Устройство угольного котла

Схемы твердотопливных котлов

В нынешние времена мало кто из домовладельцев готов приобретать отопительную технику, не разобравшись досконально, за что он платит свои кровные. Это касается и твердотопливных котлов, чей ассортимент достаточно широк. Но одному человеку достаточно знать технические характеристики оборудования, а другому важно понять принцип работы того или иного теплогенератора. Представляем вашему вниманию существующие на данный момент схемы твердотопливных котлов с описанием их работы. Они могут различаться в деталях у разных изделий, но на общий принцип это не повлияет.

Классические твердотопливные котлы

Это самый распространенный вид отопительных установок, сжигающих твердое топливо, их еще называют котлами прямого горения. В силу простоты конструкции данные агрегаты – самые дешевые из всех и потому приобретаются домовладельцами чаще всего.

Также популярны они и среди мастеров – самодельщиков, оттого и чертежи по изготовлению традиционных теплогенераторов отыскать несложно. Агрегаты можно условно разделить на 2 типа:

  • энергонезависимые, работающие на естественной тяге дымохода;
  • наддувные, с принудительным нагнетанием воздуха.

Первые функционируют по принципу обычной печи, только «одетой» в водяную рубашку. Объемная топливная камера располагается над зольником, отделяемая от него колосниками. Воздух из помещения поступает в топку через заслонку в дверце зольника и колосниковую решетку. Его количество регулирует термостат с цепным приводом, ориентирующийся на температуру воды в рубашке котла и управляющий воздушной заслонкой механически. Для лучшего восприятия процесса ниже показана схема твердотопливного котла:

Дымовые газы, выделяющиеся в топке, проходят через жаровые трубы теплообменника, омываемые снаружи водой. В зависимости от конструкции отопителя, продукты горения могут совершить 2 или 3 хода по газоходам, интенсивно обмениваясь теплом с водяной рубашкой. Отдав свою теплоту, газы покидают агрегат посредством дымохода.

Примечание. В приведенной схеме теплогенератора жаровые трубы расположены горизонтально. Есть модели и с вертикальными газоходами, но решающего значения это не имеет.

Энергонезависимые твердотопливные агрегаты не могут похвастать высоким КПД, максимум – 70%. Длительность горения зависит от объема топливника и режима работы, хотя настоятельно рекомендуется использовать их совместно с теплоаккумулятором. Второй тип котлов – более продуктивный, их КПД достигает 75% за счет принудительной подачи воздуха вентилятором. Устройство такой установки хорошо отражает схема работы твердотопливного котла, представленная ниже:

Котлы длительного горения

Данные агрегаты по эффективности не лучше традиционных, их показатели примерно такие же: у атмосферных котлов – до 70%, у наддувных – до 75%. А вот продолжительность горения с одной закладки дров или угля у них и вправду увеличена. Это достигается благодаря следующим техническим решениям:

  • увеличенные размеры топливной камеры, куда вмещается вдвое больше дров, нежели в обычный котел;
  • способ сжигания нетрадиционный – сверху вниз.

Такие теплогенераторы имеют цилиндрическую форму, поскольку реализовать идею в прямоугольном корпусе вряд ли возможно. Топка наполняется дровами доверху, разжигается сверху, а затем на них с помощью телескопической трубы опускается груз с отверстием для прохода воздуха. По мере прогорания груз опускается, из-за чего воздух все время подается непосредственно в зону пламени. На иллюстрации ниже изображена схема твердотопливного котла длительного горения:

Воздух проходит по телескопической трубе тоже сверху вниз, побуждаемый естественной тягой дымохода либо нагнетаемый вентилятором. Конструкцией не предусмотрен теплообменник, процесс нагрева теплоносителя происходит напрямую, хотя дымовые газы тоже успевают отдать часть своего тепла. Благодаря описанному способу сжигания котел и система отопления могут работать с одной загрузки древесины до 12 часов, а угля – до 2 суток.

Пиролизные котлы

Принцип действия данных теплогенераторов основан на раздельном сжигании в двух камерах, сообщающихся между собой через форсунку из огнеупорного кирпича. В первичной камере, расположенной сверху, тлеют дрова при ограниченной подаче воздуха вентилятором. В результате происходит процесс пиролиза, иначе – газификации, при котором выделяется смесь горючих газов. Она перемещается во вторую камеру, где и дожигается при поступлении вторичного воздуха. Рабочая схема пиролизного котла, работающего на твердом топливе, выглядит следующим образом:

Дымовые газы из вторичной топки попадают в жаротрубный теплообменник в виде вертикальных газоходов, окруженных водяной рубашкой. Там они остывают, передавая тепло воде, и покидают котел через дымоходный патрубок. Производительностью вентилятора управляет электронный блок – контроллер, ориентируясь на показания датчиков давления и температуры.

В целом теплогенератор имеет неплохие показатели эффективности – порядка 80%, но при этом агрегат существенно дороже классического. Кроме того, котел показывает высокий КПД только при работе на сухих дровах, хотя это утверждение справедливо и для других твердотопливных агрегатов.

Котлы на пеллетах

Эта группа теплогенераторов – самая прогрессивная из всех, хотя и самая дорогая. Недешево обойдется как сам отопитель, так и его установка с подключением. Но пеллетные котлы стоят своих денег: они эффективны (КПД – до 85%), полностью автоматизированы и лишены инертности, присущей остальным твердотопливным «собратьям». Поскольку запаса топлива в бункере хватает на 3—7 дней работы, то их можно смело отнести к агрегатам продолжительного горения.

Конструктивно установки схожи с газовыми отопителями, поскольку снабжаются горелками двух типов: ретортной и факельной. На рисунке представлен чертеж твердотопливного котла длительного горения на пеллетах с разными типами горелок:

Организация теплопередачи здесь такая же, как и в других теплогенераторах, — с помощью жаротрубных теплообменников. Высокая эффективность достигается за счет другого: сухого качественного топлива и контролируемого автоматикой сжигания. Но если попадутся влажные либо рыхлые пеллеты, то и КПД агрегата резко снизится.

Для справки. По такому же принципу действуют и автоматические угольные котлы, только горелки в них бывают одного типа – ретортные.

Немного о контурах для ГВС

В силу своих особенностей любые твердотопливные отопители мало приспособлены для прямого нагрева воды на нужды ГВС. Тем не менее некоторые производители все же встраивают в свои изделия второй контур в виде змеевика. При этом схема двухконтурных твердотопливных котлов бывает разной, змеевик может располагаться внутри водяной рубашки и прогреваться от теплоносителя. В других моделях его помещают внутрь топливника либо над ним.

Оптимальный вариант – не помещать теплообменник внутрь дровяного теплогенератора, а готовить воду в бойлере косвенного нагрева, что будет служить одновременно и тепловым аккумулятором. Но приобрести подобное оборудование не всем под силу, поэтому пользователям все еще интересны двухконтурные агрегаты, хотя обеспечить все потребности в горячей воде они вряд ли смогут. Ниже представлена схема установки котла функцией подогрева воды для ГВС:

Заключение

Как видите, устройство и принцип работы теплового оборудования на твердом топливе может весьма различаться. Необходимо отметить, что для удобства схемы различных котлов представлены в порядке удорожания конструкции. Вам остается только обработать эту информацию и сделать для себя правильный выбор.

Угольный котел: устройство и тонкости установки

Использование угля для отопления имеет давнюю историю. Но совсем необязательно применять именно классическую печь. Есть более современные конструкции – котлы, которые нужно выбирать максимально тщательно и скрупулезно.

Особенности

Современный угольный котел отличается универсальностью использования. Все системы, которые могут сжигать каменный уголь, довольно хорошо работают и на дровах, и на топливных брикетах, и на пеллетах, и на различном бытовом мусоре. Выделяемая при сгорании антрацита энергия довольно велика. Можно использовать ее для подогрева как напрямую воздуха, так и промежуточного водного контура. Используемая современная техника позволяет максимально продлить срок сгорания одной порции топлива.

Принцип работы

Котлы на угле для частных домов сжигают закладываемое топливо снизу вверх. Обязательным моментом при работе конструкции является отслеживание скорости притока свежего воздуха. А это значит, что процесс горения управляется от начала до конца. Очень важной характеристикой техники последнего поколения является автоматизированная подача топлива. Она в значительной мере освобождает владельцев от грязной, трудоемкой и весьма сложной работы.

Подача новых порций топлива в топку обычно осуществляется за счет работы шнекового конвейера. Различия в системах отопления обусловлены преимущественно конструкцией шнека: по сравнению с устройствами, работающими на пеллетах, он должен быть массивнее и крепче. Выполнить отопительную функцию аппарат сможет только в том случае, когда он будет сжигать горючее строго заданных характеристик. Четко лимитируется влажность, поскольку при ее превышении эффективность обогрева резко сокращается. Более подробные указания на этот счет, в том числе и по режимам работы горелки, содержит режимная карта на конкретный аппарат.

Не всегда рядовой потребитель может сам понять, что именно там написано. Но стоит сохранять подобную документацию, чтобы сервисные специалисты могли разобраться в тех или иных нюансах. Стандартная режимная карта формируется строго по образцу, утвержденному еще в 1984 году.

В ней указывают:

  • рекомендуемую пропорцию угарного газа по отношению к кислороду и углероду;
  • КПД тепловой системы;
  • показатель тепловых потерь в целом;
  • утрату тепла при работе нагревателя;
  • величину генерации пара;
  • давление газа и воздуха в горелке;
  • температуру создающегося пара.

Особая форма карты применяется при использовании инжекторной горелки. Тогда указание по давлению воздуха заменяется описанием размещения узлов, таких как регулирующая заслонка и шторы поддувального листа. Дополнительно может расписываться, где расположены профильные заслонки и пропорционализатор байпасного окна. Почти всегда к котлам на угле прилагается режимная карта экономайзера. Важно: режимные карты обновляются в случае любого перепрофилирования системы, ее переоборудования.

Плюсы и минусы

Судя по отзывам пользователей, работающие на угле агрегаты проявляют себя нисколько не хуже газовых или жидкостных аналогов. Они очень хороши там, где требуется обеспечить подогрев при отсутствии подключения к центральной газовой магистрали. Температура горения и выхлопных газов определяется выбором конструкторами классической либо пиролизной схемы. В сравнении с другими видами топлива, уголь отличается очень высокой тепловой эффективностью.

Однако важно помнить о слабых местах конструкции:

  • придется использовать вентилятор, который неработоспособен при отключении электричества;
  • стоимость качественного угольного котла весьма велика, дровяные модели продаются заметно дешевле;
  • по сравнению со сжиганием древесины, увеличивается выход угарного газа, что означает необходимость оборудовать котельную подальше от жилого пространства;
  • выделяется больше копоти, сажи и пыли, которые неизбежно пачкают все вокруг.

С другой стороны, если выбирать между разными видами твердого топлива, уголь окажется самым мощным горючим. Особенно убедительна разница в больших домах, где требуется подавать в радиаторы много тепла. Несколько ослабить присущие угольному топливу недостатки и дополнительно повысить эффективность работы можно, выбирая пиролизные конструкции. В свою очередь, они обойдутся намного дороже простых твердотопливных аппаратов. И что немаловажно, уголь для одинакового обогрева стоит заметно дешевле, чем электричество.

Благодаря стараниям инженеров, угольные котлы перестали быть чем-то однородным и однообразным, как было еще несколько десятилетий назад. Широкое распространение автоматических систем длительного горения обусловлено растущей заботой об эффективности отопления. Стоимость любого топлива и получаемой энергии неуклонно растет. Польза от длительного сжигания единичной порции топлива состоит и в том, что это высвобождает в значительной мере людей от рутинного контроля. Отпадает потребность непрерывно следить за работой оборудования и подбрасывать все время новое горючее.

Характерная проблема старых печек, которые даже при жарком обогреве вечером к утру оказывались ледяными, решена успешно. Сокращение количества несгоревших остатков вещества позволяет уменьшить объем получаемой золы. А ее утилизация – серьезная проблема для любого частного дома; ведь отгоревший уголь, в отличие от древесины, нельзя использовать для удобрения огородов.

Появляется возможность выполнения регламентных работ в перерывах между закладками топлива, снижается выброс сажи. Устраняется характерная особенность твердотопливного оборудования ручного типа, которое легко перегревается.

Не стоит полагать, что котел длительного горения является идеальным устройством для всех вообще. Использование сложной и тщательно настроенной автоматики увеличивает стоимость механизма до 100%. Появляется зависимость от электросети, которая даже устройствами резервного питания не ликвидируется до конца. В значительной степени эти недостатки перекрываются впечатляющим КПД. Но все же там, где электроснабжение нестабильно, стоит подумать о выборе более традиционных устройств.

Переходным уровнем между этими видами техники оказываются полуавтоматические аппараты. Длительность автономного действия в лучших моделях такого рода достигает 20-24 часов. По сравнению с обслуживаемыми вручную котлами, увеличены размеры топки и теплообменника.

Обычно конструкция предусматривает:

  • нижнюю дверцу для золы;
  • средний проход для топки;
  • очистку теплообменника через люк сверху.

Некоторые модели оснащаются всего только двумя дверями, в таком случае верхняя совмещает функции очистки теплообменного узла и входа для топлива. Розжиг должен быть произведен вручную, как только пламя загорится, в работу вступает автоматика. Обязательно есть микропроцессор, который следит за работой надувающего воздух вентилятора. Действие этого вентилятора задает темп подкачки воздуха в область, где горит уголь. Соответственно, изменяется скорость сгорания топливной массы.

В зависимости от сложности регулирующих систем, их действие может подразумевать ступенчатую или плавную корректировку. В простейшем режиме контроллер реагирует на спуск температуры ниже планового значения.

Практичнее считаются комплексы с PID-автоматикой, которые дополнительно принимают во внимание температуры:

  • контура горячего водопровода;
  • выхлопных газов;
  • комнатного воздуха.

В полуавтоматическом котле можно сжигать уголь, не прошедший калибровку. Как буроугольное, так и каменноугольное горючее не должно иметь частицы размером менее 1 см. Для дров критична глубина топочной камеры, она ограничивает допустимую длину поленьев. Если планируется использовать щепки, каждая из них должна быть не меньше 1 см в длину. Рекомендуется также увлажнение щепы.

Шахтный принцип топки считается практичнее других вариантов. Вертикально загружаемое горючее не только пылает эффективнее, чем обычно. Оно выделяет тепло более долгое время и выбрасывает меньше токсичных газов в атмосферу. По сравнению с простыми «ящиками», эффективность работы оборудования действительно вырастает. Производители непрерывно проводят эксперименты, чтобы найти лучшие варианты исполнения теплообменников, футеровки, формы шахтного канала и так далее.

Немалая часть водогрейного оборудования работает одинаково хорошо на каменном угле и на древесном топливе. Существуют даже модели, работающие на древесном угле. Такие устройства собираются и в России, и за рубежом. Преимуществом их является повышенная экономичность и способность проработать на единственной порции топлива более 10 часов. Модификации различаются и по виду теплообменника.

Стальные узлы, обменивающие тепло, выделяются только дешевизной. Прочие параметры (срок использования, вырабатываемая мощность) невелики. Проблемой стальных изделий является и слабая адаптация к появлению конденсата, что требует выдерживать прогрев обратного водного контура от 65 градусов. Зато сталь легче очищать, а в такие котлы еще довольно просто закладывать новое топливо. Если для изготовления теплообменника используется чугун, тепловая эффективность, как и общая вырабатываемая мощность, оказывается весьма приятным бонусом.

При этом к чугунным котлам надо привыкать, подача топлива в них происходит спереди. Стоит заметить, что сам уголь не всегда представляет собой привычные куски. Некоторые модели хорошо работают на так называемом водоугольном топливе, которое делается при измельчении массы и перемешивании ее с водой. Иногда встречается и пылеугольное горючее, то есть просто раздробленная до очень мелкого состояния масса. Такое топливо используется главным образом в режиме факельного сжигания.

Монтаж

Просто выбрать подходящий котел – половина дела. Прежде чем его топить и получать тепло и горячую воду, систему нужно правильно установить. Нередко даже самые лучшие модели при неграмотном монтаже выходят из строя. Прежде чем выполнить чертежи и схемы, нужно тщательно все рассчитать, определить реальную потребность в тепловой энергии и горячей воде. Далее подбирают котел необходимой мощности или готовят самодельный аппарат.

Важно: если планируется накапливать избыток тепла в аккумуляторе, реальная мощность должна быть вдвое выше расчетной.

Твердотопливные котлы монтируются в строгом соответствии с нормами пожарной безопасности и основными санитарными требованиями. Крайне желательно выделить обособленное помещение. При монтаже как фабричного, так и созданного своими руками изделия полагается выбирать тщательно оборудованное место. Не допускается установка на неровном или рыхлом основании.

Читайте также:  Технологии переработки строительного мусора

Установка зольного ящика и закрепление дверок производится либо в самой котельной, либо, при невозможности сделать это – на улице. Патрубок, через который будет идти сброс отгоревших газов, ставится точно по оси дымохода. После фиксации котла прикрепляют дымоход, ставят электронику и вентилятор, группу безопасности. Только следующим шагом может стать обвязка котла и включение его как полноправной части отопительной системы. Так как почти все угольные аппараты тяжеловесные, монтировать их без помощника глупо и непрактично.

Помещение котельной:

  • имеет площадь от 7 кв. м;
  • оснащено грамотной вентиляцией на приток;
  • оборудовано негорючим или прикрытым несгораемым материалом полом;
  • имеет электрическую проводку, выполненную по строжайшим пожарным нормам.

Рекомендации по эксплуатации

Но даже установка выбранного котла не исчерпывает всех забот владельца. Ведь неграмотное обращение с ним может привести к повреждению практически любых конструкций, даже отличающихся высокой надежностью.

Лучшее топливо – основательно высушенный уголь средней фракции.

Для растопки используют газетные листы или иную сухую бумагу. Когда она зажжена, топку запирают и сразу открывают поддувало.

Установка котла показана в следующем видео.


Котлы длительного горения на угле

Несмотря на все преимущества научно-технического прогресса — угольный котел по-прежнему востребован для индивидуальных систем отопления, а в отдельных случаях является единственным возможным источником нагрева.

Поэтому монтаж таких агрегатов целесообразен, прежде всего, для пригородных коттеджей, а также для домов, расположенных в небольших населенных пунктах. Понимая, как функционирует твердотопливный отопительный агрегат, выполнив профессиональный подбор оборудования, можно реализовать в доме надежную схему теплоснабжения.

Что собой представляют угольные котлоагрегаты

Уголь — твердое топливо, состоит из горючих веществ, главной частью которых является углерод. Уголь распространён во всех российских регионах, намного больше, чем магистральный газ, мазут и печное топливо.

Непрерывно растущие цены на энергоносители поднимают роль котлов длительного горения на угле, в качестве альтернативе газовым агрегатам. Имеет уголь превосходство и перед дровами, поскольку при сжигании 1 кг угля выделяют в 2 раза больше тепловой энергии.

Котел длительного горения на угле — это вариация твердотопливного агрегата, механизм которого в наибольшей степени оптимизирован для применения каменного угля в качестве энергоносителя.

Использование современных технологий позволяют работать таким инерционным агрегатам в автоматическом режиме. Блок управления автономно осуществляет контроль процессов горения, тем самым обеспечивая его максимальную эффективность.

Применение и эффективность

Угольные котлы для отопления частного дома нашли применения в регионах России, где отсутствует магистральные подвод газа, а также имеется дефицит по другим энергоресурсам: дрова, электроэнергия.

Популярность угля выше вблизи крупных транспортных узлов, поскольку для перевозки большого количества угля используется в основном железнодорожный транспорт.

Для того чтобы повысить эффективность работы угольного котла, необходимо выполнить ряд мероприятий. Начинают с выбора марки угля. Он добывается в шахтах и может содержать 15-20% пустой породы, не способной гореть, и образующей много золы.

У необработанного угля зольность достигает 30%. Поэтому для энергетических целей уголь проходит специальную обработку на обогатительных комплексах, что повышает КПД агрегатов, у традиционных угольных устройств до 70-75%, а у автоматических — практически до 90%.

Кроме того, с тем, чтобы увеличить экономичную работу системы теплоснабжения дома, оборудованной угольным агрегатом, необходимо учитывать такие моменты:

  1. Не применять сырой уголь, поскольку существенная часть энергии из теплотехнического цикла пойдет на его просушку.
  2. Следить за состоянием дымоотводной системы и поверхностями нагрева котла, они должны быть чистыми.
  3. Обеспечить достаточное количество воздуха. В помещении, где установлен агрегат, должна существовать эффективная трехкратная приточно-вытяжная вентиляция.
  4. Задействовать терморегуляторы в схеме работы автоматического угольного котла.
  5. Выполнить эффективную теплоизоляцию дома.
  6. Усовершенствовать внутридомовою тепловую схему, установить циркуляционный насос и бойлер косвенного нагрева горячей воды.

Устройство и принцип работы

Традиционные твердотопливные угольные котлы изготавливаются с различной конфигурацией, но у них остается неизменным одно — организация процесса горения. Угольные котлы для отопления частного дома выпускаются с теплообменным аппаратом, выполненным из стали или чугуна, с верхней либо фронтальной загрузкой топлива.

Существуют котлы с естественной тягой и работающие с наддувов воздуха осевым вентилятором. Последний вариант обеспечивает регулировку мощности. По принципу движения теплоносителя через теплообменник они различаются, как котлы, работающие с естественной и принудительной циркуляцией.

Перед тем как заложить в котел уголь, его растапливают дровами. Когда раскаленная зола от прогоревших дров заполнит колосниковую решетку — засыпают уголь, который сгорает в топочной камере, образует дымовые газы.

Они омывают топочные поверхности нагрева в форме теплообменника и тем самым нагревают теплоноситель, поступающий в радиаторы отопления. После этого теплоноситель остывает и возвращается в котел, таким образом, цикл нагрева будет завершен и начнется следующий.

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.

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 котлоагрегаты

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.

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.

Критерии выбора

При выборе определенного модели угольного котла для жилого дома следует учесть несколько факторов: тепловую мощность и размер отапливаемой площади, тип горения, тип теплообменного аппарата — чугунный или стальной, энергонезависимость, безопасность, КПД, вес агрегата и его цену.

Прямого длительного горения или пиролизный

Для того чтобы сравнить котлоагрегаты по типу горения: длительного горения или пиролизный, сравнивают основные параметры работы угольных котлов:

  • КПД: Длительного горения — от 75 до 85%, пиролизный — от 85 до 92%.
  • Возможность автономной работы: длительного горения — есть, пиролизный — есть.
  • Энергонезависимость: длительного горения — есть, пиролизный — есть.
  • Допустимая влажность топлива: длительного горения — от 30%, пиролизный — до 15%.
  • Допустимая фракция: длительного горения — до 50 мм, пиролизный — от 25 мм.

Таким образом, сегодня, возможно, сделать основной вывод — наиболее эффективнее сжечь топливо, чем в автоматическом пиролизном твердотопливном котле на угле и дровах, просто не возможно.

Материал теплообменника

Вид материала, из которого изготовлен корпус угольного котлоагрегата – главный фактор, предопределяющий долговечность и ремонтопригодность нагревательной системы:

  • Сталь – сравнительно легкий металл, который способен выдержать перепады по давлению и температуре. К его недостаткам относят подверженность коррозийным процессам и прогоранию в зоне максимальных температур.
  • Чугун — самый долговечный материал, применяются во всех мощных агрегатах. Тем не менее, он плохо выдерживает удары и температурные перепады. Кроме того, в случае образования свищей в стенках, их заварить не получится, как в стальных изделиях.

Современные котлы, используя позитивные качества обоих металлов, выпускаются в стальном корпусе и с чугунной топочной камерой.

Одноконтурный или двухконтурный

Одноконтурный или двухконтурный выпускаются, или только для отопления, как в первом варианте, или, соответственно, для отопления и ГВС — во втором.

При этом двухконтурные котлы работают по принципу, переключения горячих дымовых газов на контур ГВС, при открытии вентиля на смесителе. Угольные агрегаты обладают довольно ярко выраженной низкой инерционностью, поэтому обеспечить регулирование греющей среды между контурами практически возможно только в пиролизных устройствах.

Поэтому для многих вариантов угольных котлов, остается предпочтительная схема горячего водоснабжения, организованная через дополнительно установленный бойлер косвенного нагрева. В этом случае существенно повышается эффективность работы системы теплоснабжения, за счет снижения температуры уходящего газа.

Минимально необходимая мощность и отапливаемая площадь

Для того чтобы определить приблизительную тепловую мощность, используют практическую формулу зависимости ее от отапливаемой площади помещения:

Мк = Пд х 0.1
где:

  • Мк — расчетная мощность котла, кВт;
  • Пд — площадь дома, м2.
  • 0.1 – удельный показатель мощности на 1 м2 площади (Вт/м2).

Такой расчёт не учитывает еще много важных параметров дома, например, таких, как уровень теплоизоляции, площадь остекления, конструкция кровли и климатический район проживания.

Данные расчеты являются сложными и могут быть выполнены только специальными проектными организациями или с применением программных комплексов.

Поэтому в быту выполняют приблизительный расчет, который ведется по принципу “от малого к большому” – устанавливают мощность для каждой комнаты отдельно, а затем результат суммируют. Такой подход позволяет также определить количество приборов учета, необходимое для каждого помещения.

Еще одно отличие для угольных котлов в данной методике расчета, которое нужно будет учитывать при подборе оборудования. Мощность по формуле учитывает теплотворность стандартного угля, которая в реальности намного хуже, поэтому делают поправку в размере 20 % для точного определения расхода угля в твердотопливном котле.

Коэффициент полезного действия

КПД — представляет соотношение объема израсходованного топлива к объему тепловой энергии, выработанного угольным котлом. Это самый важный показатель эффективности работы оборудования и использовании топлива.

Он зависит от тепловой схемы и применения инновационных технологий в конструкции котла. В странах ЕС в связи с жесткими требованиями по защите окружающей среды, не допускается установка новых устройств с КПД ниже 90%. Высокотехнологичные конденсатные бытовые котлы сегодня работают с КПД 100-105 %.

Лучшие известные производители и модели с ценами

Российский рынок климатического оборудования насыщен угольными котлами, как отечественного, так и западного производства. Причем, российские модификации имеют лучшее соотношение “цена-качество”.

Тем не менее, в настоящее время самыми функциональными с автоматическим режимом работы являются угольные агрегаты европейских компаний.

Например, популярными моделями угольных котлов, на 200 м2 площади, по мнению покупателей, в 2019 году стали следующие модели:

  1. ZOTA “Master” 20, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 31.889 руб.
  2. Protherm “Бобёр” 20 DLO, стоимость по состоянию на 01.01.2020г. – 38.440 руб.
  3. Bosch “Sol >Порядок монтажа

Котел относится к объектам повышенной опасности, он должен устанавливаться по проекту специализированной организаций имеющий лицензии на соответствующие виды работ.

Алгоритм проведения работ при монтаже угольного котла:

  1. Выполняются подготовительные мероприятия: Выбор помещения под топочную и бетонирование основание под размещение агрегата и вспомогательного оборудования.
  2. Выполняют обвязку котла с внутридомовой схемой отопления.
  3. Выполняют обвязку котла с системой дымовентиляции.
  4. Устанавливают вспомогательное оборудование: дутьевой вентилятор, центробежный насос, воздушники, предохранительный клапан, датчики температуры, фильтр очистки воды и расширительная емкость.
  5. Выполняют пробный пуск и опрессовку системы давлением воды 1.5 рабочего, для проверки плотности соединения трубных и конструктивных элементов.

Советы по эксплуатации

Розжиг угольных котлов выполняется с небольшим количеством древесной щепы и бумаги, после чего дверь топки закрывается. Открывают поддувало настолько, чтобы тяга обеспечивала процесс горения. Если агрегат имеет регулятор подачи воздуха, его устанавливают на температуру 70 С.

После 20 минутного горения дров прогревается топка котла и газоходы настолько, что можно забрасывать уголь. Шиберная задвижка открывается полностью. В процессе подкладки закрывают поддувало. Только после этого открывают топочную дверцу и закладывают слой угля до 6 см, а после того как он прогорел, следующий угольный слой нужен будет 20 см.

Подводя итог вышесказанному, можно сделать следующий вывод, что твердотопливные котлоагрегаты, работающие на угольном топливе, по-прежнему востребованы, как в сфере индивидуального отопления жилых зданий, так и на производстве, где в достаточном объеме еще функционируют промышленные угольные котлы.

Современные достижения в области котлостроения позволяют использовать чугунные поверхности нагрева в самых передовых инновационных котлах.

Классика среди отопительных устройств! Схема твердотопливного котла, его размеры

Твердотопливный (ТТ) котёл – энергонезависимый компонент автономной системы отопления. Он продолжает нагревать теплоноситель даже при перебоях с подачей электричества или газа.

Прибор «заправляют» не только древесиной, но и другим сырьём: торфом, щепой, опилками, углем, пеллетами (гранулами).

Такие отопительные системы часто устанавливают в домах небольших населённых пунктов, где отсутствуют центральные коммуникации.

Принцип работы твердотопливных котлов

Котлы имеют модульную конструкцию, состоящую из нескольких устройств в одном корпусе:

  • теплообменника;
  • топки с дверцей;
  • колосниковой решётки;
  • зольника с люком для прочистки;
  • терморегулятора.

Отопительный котёл работает по следующему принципу:

  1. В камеру загружают топливо, поджигают. Дрова или альтернативные материалы сгорают, образуя СО.
  2. Температура воздуха увеличивается и газы поднимаются выше в дымоход.
  3. Горячие воздушные потоки, вытесняя холодные, перемещаются по отопительной сети.
  4. По мере их продвижения жидкость в теплообменнике нагревается.

За подведение воды отвечает впускной патрубок, а за поступление горячего носителя в радиаторы — коллектор обратки. Обе точки подключения контура рекомендуют оборудовать температурными датчиками.

Популярные схемы твердотопливных котлов и их особенности

Проекты ТТ котлов в основном различают по:

  • направлению сжигания топлива;
  • материалу;
  • дополнительным функциям.

Чаще используют чертежи котлов с верхним или нижним горением. Котлы строят из кирпича и/или металла. При необходимости, систему оборудуют варочной панелью.

С верхним горением

Стандартные модели котлов имеют вертикальную цилиндрическую конструкцию с теплообменником, устроенным по типу «водяной рубашки».

Фото 1. Три твердотопливных котла верхнего горения. Устройства имеют цилиндрическую форму.

Кислород в котёл подаётся сверху вниз через телескопическую трубу. В таком же направлении в котле происходит и сгорание топлива.

По мере прожигания дров, подвижный распределитель постепенно опускается под воздействием собственного веса. Под давлением начинается тление следующей части древесной массы в закладке. Топливо сжигается поэтапно и выделяет большой объем газа.

Нижнего горения

В конструкции котла чаще используют две камеры:

  • Топочная с вертикальной или горизонтальной закладкой. В ней происходит сжигание дров.
  • Секция дожига. Здесь углекислый газ, выделяемый древесиной, сгорает полностью, нагревая воздух и теплоноситель.

Поэтапное сжигание топлива в традиционных схемах твердотопливных котлов обеспечивает обратная тяга. Пламя охватывает только нижний слой. По мере его прогорания, верхний объем закладки опускается на место углей, а последние ссыпаются в зольник. В котлах из чугуна устанавливают «рубашку» вокруг камеры закладки, в стальных используют «змеевик».

Справка. Чтобы исключить потерю энергии в твердотопливных котлах, секцию дожига отделывают шамотным кирпичом. Устанавливать вентилятор для принудительной тяги при сборке необязательно.

С варочной поверхностью

Технически приборы напоминают обычную дровяную печь. Котлы выполняют сразу несколько функций:

  • отапливают помещение посредством конвекции или теплоносителя;
  • греют воду проточным способом при наличии соответствующего контура и подключения к сети ГВС;
  • выполняют функцию плиты.

Фото 2. Твердотопливный котёл с варочной поверхностью. Конфорки устройства изготовлены из чугуна.

Учитывая склонность стали к деформации, под варочную поверхность в котле используют чугун. Для изготовления теплообменника котла подходит любой металл достаточной прочности. Конструкцию регистра выполняют по схеме змеевика или «водяной рубашки». Панель под плиту оборудуют непосредственно над камерой сгорания топлива.

Из кирпича, его размеры

Устройства этого типа котла представляют собой обычную печь с теплообменником внутри. Есть два варианта установки регистра в котле:

  • В системе дожига. Из-за меньшей температуры нагрева воды, такой метод чаще применяют в хозяйственных и подсобных помещениях малой площади.
  • В зоне горения закладки. В этом случае необходимо увеличить габариты камеры. Основа для регистра — жаростойкая сталь толщиной от 3 миллиметров и более.

Котлы работают по принципу пиролиза. Продукты горения выводятся за счёт естественной тяги через дымоход.

Типовая конструкция котла включает:

  • бункер — камеру для закладки топлива;
  • колосники для подачи воздуха в топку;
  • теплообменник в виде трубчатого змеевика или накопительной ёмкости;
  • дымоход для выведения газов;
  • механический регулятор тяги.

В бытовых котлах на 25 кВт используют детали следующих размеров:

  • контроллер контура — 1039 мм;
  • загрузочный люк — 1190 мм;
  • дверца зольника — 430 мм;
  • дымосос — 618 мм;
  • муфта — 1289 мм;
  • аварийный патрубок — 1101 мм;
  • подающая магистраль контура — 1126;
  • подведение холодной воды — 765;
  • выход в сеть — 880 мм;
  • обратка — 41 мм;
  • расширительный бак — 990 мм.

Размер элементов котла напрямую зависит от мощности оборудования.

Справка. Кирпич — слабый проводник тепла. Он сохраняет энергию с минимальными потерями, хорошо нагревает воздух и воду в регистре.

Как выбрать проект и построить устройство своими руками

При разработке чертежа котла учитывают следующие характеристики:

  • Площадь отапливаемого объекта. От неё зависит необходимый диапазон мощности и (иногда) тип топлива.
  • Высота потолков. Показатель принимают во внимание при разработке вентиляции и дымовой трубы.
  • Уровень теплопотерь здания. Определяют с учётом толщины стен и перекрытий, типа материала в основе сооружения. На теплопотери также влияет количество и размер проёмов — окон и дверей.

Проще и безопаснее заказать профессиональную схему котла. При отсутствии такой возможности используют стандартную формулу: 1 кВт номинальной мощности на каждые 10 квадратных метров площади, при высоте потолков равной 3 м. К результату прибавляют запас 1—2 кВт.

В проекте пиролизного котла обязательно присутствует труба для подачи воздуха и груз, который оказывает давление на топливо при горении. Ёмкость топочной камеры котла рассчитывают с учётом типа оборудования и удельной теплоты сжигания, чтобы обеспечить оптимальную частоту загрузки.

Материалы и инструменты

Проще и быстрее сделать пиролизный котёл из использованного газового баллона. Помимо него, понадобятся:

  • металлические листы на основе углеродистой 5-миллиметровой стали;
  • обрезок уголковой трубы D110—120;
  • труба под воздуховод D80—90;
  • труба под стояк дымохода D120—140;
  • переходник для труб соответствующего диаметра;
  • асбестовый шнур или стеклоткань;
  • металлические уголки под ножки котла;
  • обрезки стального прутка и лента 1х50 мм;
  • сухая бетонная смесь для строительства фундамента.

Из инструментов используют электросварочный аппарат, болгарку и углошлифовальную машину. Заранее подготавливают 10—12 шлифовальных кругов для зачистки стыков и швов котла.

Крупные отверстия выполняют газовым или плазменным резаком. Также понадобится стандартный набор слесарных инструментов. Чтобы заготовки были точными и ровными, предварительно размечают материал маркером.

Конструкция из газового баллона: пошаговая инструкция, чертежи

Перед использованием из ёмкости стравливают остатки пропана и промывают. Для этого:

  1. Выкручивают фиксирующие болты на горловине, сливают газолин.
  2. Баллон заполняют водой и выдерживают 2—3 дня.

Фото 3. Чертёж твердотопливного котла из газового баллона. Устройство демонстрируется с разных сторон.

Чтобы подготовить топочную камеру для котла, изделие распиливают болгаркой по поперечной линии «плеч» ёмкости. Длина полученного цилиндра составляет около 130 см — в этой секции происходит розжиг топлива.

Важно! Отпиленную горловину не выкидывают. Она пригодится в качестве крышки для готового котла.

Для топки котла изготавливают колено-вытяжку:

  1. В боковой стенке баллона вырезают отверстие под уголковую трубу D110—120 и выводят её перпендикулярно цилиндру.
  2. На верхний край устанавливают переходник, уплотняют асбестовым шнуром или стеклотканью.
  3. Через переходник к трубе подключают стояк дымохода из трубы большего диаметра — 120—140 мм.

Фото 4. Чертёж котла на твёрдом топливе, изготавливаемого из газового баллона. Указаны размеры устройства.

За счёт разницы в ширине эффективность оборудования возрастает.

Из горловины делают крышку для котла:

  1. Для удобного использования к заготовке приваривают ручки из металлического прутка.
  2. По центру устанавливают короткий патрубок, направляющий «поршень».
  3. В патрубке резаком выполняют отверстие под систему воздуховода из разграничительной пластины с телескопической трубой.

По краю цилиндрического корпуса котла в месте соединения с крышкой приваривают металлическую ленту, чтобы ограничить сдвиг горловины. Под разграничитель используют один из двух «блинов», полученных при вырезке отверстий под цилиндр. Эта деталь отделяет горящий газ от топлива:

  1. Заготовку обтачивают, чтобы уменьшить диаметр на 1/20 часть и оставить зазор между её краями и стенками баллона.
  2. К пластине приваривают лопасти из металлической ленты в количестве 6 единиц. Они обеспечивают равномерное прогорание дров в топке и дожиг древесных газов.
  3. Посередине выполняют отверстие и приваривают трубу.

Готовый разграничитель с трубой воздуховода устанавливают в крышку через вырез. Система обеспечивает необходимую подачу кислорода в топку котла сверху вниз.

Справка. По желанию, в центре распределителя устанавливают вторую менее широкую пластину с отверстием D30—40 мм. Благодаря ей, между топливной массой и лопастями сохраняется промежуток для беспрепятственного вывода газов.

Большую эффективность можно получить, если дополнить котёл «водяной рубашкой». При наличии контура, твердотопливный котёл одновременно прогревает сразу несколько комнат. Теплообменник в котёл устанавливают двумя способами:

Воплотить схему по первому методу проще. Чтобы подготовить теплообменник (внешний корпус), из листов стали вырезают 6 металлических пластин:

  • квадратные 600х600 мм — х2;
  • прямоугольные 120х60 мм — х4.

Элементы конструкции котла собирают по следующей схеме:

  1. В центре пластин 600х600 мм выполняют круглые отверстия точно под наружный диаметр цилиндра.
  2. Все заготовки сваривают. Из квадратных делают дно и крышку котла, из прямоугольных — стенки.
  3. Полученную «рубашку» надевают на цилиндр, а все открытые торцевые части закрывают обрезками металла.
  4. В верхней части выполняют отверстие под входной, а в нижней — под выходной патрубки. Через них устройство подключается к отопительной системе.

КПД пиролизных котлов 85%. Такая эффективность использования котла достигается только за счет оптимального качества дров — в этом случае дрова должны быть максимально сухими. Котёл монтируют на высоту не менее 50 см относительно уровня пола на ровном основании из бетона. Между «рубашкой» и стеной оставляют зазор. В конструкции используют жестяную дымоходную трубу с выводом в потолок и крышу котельной. Оптимальная длина — 2 метра.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения на угле

Отопительная система в частном доме требует постоянного обслуживания и контроля, а также установки качественного оборудования, которое обеспечит эффективный обогрев помещения и будет служить долго. Наиболее популярным считается котел длительного горения на угле. Он прост в использовании, легко монтируется и при правильной эксплуатации на протяжении многих лет будет обеспечивать тепло и уют в доме.

Устройство котла

Почти все твердотопливные котлы устроены одинаково. Модели, работающие на угле, обычно могут функционировать на дровах и других разновидностях топлива. Существует два вида материалов, используемых для изготовления котлов — чугун и нержавеющая сталь.

Чугунные модели отличаются устойчивостью к нагреванию, длительным сроком эксплуатации и способностью удерживать оптимальную температуру во время горения топлива.

Они также могут состоять из нескольких отделов, которые при необходимости отделяются друг от друга. Это облегчает обслуживание. Недостатком такого оборудования считается большой вес, а также чувствительность к резким перепадам температуры.

Котлы из нержавеющей стали представляют собой монолитную конструкцию, поэтому разобрать их при необходимости не получится. Они нечувствительны к резким перепадам температуры и служат довольно долго при условии правильной эксплуатации. Вес таких приспособлений гораздо меньше, чем чугунных, что облегчает монтаж. Недостатком оборудования считается то, что в процессе использования на его внутренних стенках (в месте наибольшего накаливания топлива) образуются стрессовые зоны.

Со временем в этих местах металл прогорает, и требуется замена котла. Любая модель имеет топку, дымоход, зольник и отверстие для подачи воздуха, расположение которого зависит от типа конструкции. Существуют котлы, где воздух поступает через дверцу зольника, используемую в качестве поддувала.

В современных котлах подача воздуха осуществляется через отверстие, расположенное сверху. Эти модели также оснащают термостатом, который контролирует температуру теплоносителя и при необходимости выключает приспособление с целью предупреждения перегрева.

Принцип работы

Принцип работы делает приспособление похожим на печь. Котел длительного горения на угле старой модели функционирует по такой же схеме. В топку загружается необходимое количество топлива, открывается дверца для поступления воздуха, и начинается постепенное нагревание воды.

Если же используется современная модель, горение начинается не сверху. Такой процесс более медленный и обеспечивает беспрерывное функционирование на протяжении длительного времени. Показатель этот зависит от качества топлива, а также от объема топки и загруженного угля.

Некоторые модели обеспечивают постоянное горение в течение 3—7 суток от одной порции топлива. Благодаря этому владельцу нет необходимости постоянно контролировать функционирование приспособления. Если же в него вмонтирован термостат, то процесс еще больше облегчается.

Наибольший КПД имеют пиролизные модели котлов, которые оснащены не только камерой для сжигания топлива, но и емкостью для дожига угарного газа, образующегося в процессе сгорания угля. Благодаря этой системе эффективность приспособления увеличивается в несколько раз, а количество вредных испарений, выделяемых в воздух, значительно сокращается.

В зависимости от объема топки пиролизные котлы от одной закладки топлива работают минимум 5 дней. Это облегчает контроль и сокращает количество угля, необходимого на отопительный период.

Основные преимущества

Несколько десятилетий назад печь была единственным вариантом отопления частного дома при условии невозможности подключения к централизованной линии подачи газа. Сегодня угольные котлы длительного горения вытеснили ее, поскольку обладают множеством преимуществ:

  • имеют меньшие габариты по сравнению с русской печью;
  • могут устанавливаться в любом удобном месте, поскольку предполагают монтирование радиаторов и труб по всему дому;
  • в отличие от печи, которая даже при наличии грубы не может одинаково прогреть весь дом, обеспечивают равномерное отапливание всех комнат;
  • при отсутствии угля можно использовать другой вид твердого топлива;
  • умеренный расход топлива за счет правильной подачи воздуха и медленного тления;
  • отсутствие необходимости прерывать работу приспособления с целью чистки от золы и других остатков угля;
  • минимальное вмешательство в работу котла;
  • простота обслуживания.

  • имеют меньшие габариты по сравнению с русской печью;
  • могут устанавливаться в любом удобном месте, поскольку предполагают монтирование радиаторов и труб по всему дому;
  • в отличие от печи, которая даже при наличии грубы не может одинаково прогреть весь дом, обеспечивают равномерное отапливание всех комнат;
  • при отсутствии угля можно использовать другой вид твердого топлива;
  • умеренный расход топлива за счет правильной подачи воздуха и медленного тления;
  • отсутствие необходимости прерывать работу приспособления с целью чистки от золы и других остатков угля;
  • минимальное вмешательство в работу котла;
  • простота обслуживания.

Помимо этого, при производстве котлов используются современные и качественные материалы, что продлевает период эксплуатации. Выпускаются также модели, не нуждающиеся в электричестве. Это позволяет им бесперебойно работать в любых условиях. Существенный плюс, влияющий на экологическую ситуацию планеты, заключается в том, что угольные запасы возобновляемы, поэтому человечество на протяжении многих лет будет обеспечено топливом.

Недостатки оборудования

Несмотря на достоинства, угольный котел длительного горения имеет и недостатки. Наиболее важным минусом считается необходимость постоянного контроля процесса горения топлива в случае, когда у модели нет вмонтированного термостата и другого оборудования, регулирующего работу всей системы.

Котлы с небольшим объемом топки требуют частой закладки новой порции угля, что также неудобно, особенно тем, кто бо́льшую часть дня находится на работе и не имеет возможности контролировать процесс.

Стоит также отметить, что более современные модели стоят дорого и установить их могут далеко не все.

Для некоторых людей недостатком приспособления может стать невозможность добавления дополнительной порции топлива во время горения предыдущей. Это касается пиролизных моделей, горение в которых происходит сверху вниз. Если установлена простая модель с нижней подачей воздуха, добавление угля возможно.

Автоматизированная система также имеет недостаток, поскольку при частых отключениях электроэнергии или слабом напряжении возможен ее выход из строя. Именно поэтому в сельской местности, где такие проблемы наблюдаются постоянно, рекомендуется устанавливать простые модели, не зависящие от источника электричества. Несмотря на все недостатки, котлы длительного горения очень популярны, альтернативы при отсутствии газа им нет.

Требования к топливу

Для того чтобы система исправно работала, необходимо применять качественное топливо. Уголь для котлов длительного горения можно использовать разный. Обычно в техническом паспорте приспособления указаны наиболее предпочтительные виды.

Чаще всего для отопления частных домов применяется бурый уголь, битуминозный, каменный, полуантрацит и антрацит. Последний считается самым качественным. Более чувствительны к составу и свойствам используемого угля модели котлов европейского производства. Отечественные же неприхотливы.

Для моделей от любого производителя антрацит будет идеальным вариантом. Он обладает несколькими достоинствами:

  • при горении выделяет на 80% больше тепла, чем природный газ;
  • перегорает практически полностью и не засоряет котел;
  • выделяет меньшее количество вредных испарений;
  • обладает высоким КПД.

Помимо этого, уголь реализуется во фракциях нескольких размеров. Некоторые производители продают его насыпью, другие расфасовывают в мешки. Второй вариант для частного дома считается более предпочтительным, поскольку в таком виде топливо не содержит пыли, которая ухудшает горение и приводит к быстрому засорению котла.

При отсутствии антрацита подойдут и другие разновидности угля, но необходимо приготовиться к частому очищению котла от кусков, которые не сгорели, и золы. Если же этого не делать, КПД системы значительно снизится.

Стоит отметить, что влажный антрацит горит лучше, чем высушенный, поэтому не стоит опасаться его намокания в процессе хранения.

Способы экономии угля

Расход угля на протяжении отопительного сезона большой, поэтому владельцы домов хотят уменьшить его. Существует несколько способов, помогающих немного сэкономить:

  1. Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
  2. Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
  3. Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
  4. В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.

  1. Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
  2. Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
  3. Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
  4. В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.

Некоторые вовсе убирают задвижку, ошибочно предполагая, что это поможет быстрее прогреть помещение. Вследствие этого уголь сгорает моментально, а тепла в доме нет. Если ни один из способов не помог сократить количество используемого топлива и в комнатах по-прежнему прохладно, рекомендуется еще раз проверить все окна и двери, а также исключить возможность попадания холодного воздуха через отверстия в полах. Довольно часто они незаметны под плинтусами и не позволяют добиться оптимального температурного режима.

Правила эксплуатации

Для бесперебойной работы отопительного приспособления необходимо соблюдать несколько правил, которые помогут продлить срок его службы. Поджигать непосредственно уголь не получится, поскольку для этого необходимо создать температуру не менее +400 °C. Именно поэтому необходимо использовать дрова для разжигания.

При горении дров все задвижки рекомендуется оставлять открытыми, чтобы обеспечить доступ воздуха. Через некоторое время дрова сгорают до тлеющих поленьев.

На них и необходимо насыпать уголь слоем, толщина которого составляет не более 15 см. После разгорания разрешается добавить его еще. Рекомендуется использовать куски примерно одинакового размера.

Чтобы вода в котле не закипала, следует контролировать горение и при необходимости закрывать все заслонки. Для эффективной работы котла нужно регулярно вычищать зольник, чтобы отходы не препятствовали поступлению воздуха. Если добавлять чрезмерное количество топлива, котел может потухнуть. В этом случае следует дождаться его полного остывания, вычистить и снова начать растопку.

Не рекомендуется ставить в непосредственной близости от работающего отопительного прибора деревянную мебель, чтобы исключить вероятность пожара.

Популярные модели

Популярные модели

Сегодня различные компании выпускают твердотопливные котлы по доступным ценам. Популярной моделью считается Protherm Бобер. Производится аппарат в Словении, изготовлен из чугуна и отличается высоким качеством, а также оригинальным дизайном. Способен отапливать помещение площадью до 350 квадратных метров.

Доступный вариант для каждого — Данко 20 ТН. Имеет привлекательный дизайн, экономичен. Загрузка топлива осуществляется 1 раз в 8 часов. Топка небольшого размера, что уменьшает количество используемого топлива. Позволяет обогреть дом площадью до 180 квадратных метров.

Dakon — котел чешского производства с массой преимуществ. Имеет доступную стоимость, экономичен, обладает высоким КПД и привлекательным дизайном, не зависит от источника энергии. Часто устанавливается в частных домах, хорошо работает на разных видах угля.

Твердотопливный котел — прекрасная альтернатива обычной русской печи в населенных пунктах, где отсутствует возможность подключения газа. При правильном выборе и эксплуатации позволяет создать в доме оптимальный микроклимат.

Устройство котлов длительного горения на угле: сфера применения, конструкция, топочное сырье

Русская печь постепенно уступает свое место более молодым печным аналогам – котлам длительного горения на твёрдом топливе. Хоть КПД ее по-прежнему высок и может сравниться с современными ТЭС, но сегодня к печному оборудованию предъявляются совсем другие требования. Слишком громоздкая, неравномерное распределение тепла внутри помещения: у печи жарко, на периферии нет, очень большой расход топлива — немного, что приходит сразу на ум.

Принцип работы

Современные отопительные котлы лишены этого списка недостатков — новые технологии позволяют уменьшить размеры оборудования и равномерно распределять тепло. Значительно увеличить время работы на 1 закладке твердого топлива. Моделей много – на любой вкус, но спросом пользуются варианты, работающие на угле.

Где применяются

Котлы на твердом топливе применяют в быту и на производстве. Часто используются в местах с дефицитом энергоносителей и в благополучных районах.

Их нередко устанавливают на деревообрабатывающих производствах, где нет недостатка в древесных отходах, которые сжигают в их топках. Конструкция угольных котлов примечательна тем, что топить их можно чем угодно.

В частном доме

Однако лучшие показатели они дают на том топливе, к которому были разработаны. Да, уголь – это не самое дешевое сырье, но по сравнению с ценами на электроэнергию, его можно назвать бюджетным. На отопление частного дома в 200 м² необходимо всего 5-7 тонн угля, где антрацита будет около 2-х тонн, а остальное низкокалорийное сырье.

Конструкция

На сегодняшний день есть много различного угольного оборудования, из которого выделяют: классические, длительного горения и пиролизные.

Схема работы

  • В традиционных вариантах реализуется простейшая схема сжигания топлива. Она проста, но слишком затратна — сгорание одной закладки занимает 3-5 часов. Конечно, существует ряд конструктивных решений, увеличивающих время автономной работы котла, но это не избавляет от неэффективной траты топлива.
  • Для длительной работы необходима принципиально другая схема, по которой изменяется подача воздуха в топливный отсек. В таких котлах, в отличие от классических моделей, воздух поступает не снизу вверх, а наоборот – сверху вниз. Так время горения увеличивается на порядок, а одной загрузки топлива хватает на 12 часов. В зависимости от конструкции время работы увеличивается до нескольких дней.Чтобы наглядно было видно принципиальное отличие двух решений (традиционного и длительного) нужно пожечь небольшую щепу и понаблюдать за процессом ее горения в двух разных положениях: огонь сверху и снизу. В первом варианте щепа горит дольше.

Чистый пиролиз

  • Пиролизный котел – один из видов предыдущего аналога, где схема несколько сложнее. Вместо одного топливного отсека здесь их два. В первом уголь разделяется на кокс и пиролизный газ. После этого во втором отсеке – камере дожига пиролизный газ смешивается с воздухом, подаваемым принудительно.

КПД такого конструктивного решения значительно выше, как и время работы. Оборудование очень эффективно, но обладает недостатками: требовательность к сырью, его влажности и зависит от электроэнергии.

Плюсы

Преимущества котлов длительного горения:

  • технологии и материалы обеспечивают надёжность и долговечность;
  • все котлы полностью автономны, не зависят от электричества и газа, что не мешает им производить максимальное количество тепловой энергии;
  • многие модели обеспечены сложной системой дымоотводов, что делает возможным на выходе иметь теплый воздух;
  • топливо сгорает почти полностью — 1-2 % твердых отходов;
  • используемое для работы сырье само возобновляемое, потому не наносится ущерб природе;
  • рентабельность – цена получаемой энергии ниже, чем у дизельных, бензиновых и газовых аналогов;
  • модели, где использованы электромеханические установки, практически полностью автономны, т.е. не нужно постоянное присутствие человека.

Этапы горения

Минусы

Как было уже указано выше, у данных приборов существуют и недостатки, над их устранением работают производители.

Использование электронной автоматики значительно увеличивает цену конечного продукта, иногда это достигает 100%.

Автоматический контроль работы оборудования не всегда соответствует запросам потребителя. В некоторых случаях, вмешательство оператора было бы более рационально, что сделать невозможно.

Повышенные требования к угольному сырью. Его марка и класс играет важную роль в отопительном процессе. Также важна и влажность, потому что при её повышенных показателях отопление будет сведено к нулю.

Время с одной закладки

Как экономить уголь

Какая бы экономная печь не была, а уменьшить расход топлива хочет каждый — цены на уголь кусаются: 5,5 тысяч рублей за тонну, с учетом, что в среднем на один частный дом небольшой площади нужно порядка 2,5-3 тонн. Попробуем разобраться, как это сделать.

  • Грамотная теплоизоляция жилья – одна из составляющих успеха. Здесь нет ничего нового: отсутствие щелей, сквозняков – главное условие экономии. К зиме нужно готовиться заранее, благо, что с качественными изоляционными материалами дефицита сейчас нет.
  • Водяное отопление – это хорошо, но оно должно быть правильно организовано. Мест соприкосновения со стенами быть не должно — в идеале, стены, находящиеся в непосредственной близости необходимо обработать отражателями тепла, чтобы они не забирали энергию.
  • Просеивание золы – занятие «грязное», с небольшими трудозатратами. Часто, после такого деяния из золы можно добыть до 1/3 пригодного угля. Качество его будет хуже, но для обогрева в не очень холодные дни подойдёт.
  • Регулировку уровня пламени подачей в топку кислорода никто не отменял. Поддерживать горение на уровне тления – способ, который поможет сэкономить топливо.
  • Добавление в уголь присадок для увеличения КПД печи. В начале 19 века в Санкт Петербурге вышла в свет книга с открытием Конгрева В., где утверждалось, что послойное добавление известняка в угольную массу вдвое сокращает расход топлива с сохранением температуры горения. В подтверждение этого способа говорят многие свидетельства — некий предприниматель Марат Муратов использовал его и был сильно удивлен эффективностью. Он смог сэкономить на угле и заработал от продажи негашеной извести, полученной при таком способе обогрева.

Обзор популярных моделей

Самостоятельное изготовление «долгосрочных» котлов предприятие не простое и финансово затратное. Поэтому для заинтересовавшихся домовладельцев будет не лишним узнать о популярных моделях угольных котлов промышленного производства. Их делят по материалу, из которого сделан теплообменник.

Котлы со стальным теплообменником

Самыми непринужденными и надежными в работе считаются изделия из нержавеющей стали. Они устойчивы к резким сменам температур, обладают хорошей теплоотдачей, но склонны к прожиганию. Поэтому, выбирая аппарат следует интересоваться толщиной стального материала.

Буржуй-К Стандарт-10

Модель, предназначена для небольших частных домов. Отопить им можно площадь до 100 кв.м. Для топки подходит: дерево, уголь и брикеты из них, антрацит и низкокалорийный уголь.

Стандарт-10

Это пиролизная печь. В конструкции два топливника: 1-й для просушки сырья и его разложение на газ, 2-й для сгорания пиролизного газа, и стальной теплообменник.

  • Размеры: 78х38х65 см.;
  • Масса: 180 кг.;
  • Макс. температура: 85 °С;
  • Давление: 4 бар.;
  • КПД: 0,85;
  • Мощность: 10 кВт;
  • Теплоноситель – вода;
  • Средняя отапливаемая площадь: 100 кв.м.

К преимуществам модели отнесятся: полное сгорание угля, высокий КПД, независимость от электроэнергии, 12-ти часовая работа на одной закладке.

Цена оборудования составляет примерно 40 000 рублей.

Буржуй-К Модерн-12

Следующая разновидность Буржуй-К – это Модерн 12. Агрегат имеет более высокий КПД, который достигают 92%. Время горения несколько меньше, но тоже внушительно – до 10 часов.

  • Размеры: 10,7х40х78 см.;
  • Масса: 220 кг.;
  • Давление: 4,0 бар.;
  • Макс.давление теплоносителя: 95 °С;
  • Мощность: 12 кВт.;
  • Площадь: 100-120 кв.м.;
  • Теплоноситель: вода.

Модель отличается эффективным потреблением топливного сырья, при незначительном образовании золы и сажи. Две камеры сгорания облицованы шамотным кирпичом. Котел может работать на разных видах твердого топлива: древесине, угле, торфе, различных брикетах.

Средняя цена составляет 65 000 рублей.

Bosch Solid 2000 B K 16-1

Представлен известным производителем – настоящее немецкое качество. Отапливает помещения около 400 кв. м. Всеяден: кокс, угольные и древесные брикеты, уголь, древесина, но предпочитает бурый уголь.

Bosch Solid 2000 B K 16-1

  • Независим от электроэнергии;
  • Мощность 160 кВт.;
  • Отапливаемая площадь: до 450 кв.м.;
  • КПД: 0.78;
  • Масса: 166 кг.

Оригинальная конструкция позволяет в ручном режиме, путем встряхивания колосника, активировать горение. Загрузка топлива вертикальная, верхняя.

Цена около 60 000 руб.

Лучшие котлы с чугунным теплообменником

Чугунные модели отличаются от стальных аналогов повышенной теплопроводностью и теплоотдачей, поэтому они лучше справляются с более низкокачественным углем. Из минусов – меньшая устойчивость к резким перепадам температур. К прогоранию чугунный материал устойчив.

Buderus Logano G221-20

Немецкий представитель на российском рынке. Его достаточно для отопления среднего загородного дома с полезной площадью до 200 кв. м.

Модель G221-20

Размеры: 110х60х82 см.;

Мощность равна 20 кВт.;

Топливо: дерево, уголь, кокс, также производные брикеты.

Главное достоинство этого котла – не привередливость к теплоносителю. Последний может быть агрессивен: содержать соли и кислоты. Возможна эксплуатация на низких температурах. Независим от электроэнергии. Конструкция позволяет чистить и ремонтировать оборудование.

Стоимость составляет около 100 тысяч рублей. Снят с производства.

СТАРТ-100-Long

Рекордсмен из выше представленных котлов по времени работы на одной загрузке – 18 часов (при 30% мощности).

СТАРТ-100-Long

Размер: 16,8х69х90 см.;

Диапазон температур: 30-80 °;

Мощность составляет100 кВт.;

Потребление электроэнергии: около 100 Вт.

Из достоинств – удобная закладка топлива и большое его количество (до 75 кг.), возможность дозагрузки во время работы, электронное управление, увеличенный срок службы (более 15 лет), также о функциях: антистоп и антиконденсат.

Средняя цена 150 000 рублей.

Небольшое заключение

Котлы, представленные на рынке, имеют высокую цену. Однако это того стоит — качественное тепло, надежность оборудования и гарантированный срок службы. Кроме этого, экономия на топливе окупает котёл за несколько отопительных сезонов.

Небольшой видео-обзор Буржуй-К:

Ссылка на основную публикацию