Твердотопливный котел



Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении

Перейти к: навигация, поиск
Твердотопливный чугунный котел фирмы Protherm "Бобер"

Твердотопливный котел – это теплогенератор, использующий в качестве топлива бурый или черный уголь, кокс, дрова, щепу, тырсу, прессованные топливные брикеты, пеллеты, отходы переработки различных продуктов растениеводства. Наиболее распространенные виды топлива – дрова и уголь. Существуют модели, которые могут работать на всех видах топлива, или такие, которые работают лишь на одном, но дают высший КПД.
Раньше такие котлы были довольно примитивными и почти не имели автоматики. Значительная часть современных котлов может автоматически поддерживать заданную температуру воды. Это достигается за счет опускания и поднимания заслонки, которая замедляет или ускоряет горение. Такое устройство не требует электроэнергии.
Обычно такой котел требует правильно организованного дымохода для отведения продуктов сгорания. Тяга зависит, в первую очередь, от высоты дымохода.

Отдельной серией твердотопливных котлов являются пиролизные котлы.

Основная статья: Пиролизный котел

Их главным преимуществом является высокий для такого типа котлов коэффициент полезного действия (КПД) - до 85%, и простота регулирования мощности. Отличием таких котлов от обычных моделей есть то, что в них горят не сами дрова, а газ, который выделяется из древесины под влиянием высокой температуры. При таком сгорании почти не образуется пепел и сажа. Твердотопливный пиролизный котел подходит для летнего домика площадью до 60 кв. м.

Содержание

Класификация твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы классифицируют
1) по материалу тела (теплообменника) котла

2) по типу потребляемого топлива:

3) по способу загрузки топлива

4) по типу встроенной автоматики

5) по способу сжигания топлива

Преимущества:

Недостатки:

Такой котел поможет создать достаточно ком­фортное отопление в тех местах, до которых пока не дотянулись ветки газопроводов, а иногда и линии электропередач. Пригодится он и в качестве вто­рого, запасного котла, который поможет спра­виться с пиковыми нагрузками на систему отопления в морозные дни и в случае возникновения неполадок в основной системе отопления.

Топливом для котлов такого типа может быть ка­менный уголь, бурый уголь, древесина, прессован­ные брикеты. Имеются также модели, работающие на торфе.

Кроме того, такие котлы автономны, то есть не требуют подключения к электросети, потому могут быть установлены в дачных домиках даже в самых удаленных от очагов цивилизации уголках. А вот абсолютно автономно от человека твердотоплив­ный котел работать не может: требуется регулярная загрузка топлива, иногда и до нескольких раз в день, а также периодическая очистка зольника от образующейся в результате сгорания топлива золы. Это является недостатком такого вида котлов. Поэ­тому, хотя твердотопливный котел и более экономи­чен, чем газовый (в регионах, где имеется в из­бытке твердое топливо), он не получил широкого распространения.

Нужно также упомянуть о так называемых «пеллетных» котлах. Это современные дорогостоящие модели твердотопливных котлов, работающие на пеллетах (прессованные гранулы отходов деревооб­рабатывающего производства). Такие котлы имеют высокий КПД (около 90%) и могут работать в авто­номном режиме (без вмешательства человека) до одной недели и более. Однако высокая стоимость (от 50 000 грн) и отсутствие свободного рынка пеллет препятствуют распространению котлов такого типа.


Особенностью твердотопливного котла является инерционность процесса сгорания. Быстро пре­рвать его работу, даже в случае перегрева, невоз­можно, поэтому для защиты используются специ­альные принадлежности. Так, после котла или в котле может устанавливаться специальный тепло­обменник, через который протекает теплоноситель из котла прежде чем попасть в систему отопления. В нем и охлаждается вода в случае перегрева котла холодной водой из водопровода. А для большей тепловой отдачи и сокращения количества загрузок можно вместе с твердотопливным котлом допол­нительно установить емкостный тепловой гидроаккумуля­тор, исполняющий роль огромного термоса, кото­рый накапливает избыточное тепло и затем отдает его в систему отопления.

Современный традиционный твердотопливный котел часто сравнивают с так называемой «бур­жуйкой», и по принципу действия это, в общем-то, верно: и там, и там происходит сгорание твердого топлива в топке, а тепло от сгорания обогревает по­мещение. В современных котлах несгоревшие остатки топлива, т. е. зола, скапливаются в золь­нике, дымовые газы уходят в дымовой канал, а теп­ловая энергия передается через теплообменник в систему отопления, теплоносителем в которой чаще всего бывает вода.

Однако у современных котлов есть и значитель­ные отличия от «буржуек», которые не позволяют от­носить их к одному типу оборудования, прежде всего, это существенно более высокая экономич­ность работы. Если в «буржуйку» уже через час ра­боты потребуется добавить топливо, то твердотоп­ливный котел способен проработать несколько часов на одной порции загруженного топлива. Не­которые модели работают до 10 часов. Происходит это потому, что в котлах применяется принцип ниж­него горения, при котором воздух подается и снизу, и с боков к топливу. Это повышает КПД и делает процесс горения более плавным. Кроме того, в сов­ременных котлах пользователь может самостоя­тельно регулировать мощность для поддержания необходимой температуры. Для этого следует по­вернуть и установить головку терморегулятора на необходимое значение температуры котловой воды, при этом при помощи стальной цепочки при­поднимется или опустится заслонка, через которую поступает воздух для сгорания, увеличивая или уменьшая тем самым тягу и, соответственно, ско­рость сгорания и мощность.

Теплообменник твердотопливного котла

Теплообменник традиционных твердотопливных котлов бывает стальным и чугунным, и у каждого варианта есть свои преимущества и недостатки.

Так, котлы со стальными теплообменниками дешевле, но имеют несколько меньший рабочий ресурс. Кроме того, они менее стойки к выпадению конденсата, потому требуют поддержания темпе­ратуры не ниже 65°С Зато их легче чистить и загру­жать новой порцией топлива, поскольку загрузка обычно осуществляется сверху: верхняя крышка от­кидывается, открывая довольно большое окно для загрузки.

В котлах с чугунными теплообменниками за­грузка фронтальная, через переднюю дверцу, что не вполне удобно, зато они менее «капризны» и стойко переносят температуру существенно ниже 65 °С

Мощность твердотопливного колла

В продаже можно найти твердотопливные котлы самой разной мощности, но в быту находят применение котлы мощностью от 15 до 40 кВт, поскольку отапливать обычно приходится помещения или дома площадью 50-400 кв. м. Существуют модели твердотопливных котлов мощностью более 100 кВт, но применяются они крайне редко.

Вид топлива твердотопливных котлов

По виду топлива различают котлы «дровяные», которые могут сжигать древесину и древесные от­ходы с влажностью 20-30%, и универсальные («всеядные»), способные работать на различных ви­дах топлива, но основным для них видом является уголь. Работа котлов на ином виде топлива допу­скается, но непродолжительный период, ведь раз­ные виды топлива горят с разной скоростью, имеют разную калорийность и разную температуру сгора­ния. Материал корпуса котлов рассчитан на опреде­ленный режим работы, и изменение его может при­вести к снижению рабочего ресурса котлов. Так, стальной «дровяной» котел из-за продолжительной работы на угле может «прогореть» и выйти из строя уже через год-два эксплуатации вместо расчетных десяти. Кроме того, использование иного вида топ­лива снижает рабочие характеристики котла.

Кроме «дровяных» котлов с традиционным сжига­ния имеются модели с пиролизным способом сжи­гания древесины, называемые также газогенера­торные «дровяные» котлы. Они, можно так сказать, извлекают из дерева все «соки», а потому требуют в два раза меньше топлива, чем традиционные котлы. Все дело в том, что в таких котлах реализован иной принцип сгорания твердого топлива. Загруженное в камеру сгорания топливо сначала нагревается при ограниченном доступе воздуха. Таким образом происходит его газификация, то есть выделение го­рючего газа. Именно этот газ и сжигается в отдель­ной камере сгорания, что намного эффективнее, чем сжигание твердого топлива.

Таким образом, устройство пиролизного котла бо­лее сложное, вместо одной топки в нем имеются две камеры: предварительная камера газификации, куда загружается твердое топливо (дерево), и камера сго­рания. Горючий газ из первой во вторую выдувается через керамическую форсунку вентилятором.

Преимуществами такого типа котлов являются увеличенное время работы на одной порции загру­женного топлива, автоматизированная работа и более высокий коэффициент полезного действия, достигающий 90%.

Кроме того, пиролизный котел более экологи­чен, чем традиционный, в силу двух причин. Во-пер­вых, сам процесс сгорания газа экологичнее сгора­ния твердого топлива. Во-вторых, пиролизный котел изнутри выложен шамотными керамическими пла­стинами с добавлением катализатора, в присут­ствии которого сгорание газа происходит более эф­фективно, сгорают даже частички золы, попадаю­щие в камеру сгорания. Таким образом, и зольность пиролизных котлов ощутимо ниже, чем традиционных. Наконец, при помощи вентилятора, количество оборотов которого регулируется, такой котел имеет более широкий диапазон изменения мощности, и потому более экономичен.

Имеются и недостатки - более высокая цена, требовательность к качеству топлива (влажность древесины должна составлять не более 20 %). Кроме того, такой котел энергозависим: для пита­ния вентилятора требуется наличие электросети.

Дымоход

Основная статья: Дымоход

Важным атрибутом для качественного функцио­нирования твердотопливного котла и обеспечения оптимальных условий для сжигания топлива в нем является правильно смонтированный дымоход, иначе в котле не будет создаваться тяга, необходи­мая для удаления продуктов сгорания. Тяга в дымо­ходе зависит от его внутреннего сечения, высоты, шероховатости поверхности и разницы температур продуктов сгорания и окружающего воздуха. Все это должен учесть специалист при подборе оборудо­вания.

Выбор котла

Начать следует с ответа на вопрос, для чего вам нужен котел: для отопления, производства санитарной горячей воды или для того и другого вместе? После ответа на этот несложный вопрос можно приступить к определению необходимой производительности котла, т.е. количества тепла, которое он должен вырабатывать в единицу времени.

Когда котел используется для отопления, его производительность должна покрывать потери тепла домом в самую холодную пятидневку года в вашем регионе. Тепловые потери, помимо разницы температур внутри и снаружи дома, зависят от конструкции дома - теплового сопротивления стен, количества и площади окон, характеристик вентиляционной системы и пр.

Несколько проще обстоит дело с оценкой производительности котла, способной обеспечить нагрев воды для санитарных нужд. Количество тепла для приготовления горячей воды в течение суток определяется по простой формуле:

Q = V • ∆θ • n/860,

где:

Q - количество тепла в кВт • ч,

V - суточный расход горячей воды на человека в л,

∆θ - разность температур холодной и горячей воды,

n - количество жильцов.

Выбирая твердотопливный котел, обратите вни­мание на доступность топлива в регионе.

В первую очередь такие котлы выгодно исполь­зовать там, где имеется много топлива. Но и в целом обслуживание твердотопливного котла обой­дется дешевле, чем газового, однако сложность за­ключается в том, что такой котел придется периоди­чески загружать топливом и удалять из него золу. В качестве примера при выборе котла приведем такие данные: для отопления помещения площадью 100 кв. м понадобится котел с диапазоном мощно­сти 5-12 кВт, который будет сжигать около 2,5-3,0 кг твердого топлива в час. Для дома площадью 160 кв. м понадобится котел с диапазоном мощности 15-20 кВт (желательно с модуляцией мощности). Наличие модуляции позволяет уменьшить расход топлива и повысить уровень комфорта, т. к. это уменьшит перегрев отапливаемого помещения (но полностью избежать его удастся только при исполь­зовании гидроаккумулятора большого объема). Подбором большого гидроаккумулятора и котла с запа­сом по мощности можно значительно увеличить ин­тервалы между загрузками в котел топлива. Но установка гидроаккумулятора желательна в любом слу­чае (для стального котла - особенно). Это даст воз­можность повысить эффективность работы котла, избежать перегрева котла и системы отопления, отказаться от внешних элементов безопасности для защиты от перегрева. Также бак-аккумулятор по­зволит эффективно контролировать минимальную температуру теплоносителя в обратном трубопро­воде, которая, например, для стального котла должна быть не менее 65 °С. Падение температуры ниже допустимого уровня приведет к выпадению конденсата внутри котла и преждевременному вы­ходу его из строя.

Источники

http://www.heat-consulting.com.ua

См. также

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструкции
Инструменты
Печать/экспорт

Реклама