Твердопаливні котли повітряного опалення: принцип роботи

З усіх існуючих на сьогоднішній день способів обігріву найбільш рідкісним вважається повітряне опалення. Незважаючи на те, що ще років 50-70 тому ці системи опалення були популярним і встановлювалися масово, сьогодні знайти такі об’єкти досить важко. Винятком є ??каміни і традиційні російські печі, які не є повноцінними системами повітряного опалення.

З усього того обладнання та пристроїв, які працюють за тим же принципом, нам найбільш знайомі теплові гармати, тепловентилятори та конвектори. Обігрів, де основна ставка робиться на твердопаливні котли, які здійснюють повітряне опалення сьогодні використовується в рідкісних випадках. Розглянемо причини, чому повітряне опалення сьогодні не є настільки популярним, як інші види обігріву. Розберемося з принципом роботи повітряного нагрівального приладу, що працює на твердому паливі.

Суть повітряного опалення. основні переваги

Система повітряного опалення – це комплекс пристроїв і пристосувань, тісно взаємодіють один з одним. Як і в інших способах обігріву, тут здійснюється передача теплової енергії, одержуваної в результаті горіння, навколишньому простору, предметів. Істотна різниця даного способу полягає у відсутності теплоносія, який в більшості опалювальних системи грає роль посередника. Обігрів приміщень здійснюється за рахунок циркуляції нагрітого до певної температури повітря.

Існує два види повітрообміну: природна циркуляція повітря і примусова.

Дивлячись на палаючий камін, можна приблизно уявити те, як працює повітряне опалення. Однак тут тепло в результаті згоряння дров витрачається не раціонально, його велика частина марнується. Принципово важливо змусити нагріте повітря рухатися по воздуховоду і віддавати тепло опалюваних приміщень. Цим і займається в системі повітряного опалення, твердопаливний котел.

Основні переваги, якими володіє повітряне опалення і нагрівальний прилад подібного виду, такі:

  • відсутність великої інерційності. У порівнянні з водяними котлами, повітряний опалювальний агрегат прогрівається досить швидко і таким же чином, швидше остигає;
  • проста і невибаглива в роботі конструкція нагрівальних приладів. Невисока вартість котельного обладнання, що працює на принципі повітряного обігріву;
  • хороша стійкість всієї системи і нагрівального котла зокрема до низьких температур. Відсутність рідкого теплоносія дозволяє спокійно залишати опалювальне обладнання вимкненим на тривалий час;
  • швидкий і прихований монтаж. Відсутність необхідності прокладки системи трубопроводів і установки радіаторів опалення.

В кожному окремому випадку є над, чим замислитися. Мала інерційність повітряних опалювальних агрегатів один з істотних плюсів. При монтажі такого обладнання вам не доведеться ставити ні буферну ємність, ні теплової акумулятори. Котел виводиться на оптимальний режим роботи за лічені хвилини. Цей же фактор відіграє важливу роль в плані стійкості обладнання до низьких температур. При відсутності рідкого теплоносія вам не варто боятися розморожування системи в холодний період.

Якщо говорити про вартість обладнання, то повітряні котли на твердому паливі значно поступаються в ціні своїм побратимам, які працюють з водяними системами опалення. Алюмінієві труби для каналів воздуховода на порядок дешевше матеріалів і комплектуючих, необхідних для обладнання трубопроводу в будинку.

Для довідки: Обігрів житлових приміщень у такий спосіб вперше були використаний ще в стародавньому Римі. У будинках знатних вельмож, в громадських приміщеннях використовувалися повітряні печі, топити які доводилося дровами.

Циркуляція нагрітої повітряної маси здійснювалася природним чином, за рахунок дії законів фізики. Повітря при нагріванні розширюється, виникають конвекційні процеси, що призводять до виникнення природної тяги. Гаряче повітря поширюється, а його місце займає нова порція свіжого, прохолодного повітря. Ще в давнину було виявлено величезне значення вентиляції для досягнення більшої ефективності опалювальних заходів. Інтенсивність горіння і рух нагрітих повітряних мас безпосередньо залежить від можливості притоку і відтоку. Чим більше тяга, тим вище інтенсивність горіння і відповідно нагрівання повітря. Тяга зменшується, інтенсивність усіх процес сповільнюється.

Сьогодні замість примітивних повітряних печей прийшли нагрівальні прилади, що працюють на твердому паливі. Повітряні твердопаливні агрегати здатні ефективніше і якісніше здійснювати нагрів повітряної маси для опалення приміщень. Сучасні моделі відрізняються високим ККД, економічні і зручні в експлуатації. Система повітряного опалення вважається незаслужено забутою.

Важливий технічний аспект

Основною причиною такого ставлення до повітряного опалення стали технологічні вимоги, з якими пов’язана організація опалювального процесу. Існує один технічний нюанс повітряного опалення, який згодом переріс у явний недолік.

Наприклад:

Ваш опалювальний котел знаходиться в котельному приміщенні і для того, що б тепле повітря потрапив в інші приміщення, необхідно мати розвинену систему воздуховода. Не завжди є фізична і конструктивна можливість прокласти на обмеженому просторі досить великі по перерізу канали воздуховода.

Принцип роботи повітряного опалення нескладний. Основний процес протікає простим і нехитрим способом. З системою вентиляції твердопаливного повітряного котла питання ще вирішити якось можна, розташувавши основні комунікації під стелею. Приплив гарячого повітря забезпечується за рахунок нижнього розташування воздуховода. Завдяки різниці температур теплого і холодного повітря відбувається конвекція, здійснюється заміна повітряних мас. Іншими словами, при існуючому протязі в приміщенні, можна досягти бажаного ефекту. Чи сподобається вам вдома постійні протяги чи ні, вирішувати вам.

Інша, не менш важлива деталь, яка випливає з фізичного властивості повітрообміну, на яку слід звернути увагу – це нижнє розташування повітроводів. Зазвичай для цих цілей повітряні канали укладають підпілля, між лагами, або повітропровід обладнають безпосередньо в стінових панелях. При переобладнанні приміщення або заміни комунікаційних ліній, необхідно брати до уваги наявність в конструктивних елементах будівлі повітряних каналів. В цьому криється головний конструктивний недолік, яким відзначена система повітряного опалення.

Важливо! Нижнє розташування воздуховода дозволяє використовувати природну циркуляцію. При варіанті з верхнім розташуванням повітряних каналів, буде потрібно установка нагнітача для примусової циркуляції і збільшення швидкості повітряного потоку.

Твердопаливний котел – основне джерело тепла. Принцип роботи

Яким ми собі уявляємо твердопаливний котел за рахунок, якого функціонує домашня система опалення? Це звичний для багатьох нас нагрівальний прилад піролізного типу. За рахунок спалювання, спочатку палива, а потім пального деревного газу, відбувається інтенсивне виділення тепла від взаємодії, з яким нагріваються теплообмінник. Точніше сказати воздухообменнік. Нагрітий до певної температури в трубах теплообмінника, повітря циркулює по системі каналів, обігріваючи внутрішні приміщення.

Такий нагрівальний прилад можна встановити практично в будь-якому місці житлового будинку або іншого приміщення.

На замітку: сьогодні випускаються моделі твердопаливних агрегатів повітряного опалення, дизайн і зовнішній вигляд яких дозволяє їм успішно вписуватися в інтер’єр житлових приміщень.

При бажанні власника будинку, повітря може поширюватися по воздуховоду природним чином або під дією нагнітачів, що істотно збільшує швидкість і щільність повітряного потоку. Котел має, як правило, простору топку, де згоряє паливо. Топка має спеціальний люк, через який завантажуються дрова. На дні камери згоряння варто решітка, на якій розміщується паливо і здійснюється безпосередньо саме горіння. Як і в інших твердопаливних агрегатах, в нижній частині конструкції розміщений підзольник – ящик для збору золи і великих залишків недогоревшей деревини.

Пристрій воздухогрейний котла

Якщо перевага віддається піролізний способу спалювання палива, тоді необхідний котел, оснащений двома камерами згоряння. В одному відділенні в результаті тління паливної маси здійснюється інтенсивне виділення деревного газу. У другій топці легколетучие горючі з’єднання, вступаючи в реакцію з киснем, спалахують, виділяючи величезну кількість теплової енергії. Даний спосіб відрізняється економною витратою палива. В процесі спалювання дров практично не залишається великих залишкових фрагментів. Система повітряного опалення з твердопаливним котлом піролізного типу відрізняється не тільки швидким і якісним нагрівом приміщень, а й високими експлуатаційними характеристиками.

Нагрівається повітря накопичується в просторі між корпусом нагрівального агрегату і паливником (топкової камерою). Це і є в даному випадку теплообмінник.

За рахунок припливу повітря, стінки камери згоряння постійно омиваються новими потоками повітря. І первинний і вторинний повітря використовується для нагріву. Завдяки піролізу в котлі основну роботу виконують первинне і вторинне повітря. Первинні повітряні маси є основним джерелом тепла. Повітря, що надходить зовні, тобто попередньо прогрівається, для зменшення теплових втрат, а вже потім надходить в топку. Вторинне повітря – це газо-повітряна суміш, що складається з повітря і гарячих продуктів горіння.

На замітку: тверде паливо в більшості випадків згорає на 90%. Решта 10% представлені у вигляді найдрібніших частинок, що входять до складу диму. Основна перевага вторинного повітря полягає в тому, що він вже володіє високою температурою. Для досягнення необхідної температури не потрібно додатковий підігрів. За рахунок такого повітрообміну досягається висока теплоємність працюючого агрегату, збільшується ККД опалювальної техніки.

Відбір вторинних повітряних мас здійснюється з самої верхньої частини воздуховода. Інтенсивність забору регулюється положення заслінки. Інтенсивність горіння на даному обладнанні визначає обсяг подачі повітря в топковий відділення. Більше повітря, інтенсивніше горіння. Подача повітря в простих моделях здійснюється в ручному режимі, за рахунок природного припливу повітря. У дорогих моделях для цієї мети використовується вентилятор, вмикаються і вимикаються автоматично. Такі вентилятори називаються дуттьовими. Що б добитися максимально можливого ефекту роботи котла на димохід встановлюється димосос, завдання якого полягає в поліпшенні виведення з камери згоряння залишкових продуктів горіння.

На сьогоднішній день у продажу представлені повітряні агрегати на твердому паливі різного ступеня оснащеності. До складу більшості моделей входять такі системи:

  • розпал;
  • система регулювання процесу горіння (датчики температури, заслінки, нагнітачі);
  • механізми і пристосування, які здійснюють подачу палива.

За рахунок взаємодії всіх систем котел дозволяє регулювати температуру обігріву в приміщеннях.

Особливості системи повітряного опалення

Система повітряного опалення має свої технічні особливості і нюанси, які необхідно враховувати під час монтажу. Орієнтовно беруться наступні значення для розрахунків:

  • середня витрата повітря на автономну систему опалення становить 1000-4000 м3 / год;
  • тиск в системі має становити 150 Па;
  • потужність воздухогрейний котла (в залежності від моделі та типу);
  • величина теплових втрат в житлових приміщеннях.

Розрахунки здійснюються для того, що б добитися максимально можливого ефекту від працюючої системи опалення. Відсутність точних розрахунків може привести до наступних негативних наслідків:

  • перегрів нагрівального приладу:
  • вібрація воздуховода, додаткові технічні шуми;
  • постійні протяги всередині будівлі.

Довжина основного воздуховода повинна бути не більше 30 м. Відгалуження не повинні бути довше 15 метрів. Для роботи домашньої системи опалення досить твердопаливних повітряних котлів потужністю 10-50 кВт. Великі за площею приміщення з великим внутрішнім простором вимагають установки агрегатів куди більшої потужності (до 1 МВт). Великі промислові будівлі, торгові центри та приміщення соціально-міської інфраструктури, як правило, опалюються повітряними твердопаливними апаратами великої потужності (до 5-10 МВТ).

Важливо! При виборі моделі, починаючи від найпростішої (тип Булер’ян) до найскладніших і потужних агрегатів піролізного типу, необхідно забезпечити механізм регулювання інтенсивності горіння палива.

Існуючі автоматичні системи пересування заслінок дозволять вам істотно підвищити безпеку котельного обладнання, знизять вірогідність перевитрати палива.

висновок

Котли, що працюють на твердому паливі, сьогодні знову стають цікавими широкому колу споживачів. Основна перевага, яким вони володіють, економічність і проста експлуатація, є головними козирями подібної техніки. Для приватних і заміських будинків сьогодні набагато простіше обладнати систему повітряного опалення. Відсутність складних додаткових механізмів і приладів, зручне регулювання процесами, робить такі агрегати дуже зручними і практичними в експлуатації.

Повітряні нагрівальні агрегати, на відміну від водогрійних котлів, мають на порядок більшим експлуатаційним ресурсом. У плані безпеки, така техніка виглядає краще.

Ссылка на основную публикацию