Котли для водяного опалення на твердому паливі - особливості, обв'язка, дослідження зразків

Якими бувають котли на твердому паливі для водяного опалення? У чому їх переваги перед виробами, що використовують інші види палива? Чи є у них серйозні недоліки? Як правильно підключити котел до контуру опалення? Давайте спробуємо знайти відповіді.

 

Пристрій
Сучасні твердопаливні водяні котли являють собою сталеву або чавунну топку з водяним контуром-теплообмінником, підключеної до системи опалення. Після розтоплення починається нагрів теплоносія і конвекційні процеси в ньому: тепла вода піднімається у верхню частину сорочки і далі - вгору опалювального контуру; холодна, відповідно, опускається вниз.

 

 

При невеликій протяжності розливу і його правильному конфигурировании різниці в щільності між теплою і холодною водою цілком достатньо для того, щоб забезпечити стабільну циркуляцію через опалювальні прилади. Частіше, однак, для збільшення швидкості циркуляції і вирівнювання температур радіаторів використовуються циркуляційні насоси для систем опалення.
Практично всі сучасні вироби, в тому числі твердопаливні котли російського виробництва, оснащені найпростішої автоматикою - термостатом, що прикриває піддавали при перегріванні теплоносія. Тим самим обмежується доступ кисню в топку і знижується теплова потужність системи.

 

Однак: в котлах традиційної конструкції при цьому падає і ККД.
Горіння при нестачі кисню підвищує концентрацію продуктів неповного згоряння: паливо в буквальному сенсі слова вилітає в трубу.
Що твердопаливні водогрійні котли можуть використовувати як паливо?

 

• Дрова.
• Вугілля.
• Пелети (пресовані з відходів деревообробки гранули).
• Торф'яні брикети.

 

На практиці вони часто поєднують дві функції - опалюють будинок і дозволяють позбавлятися від горючого сміття.
Порівняння з альтернативами
Як функціональність і економічність обговорюваних нами виробів співвідноситься з такими у альтернативних рішень?
Плюси
Головний і, власне, єдиний переконливий аргумент на користь твердопаливного опалювального обладнання - ціна кіловат-години тепла, поступається тільки магістрального газу. Щоб не бути голослівними, наведемо середні значення для різних видів палива.
Періодичний збір хмизу здатний забезпечити теплом без всяких витрат.

 

Мінуси
А ось їх список досить значний.
• Котел вимагає відводу продуктів згоряння. При цьому у класичних конструкцій їх температура досить висока для того, щоб серйозно потурбуватися протипожежною безпекою: труба димоходу пропускається крізь дерев'яні конструкції через теплоизолирующий короб.
• Твердопаливне опалення неминуче означає деяку кількість кіптяви, що потрапляє в будинок, і супутні запахи.
Втім: установка опалювального обладнання в окремій котельні повністю вирішує цю проблему.

 

• За певних умов в димоході може відбуватися перекидання тяги: продукти згоряння починають надходити в будинок. Крім уже згаданих запахів і кіптяви, це означає цілком реальну можливість отруїтися чадним газом.
• Нарешті, головне: дров'яна або вугільна топка потребує частого завантаженні та чищення. Періодичність завантажень для класичних котлів - не більше 4 годин; при більш довгих паузах стає помітним падіння температури в будинку.

 

Особливу виконання
Деякі варіанти виконання котлів здатні в тій чи іншій мірі нівелювати їх недоліки.
Турбірованіє
Установка припливного вентилятора дозволяє гнучко регулювати подачу повітря в зону горіння. Його робота при закритих дверцятах топки і зольника унеможливлює скупчення продуктів неповного згоряння та перекидання тяги.

 

Пелетний бункер
Пристрій автоматичних виробів на пеллетах (серед яких, до речі, досить численні твердопаливні котли опалення російського виробництва) дозволяє здійснювати дозовану подачу сипучого пального протягом довгого часу. Тривалість автономної роботи таких агрегатів може досягати декількох діб.

 

Газогенератор
Газогенератори, або піролізні водогрійні твердопаливні котли розбивають процес спалювання дров на два етапи.
1. Спочатку завантажене в топку паливо тліє при обмеженому притоці повітря. При цьому утворюється велика кількість чадного газу і летких вуглеводнів.
2. Продукти неповного згоряння за рахунок природної або примусової тяги потрапляють в камеру допалювання, де змішуються з свіжим повітрям і спалахують.

 

Що в результаті?
• Теплова потужність котла може регулюватися виключно гнучко. При розташованої під первинним відділенням топки камері допалювання дрова продовжать тліти навіть з мінімальною подачею повітря.
• Обмеження потужності більше не супроводжується падінням ККД приладу. Пічні гази допалюються в повному обсязі.
• Нарешті, періодичність завантаження палива збільшується до 10-12 годин.

 

 

Верхнє горіння
Наступний крок на шляху збільшення автономності був зроблений литовськими інженерами з компанії Stropuva. Ними розроблені водяні твердопаливні котли, один з яких на тестовому стенді продемонстрував автономну роботу на одному завантаженні топки протягом 31 години.
Суть нововведення - в перенесенні процесу горіння з нижньої частини топки у верхню.
1. Дрова або вугілля завантажуються в об'ємну камеру згоряння.
2. Зверху опускається рухливий повітропровід, який буде просідати в міру прогорання палива, забезпечуючи безперервний доступ припливного повітря до його поверхні. Телескопічний канал закінчується масивним повітророзподільником з жаростійкої сталі - стаскобліном.

 

Він же розділяє камери первинного горіння і піролізу: продукти неповного згоряння допалюються у верхній частині котла при подачі до них свіжого повітря.
3. Найменша зола, що залишається в топці після тління, повністю несеться через димохід висхідним потоком повітря.
Обв'язка
Інструкція з підключення твердопаливного опалювального пристрою до системи опалення залежить від її типу.

 

Гравітаційна система
Типова гравітаційна система опалення в одноповерховому будинку - однотрубна ленінградка. Розлив являє собою оперізує весь будинок кільце, паралельно якому підключені опалювальні прилади.
Від вихідного патрубка котла починається розгінний колектор: товста труба розливу піднімається на висоту до 3 метрів. Чим більше перепад висоти між верхньою точкою розгінного колектора і самим котлом, тим вище створюваний в контурі напір, тим швидше циркуляція.
У верхній точці розливу встановлюється відкритий розширювальний бак. Після колектора розлив полого, з постійним ухилом опускається до котла.

 

Пологий ухил дозволяє одним ударом убити двох зайців:
1. остигає вода зливається з розливу самопливом, повертаючись на повторний цикл нагріву.
2. Повітря і (при перегріванні теплообмінника) пар витісняється в розширювальний бак.

 

Примусова циркуляція
Для того, щоб своїми руками організувати систему з примусовою циркуляцією і конвекційними опалювальними приладами, знадобиться деякий кількість додаткового обладнання.
• Власне циркуляційний насос.
• Фільтр грубої очистки, що встановлюється перед насосом.
• Відсікаючі насос і фільтр вентиля.
• Закритий розширювальний бак з обсягом, приблизно рівним 10% обсягу теплоносія в контурі. Він монтується, як правило, приблизно через 10 діаметрів розливу після насоса.
• Скидний клапан, підбурюючий надлишок тиску при перегріванні.

 

• Манометр для контролю тиску системи.
• Автоматичний повітровідвідник.
• Крани Маєвського - по числу радіаторів або піднімаються над загальним рівнем розливу перемичок між ними.
При протяжності контуру менше 60 метрів можна обійтися трубою з внутрішнім діаметром 20 мм; при більшому розмірі використовується розлив розміром ДУ25.
Зверніть увагу: не варто плутати ДУ і зовнішній діаметр.
Так, сталева труба ДУ20 має зовнішній діаметр 24-26 мм.

 

Для прохідності контуру зі зрозумілих причин важливо внутрішній перетин.
Дослідження зразків
Поряд з імпортом опалювального обладнання виробництво твердопаливних котлів давно налагоджено на пострадянському просторі.

 

 

Висновок
Сподіваємося, що наш матеріал допоможе читачеві почати своє знайомство з сучасним опалювальним устаткуванням. Як завжди, в прикріпленому відео можна знайти додаткову тематичну інформацію. Успіхів!