Как правильно топить твердотопливный котел

Устройство котла длительного горения (пиролизного) отличается тем, что он имеет не одну  камеру сгорания, а две: в первой горят непосредственно дрова, а во второй сгорают образующиеся при этом газы. Таким образом достигается гораздо более полное сгорание топлива, высвобождается большее количество тепла, да и сажа, при использовании сухого топлива, практически не образуется.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения
  • когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания;
  • в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло;
  • в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.
Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котлы имеют следующие преимущества:

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения
  • длительное время работы и минимальное количество загрузок;
  • энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги;
  • универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.;
  • небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы;
  • автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом;
  • отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков;
  • высокий уровень безопасности;
  • длительный срок службы от 10-15 лет и более.
Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Что такое твердотопливные котлы, и каковы принципы их работы

Казалось бы, что отопление дома твердым топливом (дрова, уголь, торф) в 21 веке исчезнет из употребления. Но это утверждение оказалось преждевременным: сегодня еще многие современные дома топятся этими энергоносителями. Конечно, для обогрева помещения используется не старая каменная печь, а современные отопительные котлы на твердом топливе.

Котлы длительного горения на твердом топливе

Эти теплогенераторы могут работать на разном типе энергоносителя:

  • угольные пеллеты;
  • дрова;
  • обычный каменный уголь;
  • торфяные пеллеты.

Принцип действия твердотопливного котла довольно прост: какой-либо из вышеприведенных энергоносителей загружается в топочный отсек котла и поджигается. Тепло от горения нагревает воду, которая, циркулируя по трубам, обогревает дом. Такие котлы отопления на дровах длительного горения отличаются рядом негативных особенностей:

  • коротким периодом горения (2-8 часов);
  • необходимостью убирать золу;
  • необходимостью регулярно подкидывать в топку новые порции энергоносителя.
  • невысоким КПД.

Схематическая зарисовка — принцип работы твердотопливного котла отопления

Избавиться от этих недостатков удалось с разработкой принципиально новых твердотопливных теплогенераторов, которыми являются котлы длительного горения на твердом топливе. Разделяют их на два типа:

  • пиролизные;
  • котлы верхнего горения.

Топливо для твердотопливных котлов

Твердые виды топлива имеют важное экономическое преимущество над остальными — их цена достаточно стабильна во времени. Именно поэтому многие жители западных стран Европы предпочитают твердотопливные котлы. Более того, в этих странах централизованно производятся специальные цилиндрические гранулы из древесины — так называемые пеллеты. Их делают из древесной муки, не используя при этом другие химические, экологически вредные добавки. Склеивание в цилиндрическую гранулу происходит за счет природного вещества — лигнина, обладающего склеивающим эффектом при нагревании. У пеллет достаточно преимуществ перед другими источниками энергии: они удобны в обращении, мало стоят, дают высокую теплоту сгорания.

Любое топливо для твердотопливных котлов — это горючее, основным элементом которого является углерод. Наиболее основные источники его — каменный и бурый уголь, древесина, торф, сланцы. Кроме углерода в этом сырье содержится также кислород, сера, азот, водород (табл. 4.2), соотношение которых в топливе и определяет его свойства. Не удивительно, что то же количество, к примеру, угля и дров дает разное количество теплоты, то есть теплотворная способность обоих видов топлива разная. Самое высокое значение этого показателя имеет каменный уголь. Твердое топливо, как правило, используется для получения теплоты, но нередки случаи, когда оно необходимо и для выполнения механической работы (табл. 4.3, 4.4).

Таблица 4.2.

Сравнительные характеристики различных видов топлива

Вид топлива Теплота сгорания МДж/кг % серы % золы Углекислый газ, кг/ГДж
Каменный уголь 15-25 1-3 10-35 60
Дизельное топливо 42,5 0,2 1 78
Мазут 42 1,2 1,5 78
Щепа древесная 10 2
Гранулы древесные 17,5 0,1 1
Гранулы торфяные 10 20 70
Гранулы из соломы 14,5 0,2 4
Природный газ 35-38 МДж/м3 57

Таблица 4.3

Приблизительный расход топлива в зависимости от площади

Площадь помещения м2 Мощность котла кВт Максимальный расход топлива кг/ч
Твердое топливо Дизельное топливо
Твердотопливный котел Пиролизный котел
100 5-12 3,2 1,6 1,0
130 6-16 4,7 2,9 1,3
160 6-20 6,0 3,0 1,6
200 7-24 7,6 3,8 2,0
220 8-25 7,9 4,0 2,2
270 10-32 8,9 5,0 2,7
370 18-45 14,0 7,0 3,7

Таблица 4.4

Теплота сгорания различных пород дерева

Порода дерева Плотность, кг/м3 Теплота сгорания (при влагосодержании 20%)
кВт*ч/фестметр кВт*ч/кубометр кВт*ч/кг
Хвойные породы
Пихта 430 2100 1500 4,0
Ель 420 2200 1550 4,2
Кедр 510 2600 1800 4,1
Лиственница 545 2700 1900 4,0
Лиственные породы
Береза 580 2900 2000 4,1
Вяз 620 3000 2100 3,9
Бук 650 3100 2200 3,8
Ясень 650 3100 2200 3,8

Все виды твердого топлива можно разделить на две категории: природные и предварительно очищенные. К первым относят разные виды угля, древесину, торф, солому. Ко вторым — брикеты бурого угля, древесный уголь, кокс.

Каменный уголь — очень древний источник энергии и тепла. Образован он был довольно давно, поэтому и распространен по всей планете на разной глубине.

Бурый уголь имеет более позднее образование. Источником его создания была, как правило, древесина. Не удивительно, что он имеет в себе достаточно влаги — до 60%. Добывают его в открытую, не копая шахты. Сырье имеет достаточно малую теплотворную способность, поэтому используется на месте и не транспортируется в другие страны.

Источником торфа являются растения на болоте. Поэтому в нем достаточно много воды. Добывая торф, его разрезают на части и высушивают, после чего он пригоден к сжиганию.

Дерево — менее распространенный источник топлива. Как правило, оно используется в виде отходов от лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. Из него также получают древесный уголь путем обработки в углевыжигательных печах.

Кокс получают из угля в специальной печи, разогревая сырье до 12000 С. Это необходимо для удаления газов из топлива и улучшения его энергетических характеристик.

Учитывая стандартные значения КПД, каждый литр стандартного жидкого топлива можно заменить тремя килограммами дерева. И каждые 200 м3 газа либо 200 л жидкого топлива соответствуют по извлекаемой энергии примерно кубометру сжигаемого бука.

Увеличение камеры сгорания

Правильно рассчитав размер камеры сгорания и дверцы для подачи дров, Вы не только повысите эффективность котла, но и существенно облегчите себе жизнь при его эксплуатации.

Читайте также:  Как работает и выбор теплоносителя электродного котла

Самый простой способ реализовать длительное горение в котле на дровах – увеличить объем его камеры сгорания. Предположим, что нам необходимо обогреть домовладение площадью 100 кв. м. Для этого нам потребуется 2,3 дров в час (средняя теплотворность древесины составляет около 4,3 кВтч/кг. Следовательно, для того чтобы добиться длительного горения на протяжении 12 часов, нам потребуется камера сгорания, вмещающая 28 кг дров. При средней плотности древесины в 1,73 кг/дм³, ориентировочный объем камеры составит 16,18 литра.

Вычисляя размеры камеры сгорания, ориентируйтесь на длину поленьев – это поможет создать удобную для загрузки топку.

Становится очевидным, что для реализации сверхдлительного горения необходимо создать очень большую камеру сгорания. А для того чтобы еще больше увеличить эффективность и длительность сгорания одной порции топлива, следует использовать определенные сорта древесины – мы рекомендуем сделать выбор в пользу березы и дуба. Несмотря на то что теплотворная способность у них меньше, чем у той же сосны, эти сорта дерева более плотные. Да и сгорают они при более высокой температуре (почти +900 градусов).

Твердотопливные котлы длительного горения: плюсы и минусы

Котел Stropuva – единственный в мире котел, горение которого выходит за рамки привычных нам показателей. Это уникальнейшая в своем сегменте технология.

Если сравнивать этот котел с любым другим твердотопливным котлом, то это будет некорректное сравнение – ни одиниз существующих котлов не в силах предложить такую длительность горения на одной закладке топлива – 120 часов.  В самом лучшем случае другие котлы выдержат до 6 часов непрерывного горения.

Это значит, что в холодное время года вас ждет “увлекательная” работа кочегара – вставать каждые 6 часов, для того, чтобы пойти подбросить топливо.

Чтобы досконально понять уникальность технологии котла Stropuva, потребуется небольшая экскурсия в историю отопления – это поможет лучше понять физику процесса.

С момента появления у человечества необходимости в отоплении в холодное время все процессы горения топлива происходят по одному и тому же принципу, лучшим примером выступит конструкция русской печи.

Мы закладываем топливо, открываем поддувало снизу, зажигаем топливо также снизу. Начинается процесс горения – топливо начинает гореть все сразу, по принципу костра.

Горит хорошо и жарко, но не долго и не эффективно – часть топлива прогорает “просто так”, а тепло вылетает в трубу! Чтобы удержать процесс горения на одном, достаточно стабильном уровне, необходимо очень часто подбрасывать все новое и новое топливо.

Твердотопливные котлы длительного горения: плюсы и минусы

В противном случае горение угаснет очень быстро, а топливо прогорит неэффективно!

Важно

Именно этот принцип лежит в основе конструкции любого из существующих отопительных приборов, работающих на твердом топливе – это всегда “костер”. Неважно, о чем идет речь – о пиролизном современном котле, об обычном котле типа “буржуйка” или о пеллетных котлах с бункером, механизмом подачи и электро-горелкой, или русской печи.

Stropuva– это совершенно иное представление о горении топлива.  Это самое современное изобретение человечества, где все в прямом и переносном смысле перевернуто с “ног на голову”:

  1. Воздух подается в котел не снизу (помните “костер”?), а сверху! Причем воздух, с помощью специального конструктивного элемента – телескопической трубы и насадки-распределителя воздуха подается сразу и непосредственно в зону горения!
  2. Именно благодаря такой компоновке, топливо также горит не снизу, а сверху, поэтому одновременно в процессе горения участвует только верхние 20-25 см топлива.
  3. Котел конструктивно устроен так, что, используя физику твердых тел (нагревание – расширение, охлаждение – сжатие) и авторское изобретение – би-тепловой регулятор тяги (воздушную заслонку), так же расположенный вверху, на крышке котла.  Котел сам регулирует интенсивность подачи воздуха в зону горения, что впрямую влияет на стабильность процесса горения и не позволяет использовать больше топлива, чем нужно на данный момент,
  4. Конструктивно котел представляет собой два сосуда разных диаметров, вставленных один в другой, между которыми находится жидкость теплоноситель. Внутри максимальной версии 40 кВт одномоментно в котле находится всего 55 л жидкости, а площадью теплосъема является вся внутренняя окружность котла
  5. Эта же конструкция позволили сделать котел максимально безопасным и очень долгосрочным по сроку службы. Агрессивная зона горения всего 20-25 см, и эта зона не является статичной, а в процессе цикла, двигается сверху это позволило установить минимальный срок службы котла – 15 лет, а учитывая простоту конструкции- больше, ведь там просто нечему ломаться!  Это дает дополнительный очень важный критерий – личная безопасность и безопасность дома!
  6. Котел прост в монтаже и пуско-наладке, нужно просто следовать рекомендациям по способу его подключения.
Читайте также:  Инфракрасный теплый пол своими руками: укладка, монтаж и подключение

Простой пример – для нас уже стало привычным, что, если мы приобретаем современный телевизор (например, с новейшей технологией 4К), мы уже не пытаемся подключить его к обычной комнатной антенне и пытаться получить качественную картинку. Мы все-таки пытаемся подключить телевизор к кабельному телевидению, как минимум. Иначе нам трудно объяснить самим себе, за что мы заплатили большие деньги.

Также и с котлом Stropuva – очень странно приобрести отличный и непревзойденный по длительности горения, экономии тепла и сроку службы отопительный прибор, который стоит своих денег – и игнорировать все рекомендации производителя, лишаясь самого главного – удовольствия от работы котла!

Принцип работы нагревателя на дровах

Котел на дровах немного напоминает печку-буржуйку с водяным контуром. Теплоноситель нагревается в результате сгорания порции дров в топке. После этого он подается в отопительную систему. Хоть расход топлива большой эффективность котла невысокая, потому что энергоресурсы сжигаются не полностью.

Сегодня в продаже есть агрегаты длительного горения, которые обеспечивают полное сжигание топлива, имеют более сложную конструкцию.

Оборудование работает по следующему принципу:

  1. В агрегат загружают порцию дров. При этом начальный этап сгорания осуществляется в специальной камере с ограниченным поступлением воздуха. Здесь топливо не горит, а тлеет, поэтому интенсивность горения можно регулировать. В результате выделяющегося тепла нагревается вода в теплообменнике.
  2. Во время тления дровяного топлива выделяются продукты горения, которые подаются во второй отсек, являющийся камерой сгорания и зольником одновременно. Здесь продукты горения окончательно догорают при взаимодействии с кислородом, поскольку подача воздуха не ограничивается. Из-за высокой температуры горения газовоздушной смеси вода в теплообменнике быстро нагревается.

Поскольку температура сгорания достаточно высокая, дым очищается в камере сжигания от золы и горючих образований. Благодаря этому котлы нового поколения считаются безопасными для экологии.

Принцип работы нагревателя на дровах

Рекомендуем к прочтению:Устройство котельной и дистанционное управление газовым котлом

Преимущества и недостатки дровяных котлов

Котел отопления на дровах отличается простотой эксплуатации и подключения. Приемлемая цена и доступность топлива также считаются достоинствами дровяных отопительных приборов. В топке можно сжигать не только дрова, но и древесные отходы. При условии правильной эксплуатации и соблюдении правил монтажа агрегат прослужит очень долго.

Недостатком дровяных отопительных приборов является низкий уровень автоматизации. Однако котлы длительного горения позволяют оптимизировать процесс работы. Еще одним способом решения этой проблемы могут стать комбинированные котлы, которые работают на твердом топливе, а также газе, электричестве либо дизтопливе.

«Буран» сжигает влажное отпливо

Котел длительного горения «Буран» украинского производства. По он конструкции очень схож с литовскими «Стропува», но гораздо менее требователен к качеству сжигаемого сырья. Есть и некоторые особенности.

Распределитель воздуха в этих котлах может вращаться вокруг своей оси, что позволяет без проблем очистить топливную камеру от нагара и пепла. Сконструирован он таким образом, что заставляет воздух в топке двигаться по часовой стрелке. Это позволяет увеличить площадь горения топлива: горит по всей площади, а не только в центре.

Для эффективного сжигания сырого топлива (дрова могут быть 50% влажности) в котле имеется вентилятор и электрический регулятор температуры. Дверцы имеют особую конструкцию: для предотвращения подсоса воздуха во время розжига и предотвращения просачивания дыма в помещение они могут регулироваться. Несколькими движениями изменяется плотность их прилегания к корпусу.

В общем, разработчики учли большую часть недостатков уже существующих на рынке котлов, и получили очень даже достойный и качественный вариант печи верхнего горения. Есть у «Бурана» две линейки – одна дровяная (используют дрова, брикеты, пеллеты, отходы древесины) и универсальная (все те же виды топлива, плюс уголь).

«Буран» сжигает влажное отпливо

Котел длительного горения «Буран» украинского производства

По цене «Буран» вполне доступен, длительность горения имеет вполне приличную. По заводским данным котел на дровах работает на одной загрузке до 30 часов, на торфяных брикетах — до 50 часов. Универсальный «Буран У» может не гаснуть на угле до 5 дней.

К сожалению, о котлах Буран очень мало отзывов, но, что примечательно, — ни одного негативного. Агрегат работает тихо и достаточно долго, экономный, хотя до заявленных часов работы дотягивает все же не всегда. Небольшим недостатком можно считать то, что если вы приобрели котел, работающий на угле, то лучше использовать более крупные фракции, т. к. мелкий может спекаться и прогорать не полностью. Хотя и из такой ситуации нашли выход: спекшиеся куски можно использовать повторно. Из-за того, что камера сгорания имеет ребристую поверхность, следует дополнительно пару раз в отопительный сезон очищать ее при помощи металлической щетки.

Как сделать работу котла более эффективной

Пользователь должен знать, как правильно топить твердотопливный котел, чтобы добиться его высокой эффективности и уменьшить необходимое количество загрузок топлива.

Внутренние поверхности котлоагрегата необходимо поддерживать в чистоте. При загрязнении должна выполняться чистка. Это позволит поддерживать высокий уровень КПД оборудования. При загрязнении колосников, стен топки и дымохода уменьшается проходное сечение, что приводит к ухудшению тяги. В результате существенно снижается КПД котла.

Читайте также:  Какой расход газа на отопление дома 100м2

Режим работы твердотопливного котла также напрямую влияет на его эффективность. Он должен развивать полную мощность, чтобы обеспечивать качественное отопление. Кроме того, при интенсивном горении образуется сильная тяга, что уменьшает количество отложений сажи и копоти на рабочих поверхностях.

Для работы котла на полную мощность необходимо своевременно загружать в топку топливо. При этом важно соблюдать описанные выше рекомендации для каждого из его видов. Оптимальным вариантом для уменьшения количества закладок является дополнительное оснащение системы тепловым аккумулятором. Он будет накапливать тепловую энергию, выработанную твердотопливным котлом, и отдавать ее теплоносителю при его работе в режиме малой интенсивности. Объем теплового аккумулятора должен подбираться исходя из общего объема теплоносителя в системе и требуемого времени автономной работы.

Понравилась статья? поделитесь с коллегами и друзьями

Как топить котел углём

Автоматическая регулировка контролирует подачу воздуха в топку, с помощью вентилятора. Чем больше кислорода поступает, тем сильнее горит топливо, а также быстрее осуществляется теплоотдача.

Медленное поступление кислорода действует на время горения угля, оно увеличивается, а теплоотдача уменьшается. Температуру регулирует термодатчик, есть также возможность программирования разного режима, от него будет зависеть,  сколько котёл будет остывать.

Обратите внимание

Такие экземпляры экономят много времени, работая без участия человека автоматически правильно, но требуют больших затрат.

В ручной регулировке необходимо правильно обращаться с подачей воздуха при помощи поддувала. Надо точно знать, когда закрывать вьюшку и очищать печь от шлака и золы. Закрыв дымовую трубу раньше положенного можно надышаться угарным газом, что представляет опасность для жизни человека.

Выбор подходящего материала

Установив, котёл многие задумываются, чем лучше топить его дровами или углём. На первый взгляд, топка дровами получается выгоднее, но больший объём дров не означает экономию. Уголь по весу намного тяжелее и по свойствам горения, рассчитан на долгое время. Получается, одинаковая куча угля горит, в два или даже в три раза дольше аналогичной кучи дров.

Виды угля

Качество угля напрямую зависит от его возраста и соотношения углерода к негорючим примесям. Эти два компонента влияют на растительный камень, обеспечивая время горения и образования золы после сжигания. Содержание этих двух примесей в разных видах угля будет отличаться.

Все виды камня имеют различный показатель содержания влаги, например, у бурового угля 50% влажности и удельная теплота 3 ккал/кг. У антрацита влажность не более 7%, он имеет самую высокую теплоотдачу до 9 тыс. ккал/кг. Топка  каменным углём будет иметь теплоотдачу немного ниже от 5,5 ккал/кг до 7 ккал/кг.

Последнее время завоевал популярность твердотопливный уголь в брикетах, по своим ценовым качествам не уступая каменному углю, он имеет некоторые преимущества. После сгорания брикетного материала практически не остаётся шлаков что, несомненно, является плюсом.

Влажный твердотопливный материал при горении начинает выделять пар. От этого образуется конденсат, оседающий внутри дымоходов. Образовавшаяся сажа от топления оседает на стенках дымохода, смешиваясь с конденсатом, образуется новое вещество кокс. Он забивает и сужает отверстие для дыма, это приводит к плохому горению и отдаче тепла.

Розжиг топлива

Нельзя закладывать полную камеру углем в этом отличие его от деревянного топлива. При горении надо добавлять небольшое количество до одной трети от всей топки.

Как топить котел углём

Предварительно её тщательно проверяют и если необходимо, очищают.

Подачу дополнительной порции топлива, можно осуществлять ручным способом. Обязательно перед этим надо закрывать поддувало. Ориентироваться при подкладке необходимо на температуру воды. Обычно рекомендуемая температура составляет 80°C.

Для более длительного горения можно заполнить топку углем до половины, не более. Закладка топлива больше положенного может привести к порче решётки.

Весь уголь не прогорает, а спекается, застывая на колоснике, после чего очистка довольно затруднительна.

Важно

Для того, чтобы правильно растопить котел следует топливо закладывать поочередно – дрова, потом уголь, затем опять дрова

 Для лучшего горения необходим постоянный приток воздуха, это можно обеспечить, открыв дверцу внизу.

Как только уголь не будет гореть синими огнями, вьюшку можно закрыть. Для безопасности от угарного газа, надо убедиться, что всё прогорело, затем очистить скопившейся шлак и золу. Только после этого можно прикрыть дымовую трубу. Если вовремя её не закрыть ‑ то холодный воздух, быстро охладит систему и всё помещение. Оставшимся углем и крупным шлаком можно печь топить ещё раз.

Конструкция устройства автоматического розжига котла

Очистка печи от шлака и золы немного отличается от очистки после дров. Прогоревшие дрова сами осыпаются в камеру снизу.

Время топки углём намного дольше, поэтому убрать вовремя шлак довольно проблематично. Можно решить проблему начав топить материал пластами, один ряд дрова, следующий уголь. Или ещё один способ при помощи увеличенной температуры.

Когда получится регулировать тягу воздуха, потребность в дровах отпадёт.

Соблюдая все рекомендации, котёл прослужит долгие года, а топить его правильно углём, научившись, не составит труда.

Как выбрать

Основным критерием при выборе котла длительного горения является его номинальная тепловая мощность, притом при использовании основного типа топлива.

Уже после этого следует обратить внимание на:

  • объем топочной камеры;
  • время работы от одной загрузки;
  • вариант исполнения и наличие автоматики;
  • возможность использования других типов твердого топлива;
  • количество и характеристики теплообменников.

Рассчитывать на загрузку топлива, которой хватит на неделю в котлах, позиционирующиеся для частного дома, не стоит. Оптимальное значение автономной работы составляет от 17 до 45 часов, что вполне пригодно для частного пользования.