Тепло в доме и экономия используемого топлива – вот два показателя, которые хотят получить владельцы частных домов, когда дело касается системы отопления. И если отопительный агрегат в доме работает на дровах или угле, то идеальный вариант для этого – так называемые твердотопливные котлы длительного горения. Уже название говорит само за себя.
Всем известно, что обычные дровяные отопительные котлы обладают массой преимуществ. Но есть у них и недостатки. И один из них – быстрое сгорание твердого топлива в топке. То есть, владельцу частного дома приходится периодически проводить закладку дров или угля, перед этим вычищая зольник. Периодичность зависит от типа используемого топлива. К примеру, уголь горит дольше, чем дрова раза в три. Но он добывается не во всех регионах, поэтому чаще всего приходится сталкиваться именно с дровяными котлами.
Принцип работы
В основе принципа работы котлов длительного горения лежит процесс пиролиза. Это разложение любых веществ под действием температуры при минимальной подаче кислорода. По сути, те же дрова или уголь в топочной камере не горят, а тлеют. При этом выделяется так называемый пиролизный газ, который сгорает в дополнительной топке, куда подается определенный объем кислорода.
В начале эксплуатации в первую топочную камеру, где производится закладка топлива, интенсивно подается кислород. Необходимо всю систему хорошо прогреть. После чего подача уменьшается до минимума, и в первой топке начинает работать процесс пиролиза.
Любой котел длительного горения состоит из двух камер. В первой тлеют дрова, во второй сжигается пиролизный газ. При этом обе топки выделяют тепловую энергию, поэтому коэффициент полезного действия данного вида оборудования составляет в среднем 85%.
Этот показатель можно регулировать в диапазоне 50-105% в зависимости от настройки режима работы прибора. А точнее сказать, от настройки подачи воздуха (кислорода) в обе камеры сгорания.
Отметим, что обычные твердотопливные котлы и печи работают с эффективностью не более 70%.
Конфигурация и внутреннее устройство
Устройство агрегатов длительного горения может быть разным в чисто конструктивном исполнении. Они могут быть прямоугольного сечения или круглого, топки могут располагаться одна над другой или рядом друг с другом в горизонтальной плоскости.
Зона розжига может быть расположена сверху закладки топлива или снизу, кислород подается сбоку или струйно снизу через специальное трубное устройство с отверстиями.
Разновидности агрегатов
Как и в случае с любым отопительным оборудованием, в основе выбора прибора всегда лежит мощность агрегата. И в этом плане разнообразие немалое.
Популярным представителем котлов длительного горения является модель «Стропува». У него оригинальная конструкция в виде вертикальной трубы, внутрь которой устанавливается пресс в виде металлического блина. К нему присоединена труба, через которую внутрь агрегата поступает свежий воздух (кислород). Это так называемая телескопическая система. Пресс устанавливается на закладку топлива.
Между стенками корпуса котла и прессом (блином) есть зазор, через который пиролизный газ поступает во вторую часть корпуса печи. Там и происходит его сгорание. Постепенное тление топлива опускает пресс все ниже, при этом зазор между дровами и прессом остается одинаковым. Котел длительного горения
«Стропува» при одной закладке может работать очень долго: на дровах до 70 часов, на угле до семи суток.
Устройство этой модели практически такое же, как и у вышеописанной. Эту конструкцию разработали российские умельцы, немного упростив и усовершенствовав ее. Отличительная черта – это зона горения, которая располагается в нижнем слое топлива. Розжиг производится со стороны зольника, для чего на его нижней поверхности разжигается небольшой костер или устанавливается емкость с жидким топливом.
Есть у двух моделей один очень серьезный недостаток – это сложность правильно подобрать сечение дымохода и грамотно его установить. Не зная законов теплотехники, самостоятельно подобрать сечение трубы будет сложно. Недостаток тяги или ее избыток вредны для корректной работы отопительного прибора.
Поэтому совет – если есть сомнения, что сечение дымохода подобрано неправильно, необходимо на нем установить заслонку. В течение нескольких часов эксплуатации надо выставить ее так, чтобы тяга была оптимальной. Правда, есть способ лучше – это установка биметаллического регулятора тяги. Это автоматический клапан, который работает без электроэнергии.
И второе. Первая часть дымоходной трубы от котла должна быть горизонтальной (минимум 3 м), небольшой уклон возможен, но не очень сильный. Далее можно поднимать его вертикально.
Газогенераторы
Современные твердотопливные котлы длительного горения – это агрегаты, работающие на принципе пиролиза, с дополнительными функциями. Фактически это дровяные печи, изготовленные из металла. Работают они на угле, дровах, пеллетах и прочих твердых видах топлива.
Производители сегодня предлагают отопительные котлы с автоматизированной закладкой. Правда, в этом случае можно использовать пеллеты или уголь мелкой фракции. В конструкцию агрегата добавляется емкость и шнек. Это усложняет ее, делает более объемной, увеличивает вес и цену оборудования, но при этом упрощается до минимума сам процесс подачи топлива в камеру сгорания. К примеру, пеллеты засыпаются в емкость, оттуда шнеком подаются в топку.
Необходимо отметить, что хотя газогенераторы и относятся к категории печей длительного горения, но они не могут похвастаться таким временем горения, как у «Стропува». Максимальный период сгорания топлива в них – 10 часов. После чего придется, если нет автоматизированной закладки, проводить все вручную, не забыв почистить зольник от сажи и пепла.
Преимущества котлов длительного горения
В первую очередь необходимо указать два основных критерия, которые легли в основу высокой популярности этих агрегатов отопления:
- Сокращение присутствия человека в процессе эксплуатации и обслуживания.
- Увеличение эффективности работы.
Именно второй критерий определяет экономическую сторону. То есть, дровяной отопительный агрегат потребляет минимум топлива, при этом выделяя большое количество тепловой энергии.
К достоинствам можно отнести и тот факт, что котел длительного горения, работающий на дровах и угле, практически не выбрасывает в атмосферу оксидов углерода, которые загрязняют окружающую среду. Все дело в том, что топливо сгорает практически полностью. Пиролизный газ (он же угарный) со всеми частицами топлива сгорает. В атмосферу выбрасывается ничтожное количество вредных веществ.
Плюс ко всему тепловая энергия практически 100% остается внутри агрегата. Ее небольшое количество выходит через дымоход. К тому же температура отходящих газов не превышает +50 °С.
Агрегаты длительного горения и водяное отопление
Все вышеописанные модели – это обычные печи, которые отдают тепло от своего корпуса, тем самым нагревая одно или два помещения (небольшой дом). В этой категории есть модели, которые используются и для водяного отопления. В этом случае конструкция самого агрегата усложняется, но ненамного.
Особенности конструкции
Для нагрева теплоносителя практически во всех моделях для водяной системы отопления устанавливается водяная рубашка. К примеру, котел «Стропува». Его корпус состоит из двух цилиндров, между которыми и движется теплоноситель.
В группе газогенераторов водяная рубашка устанавливается вокруг топочной камеры. Есть модели, в которых вмонтирован теплообменник в виде дополнительной емкости сзади или сбоку топки.
Все котлы этого типа, работающие на отопительную систему дома, обеспечены хорошей теплоизоляцией. Это еще один плюс для сохранения тепла и экономия энергоресурсов.
Отличия моделей
О некоторых конструктивных отличиях уже было написано выше. Но есть и другие особенности.Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть одно- или двухконтурными. Изготавливают их из стали или чугуна.
Подача кислорода в топочную камеру может быть естественной или нагнетательной (с помощью установленного вентилятора). С автоматической настройкой температурных режимов или полностью без автоматики. То есть, выбор настолько огромен, что каждый потребитель под свои нужды и требования сегодня без проблем подберет необходимую модель.
Проблема отопления собственного жилья – одна из самых сложных задач, которую приходится решать хозяину дома. Игнорировать этот вопрос не получится – проживать в неотапливаемом здании практически половину года будет невозможно, а резкие температурные перепады быстро состарят всю внутреннюю отделку и сократят срок службы всего строения.
Оптимальным решением вопроса видится создание внутридомовой системы с циркуляцией теплоносителя по трубам и радиаторам, установленным в помещениях в нужном количестве. Значит, основная проблема – выбор теплового генератора, попросту — котла, который будет преобразовывать внешний источник энергии в нагрев. А в этом вопросе, исходя из особенностей климата на подавляющей части территории России, степени доступности, в том числе – ценовой, тех или иных энергоресурсов, все большую популярность завоевывают котлы длительного горения на твердом топливе.
На сегодняшний день самым удобным вариантом традиционно считается установка газового котла. Однако, далеко не во всех населенных пунктах, а тем более – загородных дачных поселках проложены газоснабжающие сети. Кроме того, подвод индивидуальной линии от магистрали, при ее наличии – это очень серьезные затраты.
Если прибавить к этому неизбежные процедуры согласования, составление проекта с соблюдением всех требований контролирующих инстанций, то подобный способ отопления может отпугнуть хозяев дома, особенно в условиях, когда ему есть достойная альтернатива.
Казалось бы, очень приемлемый вариант – использование электроэнергии. Электрических котлов выпускается немало, они отличаются высоким КПД , лёгкостью регулировки, насыщенностью системами контроля и автоматического управления системой отопления. Но все эти весьма значимые преимущества легко разбиваются об основной «подводный камень» — стоимость киловатта электроэнергии. Среднестатистическая семья попросту разорится только на одном .
Кроме того, не секрет, что в удаленных от крупных центров поселках перепады в электросети, увы, не являются редкостью. Ставить себя в полную зависимость от стабильности работы электросетей, наверное, не лучший вариант.
На фоне развития современных энергетических технологий постепенно «ушел в тень» традиционный для российских просторов способ обогрева своего жилья с помощью обычных дров. А ведь это – возобновляемый источник энергии, и с недостатком подобного топлива на огромных территориях страны попросту нет.В ход идут и самостоятельно заготавливаемые дрова, и приобретенные , и отходы предприятий деревообработки, и старый сухостой, который все равно нуждается в регулярной очистке. Одним словом, древесина была и остается самым, наверное, доступным видом топлива в лесистых районах страны.
Конечно, от от опления дровами никогда не отказывались полностью, и печки в домах старой постройки хозяева заботливо ремонтировали и использовали по назначению. Но вот в новых зданиях установка каменной печи или камина производится, скорее, как дань моде, а не в целях полного перехода на твердое топливо.
Однако, печь печью — она достаточно долго держит тепло за счет толстых кирпичных стенок и продуманной системы каналов для выхода продуктов сгорания дров. Ее можно протопить и раз в сутки, чтобы обеспечить в помещении приемлемый для проживания микроклимат. Но как быть с водяными контурами отопления? Если просто постоянно поддерживать огонь в топке котла, как в обычной дровяной печи, то это будет разорительно с точки зрения расхода топлива, да и крайне утомительно – каждые 2 — 3 часа, а то и чаще, подкладывать новую порцию дров. Однако, выход был найден – это воплотилось в создании длительного горения.
Особая конструкция отопительного прибора, основанная на применяемых во время его работы физико-химических свойствах твердого топлива, позволяет производить загрузку дров не чаще, чем один раз в 12 – 15 часов, а в некоторых моделях этот срок еще больше, и иногда составляет даже несколько суток.
Достоинства подобных котлов еще и в том, что многие из них могут использовать в качестве топлива, помимо дров, и другие его виды. Это могут быть, например, спрессованные брикеты из древесных отходов — пеллеты , которые можно приобрести в магазине, а в ряде случаев – даже изготовить самостоятельно.
Пеллеты — гранулированное топливо для котлов длительного горения
Применяют для твердотопливных котлов каменный уголь или торф. В последнее время стали пользоваться популярностью так называемые «евродрова» .
Продукт переработки отходов древесины — брикеты или «евродрова»
Это также продукт переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, обладающий высокой энергоемкостью и очень удобный в использовании.
Принципы работы котлов длительного горения
Принцип работы обычной печи на твердом топливе известен, наверное, каждому. В топочную камеру закладываются дрова (уголь, брикеты), а из расположенной ниже поддувальной камеры идет поток воздуха, содержащий кислород, необходимый для процесса горения. Интенсивность горения ограничивается только лишь объемом поступающего воздуха и площадью внешней поверхности топливной закладки.
По сути, это обычный костер , только заключенный в каменные или металлические стены, и требующий постоянного пополнения запаса топлива. При этом продукты сгорания практически напрямую отводятся в дымоходную систему, лабиринты и повороты которой только лишь улучшают теплоотдачу на элементы конструкции и, в определенной стене приводят к повышению КПД, но никак не могут повысить общую энергетическую отдачу от конкретного вида топлива. Процесс термического разложения древесины проходит очень интенсивно, скоротечно, оставляя достаточно много отходов и выбрасывая в атмосферу неиспользованные возможности.
А эти возможности заключаются в особых свойствах древесины, которые обусловлены ее биохимическим составом. В процессе нагрева этот материал не просто окисляется до состояния угля с выделением обычного углекислого (СО2 ) и угарного газа (СО). Высокотемпературное воздействие всегда приводит к синтезу летучих углеводородных соединений со сложной химической формулой, а они сами по себе являются отличным газообразным топливом, которое в обычных печах попросту выбрасывается в атмосферу.
Процесс термического разложения древесины называют пиролизом, соответственно, выделяемые при этом горячие газообразные составляющие – пиролизным газом. Характерно, что температура его сгорания, а значит – и теплоотдача, несопоставимо выше, чем получаемые при обычном горении дерева. При этом процессы окисления древесины настолько глубокие, что после них практически не остаётся отходов в виде золы, а в атмосферу после сгорания газообразной составляющей выбрасываются в основном водяной пар и углекислый газ.
Значит, с точки зрения технологии наиболее рационального использования древесного топлива целесообразно минимизировать процесс открытого горения, добиться максимального выделения пиролизного газа, который и будет при сжигании, по сути, являться основным источником тепловой энергии. Именно эти принципы заложены в конструкцию котлов длительного горения.
Разновидности твердотопливных котлов длительного горения
Итак, как, наверное, стало уже понятно из принципа действия , основная технологическая задача, которая должна быть решена для его корректной работы— это дозирование поступление воздуха в камеру предварительного термического разложения дров и регулировка потоков полученных пиролизных газов и вторичного разогретого воздуха для их сжигания в основной камере сгорания, где, собственно, и организован основной теплообмен с контуром отопления.
При общности задачи, в различных моделях она технически решается по-своему.
1. Одним из вариантов являются конструкции, в которых нагнетание воздуха осуществляется с помощью встроенного вентилятора, а регулировка потоков производится блоком автоматики.
Большинство из подобных котлов скомпонованы таким образом, что камера загрузки и предварительного горения топлива у них расположена сверху.
После розжига заложенных дров подача воздуха к ним сводится к минимуму, а вентилятор обеспечивает воздушный поток через нижнюю камеру основного дожига , которая выполнена из жаростойких материалов (шамота или керамобетона ), не допускающих быстрого прогорания металлических деталей и становящихся, кроме того, хорошими аккумуляторами тепла. Создавшаяся тяга постоянно «подсасывает» образующийся пиролизный газ в нижнюю камеру. На входе в нее установлены керамические сопла, способные выдерживать экстремальные температуры – более 1000 градусов Цельсия.
Сгорающие пиролизные газы обеспечивают основной теплообмен с трубами или «рубашкой» водяного контура. Циркуляционный , который обычно также завязан с блоком автоматики котла, обеспечивает движение теплоносителя по трубам и радиаторам системы отопления.
Если посмотреть на представленный видеоролик, то даже визуально можно сравнить очень интенсивность горения дров в камере загрузки (практически на уровне вялотекущего тления) и несопоставимую с ними мощь сгорания пиролизного газа в основной камере сгорания.
Видео: устройство и работа пиролизного котла длительного горения « Мотор Сич «
Подобная компоновка камер вовсе не является «догмой» для этого вида котлов длительного горения. Так, например, в котлах модельного ряда «Gefest-profi» камера дожига вынесена назад.
Она имеет сложную лабиринтную конструкцию, что способствует наиболее эффективному теплообмену с контуром отопления. За счёт этого достигается очень высокий КПД – до 90 ÷ 93 % , практически все тепло расходуется на на грев теплоносителя. Об этом говорит и тот факт, что температура газов на выходе в дымоходную трубу – всего около 70 – 110 градусов.
Упомянутые котлы с электронным регулированием всем хороши, однако, имеет очень существенный недостаток. Они полностью энергозависимы – при выключении подачи электроэнергии вентиляторы и блок автоматики не действуют, а значит, и вся отопительная система становится неработоспособной, даже если в доме в возможность естественной циркуляции теплоносителя по контуру. Выход, конечно, есть — это установка системы бесперебойного питания, но она хороша для экстренных случаев. Если перебои в электроснабжении – частое явление, то придется избрать какой-либо другой вариант.
Весьма привередливы подобные котлы и к перепадам сетевого напряжения – автоматика может работать некорректно, и часто для них требуется установка отдельного стабилизатора.
2. Подобных недостатков лишены энергонезависимые котлы длительного горения, в которых организована регулируемая циркуляция воздуха за счет естественной тяги. Примером подобных нагревательных приборов могут служить популярные у потребителей модели «Траян» одноименной российского торгово-производственного объединения и «Буржуй-К» Костромского завода «Теплогарант ».
Основное достоинство подобных котлов — полная энергонезависимость
У них обширная загрузочная камера находится снизу, а под ней размещен зольник-поддувало – все, как в классической печи. Заслонка на расположенной внизу дверце для доступа воздуха механически (через цепочку) связана с биметаллическим терморегулятором.
После загрузки дров и их розжига заслонка открыта по максимуму – это необходимо, чтобы началось уверенное горение топлива и запустились процессы пиролиза, для которых нужна температура не ниже 200 градусов.
Затем заслонка закрывается таким образом, чтобы минимизировать поступление кислорода в зону горения дров, и камера переходит на режим тления. Воздух же, пройдя по специальным каналам для необходимого нагрева до нужной температуры, поступает в верхнюю камеру. Подача его осуществляется через специальные трубки, в которых имеются откалиброванные отверстия. Выходя через эти своеобразные горелки, кислород воздуха вступает в окислительную реакцию с поднимающимся из топочной камеры пиролизным газом. Происходит эффективный его дожиг с выделением большого количества тепла, которое расходуется на на грев теплоносителя, циркулирующего по трубам и водной «рубашке» котла.
Видео: схема устройства и работы котла длительного горения типа «Траян »
Котёл полностью энергонезависим, поэтому он может вполне использоваться при отсутствии электроэнергии в системе отопления открытого или закрытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя.
Справедливости ради надо отметить, что подобная схема все же вызывает немало критики со стороны специалистов. Спорить здесь сложно – действительно, по своему КПД и экономичности расхода дров она серьезно уступает котлам с электронным регулированием и принудительным созданием потоков воздуха и пиролизных газов. Однако, независимость от электроэнергии и простота в эксплуатации делают такие котлы весьма популярными у российских потребителей.
3. Еще один технологический подход обеспечения твердого топлива с последующим дожигом пиролизного газа – создание таких условий, чтобы процесс с жигания дров шел сверху вниз, только в относительно тонком слое загрузки. Этот принцип, например, применен в популярных и доказавших свою эффективность котлах модельного ряда «Stropuva» одноименной литовской компании.
Эти котлы имеют характерную форму вертикально расположенного цилиндра. Они могут использовать практически любой вид твердого топлива – дрова, опилки, щепу, уголь, брикеты и т.п . Внушительная камера загрузки позволяет им работать на одной закладке весьма длительное время. Так, на одной загрузке дров котел , в зависимости от конкретной модели, способен функционировать от 1 до 3 суток , а на угле этот срок еще более впечатляющий – от 3 до 7 суток .
Секрет кроется в конструкции котла:
- Через окно (6) осуществляется загрузка имеющегося топлива в камеру сгорания (8). Затем производится поверхностный розжиг с помощью обычным легковоспламеняющихся печных жидкостей. Как только горение началось, на топливную закладку опускается распределитель воздуха (7) – он будет дозировано подавать кислород только в верхний горящий слой. В его конструкции предусмотрены специальные каналы, способствующие равномерному распределению воздушного потока по площади горения.
- Для того, чтобы процесс поверхностного горения с сопровождающим его пиролизом шел максимально эффективно, воздух нуждается в предварительной подготовке – нагреве до определенной температуры. Для этого предусмотрена специальная камера (2). Она связана с распределителем телескопическим воздуховодом. Таким образом, распределитель постепенно опускается по мере сгорания топлива под силой собственной тяжести и постоянно находится в верхнем горящем слое.
- Выделившиеся пиролизные газы дожигаются в верхней части камеры (5). Для этого предусмотрена подача дополнительного воздуха через заслонку (4). Она имеет несколько положений, рассчитанных на разные виды топлива – уголь или дрова.
- После дожига газов остаточные продукты сгорания выводятся в дымоход через патрубок (3).
- Общая регулировка интенсивности горения, а значит , и выделяемой тепловой мощности котла производится воздушной заслонкой (1), связанной с биметаллическим регулятором, на котором устанавливается заданное значение.
- Котел заключен в водяную «рубашку» для теплообмена с контуром отопления – для этого имеются патрубки подачи разогретого теплоносителя (10) и «обратки » (11).
- Ревизионное окошко (9) служит для регулярной очистки топки от зольных отложений.
Видео: устройство и работа котла длительного горения « Stropuva »
Некоторые мощные модели котлов «Stropuva» могут оснащаться вентилятором для принудительной подачи воздуха. Однако, все они вполне способны функционировать и на естественной тяге, что делает эти обогревательные приборы полностью независимыми от наличия электроэнергии.
Конструкция котла настолько эффективна, что стала основой для многочисленных самостоятельных разработок, производимых народными умельцами. Так, именно «Stropuva» наверняка стала прототипом популярно в настоящее время . Об ее устройстве, правильном расчете и технологии самостоятельного изготовления подробно рассказано в соответствующей публикации нашего портала.
4. Длительность автономной работы котла может быть обеспечена и автоматизацией подачи твердого топлива в камеру сгорания. Эта схема реализована в котлах, использующих в качестве топлива гранулированные древесные отходы – пеллеты .
По сути, это тот же котел длительного горения, имеющий несколько камер сгорания, но дополнительно оборудованный специальным бункером для загрузки гранулированного топлива. Непрерывная подача пеллет в топку осуществляется посредством вращающегося гибкого или жесткого шнека.
Специальные фото и термодатчики отслеживают интенсивность горения и наличие топлива, вырабатывая соответствующие управляющие сигналы для своевременной подачи пеллет в область горения в необходимом количестве.
Подобная схема считается очень эффективной и имеющей широкие перспективы. К ее основному недостатку можно отнести полную зависимость от электроснабжения. Впрочем, такие котлы вполне могут быть переведены и на обычную ручную загрузку дров или угля. Система достаточно сложна в монтаже и регулировке. И еще один минус, который пока что ограничивает широкое распространение подобных котлов – ненасыщенный на текущий момент рынок гранулированного топлива, могут возникнуть определенные проблемы с его приобретением. Перед установкой подобного котла, чтобы не тратить немалые деньги попусту, следует гарантировано заручиться надежной поставкой пеллет от их производителя.
Видео: достоинства пеллетного котла с автоматической подачей топлива
Подведем итоги
Итак, котлы на твердом топливе рано списывать в разряд устаревшей, неактуальной отопительной техники. Благодаря современным инновационным технологиям они получили «второе дыхание» и свободно конкурируют с другими типами котлов – газовыми и
- Котлы длительного горения имеют солидный КПД, доходящий у некоторых моделей до 90 – 95 % . Тепловые потери, благодаря продуманным процессам дожига пиролизных газов и конструкции теплообменников, сведены к минимуму. По эффективности и экономичности они ничуть не уступают газовым.
- Выброс от подобных котлов в атмосферу не представляет угрозы для окружающей среды, все составляющие – водяные пары и углекислый газ, легко усваиваются растениями.
- Доступность топлива и автономность, независимость от наличия газовых магистралей – одно из основных преимуществ подобной техники. Нет необходимости в утомительных разрешительных процедурах при установке котла. В регионах, где нет недостатка дров – это оптимальный вариант дл я организации отопления дома.
- Котлы могут иметь встроенный второй контур для горячего водоснабжения дома. Даже если его нет, несложно подключить к ним бойлер косвенного нагрева.
- Котлы длительного горения – достаточно неприхотливы и просты в обслуживании. При правильной эксплуатации они рассчитаны на несколько десятилетий работы.
Основными недостатками подобных котлов можно считать следующее:
- Каким бы продолжительным ни был срок работы от одной загрузки, все равно придется периодически вмешиваться в этот процесс дл я пополнения запасов топлива к камере сгорания.
- В отличие от или электрических, обязательными профилактическим мероприятием является регулярная очистка котла от скопившейся золы во избежание ее коксования на стенках камер.
- Под котел на твёрдом топливе обязательно требуется отдельное помещение с хорошей вентиляцией и дымоходом. Эти приборы всегда – достаточно массивные, поэтому под них необходимо подготовить усиленную площадку.
- Необходимо дополнительное место для создания запасов твердого топлива с обязательным соблюдением правил его хранения. Подобные котлы достаточно чутко реагируют на уровень влажности дров. Считается предельной величиной влажность до 20% — при ее превышении возможна резкая потеря КПД пр ибора.
Традиционно считалось, что твердотопливные котлы почти ничем не отличаются от обычной дровяной печи, а единственное различие лишь в материале корпуса. Но это далеко не так. За последние годы производители отопительного оборудования значительно модернизировали внутреннее устройство и принцип работы, превратив металлические обогреватели в надежный и экономичный агрегат, позволяющий быстро и эффективно поддерживать заданный уровень температуры в помещении.
Виды котлов длительного горения
Всеобщая газификация населенных пунктов привела к снижению популярности печей на твердом топливе. Но, если раньше в такие агрегаты нужно было добавлять новую порцию топлива каждые два-три часа, к тому же они были далеко не дешевые, то теперь ситуация изменилась в лучшую сторону. В специализированных магазинах либо на рынках в Москве можно купить любую модель недорого с заводской гарантией на несколько лет. К услугам покупателей к продаже предлагается оборудование с ручной или автоматической подачей топлива по различной цене. Во всех моделях реализована одна важная функция – процесс медленного сгорания топлива с высоким показателем КПД.
Существует несколько разновидностей котлов, исходя из принципа действия:
- Удлиненная топка. При работе такого котла воздух подается в топочную камеру определенными порциями. Такая процедура позволяет увеличить период между закладками топлива до 8 часов;
- Печь с верхним горением. Если лучина будет повернута горящей стороной вниз, то она быстрее прогорит, нежели та, которая стоит наоборот. Эта особенность была реализована в подобных моделях, где горелка находится сверху и постепенно перемещается вниз;
- Пиролизный или газогенераторный. Такое оборудование обладает сложной технологичной системой, может функционировать до 12 часов на одной закладке дров. В прогретой топочной камере постепенно тлеет древесина без подачи свежего воздуха. Во время горения выделяется угарный газ, метан, азот и водород. Он подается через специальную форсунку в следующую камеру, где горит в смеси с нагнетаемым воздухом. При этом температура может достигать 1 0000 С.
Обустройство системы отопления
Котлы длительного горения на твердом топливе дополняются одни или двумя контурами, которые подключаются в автономную отопительную систему жилого или производственного помещения. Теплоноситель рабочего контура нагревается внутри отопителя, отдавая свое тепло через радиаторы в воздух помещения.
Для небольших домов отлично подходят печи, использующие конвекцию. Основным теплоносителем в таких моделях является не жидкость, а воздух. Через металлические трубки горячая порция поднимается вверх, а поток холодного воздуха поступает в теплообменник. Этот дешевый способ отлично подойдет для дачных домиков или небольших хозяйственных строений.
Прежде чем купить соответствующий агрегат, необходимо подобрать экземпляр, подходящий по мощности и цене. В продаже можно встретить котлы весом более 200 кг, для установки которых потребуется усиленная основа. В любом случае котлы на твердом топливе помогут недорого организовать автономную систему отопления частного дома в Москве.
Требуют регулярного обслуживания и загрузки топлива - это их основной недостаток. Дешевые и простые модели необходимо заполнять дровами раз в несколько часов. Поэтому для отопления жилого дома чаще используют котлы длительного горения, которые могут работать на одной партии топлива несколько суток
.
За счет чего достигается столь долгий срок работы этих моделей? Значительные габариты обычно подсказывают покупателю, что дело в большем объеме загрузочной камеры. Отчасти это так, но в основе длительной работы лежит не количество топлива, а принцип его горения «сверху вниз» .
При сжигании топлива горит только верхний его слой, причем горение происходит при дозированном поступлении воздуха. Яркого пламени при этом не образуется, топливо длительно и равномерно тлеет, нагревая при этом нижние слои. Поэтому котлы длительного горения не так требовательны к влажности дров и фракции угля .
Устройство котла длительного горения имеет свои особенности . Дверца загрузочной камеры расположена высоко - в верхней трети корпуса. Топливом заполняется практически все внутреннее пространство, этим объясняется большой объем загрузки. В верхней части корпуса находится дымовой патрубок, который соединяют с дымоходом.
Внизу камеры - зольник, он необходим для чистки котла. Роль поддувала, как в обычных печах, в этих моделях зольник не играет, поэтому дверца его герметична. Воздух поступает из воздушной камеры, расположенной вверху, она одновременно является рекуператором: дымовые газы нагревают ее стенки, благодаря чему в зону горения воздух поступает уже нагретым. Вверху камера оснащена заслонкой.
Чтобы дозировано поставлять воздух к поверхности горения топлива, котлы оснащены распределителем воздуха, соединенным с воздушной камерой посредством телескопически удлиняющейся трубы. По мере прогорания загрузки топлива распределитель опускается вместе с верхним горящим слоем, что обеспечивает длительный устойчивый режим подачи воздуха.
В исходное положение распределитель воздуха возвращается с помощью троса с кольцом - просто вытягивается наверх. По положению троса можно определить остаток топлива в камере загрузки.
Теплообменник в моделях длительного горения представляет собой водяную рубашку, расположенную по всем боковым поверхностям, благодаря чему теплосъем довольно эффективен. Для подачи теплоносителя в систему отопления и возврата ее в котел предусмотрены штуцера. Штуцер подачи воды в систему находится в верхней части теплообменника, возврата - в нижней, это обеспечивает естественную циркуляцию.
Могут быть оснащены автоматическим или термомеханическим регулированием . В первом случае они энергозависимы и требуют подключения к электросети. Во втором управление процессом горения происходит с помощью биметаллического . Такие котлы не нуждаются в электроэнергии и могут бесперебойно работать в любых условиях.
Достоинства котлов длительного горения
- время работы на одной загрузке - до 7 суток;
- простая и надежная конструкция;
- невысокие требования к качеству топлива;
- большинство моделей не требует подключения к сети;
- цена на котлы сопоставима с ценой на .
Недостатки:
- значительные габариты;
- потребность в регулярной чистке - при тлении выделяется большое количество сажи.
Виды топлива для котлов длительного горения
Котлы длительного горения не требовательны к качеству топлива . Наибольшую эффективность они дают на антраците и буром угле, но могут работать и на дровах, брикетах и пеллетах.
Важный нюанс, на который нужно обратить внимание при покупке - максимальная длина дров. Готовые колотые дрова обычно имеют длину 40-45 см, если модель имеет меньшую длину загрузочной камеры, то дрова придется заготавливать самостоятельно или пилить на заказ.Влажность дров не имеет столь важного значения для этого типа котлов, как для пиролизных, но при сгорании сырой древесины КПД котла будет значительно ниже , а количество сажи и копоти сильно увеличится. Кроме того, при высокой влажности дыма водяные пары способны конденсироваться на стенках дымохода и взаимодействовать с сажей, образуя угольную кислоту. Со временем кислота разрушит стенки дымохода, и он потребует замены.
Пеллеты и топливные брикеты в котлах длительного горения можно использовать без предварительной подготовки, размер гранул значения не имеет, а влажность этого топлива находится в рамках 20%, что для этих моделей вполне приемлемо. Бурый уголь и антрацит средней фракции также не требуют дополнительной подготовки, крупные куски перед загрузкой нужно раздробить.
Не рекомендуется использовать в котлах длительного горения влажный опил и строительный мусор - топливная камера и дымоход при их использовании !Обзор моделей котлов длительного горения
На рынке представлены котлы различных производителей, и заявленные характеристики у них похожи, поэтому сделать выбор порой сложно. Ниже приведен обзор наиболее популярных моделей.
Котлы Liepsnele, Литва
Модельный ряд котлов длительного горения от этого производителя включает универсальные модели с мощностью от 10 до 40 кВт, они могут работать на угле, дровах, опилках, стружке, топливных пеллетах и прессованных брикетах.
Конструкция котлов относится к классическому шахтному типу с верхним горением. Котлы Liepsnele энергонезависимы, обладают высоким КПД - он составляет не менее 90% на любом из режимов работы и при любом топливе.
Видео: монтаж и подключение отопительного оборудования Liepsnele
Котлы SWaG, Украина
Шахтные универсальные модели длительного горения, оснащенный электронным блоком управления, позволяющим точно регулировать режимы горения. Ряд мощностей - от 10 до 50 кВт. Котлы оснащены турбиной, нагнетающей воздух в зону горения, что повышает его эффективность при розжиге и в режиме разогрева системы. Котлы укомплектованы группой безопасности, включающей клапан сброса давления и воздухоотводчик, а также термометром.
Краткие технические характеристики:
В котлах SWaG, наряду с основным топливом, можно сжигать опил, солому, щепу и другие отходы, смешивая их с углем или дровами. Нельзя использовать пыльный мелкий уголь, склонный к спеканию и коксованию - работа котла будет неустойчивой и неэффективной.Видео: описание котлов SwaG
Котлы Stropuva, Болгария
Классические агрегаты верхнего горения, шахтного типа для отопления жилых и промышленных объектов. Оснащены биметаллическим регулятором тяги, что избавляет от необходимости подключения к электрической сети. Модельный ряд универсальных котлов представлен моделями от 8 до 40 кВт.
Краткие технические характеристики:
Котлы Stropuva отличает повышенная безопасность и устойчивость к гидроудару - при резком перегреве стенки корпуса не повреждаются, деформация направлена вовнутрь.Видео: модели длительного горения Stropuva
Котлы Неделька, Россия
Котлы отечественного производства, способные работать на одной загрузке угля в течение 6-7 суток. Обладают высоким КПД - до 92%, автоматика котла позволяет точно регулировать температуру сетевой воды и микроклимат в помещениях дома.
Котел имеет прямоугольную форму с загрузочной дверцей в верхней плоскости. Тип горения в котле верхний, для более полного теплосъема предусмотрен дымооборот - каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы.
Теплообменник котла «Неделька» многоходовой, что обеспечивает максимальный отвод тепла от наиболее нагреваемых поверхностей. Топка оснащена колосниковой решеткой и двумя прочистными дверцами: через одну, расположенную в топливной камере, удаляют продукты горения из топки, через вторую - из зольника.
В верхней части расположен микропроцессорный блок управления, управляющий вентилятором наддува. Он регулирует подачу воздуха в камеру, а следовательно, и режим горения. При отключении электроэнергии котел затухает, при ее включении способен разгореться вновь без вмешательства человека. Управление простое - достаточно выставить желаемую температуру в помещениях, в которых установлены датчики.
Требования к качеству топлива у агрегатов «Неделька» невысоки: в них можно сжигать уголь и дрова, пеллетные гранулы, щепу, отходы строительства. Наибольшая эффективность и длительность горения достигается при работе на угле, к качеству которого не предъявляется особых требований - эффективный наддув способен разжечь любую фракцию угля.
Для частных домов рекомендованы три модели котлов : КО-60 - для дома площадью от 100 до 300 квадратных метров, КО-90 - от 200 до 400 квадратных метров и КО-110 - от 250 до 600 квадратных метров. При этом чем больше площадь, тем меньше время горения котла на одной загрузке, поэтому лучше выбирать более мощный котел.
Цены на котлы «Неделька», в зависимости от модификации - от 110 до 220 тысяч рублей .
Котел «Неделька», видео
Правильный выбор подходящей модели твердотопливного оборудования позволит забыть о ежедневной загрузке, чистке и обслуживании отопительного оборудования. Современные котлы надежны, безопасны и не требуют контроля. Достаточно раз в несколько дней прочистить агрегат от золы и пепла и загрузить новую партию топлива, после чего всю неделю в доме будет тепло и комфортно.
Котлы длительного горения – это совершенно уникальная и абсолютно новая конструкция котельного оборудования, принцип работы которой основывается на использовании для обогрева твёрдого топлива. При этом для полноценного функционирования необходимо использовать только то твёрдое топливо, показатель влажности которого не будет превышать 20 процентов. Уровень производительности такого устройства составляет 50, 70, а иногда даже целых 100 процентов!
Принцип работы
Твёрдым топливом для котлов длительного горения являются дрова, торфяные брикеты или уголь. Поступление кислорода в камеру для топки с водяным контуром крайне ограничено, поэтому процесс тления топлива происходит очень медленно. Также замедляется и процесс горения инертного газа, образующегося из топливного ресурса.
Таким образом, традиционное горение преобразуется в достаточно медленное тление. Объёма исходных ресурсов при этом достаточно, чтобы получить на выходе генераторный газ, который обладает очень высокими показателями теплопроводной способности , а затем проложить путь к огнеупорной керамической форсунке для достижения камеры сгорания, где уже и продолжается процесс активного горения, поддерживаемый дополнительным воздухом. Момент воспламенения начинается при смешении воздуха с газом и усиливается благодаря использованию катализатора. Сам же генераторный газ в это время догорает с сажей и тяжелыми соединениями.
Когда в пределах котельной установки происходит сжигание топлива, горение становится весьма поверхностным и неизбежен выход в дымоходную трубу тяжелых соединений, угарного газа и других вредоносных веществ, загрязняющих окружающую среду. Однако с точки зрения химии, эти продукты обеспечивают отличное горение и экономию для владельца котла.
Процесс тления, сопровождающийся дефицитом кислорода, сохраняет внутри котла длительного горения самые ценные продукты, которые способствуют максимальной энергоотдаче, а непосредственно в дымоход поступают негорючие и практически нетоксичные элементы, формирующие абсолютно безвредный дым.
Хотя дрова являются самым распространённым и даже традиционным видом твёрдого топлива, намного более выгодная и практичная альтернатива – торфяные брикеты, показатель влажности которых даже при неправильном хранении едва достигает 18 процентов, а время горения составляет 12 часов. Благодаря этому топочные камеры достаточно пополнять не чаще одного раза в двое или даже трое суток, в то время как дрова горят не дольше 6 часов , в результате чего интервалы между закладками новых порций топлива заметно сокращаются.
Конструкция
Согласно своей конструкции такой отопительный прибор длительного горения является стандартным одноконтурным котлом , используемым исключительно как отопительная система, работающая на основе принудительной циркуляции. При этом производство и подача горячей воды должны быть полностью исключены из бытового потребления.
Преимущества
Технические характеристики и меры предосторожности
Выбор котла согласно индивидуальным потребностям
Разумеется, квалифицированные продавцы-консультанты помогут подобрать котёл длительного горения на несколько суток согласно индивидуальным потребностям покупателя, однако большинство специалистов заинтересовано в продаже определённых типов и моделей котлов. Именно поэтому будет целесообразным подготовиться к покупке заранее
и как минимум при выборе твердотопливного отопительного котла учитывать следующие ключевые факторы.
Важным моментом при выборе котла является его назначение и целевое применение, поскольку твердотопливные котлы могут использоваться как в виде основного, так и дополнительного источника для отопления.
При использовании котла длительного горения как основного функционального агрегата, лучше подыскать качественную модель с оптимальным соотношением ценового показателя и качества. Цена определяется в основном надёжностью установки и её качественными характеристиками. Выбор недорогих устройств чаще всего приводит к снижению эффективности и нарушению стабильности функционирующего оборудования.
Если котельная установка планируется в качестве дополнительного источника отопления, выбор можно остановить на вполне бюджетных моделях устройства.
Следующий критерий – это типы топлива, подходящие для заправки разных моделей котлов длительного горения. Допустим в селе, посёлке городского типа или просто в небольшом населённом пункте в продаже имеется большое количество недорогих дров. Целесообразным будет отдать предпочтение именно этому материалу и, соответственно, той установке, которая будет поддерживать режим работы на этом виде топлива. При этом не стоит забывать, что именно углю присуща наибольшая энергетическая отдача и калорийность. Исходя из этого, можно также выбрать универсальный тип котельного агрегата , обеспечивающего одновременное сжигание дров и угля.
Несмотря на то что на западном рынке, в том числе европейском, лидерами продаж являются твердотопливные котлы, оснащённые автоматической системой подачи топлива и управления, на отечественном рынке их остерегаются и потребительским спросом они практически не пользуются. Высокая стоимость оборудования пугает массового покупателя, однако такие высокотехнологичные установки имеют массу преимуществ и очень выгоды в эксплуатации , поскольку вложенные средства окупаются невероятно быстро, в то время как котёл прослужит долгие годы.
Вероятность возникновения поломок и каких-либо других неудобств очень мала. Более того, автоматические котлы длительного горения следует загружать не чаще одного раза в 6-7 суток, поскольку заправки хватает практически на недельный режим работы без перерыва.
Заключение
Современные отопительные котлы длительного горения обладают высокой степенью экономичности, удобства и продуктивности. Новейшие модели котельного оборудования и вовсе адаптированы к работе на двух типах твёрдого топлива одновременно
(например, на продуктах деревообработки, угле или обычных дровах). Благодаря компактности твердотопливных котлов становится особенно удобным их использование в малогабаритных помещениях как жилого, так и коммерческого типа. Заметную популярность такие котлы получили также благодаря простоте в эксплуатации и отсутствию каких-либо сложных условий ухода.
Работа электрического котла может стать причиной возникновения замыкания , что часто приводит к пожарам или другим чрезвычайным ситуациям, сопряжённым с материальными тратами, а то и вовсе с человеческими жертвами. В отличие от обычных газовых и дизельных агрегатов твердотопливные котлы длительного горения абсолютно безопасны в работе, так как риск взрыва сводится к нулю. Таким образом, работающее на твёрдом топливе устройство - это не только экономичность и продуктивность, а и гарантия безопасности.