Принципы работы твердотопливных котлов

Мы уже давно перестали удивляться растущему количеству ядер в процессоре и гигабайтов в оперативке, да и подключенные к Интернету холодильники и стиральные машинки трепета особого уже не вызывают.

Принцип работы тт котла длительного горения

Современный твердотопливный котёл длительного горения, представляет собой, полностью укомплектованную и автономную станцию. В устройстве присутствует автоматика, модифицированная топочная камера и другие узлы.

Принцип работы тт котла длительного горения
  • Увеличенная топка – по сравнению с классическими котлами, загрузочная камера увеличена в 2-3 раза. В большинстве моделей, воздух, подающийся в камеру, предварительно нагревается с помощью камеры дожига. Теплые воздушные массы способствуют подсушиванию топлива, что в свою очередь, приводит к увеличению КПД.
  • Принцип работы – самый лучший твердотопливный котел длительного горения – это агрегат, использующий в своей работе принцип газогенерации или пиролиза, позволяющий получить дополнительные 20-25% тепловой энергии. У оборудования данного типа, КПД увеличено до 92%.Первые котлы, работающие с использованием газогенерации или дожига газов, работали исключительно на дровах и отходах древесины. Уголь применялся крайне редко. Срок эксплуатации агрегата сокращался вдвое. Современные модели универсальны и предназначены для сжигания любого типа твердого топлива.
  • Автоматика – экономичные энергонезависимые типы котлов на твердом топливе долгого горения, используют механический регулятор тяги, обеспечивающий оптимальный приток воздуха, в зависимости от интенсивности нагрева.В полностью автоматических моделях, нагнетание воздуха и контроль над горением, осуществляются посредством микропроцессорного контроллера, подключенного к комнатному термостату или датчикам, фиксирующим нагрев теплоносителя. Автоматика самостоятельно подбирает оптимальный режим, что обеспечивает экономию не менее 15%.
Принцип работы тт котла длительного горения

На отечественном рынке отопительного оборудования, представлен широкий ассортимент отечественной и зарубежной продукции, с разной степенью автоматизации и принципом работы. При выборе, следует ориентироваться на теплотехнические и эксплуатационные характеристики.

Принцип работы тт котла длительного горения

Что такое обвязка котла

Обвязка котла отопления – это схема и процесс его подключения к сетям теплоснабжения и горячего водоснабжения дома. Правильно организованная схема подключения – это комплекс труб, отопительных приборов и дополнительных устройств, который соответствует современным нормам и стандартам.

Правильная обвязка котла позволяет добиться от него наибольшей отдачи

Какие задачи должна выполнять обвязка котла отопления:

  • равномерное распределение тепла по периметру жилой площади и циркуляция теплоносителя через приборы отопления;
  • безопасная работа сети теплоснабжения при превышении давления в сети;
  • удаление воздушных пробок из сети;
  • подключение элементов с различными температурными режимами работы;
  • разница температур на подаче и обратке котла не должна быть больше 20 градусов, чтобы не допустить образования конденсата на его теплообменнике;
  • возможность регулировки температуры теплоносителя при помощи автоматических устройств;
  • защита от перегрева элементы отопительного агрегата.

Принцип действия

Функционирование отопительного оборудования может базироваться на двух различных принципах:

Принцип действия
  • распространение огня осуществляется сверху вниз. В результате этого время сгорания увеличивается;
  • при использовании пиролизного способа, выделяющиеся газы не выводятся сразу наружу, а поджигаются снова. Такой метод позволяет получить максимальную теплоотдачу.

Воздушный поток поступает непосредственно в область горения. В отопительном котле древесина окисляется. На неё воздействует большая температура и недостаточное количество кислорода. При обугливании дерева выделяется углекислый газ.

Принцип действия

Подобный процесс воссоздаётся в топочной камере, в условиях ограниченного пространства. Древесина не горит, а медленно тлеет. Продолжительность сгорания увеличивается. Недостаток тепловой энергии компенсирует сжигание выделяющихся газов.

Принцип действия

Как работает твердотопливный котел

В принципе, все просто, — в  его топку загружают дрова или уголь, пеллеты или торфяные брикеты, солому или тростник и просто поджигают их. Все перечисленные материалы являются топливом. Все это горит, а тепло передается устройству, которое называется теплообменником. Конструкция последнего достаточно сложна. Обычно это полый змеевик из металла, внутри которого проходит теплоноситель — вода.

Читайте также:  Какую печь с водяным контуром выбрать – кирпичную или металлическую

Тепловая энергия от металла передается воде, которая нагревается и начинает движение по системе отопления под действием элементарных законов физики. Конструкция отопительного котла и принцип его работы просты и понятны, но все это крайне неудобно в обслуживании и эксплуатации.

Один небольшой нюанс — длительность горения разных видов топлива различается и составляет от 2 до 8 часов. Но в любом случае после полного прогорания топлива образовавшуюся золу необходимо убрать и сделать новую закладку.

Но конструкторы и инженеры стали искать не только механические способы решения этих задач. Рассматривались и другие механизмы лучшего сгорания топлива в топках. Так появились на свет два новых агрегата с совершенно иными принципами работы. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Пиролизный котел или газогенератор

Для начала поясним, что такое пиролиз. Это возможность эффективного сгорания топлива при недостатке кислорода. Когда его не хватает, то образуется несгораемый остаток в виде твердой золы, а побочным продуктом является горючий пиролизный газ. Он представляет собой дикую смесь продуктов сгорания твердого топлива и углекислоты. В газогенераторе процесс сгорания разделяется на два этапа:

1. В топливной камере №1 топливо тлеет в бедной кислородом атмосфере. Подчеркиваем — оно не горит, а тлеет. Создать такие условия — не проблема. К примеру, можно поставить обычную механическую заслонку. Закрыл — и нет поступления воздуха. Открыл — и производительность резко повышается.

2. В топливной камере №2 перерабатываются летучие продукты сгорания топлива. Это газ, регулировать который можно без проблем. К примеру, можно установить термостат, который будет определять количество необходимой энергии в нужное вам время.

Что получается в результате? Полное сгорание твердого топлива. Остается лишь мелкая зола, которую можно использовать в качестве удобрения. Это экономически выгодно во всех отношениях — никаких отходов, длительное горение, и реже производится чистка зольника. Кроме того, увеличивается промежуток между закладками топлива. К примеру, крупный уголь можно закладывать 1 раз в сутки. Несомненный «плюс» это — полная автоматизация процесса, а также, есть возможность сжигать большие по размеру дрова. В обычных твердотопливных котлах они полностью не сгорают.

Однако, в таких котлах есть и недостатки: стоимость отопительного пиролизного котла в разы выше, чем у классических вариантов; такие котлы относятся к категории энергозависимых и требуют принудительного надува; для их работы необходимо использовать только сухое топливо; нельзя делать закладку ниже нормы, определенной производителем.

Котел верхнего горения

Окончание следует

Твердотопливный котел: выбор по типу горения

На современном рынке отопительные котлы на твёрдом топливе представлены двумя типами: классическим и пиролизным. Классический работает по принципу сжигания топлива с последующим выделением тепла. Принцип работы пиролизного котла заключается в дожигании печных газов, выделяемых в процессе горения топлива.

В отличие от классического варианта, пиролизный считается более продвинутым и отличается повышенным коэффициентом полезного действия, обеспечивая эффективное сжигание топлива. Помимо этого, твердотопливные котлы с газификацией обладают возможностью установки мощности, заниженными требованиями дымоотвода, а также оснащаются вентилятором нагнетания, за счёт чего обеспечивается повышенный КПД и лучшее горение топлива. Однако, твердотопливные отопительные средства пиролизного типа горения отличаются повышенной стоимостью за счёт того, что внутренне устройство котла, на ряду с повышенными требованиями к сухости топлива, создаёт дополнительные сложности в эксплуатации. Выбрать такой котёл для бытового пользования означает обеспечить себя бесперебойной подачей тепла на долгие годы.

Смотрите также – Какой обогреватель лучше выбрать масляный или конвекторный

Монтируем теплогенератор и дымоход

Как таковой монтаж котла отопления на пол или фундамент сложности не представляет – агрегат надо выставить в проектное положение и выровнять по вертикали за счет регулируемых ножек либо металлических подкладок. Скрупулезно выдерживать соосность дымоходного патрубка и отверстия в стене необязательно: они без проблем совмещаются за счет поворота колен.

Монтируем теплогенератор и дымоход

Важный момент. Чтобы во время эксплуатации не возникало проблем с образованием конденсата, дымоход дровяного отопителя настоятельно рекомендуется собирать из утепленных труб – сэндвичей. Второй вариант – изготовить дымоход своими руками: взять обычную трубу и обшить ее базальтовым волокном.

Читайте также:  Teплoвoй нacoc вoздyх-вoздyх, эффективен ли он для отопления

Заводские и самодельные сэндвич-трубы для дымохода Проще всего смонтировать наружный дымоходный канал приставного типа. То есть, прикрепить трубу вертикально к стене и присоединить газоход от ТТ-котла через тройник. В деревянном доме проход сквозь наружную стену или перекрытие для вывода на кровлю выполняется с соблюдением правил пожарной безопасности по следующей технологии:

Монтируем теплогенератор и дымоход
  1. Вырежьте в перегородке квадратный проем, чьи размеры больше внутренней дымоходной трубы на 38 см в каждую сторону. Например, если диаметр канала равен 100 мм, а толщина утеплителя сэндвича составляет 5 см, то размер проема выйдет 100 + 380 х 2 = 860 мм.

  2. Установите проходной узел из оцинкованной стали в виде короба.
  3. Пропустите через него сэндвич – трубу, а пустоту заполните базальтовой ватой.
  4. Закрепите наружную крышку узла.

Примечание. Сквозь стену из кирпича или пеноблока дымоход прокладывается с применением стальной гильзы и уплотнения.

Монтируем теплогенератор и дымоход

Схема сборки и подключения приставного дымоотвода из сэндвича Дальше перечислим требования, которые необходимо выдержать при монтаже дымоходного канала:

  • число поворотов трубы – не более трех, минимальная высота (считается от колосниковой решетки котла) – 5 м;
  • секции (модули) стыкуются между собой таким образом, чтобы конденсат мог стекать внутри трубы, а дождь – снаружи;
  • горизонтальную часть монтируйте с небольшим уклоном в сторону теплогенератора;
  • в нижней части установите ревизионный люк и сборник для конденсата;
  • чтобы не пришлось пересекать кровельный карниз, обойдите его трубой с использованием двух колен 30°;

    Чертеж газохода, прокладываемого от котла внутри дома с выходом через кровлю

  • стеновые кронштейны не должны совпадать со стыками секций дымохода;
  • на оголовок дымохода поставьте колпак в виде конуса либо вращающегося флюгера.
Монтируем теплогенератор и дымоход

Правильная установка и сборка модульного дымохода отражена на двух схемах подключения, где показана наружная и внутренняя прокладка сквозь перекрытие.

Минимальная высота оголовка трубы в зависимости от расстояния до конька крыши

Монтируем теплогенератор и дымоход

Важное замечание. Проследите, чтобы оголовок дымоходного канала не оказался в зоне ветрового подпора крыши вашего или соседнего дома. Чтобы тяга была устойчивой, поднимите трубу до отметки, показанной выше на схеме.

Как ставят котел?

Из требования минимальной собственной теплоемкости котла непосредственно вытекает его небольшой сравнительно с печью вес и весовая нагрузка от него на единицу площади пола. Как правило, она не превышает минимально допустимых по СНиП для настила пола 250 кг/кв. м. Поэтому установка котла допустима без фундамента и даже разбора настила, в т.ч. и на верхних этажах.

Ставят котел на ровную устойчивую поверхность. Если пол играет, его придется в месте установки котла все-таки разобрать до бетонной стяжки с выносом в стороны не менее 150 мм. Основу под котел застилают асбестом или базальтовым картоном толщиной 4-6 мм, а на него кладут лист кровельного железа толщиной 1,5-2 мм. Далее, если настил разбирался, низ котла обмуровывают цементно-песчаным раствором до уровня пола.

Вокруг выступающего над полом котла делают теплоизоляцию, такую же, как под низом: асбест или базальтовый картон, а на нем – железо. Вынос изоляции в стороны от котла от 150 мм, а перед дверцей топки не менее 300 мм. Если котел допускает догрузку топлива до прогорания предыдущей порции, то вынос перед топкой нужен от 600 мм. Под котел, который ставят прямо на пол, подкладывают только теплоизоляцию, накрытую стальным листом. Вынос – как в предыдущем случае.

Для котла на твердом топливе обязательно нужна отдельная котельная. Требования к ней приведены выше. Кроме того, почти все твердотопливные котлы не допускают регулировки мощности в широких пределах, поэтому для них нужна полноценная обвязка – комплект дополнительного оборудования, обеспечивающий эффективную и безаварийную работу. Мы о ней поговорим далее, но вообще обвязка котла – отдельная большая тема. Здесь упомянем только о непреложных правилах:

  1. Монтаж обвязки ведется в противоток воде, от обратки к подаче.
  2. По окончании монтажа его правильность и качество соединений проверяют зрительно по схеме.
  3. К монтажу системы отопления в доме приступают только после обвязки котла.
  4. До загрузки топлива и, если требуется, подачи электропитания, всю систему заполняют холодной водой и в течение суток контролируют все стыки на протечку. В данном случае вода именно вода, а не какой-то другой теплоноситель.
  5. Если протечек нет, или по их устранении, котел запускают на воде, непрерывно контролируя температуру и давление в системе.
  6. По достижении номинальной температуры контролируют давление в течение 15 мин, оно не должно изменяться более чем на 0,2 бар, этот процесс называется опрессовкой.
  7. После опрессовки котел гасят, системе дают полностью остыть.
  8. Сливают воду, заливают штатный теплоноситель.
  9. Еще раз сутки контролируют стыки на протечку. Если все в порядке – запускают котел. Нет – устраняют протечки, и снова суточный контроль перед запуском.
Читайте также:  Алюминиевые радиаторы отопления расчет количества секций

Разница между ручной и автоматической загрузкой котлов

Проводя сравнение твердотопливных котлов, нельзя также пропустить и такой параметр, как механизм их загрузки, которая может быть двух типов: автоматической и ручной. Конструкция котлов с автоматической подачей топлива имеют в своей основе основную часть и особый бункер, непосредственно в который и помещается топливо (подробнее: «Какие бывают автоматические твердотопливные котлы – виды, особенности, правила установки»). В том случае, если им является уголь, то величина его частиц не должна превышать 25 мм, Однако существует и возможность применения пеллет, которые однозначно не превышают данный параметр.

Для непрерывного и качественного функционирования одной загрузки топлива хватает примерно на срок от трех до пяти суток, что делает работу с котлом очень удобной и нетрудной.

При этом размер бункера котла может быть самым различным, все зависит исключительно от предпочтений хозяев, так как загрузить в эту камеру можно много расходного материала, тем самым надолго забыв о необходимости пополнять запас теплоносителя в котле.

Подается топливо посредством одного из двух вариантов – либо с применением шнека, либо используя поршень. Вне зависимости от этого можно с уверенностью сказать, что самый экономичный твердотопливный котел однозначно будет иметь автоматический механизм подачи топлива, что не только предотвратит чрезмерный расход материала, но и сможет гарантировать стабильную мощность работы оборудования.

Из какого материала должен быть твердотопливный котел?

В разных моделях используются различные сплавы. Выбор также основывается на требуемых показателях мощности, используемом топливе и других факторам. Перечислим популярные сплавы.

Стоит учитывать, что керамика стоит очень дорого, но является наиболее эффективной, чугун – материал дешевый, но все же долго нагревается и обладает коэффициентом полезного действия ниже стали. А сталь хороша, только считается менее долговечность и подвергается окислению со временем, особенно если котел изготовлялся недобропорядочной компанией.

Требования к помещениям с газовыми котлами

Требования к котельным с газовым аппаратом сфокусированы вокруг продуманной вентиляции и мощности котла. При мощности меньше 30 кВт можно установить отопительную систему в любой нежилой комнате, где оборудована система циркуляции воздуха. Если вы используете сжиженный газ, то котел может занять место в подвальном или цокольном помещении.

Сложнее всего с котлами мощностью больше 30 кВт, для них требуется отдельное помещение с высотой потолка не меньше 2,5 м и площадью 7,5 м 2 . Для кухни с функционирующей газовой плитой потребуется площадь от 15 м 2 .

Решив объединить два котла в единую систему отопления, вы однозначно выигрываете. В результате потраченных усилий и финансовых составляющих можно снизить расходы, уберечь семейный бюджет от лишних затрат и обеспечить бесперебойную работу отопительной системы.

Надеемся, что внесли ясность в вопрос подключения двух котлов и помогли принять верное решение. До новых встреч на страницах нашего сайта!