Котлы длительного горения на дровах для частного дома

Использование дров в качестве топлива для котлов получило широкое распространение в связи с распадом СССР. Главной предпосылкой для этого послужило активное сворачивание программ газификации сельской местности и пригородных районов.

Отсутствие газовых магистралей послужило толчком для модернизации известной с незапамятных времен печки-буржуйки. Справедливости ради нужно отметить, что современные котлы на дровах длительного горения обладают довольно высоким КПД и могут работать в автономном режиме от 6 до 12 часов. Особое внимание при проектировании твердотопливных тепловых генераторов уделяется созданию оптимальных условий для полного сгорания древесины.

Ниже будут рассмотрены принцип действия и конструктивные особенности дровяных котлов, оценены их преимущества и недостатки. В соответствующих разделах можно найти отзывы владельцев, на практике оценивших дровяные котлы отопления длительного горения, и рейтинг ведущих производителей.

Устройство и принцип работы

В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.

Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.

Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.

Энергозависимые установки длительного горения

Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 0 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.

Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.

Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.

Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.

Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения

Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.

У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.

После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.

Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.

Отопительные котлы на дровах обратного горения

Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.

Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.

Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.

Достоинства и недостатки

Если в качестве источника тепловой энергии для отопительной системы дома выбирается котел длительного горения на дровах, целесообразно внимательно изучить его плюсы и минусы.

К достоинствам агрегатов относятся:

Доступность и относительно невысокая цена дров;
Для монтажа не потребуется обивать пороги газового департамента, получать разрешения, предоставлять проект и т.д.;
Широкий ассортимент агрегатов, представленный на отечественном рынке, позволяет без особых усилий подобрать модель необходимой мощности и комплектации;
Подключение изделия к отопительному контуру не требует никаких специальных знаний и большого опыта работы;
Техническое обслуживание котлов на дровах, как правило, сводится к удалению продуктов сгорания из зольного ящика;
При правильной настройке происходит практически полное сгорание древесины, что предотвращает выброс в атмосферу опасных для здоровья химических соединений.

Для объективной оценки твердотопливных тепловых генераторов необходимо отметить и их существенные недостатки, к которым относятся:

КПД котла длительного горения, в среднем, на 10–15% ниже чем у газовых и электрических агрегатов;
Высокие требования к качеству топлива: повышение влажности дров на 5–10% приводит к снижению производительности на 15–20%;
Необходимость оборудования вентилируемого складского помещения для хранения дров;
Даже длительное горение одной закладки не отменяет необходимость периодической загрузки топочной камеры.

Из приведенных выше достоинств и недостатков вытекают основные правила использования твердотопливного оборудования.

Особенности эксплуатации котла на дровах

Большое влияние на производительность и экономичность работы отопительных котлов оказывает продолжительность горения одной закладки топлива.

Как добиться длительного горения дров

Максимальную продолжительность горения котла обеспечивают дрова, соответствующие следующим требованиям:

Влажность древесины не должна превышать 20–25%, высокая влажность неизбежно приведет к отложениям дегтя на внутренней поверхности топки и дымохода;
Длина поленьев зависит от размеров камеры сгорания, оптимальный вариант – использовать заготовки длиной 35–40 см;
Твердость древесины должна быть максимальной, поскольку длительность горения твердых пород заметно больше чем у хвойных и фруктовых деревьев.

Ниже приведена теплотворность наиболее распространенных пород древесины:

Вид древесины

Теплотворность при влажности 20%, кВт/м 3

Теплотворность при влажности 50%, кВт/м 3

Котел длительного горения: устройство и принцип работы

Добрый день, дорогие друзья! В этой статье я коротко расскажу вам основные принципы работы котлов длительного горения.

Здесь я буду говорить о тех отопительных аппаратах, к которым можно не подходить продолжительное время.

Выды котлов длительного горения

Итак, перейдем непосредственно к делу и для начала определимся с видами обсуждаемых котлов:

Пиролизные котлы.
Котлы на дровах.
Котлы на угле.
Пеллетные котлы.

Начнем рассматривать все виды котлов по порядку.

Принцип работы пиролизного котла длительного горения

В таком котле используется физическое явление под названием пиролиз — термическое разложение вещества в условиях недостатка кислорода.

Внутри пиролизный котел состоит из двух камер. В первую загружают топливо (чаще всего это сухие дрова, иногда бурый или каменный уголь), а во второй происходит воспламенение и сгорание смеси из пиролизного газа и воздуха.

Принцип работы доходчиво поясняет следующая картинка:

Как работает пиролизный котел длительного горения

Стрелками на рисунке показано направление движение газов внутри котла.

Обеспечивается такое направление при помощи принудительной тяги (вентилятор-дымосос).

Камера сгорания пиролизных газов расположена ниже, чем камера с топливом. Это обеспечивает обратный приток тепла к дровам и поддерживает процесс пиролиза.

При всей внешней простоте пиролизный котел — высокотехнологичное и дорогое устройство.

Дело тут не только в автоматике, управляющей работой вентилятора, но и в качестве стали элементов камеры сгорания.

Она должна выдерживать высокие температуры длительное время.

Кроме этого, на уровень КПД в таких котлах зависит от влажности топлива. Например, для дров влажность не должна превышать 25-30%.

Что касаемо длительности горения таких котлов, то она зависит не только от объема топлива, но и от режима горения.

В режиме полной мощности котел может работать до 12 часов, а в режиме поддержки до 30 часов.

Существуют также пиролизные котлы, в которых камера дожига газов находится сверху.

Принцип их работы можно посмотреть на следующем видео:

Котел длительного горения на дровах: принцип работы

Что такое котел длительного горения на дровах проще всего объяснить на примере котла фирмы Stropuva.

Чтобы было понятно о чем идет речь сразу приведу рисунок:

Схема котла длительного горения на дровах stropuva

Главной «фишкой» котлов Stropuva является верхнее горение топлива.

Обеспечивается оно при помощи оригинального устройства в виде металлического диска, диаметр которого на чуть меньше внутреннего диаметра котла.

В центр диска находится труба, по которой воздух попадает к топливу из камеры подогрева вверху котла.

По мере сгорания дров диск постепенно опускается ниже до полного прогорания топлива.

На мой взгляд, это очень сложная конструкция с подвижными частями является потенциальным источником проблем.

После прогорания топлива этот диск поднимается вручную при помощи цепочки, что тоже весьма опасно.

Ведь он тяжелый, а цепочка под действием температуры может стать хрупкой и оборваться.

В конструкции котла предусмотрена специальная биметаллическая воздушная заслонка, перекрывающая поток воздуха при нагреве его поверхности до определенной температуры.

Это весьма оригинальный и даже странный способ защиты от перегрева и больше его никто не применяет

Еще одной интересной особенностью Stropuva является цилиндрическая форма котла.

По сути он представляет собой бочку с двойными стенками, между которыми циркулирует теплоноситель.

Такая конструкция, по мнению производителя, позволяет увеличить площадь поверхности, на которой происходит теплообмен, а значит и увеличивается КПД котла.

Тут спорить не буду, есть бойлеры косвенного нагрева, в которых реализована похожая схема «бак в баке» и она показывает хорошие результаты

А самое странное, что есть в конструкции этого котла — у него нет дна.

Его нужно устанавливать на бетонное основание и крепить на раствор. Зачем так сделано лично для меня не понятно.

Длительность работы котлов Stropuva определяется следующими факторами:

Режим работы — чем менее интенсивно горит топливо, тем на большее время его хватит.
Вид топлива — (по словам производителя) на дровах возможно поддерживать горение до 30 часов, а на топливных брикетах до 48 часов, а на угле до 5 суток.

Высокая стоимость — они дороже обычных котлов в 1,5-2 раза.
Сложность конструкции — в котле есть много потенциально проблемных узлов.
Отсутствие дна — тут без комментариев.
Котел невозможно остановить пока он не прогорит полностью — то есть хотите вы того или нет, он будет выделять тепло. И его нужно будет куда-то девать.

Читать еще: 4 типа конвекторов отопления: принцин работы, сравнения, модели

Предлагаю вам посмотреть следующее видео. Там все проблемы рассматриваются детально.

Принцип работы пеллетных котлов

Главной особенностью таких котлов является топливо, на котором они работают.

Пеллеты — это гранулы из прессованных опилок, которые хранятся в специальном бункере и подаются в горелку при помощи металлического шнека. Смотрим вниз на картинки:

Внутреннее устройство пеллетного котла

Из рисунка видно, что сжигание пеллет происходит в малом объеме горелки, а тепло снимается дальше в дымоотводящих трубах.

Дым на выходе из пеллетного котла будет иметь температуру не больше 200 градусов Цельсия.

Это может стать причиной появления конденсата в дымоходе со всеми вытекающими последствиями.

Горением топлива в пеллетных котлах управляет автоматика, главным элементом которой можно считать вентилятор принудительной подачи воздуха или дымосос (в зависимости от модели).

Наличие электроники означает, что вам нужно будет оборудовать котел источником бесперебойного питания.

То же самое касается и циркуляционных насосов. В случае остановки циркуляции котел может получить повреждения

Длительность работы котла на одной загрузке здесь зависит от режима работы котла и объема бункера.

Обычно, бункер выбирают так, чтобы не подходить к котлу несколько дней.

Сами пеллеты тоже могут быть изготовлены из разного сырья и давать разное количество тепла при сжигании.

Их главным недостатком для России и СНГ является их экзотичность. Нельзя гарантировать, что их можно будет купить всегда, как каменный уголь или дрова.

Предлагаю вам посмотреть видео, посвященное пеллетным котлам:

Котлы длительного горения на угле

Давайте рассмотрим два вида котлов, работающих на одной загрузке топлива продолжительное время:

Полуавтоматические котлы — пользователь загружает топливо в котел и производит розжиг. Последующим процессом горения уже управляет автоматика (контроллер с вентилятором).
Автоматические котлы — здесь ко всему описанному выше добавляется подача топлива из бункера. В подразделе о пеллетных котлах как раз описан автоматический котел.

Полуавтоматический и автоматический котел

Автоматический котел имеет более сложное техническое устройство, чем полуавтоматический.

Например, сгорание топлива внутри автоматического котла происходит не в большом объеме топки, а в маленькой ретортной горелке.

Топливо к этой горелке подается из бункера при помощи шнека.

Чтобы вся эта техника работала без перебоев, необходимо использовать уголь определенной фракции.

А в нашей стране это не всегда удобно. Сегодня он есть в наличии, а завтра нет.

Смотрим обзор автоматического котла:

Преимуществом полуавтоматических котлов является их более простое устройство.

В общем, если снять с такого котла вентилятор, то он ничем не будет отличаться от обыкновенного.

Некоторые модели полуавтоматических котлов можно переоборудовать под энергонезависимые системы отопления.

Для этого на него вместо вентилятора устанавливается термостатический регулятор тяги с цепочкой.

Термостатический регулятор тяги котла

Для полной энергонезависимости в система отопления должна быть гравитационной, то есть в ней теплоноситель должен циркулировать без применения насосов.

Видео о таком котле смотрите ниже:

Кроме этого, разные модели полуавтоматических котлов работают по схеме с верхним или с нижним горением топлива.

Верхнее горение топлива имеет ряд недостатков, которые описаны выше в подразделе о котлах на дровах. Тут все остается тем же самым кроме топлива.

Теперь перейдем к описанию недостатков этих котлов:

Большая стоимость — хороший полуавтоматический котел будет стоит как минимум в 1,5 раза больше своего «обычного» собрата. Автоматические котлы дороже в 3-4 раза и их применяют в основном на больших объектах.
Техническая сложность — здесь «чемпионами» являются автоматические котлы, в которых есть множество проблемных узлов. Например, шнек бункера часто клинит из-за плохого качества топлива.Обслуживать такие отопительные аппараты может только сервисный инженер. В полуавтоматических котлах проблемы могут возникать из-за поломок вентилятора или контроллера.
Большие габариты и вес — например, «полуавтомат» мощностью 25 кВт может весить больше 250 кг. А у автоматических котлов вес может легко преодолевать 500 кг, не считая веса топлива в бункере.

Выводы

Современные котлы на твердом топливе действительно могут работать долгое время на одной загрузке топлива. Весь вопрос тут в количестве выделяемой энергии.

Долго котел может работать только в режиме поддержки. При этом длительное горение можно сделать и на обычном котле, установив контроллер или регулятор тяги. На этом пока все. Жду ваших комментариев и вопросов.

Принцип и схема работы твердотопливного котла

Конструктивные разновидности систем

Если не брать во внимание традиционные печи на твердом топливе, необходимо констатировать, что разновидностей видов твердотопливных устройств немного. Они подразделяются на агрегаты с ручной либо автоматической загрузкой топлива. Более интересны конструктивные отличия, которые учитывают разные принципы горения сырья. Например, котлы с ручной загрузкой (которая относительно твердого топлива – процесс довольно грязный и трудоемкий) постепенно выделили из своей среды два вида агрегатов, где загрузочный период стал значительно длиннее, а КПД агрегатов существенно возрос. Это – пиролизные котлы, а также котлы длительного горения.

Принцип работы пиролизного котла состоит в том, что в его топочную камеру воздух подается с некоторым, некритичным для стабильности процесса горения, недостатком. В результате углерод, содержащийся в топливе, окисляется кислородом не до обычной двуокиси углерода СО2, а до окиси СО. Последняя является основным компонентом генераторного газа, который, несмотря на свою сравнительно низкую теплотворную способность (по сравнению с природным газом), при горении выделяет достаточно дополнительного тепла.

Агрегаты длительного горения, разработанные литовским инженером Э. Штрупайтисом и производимые торговой маркой Stropuva (Латвия), реализуют принципиально иную последовательность сгорания твердого топлива, чем обычные котлы. Работающие как на дровах, так и на угле, такие устройства отличаются еще большими интервалами между загрузкой, что очень удобно для эксплуатации.

Реализация принципа пиролиза

Как работает твердотопливный котел пиролизного типа? Ввиду токсичности СО (бытовым потребителям он знаком как угарный газ), устройства контроля за процессом горения разрабатываются особенно тщательно. Конструктивно такой агрегат состоит из:

газифицирующей (или верхней) камеры;
нижней топочной камеры;
разделительных колосников;
дымососа;
корпуса с дверцей и контрольно-измерительной панели.

Запуск и работа твердотопливного котла пиролизного типа производятся в следующей последовательности.

Дрова загружаются на колосниковую решетку.
Производится поджиг дров, после чего дверца закрывается.
Открывается заслонка дымососа, за счет разницы давлений в верхнюю камеру начинает поступать воздух.
Выделяющийся при сгорании с недостатком воздуха генераторный газ – тяжелее воздуха, поэтому он опускается в нижнюю топку, где начинает гореть.
Вследствие постоянной циркуляции воздуха процесс горения в нижней и верхней топках стабилизируется. Остается только контролировать устойчивость процесса верхнего дутья и количество топлива в верхней топке, а также периодически удалять золу из нижней топочной камеры.

Преимущества пиролизных котлов:

Используя механический регулятор подачи воздуха, можно увеличивать время между загрузками от 8 часов и более. Диапазон определяется габаритами устройства; наиболее известные агрегаты такого типа, от торговой марки Ziehbart допускают интервалы между загрузками в 18 часов. Это существенно повышает удобство эксплуатации данного вида оборудования.
Существенно снижается количество образуемой золы, поскольку процесс сжигания в данном оборудовании производится практически полностью.
В связи с более полным сгоранием заметно снижаются и выбросы дыма в окружающую среду, что делает пиролизные устройства достаточно экологичными.

Останавливаясь на агрегатах пиролизного исполнения, следует отметить, что для их надежной эксплуатации пригодно сырье только с пониженной влажностью. В противном случае конденсат, откладываясь на внутренних поверхностях, не только нарушит стабильность процесса пиролиза, но и приведет к ускоренному износу металлических деталей оборудования. Наиболее современные конструкции пиролизных котлов все-таки снабжаются электронными, а не механическими регуляторами дутья, в связи с чем потребуется источник электроэнергии (хотя бы генератор).

Принцип и схема

Принципиально схема работы твердотопливного котла состоит из следующих узлов.

Наружный цилиндр, являющийся одновременно и корпусом.
Внутренний цилиндр, размещенный коаксиально первому (зазор между ними определяет количество одновременно нагреваемой воды).
Топка, находящаяся в нижней части внутреннего цилиндра.
Телескопический распределитель, который, при своем периодическом перемещении вниз, инициирует горение очередного слоя топлива.
Система воздухоподводящих и воздухоотводящих труб.
Автомат переключения вида используемого горючих материалов.
Контрольно-регулирующая и измерительная аппаратура.

Последовательность функционирования котла длительного горения заключается в следующем.

В нижнюю часть внутреннего цилиндра закладывается большой объем топлива (зависит от типоразмера оборудования).
Переключателем устанавливается вид топлива (дрова или уголь/торф/пеллеты), после чего открывается заслонка подачи воздуха, и выполняется поджиг.
По мере прогорания очередного слоя воронкообразный распределитель продвигается вниз, осуществляя при этом подачу воздуха, необходимого для устойчивого горения.
Образующиеся дымовые газы удаляются через дымоход.

Преимущества котлов длительного горения:

интервал между загрузками увеличивается до нескольких суток;
постоянство условий горения, следовательно, и стабильная температура теплоносителя;
высокая экономичность работы;
комфортность обслуживания агрегата.

Ориентируясь на применение твердотопливного котла длительного горения, следует учесть, что высотный габарит такого агрегата намного больше, чем у отопительного оборудования традиционного исполнения. Существенно выше также стоимость и требования как к самому агрегату, так и к топливу, на котором предполагается его использование.

Работа твердотопливного котла показана на видео. Это поможет уяснить некоторые нюансы установки и использования данного вида отопительного оборудования. Для легкости выбора можно рассмотреть сравнение эффективности некоторых современных видов твердотопливных котлов.

Устройство и принцип работы твердотопливного котла – теория и практика

Достоинства и недостатки

В арсенале твердотопливных котлов длительного горения имеется ряд положительных качеств, которые делают такое приобретение крайне выгодным:

Высокий КПД. Топливные котлы длительного горения отличаются от обычных печей достаточно высоким КПД, который у отдельных моделей может достигать 95% – а этот показатель вполне сравним с эффективностью работы газовых отопительных котлов. Такая эффективность достигается за счет теплообменников и использования в качестве основного топлива пиролизного газа.
Экологичность. Все модели твердотопливных котлов длительного горения выбрасывают в воздух только водяной пар и углекислый газ, которые не причиняют никакого вреда окружающей среде.
Небольшая стоимость топлива, его доступность и автономность отопления. Работающие на дровах твердотопливные котлы длительного горения, не зависят от наличия газовых магистралей, а некоторые из них – еще и от электричества. Само по себе твердое топливо обходится не очень дорого, а отсутствие необходимости в согласовании отопительного оборудования делает твердотопливный котел очень выгодным приобретением.
Возможность обеспечения горячей водой. В некоторых моделях котлов присутствуют встроенные контуры, необходимые для создания горячего водоснабжения. Даже если такой контур отсутствует, всегда можно докупить отдельный бойлер и подключить его к котлу.
Долговечность и простота обслуживания. Правильно установленный котел отопления длительного горения на твердом топливе, который используется в соответствии с правилами эксплуатации, вполне может прослужить несколько десятков лет без каких-либо нареканий.

Читать еще: Требования к дымоходу для газового котла в частном доме

Из недостатков можно выделить следующие качества:

Необходимость пополнения топливных запасов. Это самый заметный минус всех твердотопливных котлов – сколько бы времени не требовалось на прогорание одной партии топлива, рано или поздно придется закладывать следующую. Кроме того, для нормальной работы котла требуется иметь запас топлива, который может храниться только в специально оборудованном месте.
Необходимость регулярной чистки. Обязательным пунктом в любой инструкции по эксплуатации твердотопливного котла является периодическая очистка котла от золы и сажи.
Требовательность к месту установки. Твердотопливным отопительным котлам нужно отдельное помещение и хороший фундамент. Кроме того, в помещении должна быть нормальная вентиляция.

Твердотопливные котлы длительного горения – это один из лучших вариантов автономных отопительных устройств для частных и загородных домов. Зная их достоинства и учитывая недостатки, можно сделать выводы об актуальности приобретения данных устройств и их эксплуатации.

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

с верхним расположением;
с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

без применения электричества: котлы с естественной тягой;
с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров) для увеличения тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Эффективность обогрева у таких котлов будет несколько ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним или двумя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В некоторых моделях котлов применяется комбинированный способ с участием нагнетающих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие отработанные газы, изготавливаются из особых жаропрочных (аустенитных) сплавов, их стоимость значительно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По способу обогрева:

Водяного обогрева — к теплообменнику котла подключаются водяные трубопроводы, по которым нагретая рабочая жидкость разносится по различным помещениям.
Воздушного обогрева — вместо воды используется воздух, получающий тепло посредством того же теплообменника и распространяемый по воздухопроводам. Эффективность ниже, чем у водяного способа, применяется на производственных площадках, складах.

Фото 1. Пиролизный котел с теплообменником, предназначен для водяного обогрева, работает на дровах.

Чертеж: общий вид, рабочий процесс

Вариантов исполнения пиролизного котла много. Наипростейший вид по чертежу устроен таким образом.

Камера сгорания котла.
Отсек газификации.
Секция дожигания газов.
Колосниковые решётки.
Теплообменник (входной/выходной патрубки).
Трубопровод отвода газов (дымоход).
Отверстия для поддува.
Дверка в отсек для закладки топлива.

В котел могут быть включены температурные датчики и приборы для контроля и поддержания нормальных режимов работы.

А также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Суть происходящего внутри пиролизного котла характеризуется следующими процессами:

Поток воздуха извне поступает в отсек газификации с находящимся там топливом.
Некоторая часть кислорода будет поддерживать процесс горения (тления). Газы, являющиеся продуктами горения, через сопло попадают в камеру сгорания котла и там окисляются в присутствии вторичного кислорода, который поступает вместе с воздухом снаружи.
Часть пиролизных газов восстанавливается при наличии углерода из топлива до угарного газа и окиси азота, потребляя при этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.

Фото 2. Чертеж пиролизного котла длительного горения, собранное по нему устройство может обогреть большой дом.

Участвующие в реакции пиролиза газовые смеси выводятся наружу через дымоход, минуя при этом теплообменник котла.

Внимание! Так как функционирование пиролизных котлов связано с большим количеством энергии, генерируемой внутри оборудования и возможном выделении разного рода вредных газов, осуществлять самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе. Температурные фазы:

сушка, пиролиз древесины — 450 °C;
сгорание древесного газа и вторичного воздуха — 560 °C;
продувание пламени и возврат тепла — 1200 °C;
отвод оставшихся продуктов горения — 160 °C.

Отличия устройства от обычных котлов

Включая древесину (дрова), специальные топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из главных отличий котлов — применение различных видов твёрдого топлива, практически любого вещества, которое может гореть.

Длительность процесса сжигания топлива намного больше, чем у обычных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с крупным отсеком для дров, продолжительность непрерывной работы — до 24 часов. Это значит, что пополнение камеры сгорания новыми порциями топлива осуществляется 1–2 раза в сутки.

Важно! За счёт того, что происходит почти полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы менее вредны для окружающей среды

5 Особенности монтажа

Прежде чем устанавливать дровяной котел, необходимо ознакомиться с инструкцией. Но в основном при монтажных работах нужно соблюдать следующие условия:

если оборудование имеет мощность более 50 кВт, то для него придется обустраивать отдельное помещение с минимальной площадью 8 м², а высота потолков должна быть не меньше 2,2 м;
в комнате предварительно монтируется принудительная вентиляция;
стандартный прибор с небольшой мощностью разрешается использовать в общей комнате, но с учетом наличия приточно-вытяжной системы вентиляции;
подвальное помещение, где находится отопительная установка, должно быть сухим и отапливаемым.

Перед тем как приступить к установке конструкции, нужно определиться с местоположением. Площадка должна быть ровной и комфортной для обслуживания. Также нужно обеспечить удобный доступ к узлу водоподготовки и фильтрации.

Дровяной котел устанавливают на абсолютно ровную поверхность из бетона или керамогранита. Стены вокруг оборудования предварительно покрывают негорючим материалом. Сами монтажные работы осуществляются при строгом соблюдении пожарных требований и с проведением обязательной качественной изоляции всех греющихся деталей.

Современный твердотопливный котел длительного горения — принцип работы и особенности эксплуатации

Далеко не все знают о существовании твердотопливных котлов длительного горения. Поэтому имеет смысл познакомиться с этим оборудованием. Давайте разберём принцип его работы и эффективные способы эксплуатации.

И первый вопрос…

Что это такое?
Пиролизный котел или газогенератор
Котел верхнего горения
Достоинства и недостатки
Типы отопительных котлов
Монтаж
Заключение по теме

Что это такое?

Как же работает такой вид твердотопливного котла? 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.

Тепловая энергия от металла передается воде, которая нагревается и начинает движение по системе отопления под действием 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.

Еще совсем недавно все это проводилось вручную и сопровождалось массой неприятных моментов, особенно, когда дело касалось уборки. Но теперь на рынке есть новые конструкции, работающие в полуавтоматическом режиме. То есть загрузка топлива — брикетов, угля или пеллетов — происходит механическим способом из бункеров, которые способны принять большой объем таких материалов. К тому же подобные котлы снабжаются автоматикой, которая сама регулирует подачу топлива в котел.

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:

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.
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.
Увеличивается промежуток между закладками топлива. К примеру, крупный уголь можно закладывать 1 раз в сутки.
Полная автоматизация процесса.
Есть возможность сжигать большие по размеру дрова. В обычных твердотопливных котлах они полностью не сгорают.

Но необходимо учесть и некоторые отрицательные моменты:

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

Если говорить точно, это и есть твердотопливные котлы верхнего горения. Они предназначены для одной закладки, на которой котел будет работать очень долго. Можно привести большое количество примеров современных котлов, которые при одной закладке работали более суток, при этом выделяя тепловую энергию в 5–6 киловатт.

Читать еще: Лучший котел для отопления дома. какой выбрать именно вам?

За счет чего возможна такая работа котла?

Во-первых, за счет конструктивных особенностей модели. Колосник и зольник в ней отсутствуют. На их месте установлен глухой поддон, исключающий горение в этой части котла. Топка имеет цилиндрическую форму, а воздух в нее попадает сверху, что дает возможность гореть верхнему слою топлива.
Во-вторых, распределить потока воздуха является подвижной частью, а не стационарной. При закладке он поднимается вверх до определенного уровня, что создает условия для равномерного распределения воздуха по верхним слоям горящего топлива. По мере сгорания и уменьшения объема закладки происходит снижение распределителя. То есть опять верхние слои топлива обогащаются кислородом. Так что равномерность сжигания топлива в течение всего времени обеспечена.
В-третьих, за счет двух описанных свойств конструкции топки происходит окисление углеводородов, но оно не полное, а частичное. Под действие тепла продукты сгорания и мелкие частички золы поднимаются вверх, но от камеры сгорания их будет отделять специальный диск, не дающий создавать противоток. Именно здесь в массу потока продуктов сгорания добавляется кислород, который дожигает горючую смесь. Этот принцип используется в пиролизном газогенераторе.
В-четвертых, во второй камере, где дожигаются продукты сгорания топлива, установлен автоматический регулятор тяги. Это устройство работает по принципу зависимости температуры теплоносителя и скорости движения выхлопных газов.
И, в-пятых, роль теплообменника в такой модели играет корпус котла.

Внимание! После выхода котла на рабочий режим работы его можно догружать разными бытовыми отходами.

Достоинства и недостатки

Давайте начнем с достоинств этого вида твердотопливных котлов. Прежде всего, объём закладки ограничен только размерами топливника. Если рассматривать эту модель по принципу работы, то это все тот же пиролизный котел или его модификация с высоким коэффициентом полезного действия и полным сгоранием топлива. В такие котлы не устанавливается сложная система автоматики, что делает его простым в эксплуатации и обслуживании.

Есть один небольшой момент, который касается видов твердого топлива. Еще совсем недавно подобные модели работали только на дровах. Все изменилось несколько лет тому назад, когда литовские производители сконструировали универсальный котел, работающий и на угле. Сегодня модели с длительным сгоранием работают практически на всех видах твердого топлива.

А теперь о недостатках, без которых, конечно, не обошлось. Такие конструкции очень чувствительны к температуре теплообменника. Незначительное изменение скорости движения теплоносителя сразу приводит к выпадению конденсата. А это коррозия, быстрый износ и уменьшение срока эксплуатации котла. Поэтому из двух вариантов — стальной или чугунный — необходимо отдать предпочтение второму, потому что он менее подвержен процессам коррозии.

Если сравнивать две модели — классическую и с верхним горением, то вторая по цене явно дороже, что может оттолкнуть большинство потребителей. Существует два вида такой модели, которые отличаются друг от друга способом надува — это с принудительным надувом и естественным. В любом случае надув не может справиться со спекающимся пеплом или золой. Чем больше пепла, тем меньше теплоотдача, а значит, пепел придется постоянно убирать. В моделях с принудительным надувом его образуется меньше, а с естественным больше.

Диск и балка, которая поддерживает его (мы говорим сейчас об устройствах, которые разделяют камеры сгорания топлива и продуктов горения), быстро прогорают, а значит, приходится их менять и проводить ремонт котла. Нельзя закладывать в топку дрова или уголь большого размера, поскольку тяжело будет обеспечить верхнее горение. Да и влажные материалы закладывать также не рекомендуется.

И последний из недостатков. Размеры топки недостаточны, чтобы в ней легко можно было проводить розжиг, когда закладка неполная.

Типы отопительных котлов

Интересующий нас тип котлов производится только в напольном исполнении — уж слишком велика его масса. И если не учитывать уже описанные позиции, то это обычные твердотопливные котлы. Логика подсказывает, что мощность таких моделей зависит от прямого назначения топливного агрегата. Здесь есть устройства с минимальными параметрами — 7 киловатт, а есть и с максимальными — до 95 киловатт. Такие колы в основном используются для отопления небольших домов. Но есть и более мощные установки, к примеру, с 200-киловаттной мощностью. Они применяются для обогрева домов площадью более 2000 квадратных метров.

В производстве котлов применяются сталь или чугун, но даже сталь у разных производителей отличается, что будет влиять на стоимость прибора. К примеру, жаростойкий металл в разы дороже, чем низкосортный, а, соответственно, и стоить такой котел будет больше. В некоторых моделях используется шамотный кирпич, которым обкладывают топку. Это увеличивает не только стоимость агрегата, но также его прочность и долговечность. Кстати, подобные модели могут быть одноконтурными и двухконтурными.

Монтаж

Это не газовое оборудование, поэтому его можно устанавливать своими руками. Правда, есть несколько важных предупреждений от специалистов:

Котел необходимо устанавливать на расстоянии не меньше полуметра от ближайших стенок. Дело в том, что этот нагревательный прибор, даже если в его конструкции есть водяная рубашка, очень сильно нагревается. И если стены дома возведены из горючих материалов, необходимо их дополнительно обшить защитой. К примеру, асбестовым листом, кирпичом или металлическим листом из оцинкованной стали, под которым все равно придется проложить асбест.
Любой, даже самый маломощный котел из этой категории, имеет значительную массу. Поэтому нужно позаботиться об остове, на котором он будет размещаться. Остов должен быть прочным, негорючим и надежным. Имейте в виду, что масса котла увеличится за счет веса закладки. Поэтому оптимальный вариант — это отдельно стоящий фундамент, сооруженный по всем строительным канонам с укладкой щебеночной подушки и армирующего каркаса из металлической арматуры. Кстати, специалисты советуют заливать фундамент высотой не менее полуметра.

Заключение по теме

Как видите, некоторые вопросы увеличения эффективности работы отопительных котлов зависят не только от размеров самих отопительных агрегатов или от увеличения подачи топлива. Научно-технический прогресс сегодня предлагает совершенно другие позиции, связанные с технологическими процессами. И в этом вы сами могли убедиться на примере твердотопливных котлов с верхним горением топлива.

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, схемы и инструкции

Как сделать котел на дровах длительного горения своими руками

Как устроена печь длительного горения «Бубафоня»

Как выбирать дровяные котлы длительного горения с водяным контуром?

Какими бывают самодельные печи длительного горения

Котлы длительного горения и пиролизные котлы: что это

Что такое котел длительного горения и как он работает?

Принцип работы и устройство котла длительного горения

Котел длительного горения – это твердотопливный котел, отличающийся продолжительной длительностью работы на одной загрузке топлива по сравнению с обычными твердотопливными котлами. Достигается это преимущество за счет особой конструкции котла.
Твердотопливный котел длительного горения выполнен в виде высокого цилиндра, вверху которого расположены дымоход и воздушная камера. Топливо, занимающее корпус котла под ними, сгорает, начиная с верхнего слоя – за счет того, что поддув воздуха обеспечивается не снизу, а сверху при помощи телескопической трубы и распределителя воздуха. Постепенно твердое топливо сгорает, и распределитель опускается ниже, осуществляя приток воздуха к следующим слоям.

Между двойными стенками котла находится вода. Таким образом, теплообменником в нем является корпус котла, который снаружи защищен от потерь тепла. Кроме того, слой теплоизоляции предохраняет от ожогов при прикосновении к поверхности корпуса. После того, как все топливо сгорит, подающую воздух трубу подтягивают вверх за встроенный в нее трос и производят новую загрузку.

Все котлы длительного горения различаются по режиму работы. У нас продаются:

Автоматические твердотопливные котлы – работающие в автоматическом режиме. Такие котлы оснащены топливным бункером, из которого топливо автоматически подается в зону горения.
Полуавтоматические котлы на твердом топливе — которые работают в автоматическом режиме, но требуют ручной загрузки топлива.

В среднем, полуавтоматические котлы на одной загрузке могут работать до 8 часов на дровах, на угле — до 12 часов. Автоматические котлы, в зависимости от объема бункера работают на одной загрузке топлива до недели.
У нас Вы можете купить отопительный котел длительного горения на угле и дровах по низким ценам.

Разновидностью котлов длительного горения являются пиролизные котлы.

Что такое пиролизный котел длительного горения и как он работает?

Пиролизные или газогенераторные котлы – это твердотопливные котлы, использующие в качестве топлива древесину и работающее по принципу пиролиза – сжигания дров через тление. Фактически пиролизные твердотопливные котлы для получения тепловой энергии сжигают не дрова, а газ, обеспечивая этим высокий коэффициент полезного действия до 90%. Пиролизные котлы длительного горения существенно эффективнее традиционных твердотопливных котлов.

Устройство

Устройство пиролизных отопительных котлов отличается от устройства традиционных твердотопливных котлов. Топка в котлах пиролизного типа разделена на две части – газифицирующую камеру (камеру загрузки) и камеру сгорания. В камере загрузки при температуре от 200 до 800 градусов происходит реакция пиролиза древесины, в результате этой реакции древесина распадается на фракции – древесный уголь и газ. Далее смесь пиролизного газа и воздуха поступает в камеру сгорания, где сгорая, выделяет очень большое количество тепла, используемое для отопления различного вида помещений.

Принцип работы

Дрова загружаются на колосник, поджигаются, запускается дымосос. При недостатке воздуха и под действием высоких температур происходит обугливание топлива и выделение древесного газа – пиролиз. Выделившийся газ поступает под колосник, где к продуктам пиролиза подмешивается вторичный воздух, в котором летучие вещества сгорают. Часть тепла при этом возвращается к нижнему слою топлива для поддержания процесса пиролиза.
Пиролизные котлы отличаются высокой эффективностью, длительной работой на одной загрузке топлива, а также минимальным образованием золы в процессе горения, т. е. они не нуждаются в постоянной чистке. Однако стоит помнить, что пиролизные котлы длительного горения имеют повышенные требования к сухости топлива и могут работать только на дровах.

В интернет-магазине отопительного оборудования «Энергомир» Вы можете купить котел длительного горения на твердом топливе — дровах, угле. Мы предлагаем котлы длительного горения Galmet и ЧЗМ, пиролизные котлы Буржуй-К, Buderus, Atmos и других отечественных и европейских производителей.

Нужно отметить, что котел отопительный длительного горения дороже обычного котла на твердом топливе. Если Вам нужен бюджетный вариант, лучше выбрать стандартный твердотопливный котел.
Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.

голоса

Рейтинг статьи