Особенности выбора и эксплуатации котлов длительного горения

Содержание

Твердотопливный котел долгое время относился к категории отопительного оборудования, спрос на которое был достаточно ограничен. Это связано с тем, что обычный энергонезависимый котельный агрегат на твердом топливе, по сути, представляет собой классическую печку в немного ином варианте исполнения – компактную и с водяной рубашкой. Сохранилось главное неудобство – необходимость каждые 3-4 часа подкладывать топливо и контролировать процесс горения.

дровяной котел длительного горения
Дровяной котёл длительного горения

Чтобы решить эту проблему были изобретены отопительные агрегаты, в которых твердое топливо подается в камеру сгорания автоматически. Однако такая автоматизация подходит лишь для мелкофракционного топлива, к которому относятся пеллеты, угольная крошка, отходы деревообработки или сельского хозяйства.

Второй путь решения вопроса о том, как сократить до минимума количество закладок топлива в сутки, привел к тому, что были созданы дровяные котлы длительного горения. Они имеют разную конструкцию и принцип действия, но их объединяет общий принцип: закладка топлива должна гореть как можно дольше и отдавать максимальное количество тепла.

Общие особенности агрегатов долгого горения

Котлы длительного горения способны работать на органическом твердом топливе разных видов, как и обычные агрегаты прямого горения. Тепловая энергия передается, в зависимости от конструкции, благодаря воздушному или водяному конвектору. На древесном топливе такой отопитель способен функционировать около 12 часов в среднем, на угольном – 1,5 суток.

Чтобы получить такой результат в первую очередь, необходимо увеличить объем топочной камеры, чтобы повысить ее вместительность. Если у котла прямого горения, мощность которого составляет 20кВт, объем топливника достигает максимум 60 л, то для агрегата длительного горения это показатель составит 100-250 л в зависимости от типа и особенностей конструкции.

Но увеличение топки само по себе принципиально вопрос не решает, так как при прямом горении в обычных условиях даже двойная или тройная порция топлива прогорит очень быстро. Поэтому было реализовано несколько различных инженерных решений.

Благодаря этому появились котлы отопления на дровах длительного горения следующих типов:

  • с удлиненной топкой;
  • с верхним горением;
  • газогенераторные.

Агрегаты различаются по конструкции, функциональности, стоимости, требованиям к топливу. Чтобы выбрать подходящий вариант, необходимо сравнить принцип работы и основные характеристики теплогенераторов.

Котлы с удлиненной топкой

Современные котлы на дровах с удлиненной топкой – это самый простой вариант «долгоиграющего» агрегата. От классического твердотопливного котла такой отопитель отличается вытянутой по горизонтали формой, а также тем, что в топочную камеру воздух подается дозировано. За счет этого сгорание топлива происходит в оптимальном режиме («желтое пламя»), что гарантирует:
  • экономное сгорание дров, за счет чего увеличивается длительность работы на одной закладке;
  • максимальную теплоотдачу;
  • минимум золы и выбросов в атмосферу.

Твердотопливный котел с удлиненной топкой на одной закладке работает порядка 6-8 часов. Это бюджетный вариант для отопления дачного домика или небольшого частного дома.

дровяной котел с удлиненной топкой
Дровяной котел с удлиненной топкой

Котлы с верхним горением топлива

Общеизвестно, что если горящую лучинку перевернуть зажженной частью вниз, она сгорит заметно быстрее той, что расположена горящим концом вверх. Котлы верхнего горения используют именно этот принцип изобретения.

Котел верхнего горения представляет собой вытянутый по вертикали топливник, который заполняется дровами, углем или отходами деревообработки. Специальная горелка размещается сверху и продвигается вниз по мере сгорания топлива. Подача воздуха в устройстве также дозирована, чтобы обеспечить оптимальный режим сгорания дров и максимальную теплоотдачу.

котел верхнего горения
Котел на дровах верхнего горения

Такие агрегаты длительного горения для отопления дома способны проработать 12 часов на дровах и более суток на угле, они не требуют постоянного контроля и подходят для организации отопления частных домов.

Газогенераторные котлы

Газогенераторные котлы длительного горения (пиролизные) относятся к высокотехнологичному оборудованию. Это наиболее экономичное и эффективное оборудование, поскольку отличается высоким КПД, доходящим до 97% при использовании подходящего топлива.

пиролизный дровяной котел
Пиролизный дровяной котёл

Принцип работы агрегата:

  1. дрова закладываются в камеру предварительного сгорания, заранее прогретую;
  2. топливо поджигается и тлеет в условиях ограниченной подачи кислорода, благодаря чему выделяется древесный газ – смесь горючих и инертных газов;
  3. горючие газы (угарный газ и метан) поступают через форсунку в камеру дожигания;
  4. в нижней камере газовая смесь сжигается в условиях принудительной подачи воздуха, за счет чего температура сгорания составляет около 1000 градусов.

Котлы долгого горения пиролизного типа отличаются следующими преимуществами:

  • КПД, сравнимый с показателями газовых котлов;
  • Длительная работа на одной закладке топлива (до 12 часов);
  • Минимальное количество золы (не требуется постоянно производить очистку зольника);
  • Экологичность (в атмосферу не выбрасывается угарный газ, поскольку он служит топливом и сжигается).

Следует отметить, что пиролизные котлы способны функционировать на твердом топливе любого вида, но эффективность при этом бывает разная. Максимального КПД в 97% агрегат способен достичь только при использовании сухих дров.

Повышение влажности топлива негативно сказывается на результате, поскольку оно плохо тлеет, выделяет меньше горючего газа и оставляет много золы. Невысокое качество топлива способно снизить КПД пиролизного котла практически вдвое.

Если есть возможность использовать сухие дрова – пиролизный котел станет наиболее практичным решением вопроса отопления большого частного дома.

Уловки производителей

Некоторые производители поставляют на рынок котлы прямого горения, предлагая использовать их в качестве «долгоиграющих» за счет эксплуатации в режиме тления, т.е., перекрывая обычную подачу воздуха.

Однако так поступать нерационально по целому ряду причин, несмотря на то, что время горения одной закладки действительно возрастет:
  • КПД отопителя снижается до 50%;
  • окисление топлива происходит не полностью, из-за чего дымовые газы содержат большое количество угарного газа и тяжелых углеводородных радикалов (если тяга плохая и такие дымовые газы даже в небольшом количестве попадают в помещение, это опасно для жизни и здоровья);
  • остается много золы;
  • некоторые виды древесины (тополь, ива и т.д.) в режиме тления горят очень плохо.
Важно! Не стоит пытаться эксплуатировать котлы прямого горения в режиме тления, это не принесет желаемого эффекта.

Преимущества твердотопливных котлов длительного горения

Несмотря на все недостатки, связанные с необходимостью организовать место для хранения большого объема топлива и периодически закладывать его в топку, «долгоиграющие» твердотопливные котлы длительного горения имеют некоторые преимущества перед котлами других типов:
  • для установки такого агрегата не требуется получать разрешение от служб газового хозяйства и других инстанций;
  • котельное оборудование функционирует автономно, то есть, нет зависимости от централизованных сетей;
  • твердое топливо менее пожароопасно, оно не взрывается и не способно к моментальному воспламенению, в отличие от жидкого и газообразного;
  • во многих регионах твердое топливо является самым доступным.

Однако если дом подключен к газовой магистрали, твердотопливные котлы обычно используются лишь в качестве дублирующего источника тепла.

Принципы организации отопления

Котел на дровах длительного горения обычно оборудован теплообменником для подключения к водяному отопительному контуру дома. Если система рассчитана на принудительную циркуляцию теплоносителя, необходимо использование соответствующего насоса. Котел подбирается с таким расчетом, чтобы рабочее давление, которое способен выдержать его теплообменник соответствовал параметрам отопительной системы. Рабочее и максимальное давление агрегата указывается в паспорте изделия.

Важно! Если есть постоянные перебои с подачей электроэнергии, следует позаботиться об установке дизельного электрогенератора или установить энергонезависимый котельный агрегат долгого горения и смонтировать самотечную отопительную систему. В последнем случае трубы должны иметь увеличенный диаметр, а циркуляционный насос используется как дополнительная опция для повышения эффективности.

Если речь идет о дачном домике с одним или двумя помещениями, вместо водяного контура можно использовать воздушную конвекцию. Печь-конвектор, к числу которых относится Булерьян и подобные модели, оснащены трубчатыми элементами, приваренными к стенкам топки. Воздух в них нагревается и уходит вверх, а снизу поступает холодный. Такая печь экономно использует дрова и довольно быстро нагревает небольшое помещение. Для прогрева соседних помещений монтируется система воздуховодов.

Устройство «долгоиграющих» агрегатов

Выбирая теплогенератор длительного действия, работающий на твердом топливе, особое внимание следует уделить материалам, из которых выполнены основные компоненты. От этого зависит долговечность и эксплуатационные свойства котла. Также важно уделить внимание выбору топлива, поскольку оно имеет различную теплотворную способность.

Теплообменник

Эта деталь изготавливается из чугуна или стали и представляет собой водяную рубашку либо трубчатую конструкцию, которая окружает топку. Стоимость моделей с чугунным теплообменником выше аналогов со стальным на 15-20%. Преимуществом чугунной детали является долговечность, так как она выполняется методом литья и не имеет сварных швов в отличие от стальной. Также чугун менее подвержен коррозии. При этом этот материал хрупок и не выдерживает сильных перепадов температур – может лопнуть при резком охлаждении нагретого металла.

котел с теплообменником
Котёл с теплообменником

При закипании теплоносителя в котле (это опасно для системы отопления) стальной теплобменник можно охладить, подав на него холодную воду. Чугунную конструкцию охлаждать таким образом нельзя, и если не сработает предохранительный клапан, могут возникнуть проблемы.

Перепад температур, опасный для теплообменника из чугуна может возникнуть и в том случае, если циркуляционный насос остановился из-за отключения электричества, при этом котел греется, а теплоноситель в трубах остывает. При включении насоса остывшая вода резко попадет в теплообменник.

Важно! Не следует приобретать дровяной теплогенератор длительного горения, если теплообменник в нем выполняет функцию колосника – у такого агрегата чаще срабатывает автоматика, плюс к тому, на решетку налипают угли и их сложно убирать.

Контроль горения

Дровяной котел длительного горения оборудуется воздухозаборным патрубком с дросселем (поворотной заслонкой), благодаря которой можно регулировать пламя и, соответственно, мощность оборудования.

устройство пиролизного котла
Устройство пиролизного котла

Газогенераторные (пиролизные) котлы дополнительно оснащены системой, изменяющей проходное сечение форсунки, посредством которой в камеру доставляется выделенный из дров горючий газ.

Регулировка мощности твердотопливного оборудования может осуществляться:

  • Вручную.
  • С использованием автоматики аналогового типа (энергонезависимой). Обычно устройство выполнено на основе биметаллической пластины, кривизна которой меняется в зависимости от степени нагрева. Пластина соединена рычагами с воздушным дросселем. Также термодатчиками, перемещающими заслонку, могут служить колбы, наполнитель которых чувствителен к температурному режиму.
  • С применение электронной системы управления. По сигналу термодатчика контроллер приводит в действие сервопривод, перемещающий дроссель в требуемое положение. Этот вариант управления предпочтителен, но требует электропитания.

Простые модели котлов затягивают воздух в топку из помещения и не имеют регулировки мощности. Эффективность теплогенераторов с принудительной подачей выше, но при выборе такого агрегата рекомендуется отдать предпочтение модели с вентилятором в верхнем отсеке корпуса – они долговечнее. Если воздушный насос расположен снизу, он втягивает пыль с пола и быстрее выходит из строя.

Загрузка топлива и эксплуатация

Теплогенераторы длительного горения для отопления дома требуют правильной закладки топлива. Для эффективной работы необходимо заполнить топливник в соответствии с рекомендациями производителя для конкретной модели.

При запуске газогенераторного котла следует сначала дать топливу разгореться, а затем закрыть дверцу топочной камеры – когда лишний кислород выгорит, горение заменится тлением и выделением пиролизного газа для дожигания. Для оптимальной работы оборудования требуются дрова с влажностью не выше 20%.

принцип работы твердотопливного котла
Принцип работы твердотопливного котла

Розжиг котла с верхним горением требует использования легковоспламеняющейся жидкости, которой поливают верхний слой топлива. Топливо следует закладывать примерно на 2/3 высоты камеры. При этом в процессе горения добавить дополнительную порцию дров, опилок или угля невозможно – требуется ждать полного прогорания имеющейся закладки. Твердотопливный агрегат с верхним горением необходимо регулярно очищать от налипших углей.

Отопительный котел с удлиненной топкой разжигается обычным способом и работает на всех видах твердого топлива. Он практически не отличается от котла прямого горения, кроме увеличенного в 2 раза интервала обслуживания. Это самый бюджетный отопитель из представленных.

Чтобы по максимуму использовать на обогрев дома тепловую энергию, которую дает «долгоиграющий» агрегат, требуется предусмотреть установку теплоаккумулятора – термоизолированной емкости с водой, которая нагревается излишками тепла во время работы котла, а при его остановке обеспечивает подачу нагретого теплоносителя в отопительный контур. Это позволит существенно экономить топливо и реже запускать теплогенератор.

Стоимость

Котлы длительного горения на дровах для дома сильно различаются по цене, которая зависит от целого ряда факторов, включая тип, показатель мощности, наличие автоматики и другие особенности, включая марку производителя.

Выбирая отопительный агрегат для частного дома или дачи, подходящий по стоимости и эксплуатационным качествам, можно ориентироваться на следующий порядок цен:
  • Печи с частичной газогенерацией (Bullerjan и подобные) – 8-40 т.р. для воздушно-конвекционных и 25-50 т.р. для моделей с водяной рубашкой.
  • Котельные агрегаты с верхним горением – 60-120 т.р., в зависимости от мощности;
  • Пиролизные котлы (газогенераторные) – 35-500 т.р. в соответствии с мощностью и сложностью конструкции.

Из этого следует

«Долгоиграющие» модели имеют существенное преимущество перед твердотопливными котлами прямого горения. Для отопления частного дома рекомендуется приобрести надежный и долговечный агрегат.

Если печка долгого горения требуется для гаража или мастерской, ее дешевле изготовить собственными руками или заказать у умельцев.

Видео по теме:

Ваша оценка
Добавить комментарий
Оставить комментарий
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив