёмкости, так же самой системы отопления) .
- При данной системе отопления потребитель получает максимально комфортные условия эксплуатации твердотопливного котла.
- Используя вышеописанную конфигурацию монтажа системы отопления потребитель максимально приближается к комфорту , которое было при газовом отоплении.
Недостатки.
- Увеличения стоимости оборудования – сама ёмкость, дорогостоящие краны, клапаны.
- Сложная обвязка котла – необходимость использования только квалифицированных монтажников (присутствие в системе коллекторов, системы байпасов, подмешивающих узлов и проч.).
- Увеличение стоимости работ по монтажу данного типа системы отопления.
- Полностью энергозависимая система – при отключении электричества работать не будет, так же фактор опасности разрыва при закипании – подразумевает обязательную установку источника бесперебойного питания с аккумулятором.
- Необходимость дополнительной площади для установки и монтажа множества оборудования (сам котёл, буферная ёмкость, расширительный бак увеличенной ёмкости, коллеторная система, система байпаса и подмешивания и пр.)
«Присутствие запаха дыма в помещении»Принять то, что в помещении, в котором находится котёл, будет присутствовать запах дыма — многие потребители на сегодняшний день до конца не могут, но это неизбежно при разжигании котла, при не правильно установленном дымоходе (высота, количество поворотов, диаметр и пр.) Так же при догрузке дров в топку , а и соответственно открывании загрузочной двери в любом случае дымовые газы будут попадать в помещение. Вопрос решается постройкой отдельной котельной, либо выделении отдельного помещения. «Подбор топлива, обладающего определёнными свойствами» Все мы понимаем, что на процесс горения влияет качество топлива и его физические показатели:
- Плотность дров – в зависимости от породы, а соответственно плотности древесины будет меняться длительность горения котла на одной загрузке, так же калорийность топлива (выделение тепла) влияет на качество разогрева теплоносителя в системе отопления.
- Влажность дров – прямое влияние на качество разгона температуры, а так же расход топлива. Сырые дрова очень тяжело поднимают температуру в отоплении, так же при повышении влажности дымовых газов наблюдается образование влаги в дымоходе, что приводит к неправильной работе системы, а так же способствует выходу со строя некоторых элементов конструкции (дымоход, образование закоксованности теплообменника котла, что приводит к снижению мощности оборудования и длительности его эксплуатации) . стоит учесть прямую зависимость мощности котла от влажности сжигаемой древесины – т.е. приобретя котёл , скажем на 20кВт мощности, и загрузив влажные дрова, мы получим на выходе не более 10-12 квт тепла, соответственно получим плохой прогрев системы, повышенный расход топлива, уменьшение длительности горения на одной загрузке (причём кардинально – до 40-50%!) Как отступление, хочу отметить, что вопросы по поводу недостаточной мощности оборудования (или длительности горения, или перерасхода топлива) возникают в начале сезона – люди попросту покупают недавно спиленные дрова, которые априори не успели высохнуть до начала отопительного сезона (например
- Размеры и фракция самих дров – чем мельче порублены дрова, тем быстрее они прогорят, целое полено, будет гореть соответственно дольше…вывод – дрова должны быть как можно крупнее (конечно зависит от размера топочной камеры Вашего котла).
«Объём топки для закладки дров. Конструкция теплообменника котла» Что бы не говорили «умники» по поводу длительности горения, надо чётко понимать, что основным фактором является количество дров , загруженных в топку, так же , как я уже писал выше, возможность загрузки наиболее цельных брёвен . Возьмём простой пример: Все мы жарим шашлык на мангале, костре – чем больше положим дров на этот костёр, тем дольше будет гореть, чем крупнее положим фракцию самих дров, тем больше останется углей после прогорания и тем выше и дольше будет держаться температура а соответственно дольше и качественнее будем жарить подготовленное мясо (а может и ещё на что хватит)… Поэтому, когда я виже десяти-четырнадцати киловатный твердотопливный котёл с топочкой 40*40 см , я понимаю, что о длительности горения речь не идёт вовсе.. По конструкции теплообменника. Из многолетнего опыта работы наблюдаю следующую ошибку потребителя при выборе подобного оборудования – первый вопрос – толщина стали теплообменника. Конечно важный показатель, но почему мы не спрашиваем толщину стали у кастрюли или чайника, покупая в магазине..Наверно понимаем, что пока в кастрюле присутствует вода , ничего с ней не будет, т.к. сталь в данном случае является проводником тепла а не накопителем. Ведь котёл это та же кастрюля с водой – все полости в котле заполнены теплоносителем (водой). На срок службы конечно влияет этот показатель, но не является решающим. Какая цель самого котла ,как оборудования, которое должно передать максимальное количество энергии в Вашу систему отопления? Отвечаем – необходим максимальный теплосъём этой энергии в самом теплообменнике, ведь не зря его назвали «теплообменником»..Таким образом внутренняя поверхность котла, сама топка должна производить максимальный обмен энергией, максимальный её съём из самого процесса горения (костра внутри котла).Как этого можно достичь? Увеличить площадь съёма тепла во внутренней поверхности котла. Решением этой проблемы является следующие дополнения в конструкцию (или как выбрать твердотопливный котёл):
- Увеличение площади боковых панелей – омывание водой всей части котла, в которой происходит процесс горения (боковые и верхние панели топки).
- Добавление труб в теплообменник в верхней части топки, в которых циркулирует вода из системы отопления.
- Установка в нижней колосниковой части «охлаждаемых» колосников с циркуляцией воды из системы – топливо горит непосредственно на трубах, где циркулирует теплоноситель.
- Установка в теплообменнике (верхней части) так называемого водонаполненного «языка», являющегося частью конструкции самого водонаполненного теплообменника.
- Добавление в конструкцию дополнительных водонаполненных ходов для отвода дымовых газов – здесь съём тепла происходит уже не из самого огня в топке, а из температуры дымовых газов. Проходя через несколько ходов, часть температуры дымовых газов остаётся в котле, а соответственно в Вашей системе, что тем самым, существенно повышает КПД оборудования , снижает расход топлива, а так же увеличивает длительность горения дров на одной закладке.
- Каналы дополнительной подачи части подогретого воздуха непосредственно в топку котла, её верхнюю часть – необходимо для дожига пиролизных газов, накопившегося в самой топке. Во первых это вопрос безопасности- предотвращения непроизвольного возгорания при открытии дверцы, а так же увеличение КПД оборудования (забираем лишнее тепло от дожига пиролизных газов).
Вот основные моменты, на что следует обратить внимание при выборе твердотопливного котла, а так же что в основном влияет на экономную его работу.«Объём воды в системе отопления. Проектировка и монтаж самой системы отопления» Подбор и планирование монтажа твердотопливного котла должны производиться компетентными специалистами именно в этой сфере. Стоит заметить , что системы, работающие на твёрдом топливе, являются спецефическими, и нельзя проводить аналогию с системами, работающими от газа. Если у Вас уже существует сама система отопления, то при подборе оборудование следует прежде всего учитывать объём воды в Вашей системе (суммарный в трубах, батареях, расширительном баке) . Обратите внимание – котёл греет воду, а только потом площадь. Возьмём простой пример: Ставим на плиту кастрюлю 5 литров и 15 литров – какая быстрее закипит? На какую потратите больше газа? Ответ понятен, то же происходит в системе отопления и котле. Если подходить примитивно к подбору котла , то считаем , что на 1 квт котла должно приходиться не более 15 литров воды в системе…НО это не точный показатель, т.к. важны ещё теплопотери помещения, заданные температурные показатели, погрешность на качество топлива и пр. Лучше считать с запасом, т.е 10 литров на 1 квт. Пример: В Вашем помещении 300 литров в системе отопления, это означает , что Вам необходим котёл, мощностью не менее 30 кВт, не взирая на площадь данного помещения. Подход расчёта системы и подбора котла «на глаз» не является правильным, во избежание недоразумений лучше обращаться в проэктные организации, специалисты которых делают более точные расчёты, исходя из индивидуальных показателей Вашего помещения. Здесь учитываются достаточно много факторов, влияющих на качественную работу отопительного оборудования:
- Толщина стен помещения
- Материал стен помещения
- Утепление стен помещения
- Общая площадь остекления помещения
- Тип радиаторов отопления (сталь,алюминий,чугун)
- Мощность самих радиаторов для каждого помещения
- Высота потолков
- Исполнение и утеплённость пола в помещении
- Тип твердотопливного котла (традиционный,длительного горения,пеллетный,пиролизный)
- Общие тепло потери здания
- Наличие дополнительных источников тепла в здании
- Географическое расположение здания
- Тип предполагаемого топлива (исходя из худшего варианта)
- Погрешность на погодные условия в данном климатическом поле
«Максимальная зависимость от электроэнергии в отдельных системах отопления» Обязательно обратите внимание на этот пункт и его рассмотрение!!! Котёл на твёрдом топлив е может устанавливаться в два типа систем:
- Открытая система отопления
- Закрытая система отопления
В открытой системе как правило особых проблем не возникает – вода по трубам и радиаторам течёт за счёт гравитации, естественным образом , за счёт уклонов труб внутри помещения. Открытый расширительный бак в верхней точке подразумевает отсутствие давления, а при закипании теплоносителя не создаёт никаких неприятностей. Так же потребитель не зависит от наличия электроэнергии, т.к. вода передвигается по трубам без использования насосов. Обратная ситуация при закрытой системе отопления – теплоноситель течёт по трубам только за счёт работы насоса, а расширительный бак закрытый (мембранного типа). Так же данная система работает под давлением (не менее1,5-2 атмосферы).В чём опасность в данной ситуации: Котёл твердотопливный горит, костёр потушить мгновенно невозможно (это не газ) и в этот момент происходит выключение электроэнергии….Насос останавливается, циркуляция в системе прекращается, но котёл продолжает гореть..Что происходит? При повышении температуры поднимается давление, оно будет расти до тех пор, пока не разорвёт самое слабое место (что это будет, не известно – радиатор, котёл, трубы, бак). Для предотвращения подобной ситуации приобретается и устанавливается источник бесперебойного питания (ИБП), который при отключении света мгновенно переключит насос на питание от аккумулятора, тем самым оставив систему отопления работоспособной на время ёмкости акумулятора (от1 до 8 часов).«Техническое обслуживание котла и дымохода» Выражаясь простым языком – чистка твердотопливного котла и дымохода. Это является немало важным фактором в эксплуатации данного оборудования. НЕЛЬЗЯ забывать о чистке дымохода как минимум один раз в году по окончании сезона отопления. Многие специалисты рекомендуют еще и проводить профилактику перед началом отопительного периода, а вдруг в дымоход что-то попало и он забит, это может привести к непроходимости дыма и угарных газов, их возвращения обратно через котел в жилье, а это опасно для жизни человека. Очищение же самого котла необходимо проводить, как минимум, один раз в месяц. Причем это должна быть физическая чистка. Да, на сегодняшний день существует множество различных химикатов, которые чистят как сам котел, так и дымоход. Но они не дают сто процентного результата. Даже самый «супер сильный» реактив только лишь будет помощником и упростит Вам задачу очищения твердотопливного котла и дымохода. Напомню – процесс чистки котла является необходимым для нормальной, качественной, надежной и долгой эксплуатации оборудования.«Хранение и использование запасов топлива»Для хранения топлива как правила используют два помещения – основное хранилище и хранение в непосредственной близости от котла. Основной склад запасов топлива должен быть объёмным (как правило должно хватить на зиму), сухим, там не должны показатели влажности превышать норму, не стоит забывать и о противопожарных мерах. Отдельный угол должен быть выделен для более мелких дров, предназначенных для разжигания котла. Дрова для докладки дров обычно хранят в небольшом количестве в помещении, где находится само оборудование. Как правило такое помещение всегда будет тёплым, а значит дрова, ожидающие закладки в котёл успеют подсохнуть. «ПОДИТОЖИМ» Вот вкратце изложена ситуация по использованию и подбору котлов, работающих на твёрдом топливе. Что хотелось бы сказать напоследок… Скажу следующее: К большому сожалению нам всем придётся привыкать к новым реалиям нашей жизни, в том числе и к использованию такого неудобного вида отопления ,как твердотопливные котлы. Наши бабушки и дедушки ещё в середине 20 века ушли от подобного вида отопления, с тех пор сменилось уже два поколения и вот нам приходится возвращаться к отоплению дровами. Да деградация, помню , когда в детстве моей прабабушке проводили газ, как она радовалась, что цивилизация проникла и в её дом! Прошу заметить ЦИВИЛИЗАЦИЯ… На сегодняшний день это ДЕЦИВИЛИЗАЦИЯ, но что поделаешь. К использованию подобных видов отопления хочу посоветовать только одно – к твердотопливному котлу придётся приспосабливаться, ведь столько разных условий использования , что об этом можно говорить бесконечно (минимум я описал выше).Владельцу подобных котлов придётся эксперементировать с топливом, с открыванием заслонок дымохода и поддува, индивидуально в каждом случае понимать влияние каждого действия на работу котла, понять со временем и приспособиться. Как правило, в начале использования потребитель, ранее не пользовавшийся подобным отоплением, пребывает в недоумении, даже в шоке, возникает множество вопросов, не имеющих ответа….Поэтому наберёмся терпения и мудрости и достойно справимся с любыми ситуациями, даже самыми нестандартными. А мы Вам поможем , подскажем.Котлы длительного горения в работе Используемые источники:
- https://www.komfort-eco.ru/info/articles/kak_sdelat_sistemu_otopleniya_effektivnoj.html
- https://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/toplivo-dlya-tverdotoplivnogo-kotla.html
- http://kamin-maker.ru/kotly/podklyuchenie-tverdotoplivnogo-kotla/
- http://www.ktto.com.ua/kharakteristiki/ktt
- https://xn--c1adkkjgb1a2a0i.com.ua/osobennosti-jekspluatacii-tverdotoplivnih-kotlov
