Види і пристрій твердопаливних котлів тривалого горіння

Для господаря приватного будинку, власника заміської житлової нерухомості особливо актуальним в опалювальний сезон стає обслуговування автономної системи опалення. Коли в будинку стоїть газовий котел особливих питань робота опалення не викликає. Газ подається по магістралі постійно і залишається тільки налаштувати відповідним чином автоматику, яка контролює температурний режим в будинку. Складніша справа для тієї категорії громадян, хто використовує для опалення в домашніх умовах твердопаливний котел. Даний вид нагрівального обладнання хоч і забезпечує деяку незалежність від централізованого енергопостачання, однак вимагає до себе більше уваги.

Мешканцям будинку доводиться самостійно контролювати роботу агрегату, брати безпосередню фізичне участь в процесі. Це не завжди зручно і можливо. Кардинально вирішити проблему дозволять опалювальні твердопаливні котли тривалого горіння, які сьогодні випускаються багатьма компаніями, що спеціалізуються на котельному обладнанні. Розглянемо, що собою являє подібний котел тривалого горіння, які його конструктивні особливості, переваги і недоліки.

Причини виникнення котельного обладнання даного виду

Традиційні твердопаливні котли працюють на паливі, яке завантажується в камеру згоряння. Це може бути вугілля, дрова, торф’яні брикети, пелети і інші види органічного палива. Від того наскільки часто доводиться завантажувати паливо в камеру згоряння залежить домашній комфорт і затишок. В середньому для твердопаливного апарату, виконаного за класичною схемою, для нормального режиму роботи потрібно 2-8 завантажень на добу. Налагоджена система автоматики бере на себе всі основні функції. Те як працює саме нагрівальний пристрій, як витрачається паливо, залежить вже від моделі та від людини.

Для довідки: час, витрачений на нормальне завантаження паливом твердопаливного апарату в звичайному варіанті, становить 3-5 хвилин. Час горіння одного завантаження становить в середньому 2-4 години. На підготовку топки до завантаження нової партії дров або вугілля (прибирання золи, зачистка топкової камери від великих фрагментів палива) йде ще 5-10 хвилин. Разом: для чергової розпалювання котла потрібно не менше 20 хвилин. У вас є вночі цей час? Ви можете знайти 20 хвилин свого часу, якщо ви тільки прийшли в будинок після довгої відсутності?

Працюючий котел на твердому паливі цього виду в стані тривалий час видавати необхідне для обігріву тепло, значно збільшуючи тривалість часу між завантаженнями. Уже одна назва цього агрегату говорить про те, що обладнання здатне працювати безперебійно тривалий час. Принципова відмінність даного виду опалювальних приладів від традиційних моделей твердопаливних котлів полягає в способі горіння.

Не завжди є можливість підкидати в черговий раз дрова чи вугілля в топку. Подібна процедура викликає дискомфорт, особливо вночі, коли температура за вікном стрімко опускається. Завантажене паливо може прогоріти під час відсутності господарів, що призведе неминуче до охолодження теплоносія в контурі.

Спроби оптимізувати спосіб завантаження дров або вугілля навіть у найкращий котел за рахунок автоматичної подачі, вирішують проблему частково. Облаштовувати поблизу газових агрегатом прилад механічної подачі вугілля, значить на обмеженій площі додаткове місце. Шум постійно діючого ротора або шнека малопріятен. Потрібно було знайти принципове рішення проблеми. На фото показаний звичайний котел, що працює на твердому паливі, оснащений бункером для автоматичної подачі вугілля.

Одним словом, у людей є маса причин на те, що б ставити у себе вдома твердопаливні котли тривалого горіння. Така техніка зводить до мінімуму людський фактор, від якого багато в чому залежить ефективність опалювальної системи. Опалювальна техніка, яка працює за даним принципом, з’явилася трохи більше 10-15 років тому. Тоді тільки стали з’являтися перші зразки апаратів. Багато хто намагався у себе вдома самостійно спорудити твердопаливний котел тривалого горіння своїми руками. Головне зрозуміти принцип дії опалювального обладнання даного виду.

Котел на твердому паливі тривалого горіння – принцип дії

З появою на ринку котельного обладнання нагрівальних приладів тривалого горіння, ситуація з організацією та встановленням системи домашнього опалення значно спростилася. Тепер можна ставити для опалення потужні нагрівальні установки, які не потребують постійного завантаження паливом. Котли тривалого горіння, зроблені своїми руками, не завжди здатні повністю задовольнити потреби мешканців будинку.

Дивлячись на креслення перших моделей, видно наскільки сьогодні конструкція агрегатів змінилася. Для прикладу наводиться креслення типової нагрівальної установки піролізного типу.


Промислові вироби, в яких виробники додали ряд конструктивних змін і нововведень, володіють великим технологічним ресурсом, економічні та більш практичні в експлуатації. Незважаючи на істотні технологічні та конструктивні зміни, в основі обладнання цього виду залишився незмінним принцип дії. Паливо, завантажене в камеру згоряння, особливим способом горить не так, як в звичайному котлі. Сам принцип горіння паливної маси в корені відрізняється. За рахунок створення певних умов в топці відбуваються екзотермічні реакції, інші фізичні процеси, що впливають на інтенсивність горіння і тривалість вигоряння завантаженого палива.

У сучасних агрегатах використовується два способи горіння:

  • Перший, за рахунок піролізу;
  • Другий, за рахунок верхнього способу горіння паливного матеріалу.

Процес піролізу – пов’язаний з генерацією теплової енергії, що виділяється в процесі горіння вугілля, дров та інших паливних матеріалів. Основна робота котла полягає в горінні деревного газу, що генерується з тліючого палива.

У другому випадку мова йде про верхньому способі горіння. Паливо вигорає не знизу вгорі, як прийнято вважати, а навпаки, зверху вниз. За рахунок цього процесу досягається повне вигорання паливного матеріалу, закладеного в топку. Кількість виділеного в результаті горіння тепла на порядок більше, ніж у апаратів нижнього горіння.

Які види твердопаливних апаратів тривалого горіння існують

На сьогоднішній день в побуті особливої ??популярності набули два види подібної техніки:

  • котли твердопаливні, що працює піролізного спосіб;
  • агрегати, розраховані на верхній спосіб завантаження.

Твердопаливні котли, що працюють на основі піролізу

Розглянемо перший, найпоширеніший і найбільш ефективний вид – піролізні котли. Якщо говорити про цей тип твердопаливного котла, то він являє собою вузькоспеціалізований нагрівальний прилад. Агрегат являє собою типове нагрівальний пристрій на дровах тривалого горіння.

Важливо! Для роботи даного обладнання необхідно використовувати тільки сухі дрова пелети, вологість яких не перевищує 20%. В іншому випадку процес піролізу не почнеться, котел втратить свої основні переваги та ефективність.

Відрізняє дані нагрівальні прилади конструктивна особливість. Тут ми маємо справу з двома камерами згоряння. В першу топку закладаються дрова, де при обмеженому надходженні повітря починається процес тління паливного матеріалу. Далі, з тліючої деревини відбувається інтенсивне виділення піролізного (деревного) газу, який надходить вже в другу топку. Тут, при підвищеному вмісті кисню нагріте повітря починає взаємодіяти з деревним газом. Завдяки принципу дії агрегати, що працюють за рахунок піролізу, прийнято називати газогенераторні нагрівальні прилади.

Починається інтенсивне горіння газоподібної суміші, виділяючи при цьому величезна кількість теплової енергії. Весь процес протікає досить довго. Результатом роботи котла стає практично порожня топка. Все, включаючи найдрібніші частинки золи, горючі леткі сполуки, встигають згоріти в котельній камері. За рахунок такого способу горіння піролізні котли на твердому паливі тривалого горіння мають одним з найвищих ККД (85%), серед всього модельного ряду твердопаливної опалювальної техніки.

Основна особливість даного типу котельного обладнання – можливість використовувати для системи опалення не тільки отримується тепло, але і нагріте піролізний газ. Дров’яної котел може працювати, як з водяним опаленням, так і з повітряним.

На замітку: піролізні пристрої мають дві топки. Горіння в верхній камері досягається за рахунок нагнітання додаткового об’єму повітря, тому тяга в даному випадку є тільки примусовою.


Основні переваги такого способу роботи котельного обладнання полягають в наступному:

  • паливо вигоряє повністю;
  • значні за часом проміжки між закладками паливного матеріалу;
  • технічна можливість регулювання температури котельної води;
  • технічна можливість спалювання великих фрагментів деревини.

Креслення внутрішнього устрою піролізних котлів дозволяють точно уявити не тільки конструкцію самого агрегату, але і вникнути в принцип роботи.

На фото представлений фрагмент роботи верхньої топки апарату, де і відбувається піроліз.

До недоліків даного виду опалювальної техніки слід поставитися риторично. Основний аргумент противників піролізних котлів – висока вартість обладнання. У порівнянні з традиційними приладами, такі моделі коштують на третину дорожче.

На відміну від звичайних твердопаливних приладів, піролізний котел опалення енергозавісім. Примусовий наддув забезпечується за рахунок установки додаткового вентилятора.

Пам’ятка: обладнання піролізного типу необхідно завантажувати паливом повністю. В іншому випадку агрегат буде працювати не на повну потужність. Горіння буде не однаковим і не стабільним.

Найефективніший вважається нагрівальний агрегат, розрахований на обслуговування двох контурів. В даному випадку ви отримуєте автономне опалення і повністю незалежну систему гарячого водопостачання. Теплообмінник для гарячої води робиться з жароміцної сталі або з чавуну, який має форму змійовика.

Котли твердопаливні верхнього спалювання

Другим типом нагрівальної техніки подібного роду є котел на твердому паливі тривалого горіння з верхнім завантаженням. На відміну від піролізних котлів – цей вид опалювального обладнання використовується вже не одне століття. Головна відмінність від традиційних твердопаливних котлів, принцип завантаження палива і основна робота агрегату. Основний ефект досягається за рахунок згоряння паливного матеріалу з верху вниз. Іншими словами:

Паливо починає горіти саме там, де присутній кисень. Таким чином, згорає шар за шаром, починаючи з самого верхнього. Одного завантаження вистачає на 12-24 години роботи котла. Котел в процесі своєї роботи повністю випалює порцію палива, чекаючи чергового завантаження. За рахунок повноти горіння досягається максимальна тепловіддача палива. ККД деяких моделей складає близько 80%.

Увага! Що б уникнути закипання води котла в теплообміннику, перша закладка дров повинна бути невеликою. Орієнтовно топка заповнюється на? від свого об’єму. Після розпалу, через 15-20 хвилин додає залишки необхідного обсягу паливного матеріалу.

Істотним недоліком апаратів опалення тривалого горіння є їх висока інертність. Котел втрачає свою потужність в момент завантаження чергової партії палива. Порівнюючи з котлами нижнього горіння, агрегати з верхнім завантаженням мають меншу тепловіддачу. Креслення-схема показує внутрішню будову пристрою і принцип дії.


Сучасна модель твердопаливного котла тривалого горіння дуже зазвичай оснащується вентилятором, який нагнітає в камеру згоряння повітря. У більшості випадків, що випускаються моделі працюють на дровах, проте сьогодні стало модним топити подібні агрегати торф’яними і деревними брикетами.

висновок

На завершення аналізу характеристик вашій увазі пропонується відео, на якому показані твердопаливні котли тривалого горіння. Ролик наочно демонструє принцип дії опалювальної техніки даного виду. Якщо піролізні агрегати являють собою нове технічне рішення, зовсім інший вид нагрівальної техніки, то апарати з вертикальним завантаженням є пристроями тривалого горіння в прямому сенсі.

Модель, яка представляє найбільший інтерес, в плані ціни, якості та ефективності – це твердопаливний котел верхнього горіння, наддовго, зручний і практичний опалювальний прилад.

Так наприклад: твердопаливний агрегат з верхнім завантаженням може переварити 50 кг. палива при одиничної розвантаження протягом 31 години. Котел працював в режимі номінального навантаження, даючи потужність в 8-10 кВт.

Домогтися такого показника вдалося за рахунок істотних конструктивних особливостей. Топка апарату має циліндричну форму. Повітряна маса надходить в камеру згоряння зверху, рівномірно розподіляючи по всьому верхньому шару паливної закладки. Слід зазначити один технічний нюанс: розподільник повітря спирається на шар палива. У міру згоряння шару, розподільник опускається, досягаючи наступного шару палива.

Там де повітря стикається з паливним матеріалом, горіння супроводжується частковим окисленням вуглецю. Продукти горіння надходять у верхню частину топки, після чого зникають через димохід назовні.

Головною конструктивною особливістю для даного опалювального обладнання є те, що теплообмінником є ??весь корпус нагрівального агрегату. Котлова вода циркулює зверху вниз.

Обидва типи котлів на твердому паливі є котлами піролізного типу, в різних модифікаціях.

Тривалість роботи визначається розмірів топки, куди поміщається паливний ресурс. Котли цих модифікацій мають високий ККД, ефективні в плані витрати палива. Складна автоматика практично відсутній, сама конструкція приладів стабільна. Свій вибір ви можете робити самостійно, з огляду на власні побутові потреби. Котли подібного типу ідеально підходять для тих, хто вважає за краще більше насолоджуватися теплом і затишком, ніж займатися фізичною роботою, завантажуючи дрова в топку звичайного нагрівального приладу автономного опалення.

Ссылка на основную публикацию