Главная / Обзор СМИ

Классификация твердотопливных котлов для систем отопления и водоснабжения

08:25 | 27.05.2021
Классификация твердотопливных котлов для систем отопления и водоснабжения

Источником нагрева теплоносителя в системах отопления и водоснабжения служит твердотопливный котел. При отсутствии газа, электричества или при наличии перебоев в их подаче котлы на твердом топливе — альтернативный вариант для организации обогрева. Кроме того, по сравнению с электроэнергией это экономичнее с финансовой точки зрения. В качестве топлива используют дрова, уголь, торф и древесные гранулы. Оборудование различают по следующим характеристикам:



  • технологии сгорания горючего;

  • модификации тяги;

  • материалу;

  • способу загрузки и виду топлива;

  • мощности.


Еще один из параметров — количество теплообменников, или контуров, по которым циркулирует теплоноситель.


Разница между одноконтурными и двухконтурными конструкциями


Один нагревательный агрегат можно использовать или только для отопления, или добавить еще и нагрев воды в системе водоснабжения.


Одноконтурный


В качестве примера такого оборудования можно рассмотреть Твердотопливный котел Heiztechnik Q HIT 7. Вокруг его камеры сгорания находится водяная рубашка — теплообменник. Теплоноситель, нагреваясь в нем в процессе горения топлива, поступает в радиаторы, которые поддерживают в помещении заданную температуру.



Внимание! Воду, нагретую с помощью одноконтурного твердотопливного котла, теоретически допускается использовать в системе водоснабжения. Но тогда в качестве теплоносителя нельзя использовать антифриз, который часто заливают в систему отопления, чтобы исключить риск промерзания трубопроводов, если по какой-то причине котел не топится.



Двухконтурный


Такая разновидность подразумевает присутствие двух теплообменников — один работает на систему отопления, во втором происходит нагрев воды для горячего контура водопровода. Таким образом, установив твердотопливный котел с двумя теплообменниками, решают сразу две проблемы: обеспечение дома горячей водой и в батареях, и в водопроводных кранах. В этом случае можно заливать в контур отопления антифриз.



Важно! Двухконтурные котлы обладают серьезным недостатком: в жаркое время года, когда жилище не нуждается в отоплении, в систему водоснабжения будет поступать только холодная вода.



Классификация по типу сжигания топлива и организации воздушной тяги


Существует три большие группы котлов: простые (обычные), пиролизные (газогенераторные), длительного горения.



  • Колосниковые с нижним сжиганием. Средний интервал прогорания дров — 4 часа в режиме тления. Невысокий КПД — менее 60%.

  • Пиролизные с дожигом выделяющегося в процессе тления горючего газа. Время горения — 8–10 часов. КПД > 80%.

  • Длительного горения, процесс сжигания идет сверху вниз. Работа на одной загрузке: в среднем 12–15 часов на дровах, до трех суток на антраците.


Производительность оборудования зависит от способа подачи воздуха.


Организация воздушной тяги


Обеспечивая подачу воздуха в топливную камеру в необходимом объеме, добиваются увеличения эффективности сгорания топлива, а следовательно, мощности:



  • при естественной тяге положение воздушной заслонки регулируют термостатическим клапаном. Термостат открывает и закрывает заслонку, отслеживает температуру теплоносителя;

  • принудительная тяга обеспечивается интеграцией в схему вентилятора, подающего дополнительный воздух. За подачу электропитания на вентилятор и скорость его вращения отвечает термодатчик блока управления. Наличие узла наддува воздуха не исключает установку шибера для расширения регулировок тяги.



Классический колосниковый котел с естественной тягой обладает одним важным преимуществом — это полностью энергонезависимое оборудование. Зато блок управления с термодатчиком позволяет настроить режим работы котла с использованием любого твердого горючего.



Котлы пиролизные и длительного горения: особенности процесса сжигания топлива


Отличительное свойство оборудования этих разновидностей — большой интервал времени между загрузками. Время горения определяется конструкцией топки.


Газогенераторные котлы


За счет дожига пиролизных газов топливо сгорает практически полностью.



Пиролиз — это накопление газа, который выделяется во время горения топлива при незначительном поступлении кислорода.



Для загрузки дров, угля, торфа или пеллет предназначена основная топка. Пиролизные газы образуются во время тления при высокой температуре и поступают во вторичную камеру. В процессе их дожига выделяется дополнительное тепло. Благодаря такой конструкции топливной зоны частота загрузки горючего увеличивается более чем в два раза по сравнению с классическими котлами, а КПД вырастает до 85%.



Важно! Производители предъявляют четкие требования к уровню влажности дров — до 20%. Применение сухой древесины обуславливает не только максимальную мощность, но и длительный срок службы котла.



Оборудование относительно дорогое: цены выше в полтора-два раза, чем на обычные твердотопливные котлы. Но и время горения увеличивается в два и более раз. К тому же концентрация CO2 в дыме в три раза ниже, чем при работе обычной дровяной печи, а золы и сажи образуется меньше.


Котлы длительного горения


Некоторые производители гарантируют, что на одной закладке пеллет такой котел будет топиться сутки, а на угле — максимум неделю. Такое удлинение времени автономной работы обусловлено послойным горением вертикально по схеме сверху вниз. Замедление темпа прогорания топлива обусловлено также топкой закрытого типа с ограниченным поступлением воздуха.


Принцип функционирования


В заполненную дровами камеру через воздуховоды подаётся воздух. Интенсивно горит только верхний слой засыпки. Закладку топлива делают плотной, чтобы проваливающиеся вниз угольки не спровоцировали горение нижних слоев.



Важно! В качестве топлива больше всего подходит щепа и пеллеты. Крупные куски дерева придется пересыпать опилками, заполняющими пустоты. Торфом не топят из-за повышенного золообразования.



Способы заполнения топочной камеры


Ручная загрузка топлива все реже применяется при эксплуатации твердотопливных котлов. Обеспечить наивысшую автономность оборудования позволяют системы автоматической подачи древесной стружки, мелкофракционного угля, пеллет или торфа. Горючим заполняют бункер, откуда оно при помощи шнекового механизма отправляется в топку. Поджиг осуществляется автоматически электрической спиралью накаливания. Наполнение камеры контролирует фотосенсор.



Важно! Для работы котла необходима гарантированная подача электроэнергии. Производители рекомендуют подключать оборудование к автономным источникам электропитания.



Материал теплообменника


На рынок поставляются два вида котлов: чугунные и стальные.


Чугунные:



  • служат долго;

  • обуславливают высокую инерционность сетей отопления;

  • боятся перепадов температуры воды;

  • обладают коррозионной стойкостью.


Стальные:



  • почти не подвержены разрушению из-за попадания холодной воды;

  • низкоинерционные — быстро нагреваются и остывают;

  • дешевле чугунных.


Для самостоятельного обслуживания больше подходят чугунные теплообменники. Более комфортны в эксплуатации стальные.


Мощность


Твердотопливные котлы работают на всевозможном горючем: древесных брикетах и гранулах, буром и древесном угле и антраците, дровах и коксе. Мощность котла будет зависеть от калорийности сгораемого топлива.



Внимание! В сопроводительной документации к оборудованию указывается максимальная мощность, достигнуть которую получится только при соблюдении идеальных условий: влажности топлива, правильной тяге, корректности работы автоматической регуляции загрузки и наддува воздуха и прочих факторов, влияющих на процесс горения.



По показателю мощности твердотопливные котлы бывают:



  • бытовыми,

  • промышленными.


На рынке представлено оборудование мощностью от нескольких киловатт до 3–4 мВт. Расчет при подборе оборудования базируется на объеме помещения, которое необходимо обогреть.


Многочисленные характеристики твердотопливных котлов способны поставить потребителя в тупик при самостоятельном выборе необходимого оборудования. Однако когда проект систем отопления и водоснабжения загородного дома или коммерческого помещения подготавливают инженеры-специалисты, они указывают все параметры отопителя. В проектной документации будет отражен точный расчет мощности, определен вида котла, рекомендован способ подключения и согласованы прочие параметры.