Малюнок 3.
Енергозалежні установки
Принцип функціонування та влаштування піролізного котла Wattek PYROTEK.
Функціонування агрегату здійснюється в автоматичному режимі, для чого кожна модель «PYROTEK» має панель управління, яка дозволяє провести модернізацію з доповненням схеми іншими регулюючими та контрольними контурами. За допомогою панелі користувач може внести корекцію налаштувань циркуляційних насосів ЦО та ГВП, а також витяжного вентилятора на основі отриманих даних про температуру котлового теплоносія. Температурний режим води в системі можна регулювати за допомогою термостата котла. В управлінській панелі є термостат мінімальної температури, який деактивує вентилятор, якщо температура теплоносія знизилася до 50 °С. Для зручності панелі можна підключити і кімнатний температурний датчик, який впливатиме на функціонал піролізного котла.
Переваги:
- Різні функціональні режими (літній, пріоритетний ГВП, з тижневими програмними установками).
- Внесення стійких коригувань, які діють тривалому відрізку часу (до 1 тижня).
- Чітка взаємодія всього функціоналу з кімнатною температурою забезпечує вказану комфортність середовища.
Недоліки:
- порівняно високі витрати на придбання обладнання,
- габарити робочої камери обмежують обсяг завантаження.
Малюнок 4.
Енергонезалежні піролізні установки
Як приклад для розгляду візьмемо енергонезалежний піролізний котел «Буржуй-К».
Теплоносій направляється в агрегат через патрубок зворотної лінії (8), де, отримуючи теплоенергію з водяної сорочки котла (12, 13, 14), через патрубок патрубок лінії подачі (5) відправляється в опалювальну систему. Паливо слід закладати в топкову камеру (19), який без кисню здійснюється процедура спалювання. Об'єм повітря в камері регулює дверцята подачі первинного повітря (3), про режим функціонування яких можна докладніше дізнатися у розділі «Правила топки». В автоматизованих моделях її роботу контролює датчик регулювання температури. У процес спалювання виробляється піролізний газ, який направляється в камеру допалу газів, що відходять (17), де відбувається його змішування за допомогою інжекторів-дожигачі, що володіють каліброваними отворами, з вторинним повітрям, заздалегідь підігрітим (11). Таким чином відбувається термохімічна реакція, в якій згоряють паливні гази, виділяючи теплову енергію. Залишкові чадні гази утилізуються через патрубок (6) та димохід в атмосферу.
Ця складність, що полягає в самій конструкції котла та процесі спалювання палива, сприяє суттєвому збільшення часу горіння на одній паливній закладці.
Переваги:
- у 4 рази зменшується споживання паливних ресурсів, у середньому на опалення 100 м 2 знадобиться до 17 кг дров на добу;
- економляться час і сили користувача, якому достатньо проводити чергову закладку палива не частіше ніж один раз на 12 годин на дровах і в 15 годин на вугіллі;
- енергонезалежність котла позбавляє витрат на електроенергію та захист обладнання від збоїв у мережі живлення;
- у піролізного генератора тепла порівняно невеликі габарити, що дозволяє встановлювати в будь-якому місці;
- як паливні енергоресурси котел споживає практично всі матеріали, що згоряються.
Недоліки:
- Неможливість внесення коригувань до параметрів домашньої температури.
Коли з'явилися котли опалення на твердому паливі? Щоб відповісти на це питання, необхідно глибоко поринути в історію розвитку опалення.
Адже людина використовує тверде паливо фактично від початку свого розумного існування. І якщо раніше для цього використовувалося багаття, вогнище, а потім кам'яна піч, що вимагають постійної уваги та підживлення паливом, то сьогодні їхню функцію можуть виконувати прості або повністю автоматизовані опалювальні котли на твердому паливі.
Принцип їх дії ґрунтується на отриманні тепла при згорянні твердого палива та передачі його теплоносію (воді), що циркулює в системі опалення. Такі опалювальні пристрої встановлюють там, де немає можливості опалюватись газом або електроенергією (часто з фінансових міркувань).
Часто у проекті опалювальної системи приватного будинку чи офісних приміщень використовують комбінацію різних казанів. Наприклад, основний опалювальний агрегат працює на газі, а котел на твердому паливі використовується як аварійний при перебоях у газопостачанні. Або навпаки – газовий котел – альтернативний варіант.
У цій статті ми розкриємо тему класифікації опалювальних котлів на твердому паливі, розглянемо їх основні параметри, додаткові пристрої, що розширюють їх функціональні можливості. Загалом, розкриємо базові поняття про цю техніку, щоб Ви могли зробити при необхідності покупки правильний вибір.
Цікаво знати!
Авторство у створенні водяного опалення неформально належить Мартіну Трівальду зі Швеції. Він, працюючи наглядачем вугільних копалень, вперше використав водяне опалення для обігріву теплиці. Лише через століття 1820 року аналогічний спосіб опалення почали використовувати у приватних будинках Англії, згодом інших країнах.
Що таке тверде паливо?
У сучасних котлах як тверде паливо використовуються:
- дрова;
- деревна тріска;
- кам'яне вугілля;
- буре вугілля;
- торф'яні брикети;
- біопаливо (пелети).
Використання цих речовин для опалення є економічно виправданим при доступі до дешевих варіантів твердого палива. Найбільш «модним» і зручним на сьогоднішній день твердим паливом стають біопаливні пелети – це пресовані у вигляді маленьких брикетів відходи деревини.
Розберемося з типами опалювальних котлів на твердому паливі
Незалежно від того простий це котел або з механічною подачею палива та системою самоочищення, вони все одно вимагають до себе уваги людини та її участі у процесі їхньої «життєдіяльності», а також дотримання суворих правил техніки безпеки під час їх експлуатації.
За видом матеріалу, З якого вони виготовлені, розрізняють два типи котлів:
- сталеві;
- чавунні.
У кожного з видів є свої слабкі та сильні сторони!
Наприклад, сталеві котли менш сприйнятливі до перепадів температури, але він сильно схильний до корозії. Чавунний котел вважається «довгожителем» у порівнянні зі сталевим, але він тендітний, боїться перегріву, повільно прогрівається.
У процесі експлуатації необхідно стежити за наявністю води у «водяній» сорочці казана. Її відсутність (що малоймовірно, але…) може спричинити перегрів та деформацію котла.
За механізмом спалювання твердого палива, зокрема дров, котли можна розділити на дві групи:
- котли класичного горіння
- котли тривалого горіння
- піролізні,
- тліючі.
До першої групи відносяться більшість простих чавунних і сталевих котлів на твердому паливі, всередині яких проходить неконтрольований звичайний процес горіння.
Деяка "автоматика" все-таки присутня в таких котлах. У них може бути встановлений датчик для контролю температури води в котлі, механічно з'єднаний (ланцюжком) з повітряною заслінкою, що впливає на інтенсивність процесу горіння в топці.
При перевищенні температури води вище за допустиму межу, заслінка закривається, уповільнюючи процес горіння. Подальше зниження температури води призводить до поступового відкриття заслінки.
У більш розвинених моделях стоять електронні датчики температури та контролер, що аналізує їх дані та керує роботою додаткового наддувного вентилятора. Це приносить істотну частку комфорту в роботі з такими опалювальними котлами на твердому паливі.
Переваги:
- простота в обслуговуванні;
- щодо низька вартість;
- можливість працювати автономно (без електрики);
Недоліки:
- необхідність досить частого поповнення паливом. Періодичність: 3-8 годин.
Котли такого типу часто використовують у системі із баком-теплоакумулятором, що дозволяє тримати температуру води ще деякий час після загасання котла.
Серед виробників опалювальних котлів на твердому паливі «класичного» горіння добре зарекомендували себе: SAS, Aton, Wichlacz, Sime, Galmet, Biasi.
Котли другої групи називаються піролізнимиабо тліючими.
Піролізні казани використовують принцип газифікованого спалювання деревини. Це котли з тривалим часом горіння на одній «заправці» (близько 10-12 годин) і високим ККД (до 92%), обумовленими тим, що спочатку під дією високої температури з деревини виділяється газ, який потім спалюється в другій топці.
Такі котли - високотехнологічні пристрої, «напхані» електронікою. До речі, топка у них керамічна, здатна тривалий час зберігати тепло, має вентилятор, що регулює інтенсивність горіння. Він полегшує розпалювання котла і робить комфортним завантаження нової партії дров, запобігаючи попаданню диму в приміщення.
Недоліки є: висока вартість котлів, відносно малий обсяг робочої камери для завантаження.
Європейськими лідерами у виробництві піролізних котлів визнано чеські торгові марки Atmos та Verner. Їхньою продукцією Ви будете задоволені на 100%.
Принцип роботи твердопаливного піролізного котла
Котли "тліючого" типу у своєму принципі роботи використовують явище тління верхньої частини палива. Цей процес може "розтягтися", у разі використання дров, до 30 годин. А прибалтійський виробник Stropuva у своєму арсеналі має модель універсального призначення з позначенням "U", здатну до 5 діб "протриматися" на вугіллі. Крім цього, котли типу, що тліє, відносно недорогі.
До недоліків таких котлів віднесемо «вибагливість» до палива:
- вологість (дерева) до 15-20%, вугілля найвищої якості;
- довжина до 60 см;
- потужність до 40 кВт.
Виробники – Прибалтика Stopuva та Candle.
Необхідну потужність котла приблизно розраховують, виходячи з пропорції: на 10 м 2 площі утепленого приміщення зі стелями до 3 м - 1 кВт потужності котла. За точними цифрами зверніться до професіоналів.
Важливо! Зайва потужність котла може бути корисною лише при використанні неякісного палива, наприклад, не достатньо сухих дров.
Котел твердопаливний STROPUVA - відео презентація
Зауважте! Серед величезного спектру опалювальних котлів на твердому паливі у деяких виробників зустрічаються моделі, що допускають встановлення додаткових газових пальників або пальника на рідке паливо.
Окремо зупинимося на ще одному виді опалювальних котлів, які стають все більш популярними - пелетні котли.
Пелети– це циліндрики, спресовані під великим тиском із біомаси.
Параметри:
- діаметр: від 6 до 14 мм;
- довжина: від 5 до 20 мм;
- щільність: до 600кг/м3;
- зольний об'ємний залишок: до 3%.
До переваг котлів на пелетах в першу чергу відносимо можливість автоматизації їх роботи, що неможливо ні на вугіллі, ні на дровах.
Котли опалення на пелетах на сьогоднішній день є одним з найбільш безпечних, екологічно чистих способів отримання тепла в приміщенні.
Модельний ряд котлів на пелетах вже величезний. Поєднує їх усіх високий рівень автоматизації процесу горіння та принципи організації роботи:
- можливість автоматичного подання палива з бункера або складу;
- підтримання стабільної температури;
- централізоване керування всією опалювальною системою (циркуляційними насосами, системами самоочищення тощо)
Побутові котли мають потужність у межах 10-100 кВт, промислові – до 1500кВт. Коефіцієнт корисної дії - до 95%!
Крім того, такі казани не вимагають постійної присутності людини. Котел може бути обладнаний системою автоматичного золовилучення, паливо подаватися не з бункера, а з сусіднього приміщення - паливного складу, з об'ємом, що дозволяє котлу працювати більше місяця. Такі котли підтримують функцію дистанційного керування через мобільний телефон.
Підсумуємо – сьогодні є, що і з чого вибирати у сфері опалювальних систем на твердому паливі. Все залежить від особливостей території, де Ви проживаєте і від розміру Вашого гаманця.
У цій статті ми познайомимо читача зі світом сучасних опалювальних установок на твердому паливі. Якими бувають водяні твердопаливні котли?
Чи виправдане застосування саме цього виду палива економічно? Чи має він серйозні недоліки? На всі ці питання ми намагатимемося відповісти.
Канонічна схема пристрою, що включає варильну плиту. Як побачимо пізніше — далеко не найкраща конструкція.
Класифікація котлів
Відомо, що це котли на твердому паливі водяного опалення характеризуються поруч загальних характеристик. За визначенням вони використовують тепло згоряння деревини (як варіант продуктів його переробки), торфу або вугілля. Крім того, температура теплоносія на виході з казана не перевищує 100 градусів.
За якими ознаками ці пристрої різняться між собою?
Матеріал
Йдеться про матеріал як самого котла, так і його теплообмінника — вузла, за допомогою якого теплоносій контактує з топливником.
Можливі два основні варіанти:
- Сталеві котли в середньому дещо дешевші і мають куди меншу масу.Проте характеризуються меншим терміном служби. Сталь - метал, що боїться корозії; полум'я та вельми агресивний конденсат стрімко руйнують його.
Проте: якісні твердопаливні котли опалення російського виробництва, як і імпортні, виготовляються із жаростійких сортів корозійностійких сталей. Крім того, топка часто додатково захищається футеровкою вогнетривкою цеглою.
- Чавун — матеріал, який меншою мірою боїться корозії.Саме тому він застосовується для виготовлення колосників та дверей у печах; Саме тому чавунні котли в середньому куди довговічніші за сталеві.
Ціна більшого терміну служби — велика кількість виробів. Як правило, навіть скромні котли (до 16 кВт) теплової потужності вимагають обов'язкового монтажу виключно на капітальний фундамент.
Паливо
Найбільш універсальні водяні твердопаливні котли, здатні працювати на кількох видах палива. Без будь-якої адаптації можна, вичистивши зольник, закинути в топку вугілля після дров або торф'яні брикети після пелет.
Однак орієнтовані тільки на один тип палива пристрої, як правило, мають більш високий ККД. Їх конструкція оптимізована для горіння із цілком певною температурою полум'я та вологістю пального.
Крім однотопкових, виробляються котли з двома роздільними паливниками та двома теплообмінниками. Вони дозволяють спалювати різні типи палива, які вимагають різного конструктивного виконання зони горіння. Справді, пальник для соляри швидко прийде в непридатність, якщо перебуватиме серед дров, що горять.
Ефективність
ККД у різних типів котлів дуже відрізняється. Визначають цей параметр фактори - температура продуктів згоряння на виході та кількість твердих відходів. В обох випадках менше — краще.
Мінімальний ККД, який часто не досягає навіть 50%, у найпростіших зроблених своїми руками пристроїв. Так, коробка зі сталевого листа з двома дверцятами та змійовиком усередині обійдеться зовсім недорого; проте для отримання необхідної вам кількості тепла дров доведеться спалити дуже багато.
Фабричне виробництво твердопаливних котлів спирається на точний розрахунок їх форми та розмірів теплообмінника. Навіть у молодших моделей температура продуктів згоряння зазвичай не перевищує 120 градусів. Крім того, що більша кількість тепла віддається теплоносія, це означає ще й більшу пожежну безпеку.
Осібно стоять так звані піролізні, або газогенераторні котли. Як вони працюють?
- У пристрої є дві топки з теплообмінниками в кожній з них. Вони повідомляються між собою та розміщені одна над іншою.
- У верхній топці в умовах нестачі кисню та високої температури дрова повільно тліють, поступово розпадаючись у золу. Великих вугілля при штатній роботі котла не залишається.
Однак через брак окислювача пальне згоряє не повністю: воно виділяє велику кількість піролізного газу, що складається з CO (чадного газу) та летких вуглеводнів.
- Цей газ примусово подається в нижню топку, де згоряє вже повністю після того, як до нього підмішується багате киснем повітря.
Газогенераторні твердопаливні водогрійні котли мають дуже високий ККД, що досягає кращих пристроїв 95 відсотків. Однак вони в 1,5-2 рази дорожчі за традиційні конструкції і вимагають використання палива з низькою вологістю. Крім того, молодші моделі працюють лише на дровах.
Автономність
Пристрої традиційної конструкції вимагають постійної присутності людини – топку потрібно завантажувати кожні 2-4 години. Професія кочегара народилася не так на порожньому місці. Саме це властивість є основним недоліком твердого палива; тому якщо доступний магістральний газ - рідкісний власник котеджу задумається про дрова або вугілля.
Піролізний котел, проте, з принципу своєї роботи змушує паливо не згоряти, а тліти. На одному завантаженні котел може працювати до 12 години.
Нещодавно литовська компанія Stropuva налагодила потокове виробництво так званих котлів верхнього горіння. Вони забезпечують опалення ще більшу автономність: на сертифікації в 2003 році серійна модель після завантаження 50 кілограмів палива віддавала близько 6 кВт теплової потужності близько півтори доби.
За рахунок чого досягається такий тривалий час роботи?
- Обсяг топки збільшений і вміщує кілька десятків, або навіть сотень кілограмів палива.
- Колосник та зольник відсутні.
- Світиться лише верхній шар завантаженого палива. Повітря підтримки горіння (точніше, тління) подається зверху через рухомий вузол, який під власним вагою опускається у міру прогорання дров чи вугілля.
- Попіл гасає з димом.
- Область тління палива відокремлюється від верхньої частини камери масивним металевим диском (жаргонне назва - стаскоблін). Над ним до продуктів неповного згоряння палива підмішується повітря ззовні і вони згоряють з виділенням залишкового тепла.
Як бачимо, у своїй основі ці пристрої є піролізними водогрійними твердопаливними котлами, але з серйозними конструктивними доробками. Зрозуміло, що й тут цінник не порадує ощадливого господаря.
Особняком стоять котли, що працюють на пелетах - пресованих гранулах з тирси. Вони проблема автономності вирішується регульованою подачею гранул з бункера.
На фото - котел із бункером для пелет.
Однак: крім дорожнечі, ці пристрої мають ще одну проблему. Виробництво пелет у нашій країні не налагоджено; не скрізь можна забезпечити себе цим видом палива.
Автоматизація
У класичних котлах вся автоматика обмежується найпростішим захистом від перегріву теплоносія. Механічний термостат за допомогою важеля тягне за ланцюжок, що прикриває заслінку. Швидкість надходження повітря зменшується; тепловіддача котла знижується.
У піролізних обігрівачах можливостей значно більше:
- Заслінки з механічним або електричним керуванням і дозволяють регулювати тягу;
- Поряд з цим у пристроях з примусовою тягою їхньою тепловою потужністю можна керувати, регулюючи оберти вентилятора-димососа.
Крім того, можливий контроль не температури теплоносія, а температури повітря у приміщенні.
Корисно: недорогі опалювальні котли на твердому паливі російського виробництва, як правило, керуються примітивним механічним термостатом або взагалі лише вручну. Не варто шукати серед молодших моделей пристрою, які можуть самостійно підтримувати комфортну температуру. Однак саме завдяки простоті конструкції вони виключно стійкі до відмови.
Гідності й недоліки
Експлуатаційні витрати
За поточних російських цін покупні дрова на другому місці за дешевизною після магістрального газу. Різниця між ними невелика - одиниці відсотки. Зрозуміло, що йдеться про вартість вироблення однієї кіловат-години теплової енергії.
Вугілля дорожче, але ненабагато.
На користь дров каже ще кілька факторів:
- Магістральний газ є не скрізь, а опалення зрідженим коштує кілька разів дорожче і за витратами наближається до електричного опалення.
- Дрова можна заготовляти самостійно, що зменшить витрати до нуля.
- Твердопаливне опалення дозволить з користю утилізувати більшу частину сміття. Решта в умовах заміського будинку піде в компост і стане добривом ґрунту.
Зручність використання
А ось у цій галузі одні мінуси.
- Продукти згоряння слід відводити.Причому коаксіальним відведенням - повітрозабірником, як у газових котлах із закритим пальником, утилізацію пічних газів реалізувати не вдасться. Потрібен повноцінний димар.
Ця прикраса на даху – постійний атрибут опалення твердим паливом.
- Казани на твердому паливі існують тільки в підлоговому виконанні.Вони масивні та мають великі розміри. Найчастіше їм краще відвести окреме приміщення.
- Паливо потрібно зберігати неподалік котла, причому під навісом.Порівняйте цю вимогу зі зручністю підключення до газу або електрики.
- Закладка палива та видалення продуктів згоряння потрібні часто.Навіть у котлах тривалого горіння, де зольника немає в принципі, вам між закладками палива все ж таки доведеться вичищати піддон. Крім досить брудної роботи, це означає ще одну річ: поїхати на кілька днів і залишити будинок теплим не вдасться.
Встановлення
Всі пристрої обговорюваного типу можуть монтуватися самостійно. Жодний облік та контроль комунальних служб не потрібен.
Однак пару правил потрібно дотримуватись.
- Масивні котли монтуються, як говорилося, виключно на власний фундамент. Ставити 300 - 500 кілограмів чавуну на дерев'яну підлогу точно не варто.
Загалом краще перестрахуватися і з більш легкими сталевими: наприклад, твердопаливні котли білоруського виробництва КСВ 12,5 при скромній потужності в 12,5 КВт важать 180 кг.
- Друга інструкція пов'язана із пожежною безпекою. Корпус котла та димохід при згорянні палива помітно нагріваються. Рекомендується ставити котел на відстані не менше півметра від найближчої стіни.
Якщо стіни виконані з пального матеріалу, вони захищаються цеглою або листом оцинковки з прокладкою азбесту.
Димар відокремлюється від горючих конструкцій перекриття або стін відстанню не менше 25 сантиметрів.
Висновок
Багато цікавого про те, якими бувають твердопаливні котли – російського виробництва та імпортовані з-за кордону – розповість відео наприкінці статті. Сподіваємося, що ви знайдете там відповіді на ті питання, які могли залишитися у вас.