Твердотопливные котлы

Печать PDF

Твердотопливные котлы

Твердотопливные котлы обычного горения

Отопительные котлы на твердом топливе разделяются в свою очередь на подвиды топлива, такие как бурый и каменный уголь, торф, кокс и обычные дрова. Некоторые из них могут работать на всех перечисленных видах топлива, но большинство из них все-таки созданы для какого-то одного вида топлива, и эти котлы имеют свой плюс – большой КПД в сравнении с универсальными котлами.

Несомненным преимуществом твердотопливного котла является почти бесплатное природное топливо, например - дрова. Дрова, можно заготовить или купить по невысокой (в сравнении с газом и электричеством) стоимости. Но это одновременно является и недостатком этого вида котлов. Если в других котлах возможно полная автономная работа, то в котлах данного типа этот вид работы практически невозможен, ему требуется частая загрузка дров и чистка.


Также несомненным достоинством таких котлов является его полная независимость от электросети. Но это не значит, что на котле не будет даже регулятора температуры, он, безусловно, там есть. Но выполнен он несколько по другому способу. На котле установлен датчик, отслеживающий температуру теплоносителя. Этот датчик механически соединен с заслонкой. В случае, если температура теплоносителя становится выше заданной вами, то заслонка автоматически прикрывается и процесс горения замедляется. Когда температура понижается, то заслонка приоткрывается. Еще раз хочется подчеркнуть, что данное устройство не требует подключения к электрической сети. 

Имеется и другая характерная деталь у котлов, работающих на твердом топливе. Речь идет о системе защиты от перегрева, предусмотренной в конструкции некоторых котлов на твердом топливе длительного горения. Защита от перегрева обеспечивается наличием контура охлаждающей воды. Эта система может контролироваться вручную, т.е. при увеличении температуры теплоносителя необходимо открыть вентиль на патрубке отвода охлаждающей жидкости (вентиль на подводящем патрубке постоянно открыт). Кроме того, эта система может также управляться автоматически. Для этого на отводящем патрубке устанавливается клапан понижения температуры, который будет автоматически открываться при достижении теплоносителем максимальной температуры.

Сейчас твердотопливные котлы, набирают заслуженную популярность из-за дешевизны топлива, ведь в котлах для твердого топлива оно практически бесплатное и его можно достать в любом лесу.

Газогенераторые котлы (пиролизного горения)

Газогенераторные котлы в своей основе используют принцип пиролизного горения, их также именуют пиролизные котлы. Принцип работы пиролизного котла состоит не в сжигании дров, а в сжигании выделяемого из них при высокой температуре газа. Такое горение легче контролировать, КПД работы газогенераторных котлов значительно выше, при топке пиролизного котла сухой древесиной оно достигает 85%.

Газогенераторные (пиролизные) котлы имеют отличное от традиционных твердотопливных котлов устройство. Устройство пиролизного котла - многокамерное, с шиберами для приведения в необходимый режим работы. Наличие шиберов обуславливается тем что для работы пиролизного котла в режиме газогенератора, в закладочном бункере котла должна быть достаточно высокая температура (600-800 градусов Цельсия), а для первоначального прогрева котла и дома его запускают в режиме традиционного твердотопливного котла.

При достижении первоначального прогрева, производят полную закладку камеры газогенераторного котла и приводят шибер в пиролизный режим работы. Газогенераторные котлы в этом режиме производят нагрев древесины в камере сгорания при практическом отсутствии кислорода, в результате чего происходит разлагание древесины на древесный газ и древесный уголь (кокс). Горение древесного газа происходит в вышестоящей камере по принципу работы обыкновенного газового котла, и может быть также автоматизировано. Такое сгорание отличается большим КПД и меньшим образованием золы в топке котла и внутри дымохода, а значит газогенераторный котел нужно реже чистить и проводить его заправку. В условиях хорошей утепленности дома, правильной подборки котла и правильного разведения системы отопления, одной закладки дров хватает на целые сутки работы.

Пиролизные котлы уже давно не считаются редкостью. Однако, необходимо знать, что пиролизные котлы, в среднем в 1,5 - 2 раза дороже традиционных твердотопливных котлов. Этому есть простое объяснение. Протяженность работы работы пиролизных котлов всего на одной загрузке дров в разы превышает период работы обычных дровяных и угольных твердотопливных котлов.

Пеллетные котлы

Минимальный комплект оборудования автоматизированной котельной коттеджа, работающей на древесных топливных гранулах, включает в себя котел, оборудованный горелкой для сжигания пеллет и бункером. После подключения к системам отопления и электроснабжения и загрузки бункера топливом (пеллетами) такая котельная сможет в течение длительного времени работать без участия человека (в зависимости от конструкции, от одного дня до нескольких месяцев).


КПД специализированных котлов на пеллетах составляет 85-97%, что соответствует уровню газовых и жидкотопливных котлов и во многом зависит от используемой технологии сжигания пеллет. КПД пеллетных котлов с горелками объемного типа - до 95%.

Горелка объемного типа напоминает кастрюльку из жаропрочной стали или чугуна, установленную в топке котла.   Во время работы пеллеты из бункера подаются в горелку объемного типа с помощью механизма подачи, оборудованного шнеком (как в мясорубке). В зависимости от компоновки, механизм подачи либо насыпает гранулы в горелку сверху, либо подает их через отверстие в ее днище.

Розжиг пеллетных котлов с горелками объемного типа может осуществляться двумя способами:
1. За счет электрического тепловентилятора, который создает струю раскаленного воздуха, направленную на находящиеся в горелке гранулы. В этот момент из электросети котлом потребляется около 1,2 кВт (в другое время - не более 0,1-0,3 кВт).
2. Вручную (у простых моделей котлов): в горелку, прямо на гранулы, наливают жидкость для розжига, содержащую легкие парафины, и поджигают спичками.

Когда котел выходит на расчетный режим, температура в центральной части горелки достигает 1000-1200°С.   Сквозь отверстия на внутренней поверхности горелки в толщу гранул с помощью вентилятора подается свежий воздух. Достигнув рабочей температуры, котел останавливается: с помощью воздушной заслонки перекрывается подача воздуха, выключается привод подающего гранулы шнека. В таком режиме некоторые модели могут находиться до 10-12 часов, поскольку в горелке, содержащей несколько килограммов раскаленных пеллет, долго сохраняется высокая температура. Впрочем, как только батареи в доме охладятся до неприемлемо низкой температуры, автоматика котла активирует рабочий режим (откроется воздушная заслонка, включатся вентилятор и шнек), и котел снова заработает.

Дымоход для пеллетных котлов выполняется из нержавеющей стали, в нижней его части в обязательном порядке предусматривается отводящий патрубок для удаления конденсата. При правильном монтаже дымохода и точной настройке котла конденсата скапливается около 4-5 л в неделю, при ошибках в монтаже - до ведра в день. Зола из горелки (1% от первоначального объема пеллет) ссыпается в зольник, откуда, как правило, автоматически, с помощью расположенного в нижней части котла шнека, удаляется в ящик для золы. Время от времени, для повышения эффективности работы, каналы дымовых газов очищаются от сажи. "Навороченная" техника проводит эту операцию самостоятельно, перемещая установленные в каналах турбулизаторы-очистители. Делается это по сигналу от автоматики (верный признак наступления критического момента - увеличение температуры отходящих газов). Модели попроще обрабатывают вручную, раз в неделю, с помощью входящего в комплект ершика для чистки дымогарных каналов.

У пеллетных котлов с горелками факельного типа КПД несколько ниже, чем у теплогенераторов с горелками объемного типа, - по мнению экспертов, он не превышает 90,1%.
Сжигание пеллет в горелке факельного типа происходит в воздушном потоке, создаваемом вентилятором горелки.   Поступающие в зону горения пеллеты быстро превращаются в пылающие угли и сгорают, образуя факел пламени, температура которого достигает 1200°С. Поток горячих газов направляется в конвективную часть котла, к дымогарным трубам, отдает свое тепло теплоносителю системы отопления, после чего уходит в дымоход. Зола, оставшаяся от древесных топливных гранул, из зоны сгорания осыпается в зольник, откуда, как и в случае с горелкой объемного типа, автоматически (с помощью шнека с электроприводом) или с помощью входящего в комплект обслуживания котла совочка вручную эвакуируется в емкость для хранения пепла.

1. Жаровые трубы

2. Контур теплоносителя

3. Пеллетная горелка

4. Емкость сбора золы

5. Теплоизоляция

6. Автоматическая заслонка

7. Вентилятор наддува

8. Привод шнеков подачи пеллет

9. Шнеки подачи пеллет

10. Пеллетный бункер

11. Обходной канал

12. Выход дымовых газов

 

Автоматизированные газогенераторные котлы на пеллетном топливе - оборудование новое, КПД этих установок доходит до 96,8 %. Бункер для хранения пеллет встроен непосредственно в корпус котла. В нижней части бункера расположен наклонный шнек, который поднимает пеллеты к отсекателю-барабану, из которого они порциями высыпаются в камеру газификации, на керамическую колосниковую решетку-реактор. Топливо на раскаленном реакторе нагревается (температура решетки - 1200°С) и разлагается на водяной пар, смолы и масла. Дальнейшая реакция между углеродом и кислородом воздуха обеспечивает температуру, достаточную для образования окиси углерода - главного компонента вырабатываемого газа. Смолы и масла в пеллетах разлагаются на газы, содержащие водород. За счет разрежения, создаваемого вентилятором-дымососом котла, из камеры газификации горючий газ следует в камеру сгорания, расположенную "этажом ниже" - под реактором. Здесь генераторный газ сгорает, а раскаленные продукты сгорания перемещаются в теплообменную часть, оборудованную турбулизаторами-очистителями, где охлаждаются, после чего выбрасываются дымососом в дымоход. Минимальное количество золы и несгорающие компоненты пеллет (обычно это неорганические включения, попавшие в гранулы при производстве) остаются внутри камеры сгорания. Их надо регулярно (в зависимости от качества гранул) удалять из нее с помощью специального инструмента.

 

 

Особенности установки дымохода для твердотопливного котла

Важным атрибутом для качественного функционирования твердотопливного котла и обеспечения в нем оптимальных условий для сжигания топлива, является правильно смонтированный дымоход. Дымоход необходимо правильно смонтировать. В противном случае не будет создаваться тяга, требуемая для удаления продуктов сгорания. Тяга дымовой трубы зависит от ее внутреннего сечения, высоты, шероховатости поверхности и разницы температур продуктов сгорания и окружающего воздуха.

Ориентировочные параметры дымовых труб в зависимости от мощности котла можно найти в таблице №1.

Таблица 1. Подбор параметров дымовых труб

Мощность котла Сечение, мм Минимальная высота, м
16 200х200 6
Диаметр 200 7
150х150 10
Диаметр 150 12
32 200х200 10
Диаметр 200 12
150х150 18
Диаметр 150 20
45 200х200 12
Диаметр 200 14

 

Ориентировочные показатели по расходу твердого топлива

В зависимости от площади помещения, мощности и типа котла, рассчитать расход твердого топлива можно найти в таблице №2.

Таблица 2. Расход твердого топлива

площадь помещения мощность котла максимальный расход топлива
твердое топливо дизельное топливо


обычный твердотопливный котел пиролизный (газогенераторный) котел
100 м2 5-12 кВт 3,2 кг/ч 1,6 кг/ч 1,0 кг/ч
130 м2 6-16 кВт 4,7 кг/ч 2,9 кг/ч 1,3 кг/ч
160 м2 6-20 кВт 6,0 кг/ч 3,0 кг/ч 1,6 кг/ч
200 м2 7-24 кВт 7,6 кг/ч 3,8 кг/ч 2,0 кг/ч
220 м2 8-25 кВт 7,9 кг/ч 4,0 кг/ч 2,2 кг/ч
270 м2 10-32 кВт 8,9 кг/ч 5,0 кг/ч 2,7 кг/ч
370 м2 18-45 кВт 14,0 кг/ч 7,0 кг/ч 3.7 кг/ч

 

Поставки и монтаж разнообразного котельного оборудования выполняет инжиниринговая компания «Тета-Инсталл»

Перейти на сайт компании «Тета-Инсталл»

Полезные вещи

Пеллетное, брикетное оборудование

Продажа оборудования для производства пеллет и брикетов.
Услуги по установке и наладке оборудования.

» перейти