Твердотопливные котлы длительного горения - какими бывают?

Твердотопливным называется котел, работающий на твердом топливе: каменном угле, дровах, торфе или пеллетах. В качестве топлива могут также использоваться отходы деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства.

Твердотопливные котлы неприхотливы, эффективны, просты в эксплуатации и надежны. Для их установки и подключения не нужно оформлять никаких разрешительных документов, как это бывает при вводе в эксплуатацию газового оборудования. Их можно устанавливать в любом месте, в том числе в районах, удаленных от линий электропередач и газовых магистралей.

И все же главным достоинством твердотопливного котла является доступность твердого топлива, его сравнительно низкая стоимость, возможность длительного хранения и простота транспортировки, что позволяет делать запасы дров или угля на несколько лет вперед и использовать их при необходимости.

Проще говоря, на большей части нашей страны всегда можно найти немного дров для обеспечения бесперебойной работы твердотопливного котла отопления. Остается добавить, что при сжигании твердого топлива удается получить дешевую тепловую энергию, а используя для горения отходы деревообрабатывающего производства, еще и решить проблему их утилизации.

Все дело в том, что топливо в топку котла закладывается вручную, а длительность горения одной партии дров или угля составляет в среднем 4-6 часов. Затем дрова нужно подбрасывать вновь, иначе можно просто замерзнуть. Вот и выходит, что топливные котлы этого вида нуждаются в постоянном круглосуточном присутствии человека.

Именно это стало основной причиной вытеснения твердотопливных котлов более современным, хотя и более дорогостоящим, оборудованием, работу которого можно автоматизировать.

Котёл твердотопливный длительного горения - вытеснен, но не забыт

Наверное, со временем котел на дровах был бы и вовсе забыт, если бы не настойчивость производителей, своевременно понявших и оценивших все преимущества твердого топлива и предпринявших целый ряд мер по модернизации твердотопливных котлов, идущей сразу по нескольким направлениям.

• Увеличение загрузки топлива

• Разработка газогенераторных котлов, позволяющих максимально приблизить процесс сжигания дров к процессу горения газа, что позволяет в значительной мере упростить управление работой котла

• Разработка котлов с автоматической подачей топлива

• Разработка котлов длительного горения (от 4 дней до двух недель)

• Разработка систем автоматического контроля для традиционных твердотопливных котлов

• Разработка котлов со встроенными электрическими нагревательными элементами

Каждое из этих направлений развивается самостоятельно, что обеспечило появление на рынке теплотехнического оборудования твердотопливных котлов различного вида, выпускаемых как зарубежными, так и отечественными производителями.

Как сделать правильный выбор?

Рассмотрим существующие виды твердотопливных котлов более подробно.

Котел с увеличенной загрузкой топлива

Казалось бы, что может быть проще: увеличить размер топки котла, сделать загрузочную дверь большего размера и закладывать в нее дров в два, а то и в три раза больше обычного.

В действительности, простой закладки большего количества дров недостаточно, нужно еще создать условия для равномерного и постепенного процесса горения, при котором тепло будет выделяться в течение всего периода времени работы котла. Для этого необходимо регулировать подачу воздуха, необходимого для горения. Делать это можно с помощью обычной поворотной заслонки, которую можно связать с температурным датчиком нагрева теплоносителя. В результате получается простая, но эффективная система автоматического контроля горения твердого топлива при его увеличенной загрузке в топку котла.

Работает она следующим образом: При растопке котла открывается полностью заслонка на подаче воздуха и шибер на дымовой трубе. Вначале идет процесс интенсивного горения топлива, сопровождаемый максимальной теплоотдачей. При нагреве теплоносителя до заданной температуры происходит поворот заслонки воздуховода, и количество воздуха для горения уменьшается, что приводит к снижению интенсивности горения и выделения тепла.

Для обеспечения полного и своевременного удаления дымовых газов котел оснащается дымососом. Система автоматического контроля подключается к источнику электрического тока, в качестве которого может использоваться аккумуляторная батарея.

Увеличить производительность котла и более рационально использовать топливо позволяет наличие камеры дожига дымовых газов, дополнительный (вторичный) воздух в которую подается отдельно, а для улучшения теплоотдачи и защиты от перегрева вокруг топки котла делается дополнительный водяной кожух, вода в который подается при необходимости вручную или с помощью команды, подаваемой термостатом.

Интенсивность процесса теплообмена регулируется с помощью клапанов, установленных на дымоходе.

Это значит, что при слишком большой интенсивности горения топлива и чрезмерном нагреве теплоносителя достаточно открыть вручную кран, подающий воду в охлаждающий кожух, что позволит утилизировать часть выделенного тепла. Этот процесс может быть автоматизирован.

Для предотвращения замерзания теплоносителя при прекращении или при несвоевременной загрузке топлива котлы с увеличенной загрузкой оснащаются электрическими тэнами, подогревающими теплоноситель при снижении его температуры ниже критической отметки.

Котлы с увеличенной камерой горения выпускаются ведущими производителями теплотехнического оборудования, среди которых Dakon, Sime, Buderus и многие другие, а также ряд российских компаний сумевших составить отличную конкуренцию иностранным производителям.

Следует отметить, что автоматизированные твердотопливные котлы стоят недешево и рассчитаны на длительную эксплуатацию в течение не менее чем 50 лет. Как правило, производители делают их с чугунной топкой и чугунным теплообменником.

Такие котлы отличный выбор для отопления загородного дома, так называемого «родового гнезда». Они надежны, эффективны, имеют привлекательный вид и при этом могут рассматриваться как символ домашнего очага. Установить такой котел можно в специально устроенной для этого котельной или, например, в холле дома, разумеется, если он соответствует его интерьеру.

Котлы с автоматической подачей топлива

Сделать работу твердотопливного котла непрерывной позволяет устройство системы автоматической подачи топлива, которое специально для этого делается в виде гранул (пеллет), удобных для транспортировки и загрузки.

Пеллеты подаются в котел с помощью транспортера, приводимого в движение при снижении интенсивности горения топлива или при снижении температуры теплоносителя ниже критического значения. При этом розжиг котла производится автоматически.

Пеллетные котлы энергозависимые и требуют подключение к электрическим сетям (аккумуляторной батареей здесь не обойтись).

Организация процесса непрерывной подачи твердого топлива в котел, несомненно, является большим шагом вперед, однако следует отметить, что пеллетные котлы далеки от совершенства. Они громоздки (в конструкцию котла входит транспортер) и требуют отдельного бункера для загрузки пеллет, от количества которых напрямую зависит длительность работы котла.

Да и сами пеллеты нельзя назвать доступным видом топлива. Производят их в нашей стране несколько заводов, но продукция в большинстве случаев предназначается для иностранных покупателей и направляется в Европу, где спрос на твердотопливные котлы и топливо для них особенно велик.

Еще одним их недостатком является высокая стоимость, что и понятно, ведь вместе с котлом придется приобретать и транспортер, и бункер.

Газогенераторный котел

Поэтому более доступным, как по цене, так и по габаритным размерам, является газогенераторный котел, в котором процесс сжигания топлива производится ступенчато, в два этапа. На первом этапе в камере первичного горения производится нагрев древесины в условиях недостатка кислорода, что приводит к образованию горючего газа и древесного угля. Газ через специальное сопло подается в камеру горения, куда также поступает вторичный воздух, необходимый для его сгорания.

Таким образом, котел, в топку которого закладываются дрова, работает так же, как газовый котел, что позволяет регулировать интенсивность выработки тепла и контролировать процесс нагрева теплоносителя.

Как правило, одной закладки дров хватает на 12-14 часов бесперебойной работы котла. При этом дрова в таком котле сгорают без остатка. В нем нет золы, что также является несомненным плюсом.

Газогенераторные котлы по достоинству оценены потребителями, и спрос на них с каждым годом неизменно растет. Котел является энергонезависимым, и при правильной эксплуатации, пожаро безопасным. Его можно назвать оптимальным решением для отопления дома, жильцы которого работают и в течение дня отсутствуют.

Котлы длительного горения

Котлы длительного горения, работающие на одной закладке топлива от 4 до 14 дней, можно смело назвать вершиной инженерной мысли. В них процесс горения «перевернут», что обеспечивает послойное сжигание топлива.

Идея проста: в вертикальную шахту снизу доверху укладывается твердое топливо, доступа кислорода к которому нет, а значит и процесс горения невозможен. Воздух подается локально с помощью специального зонта, только к верхнему слою топлива, где и идет процесс горения. По мере его прогорания зона горения смещается вниз, а вместе с ней опускается и зонт, подающий воздух.

Котлы длительного горения получили широкое распространение в странах Прибалтики. В нашей стране интерес к ним, к сожалению, не велик. Недостатком такого котла является невозможность промежуточной загрузки топлива: нужно ждать, пока котел прогорит до конца загрузки. Да и цена такого котла на рынке нашей страны неоправданно велика.