Угольный котел длительного горения для отопления частного дома

Виды угля

Подобное топливо представляет собой породу, состоящую из углеродного соединения и негорючих компонентов, которые при сгорании образуют золу. В различных регионах находятся залежи с разным количеством примесей.

В зависимости от уровня удельной теплоты сгорания, влажности и возраста примесей, выделяют следующие виды топлива:

Лигнит

Молодой тип угля с удельной теплотой сгорания не более 2,8 тыс. ккал/кг. Сырье отличается рыхлой структурой и высоким процентом образования золы. Лигнит обеспечивает работу промышленных объектов – заводов, фабрик, электростанций, но плохо подходит для бытового использования в качестве топлива.

Бурый уголь

Продукт переходной фазы между черным лигнитом и каменным углем. В процессе сжигания образует большой объем золы и коксующих производных. Теплотворная способность топлива составляет 5 тыс. ккал/кг. При средней влажности в 50% сырье используется для промышленных котельных и химических производственных предприятий. По причине быстрого засора дымоходной системы и теплообменника не рекомендуется топить бурым углем бытовые печи и котлы.

Каменный уголь

Качественное топливо с теплотворной способностью в диапазоне от 5 до 5,7 тыс. ккал/кг. Является промежуточным звеном между бурым углем и антрацитом. В нем содержится порядка 70% углерода и всего 3% золы. По причине низкой влажности (20%) сырье не используется для газогенераторных установок, но подходит для большинства моделей бытовых котлов и печей.

Каменный уголь разделен на две группы:

1. Длиннопламенный. Топливо подходит для большинства бытовых отопительных установок, обеспечивает высокое пламя и длительное горение, не требует дополнительного поддува. Чтобы разжечь его, можно использовать небольшое количество дров или щепы.
2. Слабоспекающийся. Сырье подходит для обогрева частного дома, бани или промышленных объектов. Отличается высокой теплопроводностью и отсутствием спекаемости. Процесс горения проходит без пламени и дыма.

Антрацит

Лучший тип топливного сырья плотной структуры и насыщенного черного цвета с теплотворной способностью от 7,1 до 9 тыс. ккал/кг. При сравнительно невысоком уровне влажности (7%) антрацит образует незначительное количество золы, которая выводится из отопительного оборудования вместе с газами. Он бывает различной величины: мелкий с семечко, средний – с горох и большой – с кулак.

В результате выделения большого количества тепла обогрев помещений антрацитом происходит быстро и эффективно.

Как растапливать

Сначала в бункер закладываются 3–4 кг древесных поленьев (обязательно сухих), затем производится частичная или полная загрузка угля через верхнюю камеру. Для того чтобы мелкий уголь не просыпался в зольник, нужно сначала насыпать слой крупной фракции, а сверху добавить мелкой.

Следующим этапом выставляются необходимые параметры (температура, мощность дымососа), а затем выполняют розжиг котла через зольник. После перехода агрегата в рабочий режим горение угля будет происходить медленно, слоями и по направлению снизу вверх. Подача воздуха и отведение газов происходит по принципу эжекции, то есть воздух выталкивает газы в нужном направлении. Конструктивные особенности Энергии ТТ позволяют выполнять догрузку угля в бункер прямо во время работы, а также удалять золу одновременно с загрузкой топлива.

Предлагаем вам на этом видео посмотретьзапуск и выход на рабочий режим котла длительного горения Энергия ТТ.

Дополнительные плюсы

Угольный котел выбирается покупателями не только из-за экономии энергоносителей, ведь в подобном устройстве не происходит одномоментное сгорание всего топлива. Процесс напоминает тление, при котором в топку поступает уголь, начинающий сжигаться послойно. Нагнетание воздуха для обеспечения химический реакции регулируется автоматически. Постепенное горение приводит к тому, что уголь сгорает почти полностью, на отдельные не сгоревшие остатки приходится всего 2 % от первоначальной загруженной массы.

Не только не предполагают вмешательства оператора в работу в течение нескольких дней, но и снижают уровень сложности обслуживания устройства, так как сажа образуется в меньшем количестве. Как правило, котлы отопления, работающие на твердом топливе, подвергаются перегреву. Это происходит из-за неравномерности процесса сгорания. Во время работы котлов длительного горения процесс регулируется автоматически, что является залогом равномерного распределения температуры. Такой режим очень удобно использовать в условиях отопительных систем, ведь есть возможность поддерживать комфортные условия в доме.

Как правильно топить твердотопливный котел

Процесс эксплуатации устройства состоит из следующих этапов:

1. Предварительный розжиг. На колоснике необходимо сделать небольшой костер из бумаги и древесной щепки. Можно использовать другие материалы: ветки, бересту, опил. Сверху разместить крупные полена и поджечь. Для обеспечения циркуляции воздуха не стоит компоненты костра закидывать слишком плотно друг к другу.
2. Первичная закладка. Она производится на угли кострища, небольшой порцией, примерно 1-2 пригоршни обеих рук. Чем меньше будет фракция топлива, тем быстрее произойдет возгорание. Затем нужно периодически ворошить куски угля для качественного разжигания.
3. Когда первая партия топлива разгорится, можно досыпать следующую. Теперь уже можно брать куски большего размера.

Далее нужно следить за котлом и по мере необходимости досыпать топливо. По инструкции ясно, что кроме угля в процессе розжига агрегата участвуют другие материалы. Поэтому хозяевам необходимо сделать запас дров и щепы с расчетом сезонной потребности. Хранить их лучше под навесом или в другом помещении для сохранения сухими.

Виды автоматических агрегатов на твердом топливе

После того, как в продаже появились эти современные приборы, участие людей в функционировании отопительной системы удалось свести к минимуму, значительно сократив расходы на подогрев теплоносителя.

Автоматические котлы на твердом топливе являются хорошей альтернативой дорогостоящим газовым и электрическим агрегатам, которые малодоступны для многих потребителей из-за высоких цен на них. Также дорого обойдется их эксплуатация в отопительных системах.

Твердотопливные агрегаты бывают следующих разновидностей:

1. Традиционные котлы. Они полностью энергонезависимы, а автоматический режим настраивают за счет встроенных в них механических элементов. В данных приборах регулируется температура горения в ручном режиме путем поднятия или опускания заслонки, которая увеличивает или уменьшает приток воздуха в топливную камеру. Традиционные модели могут работать на любом виде твердого топлива.
2. Комбинированные автоматические твердотопливные котлы оборудованы несколькими топками или дополнительной горелкой для отопления пеллетами. Благодаря такой особенности конструкции, они работают на разных видах топлива.
3. Пиролизные котлы на сегодняшний день являются наиболее востребованными, несмотря на то, что они имеют высокую стоимость и им требуется электропитание. Причина популярности объясняется удобной эксплуатацией и высокой эффективностью. Их уникальность заключается в том, что при работе используется не температура горения топлива, а сжигаемый газ, который появляется в результате тления топлива. КПД приборов достигает 90%. Среди преимуществ нужно отметить наличие автоматики. Пиролизный котел с автоматической подачей топлива способен работать в автономном режиме продолжительный период – от 12 часов до 1 месяца. Конкретно время функционирования на одной закладке зависит от размера и наполненности топливного хранилища.

Дымоход для котла отопления

Инструкция по установке дымохода состоит из следующих правил:

1. Дымоотводящая система для твердотопливных котлов должна быть сделана из материала, устойчивого к коррозийным процессам и термостойкого (более 500° С).
2. Минимальная высота дымохода должна составлять 4 метра при наименьшем диаметре 18 сантиметров. При этом данные параметры нельзя делать слишком большими, чтобы не возник так называемый «эффект воздушной пробки», при котором холодный воздух препятствует выводу угарных газов.
3. Создание хорошей теплоизоляции – обязательное условие.
4. Соблюдение минимального расстояния при подсоединении системы к вертикально идущему каналу.
5. При эксплуатации котла необходимо следить за состоянием дымохода – убирать из него сажу. Для этого на этапе монтажа предусматривают создание ревизионных отверстий.

Установка котлов с автоматической подачей топлива является экономичным и эффективным решением. Но пользоваться всеми их преимуществами можно только при условии, что агрегат был выбран правильно, и для его работы обеспечены все требуемые условия. 

Типы котлов и принцип их работы

Все котлы, работающие на твердом топливе, подразделены на несколько типов, которые отличаются между собой многими показателями. Но по основным характеристикам, их подразделяют на четыре вида:

• Классические;
• Пиролизные котлы отопления;
• Котлы длительного горения;
• Автоматические;

Классические котлы— принцип работы классического твердотопливного котла заключен в том, что тепло дается путем пламенного сгорания топлива. Имеет две дверцы, через одну из которых загружается топливо, через другую — котел чистится от золы и других продуктов горения. Могут работать на двух видах топлива — дрова и уголь.

Отличаются по материалу изготовления теплообменника, могут быть изготовлены из чугуна или стали. Чугун является более приоритетным в плане долговечности, срок его эксплуатации более 20 лет. Из недостатков можно отметить тот факт, что он боится механических ударов и очень чувствителен к перепадам температур, что может привести к разрушению. Стальной теплообменник более устойчив к перепадам температур и повреждениям, но срок его службы значительно ниже — чуть больше 6 лет.

Пиролизные (газогенераторные) котлы— данный вид котла работает по принципу пиролиза, то есть разложения и газификации твердого топлива. Этот процесс происходит при закрытом дымоходе и закрытой камере сгорания. После высвобождения древесного газа, образовавшегося в процессе пиролиза, он направляется в сопло горелки, где смешивается с вторичным воздухом, который накачивает вентилятор. После этого газовая смесь попадает в камеру сгорания, где воспламеняется. Горение происходит при температуре, которая иной раз достигает 1200°, и процесс будет продолжаться до полного сгорания твердого топлива.

Котлы длительного горения— в этом виде котла длительный процесс горения обеспечивается специальными приемами. В настоящее время существует две системы длительного горения (канадская система Булерьян, и прибалтийская Стропува), но вторая не нашла широкого применения за счет дороговизны, сложности эксплуатации и еще множества технических параметров.

Котлы длительного горения можно отнести к пиролизным котлам, но принцип работы будет немного иным. Первая система (Бурельян) представляет собой печь, состоящую из двух камер, где в нижней камере происходит тление и образование газа. После поступления газа во вторую камеру, происходит смешивание с воздухом и дальнейшее полное его сгорание (дожиг топлива). Конструкция подобного твердотопливного котла представляет собой цилиндр, с ввареными в него трубами на половину окружности. Расположение труб снизу-вверх обеспечивает хорошую циркуляцию воздуха, тем самым увеличивая теплоотдачу. Устанавливаются в основном в нежилых помещениях, отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Цена на такой котел адекватная, есть возможность выбрать типоразмер, подходящий той или иной площади.

Котел по системе Стропува имеет два цилиндра, один из которых находится внутри второго, по принципу матрешки. Все пространство между ними заполнено водой, которая постепенно нагревается. Внутренний цилиндр системы играет роль топки, куда при помощи распределителя подается воздух. После загрузки топлива, оно начинает прогорать сверху вниз, тем самым нагревая теплоноситель. Заявленная производителем цена, длительное время горения, от 2 до 4 суток, в зависимости от топлива, требуемое остывание котла и дальнейшая чистка перед новым розжигом, удваивают задачу и приносят неудобства. Поэтому данный тип котла не принес широкого распространения.

Автоматические котлы— в данном типе котла процесс загрузки топлива, и очищение от золы полностью автоматизированы. Котел оснащен шнековым или транспортерным бункером для подачи топлива и автоматического очищения от золы. Вариант угольного автоматического котла подразумевает движение пласта горения топлива, которое необходимо для полного сгорания. Для этого, автоматический котел оснащается подвижными колосниками, или рубящими и двигающими механизмами. Параметры нагрева теплоносителя и горения топлива обеспечиваются принудительным наддувом.

В преимущества и особенности автоматических котлов можно включить;

• Не требуют трудоемкого обслуживания и пристального внимания за процессом горения;
• Снабжены, входящим в комплект, регулятором температуры;
• Многие оснащены датчиком, отслеживающим температуру в самом котле;
• КПД автоматического котла составляет до 85% от общего числа;
• Длительная работа, ограниченная только лишь емкостью бункера для автоматической подачи топлива.

Стоит учесть, что и расход топлива, в частности, угля намного меньше, чем в традиционных твердотопливных котлах.

Материал исполнения

Среди всех разновидностей особого внимания заслуживают чугунные твердотопливные котлы длительного горения
, как имеющие самый долгий срок службы. Чугунные изделия более стойкие к коррозии, выдерживают температуру горения выше, чем стальные, но стоят дороже, имеют больший вес, требовательны к условиям перевозки и монтажа из-за хрупкости материала. Устойчивость к коррозии очень важна для таких изделий, т.к. в процессе сжигания горючего образуется конденсат, содержащий оксиды серы. В соединении с водяным паром образуется серная кислота, разрушающая стенки топки. Для предотвращения этих процессов, топки в стальных котлах защищают керамической футеровкой.

Самый популярный на сегодня вариант исполнения — стальной котел твердотопливный длительного горения
, который имеет сварную конструкцию, в то время как чугунный собирается из отдельных секций, стянутых шпильками. Стальные конструкции легче ремонтируются, чем чугунные.

Критерии выбора котла длительного горения

Правильно купленный и установленный агрегат повысит эффективность отопительной системы.

Тип конструкции

При просмотре подходящих моделей внимание обращают на тип загрузки горючего материала: фронтальный или верхний. Еще они бывают атмосферными (с естественной тягой) и с наддувом (с вентилятором, нагнетающим воздух)

При выборе котла обращают внимание на тип конструкции.

Стоимость котла

Цена агрегата зависит от его функциональности и производителя:

1. Дороже всего обходится немецкое и чешское оборудование. За него придется заплатить от 150 тыс. руб.
2. Средняя цена у латвийской и польской техники. Ее стоимость составляет от 100 тыс. руб.
3. Российское оборудование можно приобрести за 50-60 тыс. руб. При этом оно адаптировано к условиям климатических зон, неприхотливо к качеству горючего материала.

Тип потребляемого топлива

Для частного дома можно использовать такие котлы:

Угольные

При покупке топлива внимание обращают на его сорт и фракцию. Требования к горючему материалу прописаны в инструкции по использованию оборудования

Слой угля не должен превышать 20 см. Есть модели, работающие на торфе.
Дровяные. Для них подходят сосна, береза, другие породы дерева. Важным условием использования такого горючего является уровень его влажности. Чем он выше, тем быстрее оборудование выйдет из строя.
Пеллетные. Они характеризуются высокими уровнями экономичности и производительности.

Габариты

Котлы сверхдлительного горения имеют большие габариты и требуют отдельной котельной.

Котлы длительного горения имеют большие габариты.

Мощность

Этот параметр зависит от отапливаемой площади. На 100 м² требуется 10 кВт мощности. После осуществления расчетов к полученному результату добавляют еще 10% на случай сильных морозов. Для индивидуальных систем отопления подойдут аппараты до 35 кВт.

Объем камеры

Существует показатель, зависящий от соотношения мощности устройства и размеров загрузочного отсека. Достаточным является коэффициент от 3,5 до 5 л/кВт. Чем выше итоговая цифра, тем реже придется закладывать дрова.

КПД

Коэффициент полезного действия зависит от особенностей конструкции оборудования, типа используемого топлива, наличия дополнительных функций. Чем выше этот показатель, тем лучше. Цифры должны варьироваться в пределах 85-95%.

КПД зависит от конструкции котла.

Материал теплообменника

Тепловой обменник изготавливают из таких материалов:

1. Стали. Для производства применяют металл специальных жаропрочных марок. Эти изделия обладают невысокой инерционностью, различны по конструктивным решениям. Они удобны в обслуживании, устойчивы к механическим повреждениям. Стальной теплообменник имеет небольшую массу. Недостатки приспособления – непродолжительный срок службы, подверженность процессу ржавления.
2. Чугуна. Устройство такого типа состоит из 2-3 секций. Между собой они соединяются резьбовыми элементами. Металл устойчив к коррозии и механическим повреждениям. Чугун можно ремонтировать. Однако он разрушается под воздействием перепадов температуры, много весит, обеспечивает более низкий КПД.

Преимущества и недостатки оборудования

Использование котла для отопления углем в частном доме сопровождается несколькими положительными моментами:

• легкость обслуживания;
• высокая эффективность;
• бесперебойная работа в течение полного сезона;
• возможность совмещения с древесным сырьем;
• автоматизация процессов;
• предусмотренный тлеющий режим работы;
• экономичность.

Слабые стороны оборудования:

• котельная должна быть вентилируемой – это обязательное условие пожарной безопасности;
• необходимость в обустройстве технически сложного дымохода;
• нужно оборудовать сухое место для хранения угля.

Отопительная система обычно функционирует вместе с дымососом и вентилятором, это достаточно энергоемкие механизмы.

Разновидности

Автоматические угольные котлы группируются по 4-м основополагающим видам: традиционный, пиролизный, пеллетный и длительного горения. Определенные модели соединяют различные конструктивные варианты, например, в традиционном котлоагрегате устанавливаю пеллетную горелку.

Котлы длительного горения на угле

Котлы, работающие по принципу длительного горения, иначе называются «с верхним горением». Они отличаются продолжительным периодом работы на 1-ой закладке угля.

В подобных конструкциях отсутствуют зольник и колосниковая решетка, более того низ устройства полностью глухой, в связи с чем горение топлива в нижней части категорически недопустимо. Топочная камера обладает цилиндрической формой. Воздух подводится сверху, строго по центру.

Процесс горения топлива

Для того чтобы организовать такую схему воздухоподачи в топке устроен распределитель воздуха, который имеет возможность опускаться вниз вместе с топливом, в процессе сгорания.

Воздух непрерывно подходит точно к верхнему горючему слою, где частично окисляется углеводороды, то есть протекает процесс пиролиза. Продукты, которые с частицами золы, вылетают вверх топочного пространства. Они отделяются от зоны первичного горения толстым металлическим диском, закрепленным на воздуходувной динамической трубе.

В этой камере вторичного дожига к пиролизному газу поступает атмосферный воздух, летучие горючие вещества сгорают, выделяя тепло, которое поступает на теплообменный аппарат, греющий теплоноситель для системы отопления.

Пиролизные угольные котлы

Еще один очень популярный вариант угольного агрегата — пиролизный или газогенераторный. Пиролизный процесс издавна используется во многих промышленных сферах в фармацевтике и нефтяной отрасли.

В угольных котлах пиролиз предполагает медленное термическое разложение угля при дефиците кислорода. При этом из топлива выделяются пиролизные горючие газы, которые сквозь специальные проходы в загрузочной камере проникают во вторичную камеру, в которую вентилятором подается расчетный объем воздуха.

Летучие вещества газ загораются и полностью сгорают, обеспечивая эффективную работу устройства с максимально высоким КПД для угольных котлов — 92%.

Бункерные автоматические котлы

Современные автономные угольные котлы, функционирующие в автоматическом режиме, управляются с помощью контроллера и шнекового механизма топливоподачи. Котловая система оборудована принудительной подачей воздуха и дымоотведения.

Для поддержания поверхностей нагрева и дымовых каналов в чистоте установлено стационарное устройство для самоочистки. Угольные котельные, оборудованные такими агрегатами, не требуют большого числа обслуживающего персонала, из-за высокого уровня автоматизации процесса горения.

Котел с бункером для угля

Принцип функционирования автоматических угольных котлов:

1. При запуске агрегата, запускается шнековая топливоподача.
2. Первая доля угля поджигается электроплазмой.
3. По мере сгорания, в топочную камеру подходит свежая порция топлива. Увеличение производительности агрегата регулируется скоростью шнекового транспортера.
4. Одновременно со шнековой топливоподачей, включается дозированная воздухоподача в топочную камеру.
5. Контроллер определяет скорость поступления воздуха, тем самым регулируя интенсивность процесса горения.
6. Автоматические колосниковые решетки, сбрасывают зольные остатки в зольный ящик.
7. Сажечистка производится специальными пружинами, установленными внутри каналов.

Устройство и работа котла-утилизатора

нормы качества конденсата в котел

Котел-утилизатор горизонтального профиля, барабанный, 3-х давлений (высокое, среднее и низкое давление) с естественной циркуляцией в испарительных контурах, с промперегревом. На выходе из котла установлен газовый подогреватель конденсата.

Котел-утилизатор подвешивается к собственному каркасу через промежуточные металлоконструкции. Элементы металлоконструкций каркаса КУ соединяются между собой на монтаже при помощи высокопрочных болтовых соединений.

нормы качества питательной воды

Поверхности нагрева котла скомпонованы в виде последовательно расположенных по ходу газов пяти модулей, каждый из которых состоит по ширине из пяти блоков. Блоки, в свою очередь, состоят из отдельных секций теплообменных труб.

Выброс в атмосферу отработавших выхлопных газов ГТУ осуществляется в индивидуальную отдельно стоящую за каждым из котлов дымовую трубу.

Деаэрация конденсата для котла-утилизатора производится в автономном деаэраторе, одном на два котла.

КУ допускает работу при изменении расхода и температуры газов, поступающих от ГТУ, обусловленных изменением температуры наружного воздуха от плюс 34° до минус 51°С.

Рабочий диапазон изменения нагрузки КУ, в том числе насосного оборудования, в соответствии с заданным рабочим диапазоном изменения нагрузки ГТУ. Изменение нагрузки достигается изменением расхода топлива и воздуха в ГТУ. При этом изменяется расход и температура газов на входе в КУ.

КУ работает на скользящих параметрах пара, определяемых расходом и температурой газов, поступающих от ГТУ, и характеристиками паровой турбины. Предусмотрено регулирование температуры пара высокого давления впрыском питательной воды в пароохладителе.

Котел представляет собой горизонтально расположенный газоход, в котором размещены секции поверхностей нагрева. Утилизационные газы из ГТУ проходят через входной газоход в КУ и омывают последовательно все поверхности нагрева и через выходной газоход попадают в дымовую трубу.

Конструкция КУ предусматривает возможность поддержания котла в горячем резерве установкой отсечного клапана на выходе из КУ на входе в дымовую трубу.

5 место – Bosch Solid 2000 B SFU 12 (45000 рублей)

Последнее место в данном обзоре отдаем котлу Bosch Solid 2000 B SFU 12 стоимостью 45 тысяч рублей. Ничего примечательного выделить мы не можем, но и ругать данный девайс не за что. Это хороший надежный девайс для отопления дома, который будет служить годами.

Параметры:

1. Одноконтурный;
2. Мощность 13.5 кВт;
3. Энергонезависимый;
4. КПД 84%;
5. Можно использовать уголь (рекомендуется производителем), дрова, брикеты (угольные и древесные), кокс;
6. Есть манометр и термометр.

Судя по отзывам (коих мало), котел позволяет существенно экономить по сравнению с газовыми или электрическими моделями. Девайс работает просто, и для его обслуживания не нужно никаких специальных знаний. На одной загрузке работает он довольно долго, что сводит вмешательство человека к минимуму.