Подбираем отопительный котел длительного горения для работы на твердом топливе. Отопительные котлы длительного горения на твердом топливе: отличительные черты, особенности, преимущества Котел длительного сгорания

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.

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.

Что такое твердотопливные котлы, и каковы принципы их работы

Казалось бы, что отопление дома твердым топливом (дрова, уголь, торф) в 21 веке исчезнет из употребления. Но это утверждение оказалось преждевременным: сегодня еще многие современные дома топятся этими энергоносителями. Конечно, для обогрева помещения используется не старая каменная печь, а современные отопительные котлы на твердом топливе.

Эти теплогенераторы могут работать на разном типе энергоносителя:

• угольные пеллеты;
• дрова;
• обычный каменный уголь;
• торфяные пеллеты.

Принцип действия твердотопливного котла довольно прост: какой-либо из вышеприведенных энергоносителей загружается в топочный отсек котла и поджигается. Тепло от горения нагревает воду, которая, циркулируя по трубам, обогревает дом. Такие котлы отопления на дровах длительного горения отличаются рядом негативных особенностей:

• коротким периодом горения (2-8 часов);
• необходимостью убирать золу;
• необходимостью регулярно подкидывать в топку новые порции энергоносителя.
• невысоким КПД.

Избавиться от этих недостатков удалось с разработкой принципиально новых твердотопливных теплогенераторов, которыми являются котлы длительного горения на твердом топливе. Разделяют их на два типа:

• пиролизные;
• котлы верхнего горения.

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения

Механизм функционирования пиролизного котла построен на принципе расщепления энергоносителя на пиролизный газ и кокс. Решается эта задача с помощью низкой скорости горения топлива, которое, фактически, не горит, а тлеет. В результате этого тления образуется пиролизный газ, который горит при соединении с воздухом.

Пиролизный котел длительного горения на дровах или любом другом твердом энергоносителе конструктивно состоит из двух камер: в первой происходит расщепление самого топлива, а во второй - сжигание пиролизного газа. В таком агрегате процесс горения находится под контролем автоматики: для увеличения интенсивности горения система приоткрывает заслонку камеры сгорания, пуская в нее больше кислорода, а для уменьшения температуры, прикрывает ее.

Пиролизные газогенераторы отличаются рядом преимуществ:

• высокая эффективность прогорания энергоносителя (остается минимум отходов);
• продолжительный период работы без дозагрузки;
• экологичность (выделяет минимум вредных газов, которые проходят тщательную фильтрацию);
• высокая надежность.

Пиролизные агрегаты, благодаря тому, что состоят преимущественно из механических элементов, крайне просты в эксплуатации. Если хотите установить котел длительного горения своими руками, то такой вариант теплогенератора оптимален.

Но есть у пиролизных моделей и определенные недостатки. Они работают на принудительной тяге, поэтому зависят от бесперебойного электроснабжения. Топливо, загружаемое в пиролизный котел, должно быть абсолютно сухим, а его объем в топке должен соответствовать требованиям производителя теплогенератора.

Котлы верхнего горения

Прогорание топлива в обычных котлах и топках каминов и печей происходит снизу вверх, что объясняется физикой горения. Но такая схема не всегда эффективна, так как скорость горения слишком высока, из-за чего полностью прогорают далеко не все материалы. Этот недостаток был устранен в котлах верхнего горения, где топливо прогорает постепенно сверху вниз.

Реализовать такой механизм удалось благодаря конструктивной особенности теплогенераторов. В них не предусмотрен колосник и зольник. В поддоне вообще нет никаких элементов, поддерживающих горение.

Прогорание топлива происходит при дефиците кислорода, который подается в камеру сгорания через подвижные сопла, а объемы подачи кислорода контролируются автоматикой. Топливо в камере выгорает поэтапно слой за слоем, благодаря чему такое оборудование демонстрирует ряд преимуществ:

• высокий КПД;
• минимальный объем отходов (золы);
• минимальный расход топлива;
• экологичность (минимальное количество вредных выбросов).

Твердотопливный котел длительного горения этого типа также оснащен автоматикой, которая контролирует интенсивность горения, ограничивая или увеличивая подачу кислорода в камеру.

Средняя мощность такого оборудования равна 6 кВт, чего вполне хватает для отопления небольшого дома. Простота в обслуживании - главное преимущество котлов верхнего сгорания: нужно только загрузить в топку около 50 кг дров или другого энергоносителя, после чего на ближайшие 30 часов можно забыть о существовании котла.

Как выбрать твердотопливный котел длительного горения

Если вы определились с типом устройства, то для того чтобы купить котел длительного горения, который бы максимально соответствовал вашим требованиям, нужно выяснить еще ряд нюансов:

• объем отапливаемого помещения;
• средняя температура в комнате;
• уровень теплоизоляции дома;
• вид твердого топлива.

Выбор по критерию мощности

Чтобы котел обеспечивал комфортную температуру в доме, важно подобрать агрегат оптимальной мощности. Этот параметр рассчитывается по формуле P=S/10, где P - мощность теплогенератора, а S - площадь отапливаемого помещения.

По объему камеры и типу её загрузки

При выборе оборудования важную роль играет объем камеры сгорания и способ ее загрузки. Так как этот критерий влияет на основные трудозатраты при использовании котла. Лучше отдавать предпочтение агрегатам с большими камерами, подача топлива в которые производится сверху. Такая компоновка позволяет полностью загрузить котел горючим материалом и сократить время между процедурами.

По материалу теплообменника

Передача энергии горения теплоносителю (воде) происходит через теплообменник, он в таких устройствах бывает двух типов - чугунный и стальной.

1. Первый вариант отличается долгим сроком службы (30 лет), но боится перепадов температуры и жесткой воды.
2. А второй требует регулярной чистки, но устойчив к резким перепадам температуры и химическому составу теплоносителя. Время его эксплуатации в 2 раза меньше, чем чугунных.

Определиться среди множества технических параметров помогут профессиональные консультанты, которые работают в специализированных магазинах отопительной техники.

Если цена является определяющим параметром при выборе оборудования, то имеет смысл обратить внимание на котел длительного горения отечественного производства. Российские модели отличаются не только привлекательной ценой, но и высокой надежностью.

Итог

Обзаведясь котлом длительного горения на твердом топливе, вы гарантированно обеспечите свой дом бесперебойным теплоснабжением, стоимость которого не будет слишком обременительна для семейного бюджета.

Все больше горожан стремятся вырваться на постоянное проживание за пределы мегаполисов. Подальше от шума, пыли и суеты. Теперь практически каждый может ездить по делам на собственном автомобиле, расстояния перестают быть преградой. Единственное, что останавливает многих - уровень комфорта, который предоставляет деревенский дом. В первую очередь, это касается отопления. А если поблизости нет газа, тогда приходится искать альтернативные методы решения вопроса. Одним из таких решений вполне может стать котел на твердом топливе с улучшенными характеристиками, который мы рассмотрим сегодня.

Что такое котел длительного горения

Никакой фантастики и космических инноваций в конструкции устройства нет. Только грамотная разработка и тонкое знание физических процессов позволили разработать такой котел. Дровяной котел, который может гореть очень долго, не требуя к себе особого внимания и обладая хорошим КПД. Это основные характеристики устройства. К тому же дрова - довольно доступный вид топлива, они намного дешевле, чем газ, а объем котла можно подобрать любой и для любого помещения.

Принцип работы прост и понятен - твердое топливо не просто сгорает в топке, как в обычной печи, а медленно тлеет, постоянно вырабатывая тепло. Процесс горения искусственно замедляется благодаря тому, что доступ кислорода к очагу горения может регулироваться в довольно широких пределах. Чем медленнее горит топливо и чем больше его объем, тем больше тепла мы получаем на выходе из устройства.

Такой котел в несколько раз экономичнее, чем обычный котел на твердом топливе, а период его работы может вообще ограничиваться рамками отопительного сезона. В октябре можно его разжечь, а в конце апреля потушить, при этом раз в 5-7 дней проводить новую закладку топлива. Такие устройства производятся как для бытового применения, так и для обогрева промышленных объектов, разница только в размерах. Промышленный котел на твердом топливе длительного горения цены на который в десятки раз превышают бытовой, может занимать отдельное помещение и отапливать целые цеха.

Классификация устройств

Дрова, опилки, уголь и торф – это основные виды топлива для этих устройств, а по способу теплообразования котел проектируют только двух типов:

Пиролизный котел потребляет только сухое топливо, при этом он может показать высокий КПД и экономичность. Малый расход топлива обусловлен тем, что оно выгорает в камере сгорания практически безостаточно, сокращая при этом расходы на отопление и уменьшая время на уход и обслуживание процесса горения.

Характеристики пиролизных котлов

Все пиролизные котлы, которые выпускаются промышленностью, похожи между собой по показателям, поэтому можно говорить о средних значениях такого оборудования, незначительно отличающиеся между собой, в зависимости от модели. Так, практически каждый котел длительного горения имеет рабочее давление порядка 1 атм, температура теплоносителя на выходе может быть от 70 до 90˚С, при этом КПД таких устройств составляет 85-90%. Для котлов бытового назначения средняя мощность составляет не менее 80 кВт, а температура отработанных газов может достигать 250˚С и выше.

Пиролизные котлы могут иметь массу положительных преимущественных достоинств перед другими видами отопительной техники, в частности, отмечают:

• отличную теплоотдачу;
• высокую производительность;
• безопасность, возможность установки прямо в жилом доме;
• многообразие дизайнерских находок в исполнении корпусов устройств;
• регулировка температуры проходит просто и без применения дополнительных дорогих устройств;
• простая настройка всех параметров;
• возможность установки средств автоматизации, сигнализации и автоматических регулировок;
• низкие цены на топливо по сравнению с электричеством и газом, к тому же это единственный выход, когда поставки газа или электричества ограничены или отсутствуют.

Принцип действия и чертежи котла длительного горения на твердом топливе

Отопители могут работать по нескольким схемам, что отражается на их конструкции. Котлы, которые основаны на принципе верхнего горения устроены несколько проще, чем котлы с нижним очагом, тем не менее, эффективность работы у них практически одинаковая. Верхнеочаговые котлы впервые пошли в серийное производство только в 2000 году и с тех пор их конструкцией пользуются многие при изготовлении котлов своими руками.

Камера сгорания такого котла может быть довольно объемной, вплоть до 500 кубических дециметров. Поэтому, чем больше камера сгорания, тем дольше котел может работать без закладки, вплоть до нескольких суток. Топливо сгорает сверху вниз, а шахтный ограничитель подачи кислорода автоматически уменьшает камеру сгорания по мере выработки топлива. Тепло, образующееся при тлении, передается в теплообменник.

Цены на котлы длительного горения

Котлы длительного горения производятся как отечественными предприятиями, так и многими зарубежными фирмами. Наибольшей популярностью пользуются литовские котлы длительного горения Stropuva. Компания производит широчайший ряд моделей, различные как по мощности, так и по площади отапливаемого помещения.

В зависимости от бюджета можно купить котел длительного горения на 10 кВт с отапливаемой площадью до 100 квадратов. Такой котел обойдется в 90 тысяч. Он может работать на дровах и древесных отходах. Модель Stropuva S 40 может работать как на угле и торфе, так и на дровах, при этом отапливать площадь до 400 квадратов. Цена такого котла составит от 130 тысяч.

Надежные и неприхотливые котлы длительного горения станут стабильным источником тепла в доме, независимо от его размеров. Они просты в регулировках и обслуживании и позволят наслаждаться уютом и комфортом за скромные деньги и без дополнительных хлопот.

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.