Основные виды и особенности угольных котлов

Твердотопливные отопительные устройства работают на длиннопламенном, каменном, буром угле, антраците и прессованных брикетах. Популярность оборудования связана с дешевизной монтажных работ, отсутствием необходимости составления проектных документов. Угольный котел может использоваться для обогрева, подачи ГВС или приготовления пищи при наличии варочной поверхности.

Какой твердотопливный котел купить

Первое, с чем должен определиться будущий владелец твердотопливной котельной установки — тип используемого топлива. Именно это и определяет вид агрегата: будет ли он угольным, дровяным или работать на пеллетах. Также на рынке широко распространены универсальные твердотопливные теплогенераторы, которые могут использовать все вышеперечисленные типы топлива.

Вторым по значимости критерием выбора является мощность. Для грамотного подбора оборудования по этому параметру следует обращаться к профессионалам. При предварительном самостоятельном расчете необходимой мощности можно руководствоваться следующей формулой:

P = S x H x ∆K,

где: Р — мощность котлоагрегата;

S — площадь отапливаемого помещения;

Н — высота потолков;

∆K — коэффициент теплоизоляции постройки.

Котельные установки на твердом топливе могут использоваться только для отопления (одноконтурные) или для обогрева и горячего водоснабжения дома (двухконтурные).

Кроме этого, при выборе твердотопливного котла следует обращать внимание на конструкцию и полезный объем топочной камеры и способ ее загрузки (верхний или фронтальный), материал теплообменника.

В продаже присутствуют энергонезависимые котлоагрегаты, и установки, для работы которых необходимо подключение к линии электроснабжения. Первые менее надежны, но могут использоваться для отопления и создания ГВС при перебоях с поставками электроэнергии. Энергозависимые модели оснащаются более сложной автоматикой, которая обеспечивает максимальную безопасность и эффективность работы котла.

Отдельно следует упомянуть твердотопливные котлы длительного горения, которые оснащаются функцией дожига отработанных газов (пиролизом). Пиролизные модели имеют более высокий КПД при меньшем расходе топлива, что сделало их такими популярными среди потребителей.

Рекомендации: 10 лучших пеллетных котлов 13 лучших газовых котлов 14 лучших электрических котлов

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

Чугунные котлы

Твердотопливный котел ассоцииируется с чем-то громоздким и тяжелым, поскольку его теплообменник зачастую выполняется из чугуна. Производители котлов применяют этот материал за его долговечность, высокую коррозионостойкость (износ чугунного теплообменника при обычном режиме составляет 0,1-0,2 мм в год, так что при толщине стенки в 5 мм его хватит лет на двадцать), устойчивость к высоким температурам (при топке углем только чугунный теплообменник может выдержать температуру горения в 900 град С), для него нехарактерны температурные деформации.

К недостаткам котлов с чугунными теплообменниками относят их большой вес, что затрудняет транспортировку, во время которой оборудование к тому же нельзя ронять, ударять — чугун хрупок и дает трещину при резком ударе. Трещины появятся и если на горячий теплообменник пролилась холодная вода или если котел подпитывается слишком холодной водой. Разница между температурой подачи и обратки в более 50 град С может быть губительна для чугунного теплообменника, даже если микротрещины сначала визуально не видны. С низкой температурой на входе котла успешно работают некоторые современные изделия из эвтектического(упругого) чугуна, он превосходит по упругости обычный серый чугун в среднем на 30% и это делает возможным функционирование котла в низкотемпературном режиме.

Читайте также:  Выбираем электрический проточный водонагреватель: все важные параметры

Еще одним решением для низкотемпературного режима работы котлов на твердом топливе может стать применение в схеме котельной буферной емкости.

В то же время чугунные теплообменники состоят из секций и поэтому подлежат ремонту — секции заменяются, скрепляются винтами с термостойкой прокладкой и герметиком. Благодаря секционности, чугунный котел может «расти» вместе с домом. Например, пристроив к дому большую мастерскую, или оранжерею, можно не покупать дополнительный котел, а лишь добавить внутренние секции, увеличив тем самым мощность котла до необходимой.

Расчет мощности бытового котла ведется по формуле «1 кВт на 10 м² отапливаемой площади», то есть для дома 200м² потребуется котел мощностью 20 кВт.

Стальные котлы

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

Котлы со стальными теплообменниками подбираются по мощности аналогично, однако их конструкции разнообразнее и они обычно дешевле, что делает их частыми источниками тепла в котельных на твердом топливе.

Легкость стального теплообменника и его сварная конструкция являются и достоинствами, и недостатками в твердотопливном котле. Транспортировать, выгружать — проще, однако и температурные экстремальные воздействия такой котел переносит хуже, при перегреве теплообменник может деформироваться, сварные швы — дать течь, а иногда может прогореть и стенка теплообменника.

Чаще всего такие ситуации возникают при аварийном отключении электроэнергии и в системах с принудительной циркуляцией. В этом случае котел продолжает топиться, а циркуляционный насос не вращается, не снимает тепло с котла и происходит перегрев. Источники бесперебойного питания помогают, но в 50% случаев не срабатывают, лучше всего, если есть автоматическое переключение на дизельную электростанцию. Самым же эффективным способом защиты твердотопливного котла от перегрева в случае аварии на электросетях считается предусмотренный при строительстве короткий контур с гравитационной циркуляцией, то есть участок из труб большого диаметра, где и будет находиться нагретый котлом теплоноситель в период аварии.

Способы реализации длительного горения

Основная проблема, преследующая пользователей котлов на дровах, заключается в отсутствии длительного горения. Нам приходится регулярно подбрасывать в их топки все новые порции дров. И если днем с этим еще можно как-то смириться, то ночью проблема обостряется – если не уделить оборудованию должного внимания, то топливо потухнет. Уже через час после затухания температура в комнатах начнет падать.

Данную проблему можно решить довольно интересным способом – встроить в котел на дровах электрический нагреватель (ТЭН). Длительного горения мы здесь не получим, но ТЭН сможет поддерживать в контуре определенную температуру, обеспечивая пользователей теплом. Правда, такой подход чреват большим расходом электроэнергии – за месяц может «нагореть» до нескольких тысяч рублей, в зависимости от площади домовладения и мощности самого ТЭНа.

Читайте также:  Как сделать отопление на балконе или лоджии своими руками

Твердотопливные котлы длительного горения, работающие на дровах и угле, полностью решают проблему с частой загрузкой горючего. Некоторые из них могут гореть до нескольких дней, обеспечивая потребителей теплом. Длительное горение реализуется несколькими способами:

  • Увеличением объема камеры сгорания в несколько раз;
  • Применением схемы пиролизного горения;
  • Путем частичной автоматизации подачи топлива.

Давайте посмотрим, что нам даст применение тех или иных методик.

Основные виды котлов на угле

Выбрать угольные отопительные приборы можно по принципу действия и по способу сжигания топлива.

Автоматические модели

Основные виды котлов на угле

Автоматический котел с бункером для угля

Дым в автоматических приборах виден только в момент розжига.

Пиролизные котлы

Сравнение принципа работы обычного и пиролизного твердотопливного котла

Основные виды котлов на угле

Отличие пиролизного угольного котла заключается в системе длительного горения. Она реализуется посредством двух топок. В главной происходит сжигание угля, в дополнительной – дожиг пиролизных газов. Устройство работает следующим образом:

  1. Разжигание котла. Заслонку открывают полностью, затем при помощи небольшого количества сухих дров поджигают уголь с фракциями 0,5-2 см.
  2. Первичное горение топлива. Достаточно 15-20 мин.
  3. Перевод в режим пиролиза. Понадобится прикрыть заслонку и выставить режим.

Реакция пиролиза начинается по достижению температуры в топке 450-600 градусов.

Длительного горения

Основные виды котлов на угле

Конструкция оборудования осложнена теплообменником над топкой. От стандартных вариантов отличается и тип сжигания – уголь начинают воспламенять сверху. В сравнении с моделями прямого горения котлы отличаются:

Марка угольной породы указывается в инструкции производителя.

Прямого сгорания

Котлы прямого горения стоят дешевле, но имеют ниже КПД и выше расход топлива

Основные виды котлов на угле

Недорогие варианты, которыми можно отопить небольшой дом или дачу. Процесс горения происходит снизу, огонь постепенно распространяется по топке. Теплые воздушные массы двигаются вверх, нагревая теплообменник, а потом – водяной тип контура.

У моделей с прямым горением максимальный показатель КПД – от 70 до 75 %. Это объясняется медленной теплоотдачей нагретых воздушных масс и быстрым выводом их через дымоход.

OPOP H424V

Стальной чешский котел OPOP H424V мощностью до 24,5 кВт позиционируется производителем как модель, способная работать на угле, коксе, дровах и другом твердом топливе. Но за счет вертикальной загрузки и шахтной конструкции агрегат лучше адаптирован для топки углем: загрузочное отверстие узкое, всего 182×412 мм. В зависимости от используемого топлива влажностью до 20%, полной загрузки хватает на горение до 5 или до 10 часов, при использовании дров и угля соответственно. Для предотвращения закипания теплоносителя предусмотрен встроенный контур охлаждения. Среди преимуществ не только простое устройство, гарантирующее незамысловатое обслуживание, но и комплектация. В наборе есть автоматический регулятор тяги, термометр и манометр (на фронтальной части), подвижные колосниковые решетки из чугуна.

Посмотреть видеообзор на котел из этой же линейки, но большей мощности OPOP H430V:

Правила хранения угля

Срок хранения угля зависит от марки, месторождения и условий окружающей среды. Больше всего шансов сохранить все свойства топлива при хранении антрацитов и полуантрацитов. При размерах от 70 см и до 100 мм этот уголь хранится без потери качества до 36 месяцев, а при размерах от 100 мм – около года. Если вы заказываете уголь с доставкой, то планируйте объемы, которые вы используете во избежание потери качества.

Лучше всего размещать уголь в крытом помещении (сарай, сухой подвал), куда не проникают лучи солнца. Окисление угля начинается при температуре от 20-25 °C. При 40 °C начинается выветривание, которое можно заметить по уменьшению размера кусков. Также необходимо периодически проверять состояние угля, поскольку, например, бурые и каменные пористые способны самовозгораться. Температура возгорания для бурых составляет – 40-60 °C, жирных – 60-70 °C, тощих и антрацитов – от 70 °C.

Поливать сваленное в кучу топливо не рекомендуется, так как при намокании оно лучше пропускает кислород и быстрее окисляется. В целях недопущения возгорания лучше всего закрыть уголь брезентом.

Принцип работы дровяных котлов длительного горения

Поскольку тление происходит длительное время, в бункере образуется газ, обладающий высокой теплотворной способностью. Он, поступив в камеру сгорания через огнеупорную форсунку, воспламеняется под воздействием кислорода. Во время работы котла сжигается множество тяжелых и опасных соединений, в том числе и сажа. Таким образом, в дымоход не попадают токсичные вещества и не загрязняют окружающую среду, а сгорают, отдавая при этом тепло. В дымоход поступает только негорючий, нетоксичный дым.

Виды и характеристика котлов длительного горения, подробное видео:

Плюсы

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

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