Принцип работы котла длительного горения на угле

Вопреки утверждениям о всеобщей газификации целые регионы по прежнему отапливаются при помощи независимых генераторов тепла — дровяных печей или угольных котлов. В истории развития человеческой цивилизации лишь немногие технические устройства могут похвастать такой же ролью, какую сыграли дровяные печи. Старинная хоромная печь с большой кирпичной трубой — прототип системы центрального воздушного отопления нашего времени.

угольный котёл

Коэффициент полезного действия старинной русской печи с нижним прогревом достигает 68-80%, по эффективности использования топлива она может соперничать с современной твердотопливной ТЭЦ. Тем не менее, печи постепенно уходят в прошлое, их вытесняют котлы длительного горения на угле. Объясняется тем, что кирпичные печи крупногабаритные, и требуют размещения по центру дома, твердотопливные же котлы гораздо более компактны. Тепло от печи и в ней самой распределяется неравномерно, возникает значительная разность температур между пространством возле нее и периферией помещения. Твердотопливные котлы с правильно выполненной обвязкой практически лишены этого недостатка.

В отличии от печи, выпускаемые промышленностью котлы обычно универсальны, их изготавливают отдельно или из сочетания таких материалов, как чугун, жесть и асбест, сталь, короче всех тех, что способны длительно выдерживать температуры горения твердого, жидкого или газообразного топлива. С небольшими конструкционными изменениями они позволяют в качестве топлива использовать дрова, уголь и природный газ. Чтобы ни служило топливом, от котла требуется экономичность и высокий коэффициент полезного действия — он должен потреблять как можно меньше топлива и как можно больше выделять тепла.

Котлы на угле и водяное отопление обладают рядом преимуществ:

• Относительно малые габариты системы отопления, в отличии от русской печи;
• Благодаря высокому уровню теплоемкости воды (она в 4000 превышает раз теплоемкость воздуха) радиаторы выступают в роли тепловых аккумуляторов;
• Трубы и радиаторы, распределенные по периметру комнат, обеспечивают комфортный режим в жилом помещении, в помещении легко достигается целевая температура: в угловых комнатах не допускается снижение ее меньше 20 °С, для прочих жилых нормальной является более 18 °С, в ванной комнате она не может быть ниже 25 °С.

Устанавливают угольные котлы обычно на кухне, как изолированно, так и комбинируя с кухонной плитой.

Принцип действия угольного котла длительного горения

Угольный котёл с малыми конструкционными размерами топки неудобен тем, что отопление с его помощью требует частой дозагрузки топлива. Одной закладки угля хватает не больше, чем на 6-8 часов отопления.

угольный котел длительного горения

Значительно удобнее, благодаря большой топке, такие котлы длительного горения на угле, как, к примеру, с гравитационной топкой. В них топливо в зону горения попадает под действием собственной массы, оно как бы сползает на колосниковую решетку по мере прогорания. На сегодняшний день технически реализованы и автоматические системы дозированной подачи топлива, с помощью электрического привода.

С применением достаточно простой автоматики, поддерживающей заданную температуру, регулируя количество воздуха, подаваемого в зону горения, с помощью электрических вентиляторов, можно существенно, до 18 и более часов, продлить время горения даже обычного, с небольшим топливником, котла. Котлы длительного горения на угле с увеличенной топкой, оснащенные автоматикой, по эксплуатационным показателям и по уровню комфорта приближаются к газовым. Топливник котла длительного горения загружают не чаще одного раза в сутки. Некоторым моделям котлов одной заправки каменным углем достаточно для горения в течение трех и более суток.

Еще более продвинутыми, но вместе с тем и более редкими являются пиролизные котлы на каменном угле. В таком котле каменный уголь не сгорает непосредственно, а под действием высокой температуры без доступа воздуха проходит стадию пиролиза — выделения углеводородов, угарного газа и водорода, частично свободного азота. Затем выделившиеся газы поступаю в зону сгорания, где дожигаются. Часть выделившегося в результате дожига тепла идет на поддержание пиролиза, другая часть служит для нагрева теплоносителя. КПД такого котла нередко достигает 85-92 %, а одной закладки каменного угля хватает на 6-7 дней. Такие котлы предъявляют повышенные требования к влажности топлива, требуют электрической энергии для дымососа — верхнего дутья.

Угольный котел вполне может послужить для решения задачи горячего водоснабжения. Вариант с непосредственным забором горячей воды из системы отопления имеет ряд возможных негативных последствий, связанных с образованием накипи. Другой способ предполагает подогрев воды в изолированном баке при помощи проходящего внутри него змеевика, включенного в систему отопления.

Как эксплуатировать твердотопливные котлы

Температура воспламенения каменного угля составляет 400 ºС, что делает невозможным его непосредственный поджиг. Угольный котел длительного горения перед загрузкой каменного угля растапливают крупными высушенными дровами. Для быстрого сгорания дров поддувало и задвижку тяги на дымоходе оставляют открытыми. После того, как дрова сгорят, на колосниковой решетке останется слой горящих углей, их разравнивают и накладывают поверх слоем около 15 см каменный уголь. Затем заполняют загрузочный бункер. Для улучшения однородности сгорания каменный уголь перед загрузкой требуется отсортировать на куски приблизительно одинакового размера. Чем более равномерно и полностью сгорает уголь, тем экономнее он расходуется, а теплоты выделяется больше. Полнота сгорания определяется по цвету пламени, у угля оно должно быть от светло-вишневого до белого, зависит она от притока воздуха к топливу, от того, не забита ли колосниковая решетки и зольник, их нужно обязательно очищать перед каждой растопкой.

Вода в системе отопления с угольным котлом без автоматики может закипеть, температуру ее требуется контролировать, регулируется она вручную через открывание и перекрывание заслонок поддувала и дымохода.

После длительного перерыва угольный котёл запускают только после проверки уровня воды в системе отопления, при необходимости ее доливают.

Основным трендом для производителей теплового оборудования в последнее время является минимальное потребление топлива при получении максимального результата. Эту идею успешно реализовывает твердотопливный котел на угле длительного горения, цена которого зависит от выдаваемой мощности аппарата. Кроме выгоды в экономическом плане обеспечивается забота об экологии, так как выбросов становится существенно меньше. Монтировать системы получится даже вдали от газовых магистралей.

Где применяются

Котлы отопления длительного горения на угле или дровах широко используются как в бытовых условиях, так и на промышленных предприятиях. Часто их применяют там, где присутствует большое количество древесных отходов, например, на деревообрабатывающих производствах. В таком случае нет необходимости проводить утилизацию своих промышленных остатков, они пойдут на обогрев жилых помещений.

Отопление углем нельзя назвать самым дешевым способом, но по сравнению с электричеством такой способ отопления действительно гораздо экономнее. В среднем на отопительный сезон для дома 100 кв.м. потребуется 3-3,5 тонны угля, из которых 1 тонна будет антрацит и 2,5 тонны семечки. А как сэкономить на расходе угля, мы расскажем ниже.

Конструкция угольного котла

Современный котел длительного горения, потребляющий уголь либо дрова, выгодно отличается от классических твердотопливных аппаратов. Последние нуждаются в регулярном добавлении горючего вещества в топку. Особенности конструкции механизмов длительного горения предусматривают автоматическую подачу топлива в течение длительного времени. Отдельные модели способны до двух суток бесперебойно функционировать на одной загрузке.

Конструкция угольного котла

Во время выхода в рабочий режим дрова или уголь для котлов длительного горения начинает горение не с нижней части, а с верхней области. Этот эффект называют «горением сверху вниз». Представить процедуру можно, если поджечь две спички. Одна из них должна быть с опущенным пламенем на головке внизу, а вторая также будет находиться в вертикальном положении, но горящая головка останется вверху. Последняя перегорит позже.

Плюсы

Предлагаемые производителями котлы длительного горения на угле и дровах имеют большое количество преимуществ по сравнению с другими конструкциями:

• при их производстве используются современные инновационные материалы и технологии изготовления;
• большинство установок не нуждается в обеспечении ни электричеством, ни газом, работает при этом с максимальной отдачей;
• применяемое твердое топливо является возобновляемым природным ресурсом, что позволяет иметь практически неограниченные его запасы на долгое время;
• котел на угле длительного горения (цена зависит от компании-производителя, например, Kostrzewa, Grandeg, Stropuva или FACI) обходится в эксплуатации существенно дешевле, чем дизельные или бензиновые аналоги, а также его тепло меньше стоит, чем получаемое от электроприборов;
• использование автоматических процессов во время работы снижает зависимость аппаратуры от постоянного присутствия оператора.

Минусы

Кроме преимуществ, существуют и недостатки у твердотопливных котлов длительного горения на углях или дровах. Многие из них будут устраняться в последующих, более новых моделях аппаратов.

Входящая в состав некоторых устройств современная автоматика способна удорожать котел иногда до двух раз, если сравнивать со схожими моделями других типов. Автоматизация процесса горения без вмешательства оператора не всегда является рациональным использованием ресурсов. В других котлах кочегар использует разные окошки, заслонки или иные проверенные способы удержания тепла.

Оригинальная модель пиролизного оборудования

Как экономить уголь

Вопрос экономии угля актуален для всех. Даже если считать в среднем 3 тонны на зиму для отопления небольшого дома, это получается 10500 рублей из расчета 3500 рублей тонна.

1. Это качественная изоляция дома, о чем нужно позаботиться еще до начала зимы. Заделать все щели, окна, чердачный этаж нужно пересыпать камкой, угольным шлаком или другими изоляционными материалами, чтобы тепло не терялось через антресоль.
2. Водяное отопление с трудами, проложенными по всему дому + «груба» (теплая стена). Большая отдающая поверхность априори экономит расход энергии. Если пустить одну трубу по стене, то получится двойной эффект – теплоотдача и от труб и от стены, которая будет постоянно нагреваться.
3. Можно использовать повторно остатки горения. Если просеять после сгорания золу, то треть из это будет непрогоревший уголь, который можно заново пускать в печь. Просеивайте на крупном сито золу и пепел, а крупные фрагменты оставляйте.
4. Обязательно используйте задвижки для регулировки тяги. Если такой задвижки нет, топливо прогорает очень быстро (тяга большая) и в доме также быстро становится жарко, а потом все также моментально остывает. При отсутствии задвижки расход топлива увеличивается как минимум вдвое.

Конечно, немаловажным является то, какая именно будет зима – теплая или холодная, но в целом, вы можете оптимизировать расход угля и добиться отличных показателей тепла в доме.

Обзор лучших моделей

Как упоминалось ранее, внутреннее устройство, которое имеет котел длительного горения на угле, обеспечивает бесперебойную работу от одной закладки топлива до нескольких суток. Сделаем обзор лучших котлов длительного сгорания, работающих на твердом топливе, в частности, на угле со стальным и чугунным теплообменником.

Категория

Наименование

Цена, руб.

Лучшие котлы на угле длительного горения со стальным теплообменником

Твердотопливные котлы пользуются большой популярностью на современном рынке. Они вытесняют свои аналоги и во многом превосходят их своей многофункциональностью, а своей неприхотливостью в работе они несут преимущество для отопления больших помещений. Главное в них — это недорогое топливо и редкое обслуживание в ремонте. Твердотопливные котлы бывают нескольких видов и сильно отличаются друг от друга параметрами. Подробнее о котлах отопления на угле описано ниже.

Принцип работы котлов длительного горения

Такие котлы отличаются от привычных для нас, издревле люди привыкли видеть процесс горения снизу — вверх, здесь же всё наоборот. Благодаря современным технологиям устройство котла сделано так, чтобы процесс горения распространялся сверху — вниз. Благодаря этому достигнуто максимальное время горения топлива, что позволяет экономить на обогреве.

При выборе котла длительного горения, будьте готовы к некоторым сложностям:

• топливо необходимо закупать большими объёмами;
• для угля должно быть своё место хранения, недалеко от помещения, которое предстоит отапливать. (Здесь важно чтобы уголь не сырел и не задувал сильный ветер).

Топливо в котёл загружается привычным для нас способом — при помощи лопаты или специального совка. Котёл необходимо чистить, после полного сгорания угля остаётся сажа, она оседает на стенках котла, вследствие чего эффективность работы отопительного прибора снижается в среднем на 15%. Прочищать необходимо не только место, куда погружается топливо, но и дымоотводящие каналы, так как именно они отвечают за подачу воздуха и качество горения. Как правило, камера горения в таких приборах большая, она помещает в себя большое количество топлива, что позволяет отапливать помещение в течение суток и более в зависимости от модели без добавления угля.

Преимущества котлов длительного горения

Важно отметить, что эксплуатационные характеристики угольных котлов широки, это привлекательно для потребителя, благодаря этому котлы востребованы на современном рынке. Главные преимущества угольных котлов длительного горения:

• присутствует возможность использовать в виде топлива не только уголь, но и многие другие материалы, к примеру: торф, опилки, древесину;
• после одной загрузки топлива, котёл работает длительное время, не нужно вмешательство людей в течение суток и более — в зависимости от модели котла;
• лучшие показатели теплоотдачи и экономичности по сравнению со своими аналогами;
• возможность обогреть любую площадь, нужно лишь правильно выбрать мощность котла;
• расход топлива при использовании таких котлов уменьшается почти на 50%, а значит и трата денег на отопление гораздо меньше.

Виды твердотопливных котлов

В настоящее время существует множество видов различных котлов отопления и топливо для них совершенно разное, но традиционные виды топлива, такие как уголь и дрова всё равно остаются самыми распространенными. При покупке современного котла многих людей пугает то, что за ним необходимо постоянно следить и добавлять топливо. Данная проблема решена, созданы специальные твердотопливные котлы, которые работают долгое время без вмешательства человека.

1. Первый вид котла называется чугунным. Он предназначен для сжигания такого топлива как уголь и дрова. Несмотря на все свои положительные стороны всё же зависим от человека и энергоснабжения. Дрова в таком котле горят, как правило, не более 5 часов, а значит и топливо нужно постоянно добавлять. В настоящее время отечественный и зарубежный производитель выпускает такие котлы, одни из них носят название КЧМ и Solida.
2. Второй вид во многом отличается от первого и носит название — пиролизные котлы отопления. Присутствует наличие двух камер сгорания, в одной из которых горит топливо, погруженное в котёл, а во второй догорает синтез газа. Основной вид топлива — древесина. Превосходит чугунный котёл временем горения, здесь оно составляет 10 часов. Один из самых успешных котлов такого вида называется Dakon, производство Чехия.
3. Пеллетные котлы, название происходит от слова пеллеты (гранулированная древесина). Именно ей необходимо отапливать помещение при помощи таких котлов. Отличается удобным дополнительным преимуществом — самостоятельно досыпает нужное количество топлива при помощи шнека и разжигает его. Время горения в этом случае зависит от модели котла и ёмкости его бункера. Но есть и существенный недостаток — сжигать в таком котле, что-либо, кроме древесных гранул нельзя.
4. Самый современный и востребованный вид — котлы длительного горения. В качестве топлива можно использовать дрова, опилки, уголь, торф. Превосходят свои аналоги во времени горения, с таким котлом не нужно вмешательство человека на протяжении 2 суток и более благодаря новейшей системе горения сверху вниз, это позволяет топливу не гореть, а тлеть долгое время.

Твердотопливные котлы хорошая альтернатива газу. В случае если вы живёте на даче или ваша улица не газифицирована, котёл длительного горения на углях дровах и другом топливе отлично отопят помещение любого размера.

Как выбрать твердотопливный котёл

При выборе котла следует уделить внимание следующим критериям:

• конструкция котла;
• принцип работы;
• мощность;
• вид используемого сырья;

В первую очередь следует обратить особое внимание на мощность. Это один из самых важных критериев и именно от него зависит работа котла, так как не каждая модель может справиться с слишком большой отопительной системой дома. Уточнять мощность котла нужно у специалиста, он сопоставит такие критерии, как площадь дома, климатический регион и даже высоту потолков. Примерную требуемую мощность можно подсчитать самостоятельно исходя из следующего правила: на 10 квадратных метров необходим 1 кВт мощности.

Ошибка в выборе мощности котла может плохо отразиться на качестве отопления. При меньшей степени обогрева в помещении будет холодно, а при большей оборудование может выйти из строя.

Место установки котла

Идеальным местом для котла считается легкодоступное отдельное помещение. Лучший вариант — отдельная комната в доме. Это позволит загружать топливо легко и с удовольствием. В зимнее время года желания выходить из дома в отдельную котельную, как правило, отпадает сразу.

Три важных правила в выборе места установки котла:

1. Проветриваемое помещение.В случае если в виде топлива используется дополнительный газ, возможна небольшая утечка. Если монтаж сделан правильно, бояться утечки не нужно, но в случае их длительного накопления высока вероятность отравления.
2. Глубокий погреб.Не самый лёгкий вариант установки котла, но все, же если в доме присутствует возможность установить его на глубине 2 — 3 метров от радиатора отопления это будет идеальный вариант. Благодаря такой установке не нужна дополнительная циркуляция, можно не использовать циркуляционных насосов, если же вариант установки только в доме, циркуляция обязательна, в случае её отсутствия или неправильной установки возможна утечка угарного газа, определить его наличие в помещении без специальных приборов невозможно, а отравиться им легко.
3. Дымоход.Важно обеспечить нужную тягу. В случае ошибки этих расчётов возможно снижение мощности котла и попадания продуктов горения в помещение. Производить монтаж дымохода должен специалист, так как легко ошибиться в этом нелёгком деле и потерять тепло.

При соблюдении всех правил твердотопливный котёл будет исправно работать долгие годы.

Для удаления из систем отопления загрязняющих частиц необходимо установить дымосос. Подробности: https://teplo.guru/kotly/tverdotoplivnye/dyimosos.html

Газовый и электрический котёл

Электрический котёл отопления не уступает твердотопливному, в некоторых случаях установка электрокотла будет иметь лучший выбор. Такой случай — частое отсутствие хозяев. Дом можно покинуть на всю зиму оставив небольшую мощность котла для поддержания температуры, но при этом необходимо иметь дополнительный электрогенератор. В твердотопливный котёл подкидывать топливо необходимо через определённый промежуток времени. У электрического котла есть и масса минусов, к примеру: цена на электричество, мощность проводки, жёсткость воды в водопроводе должна быть определённая и т. д.

Газовый котёл практичен, удобен в эксплуатации и неприхотлив в работе. Его работоспособность может нарушить только поломка или отключение газа, что происходит, как правило, исключительно по желанию хозяев. Газовые котлы не требуют много места и могут работать на двух видах топлива. В случае если для установки твердотопливного котла места в доме нет, можно установить газовый котёл.

Не смотря на плюсы других котлов, с твердотопливными котлами на угле они не сравнятся. А самое важное их преимущество — экологически чистое сырьё для отопления помещения.

Видеообзор угольного котла