Отопительные водяные котлы на твердом топливе

Отопительные водяные котлы на твердом топливе

Водяные котлы на твердом топливе применяются для нужд отопления и ГВС при отсутствии возможности использования иных видов топлива. Оборудование отличается простотой конструкции, надежностью и автономностью, но наряду с этим имеется и ряд существенных недостатков. Материал публикации подробно рассмотрит все особенности устройства и применения твердотопливных котлов.

Устройство и принцип работы твердотопливного котла

Устройство и принцип работы твердотопливного котла

Общий принцип устройства одинаков для всех конфигураций котлов на твердом топливе. В состав устройства входят следующие основные элементы:

  1. Теплообменник;
  2. Топка;
  3. Дверцы, колосниковые решетки;
  4. Наружный кожух;
  5. Патрубок дымохода;
  6. Термостат.

Теплообменник расположен над топкой, имеет два патрубка для подключения линий подачи и обратки системы отопления. Теплообменные аппараты чаще всего имеют секционное построение, материал изготовления – чугун или сталь.

Чугунные изделия более устойчивы к воздействию коррозии и высокой температуре пламени, но имеют солидный вес. Чугун обладает высокой ударной хрупкостью, негативно реагирует на резкие перепады температуры.

Стальные теплообменники легче, прочнее и более эффективны в плане величины теплопередачи. Но из-за высокой коррозионной реакции срок службы стальных изделий меньше.

Теплообменник и система отопления заполнены теплоносителем – водой. В топку производится закладка определенного объема топлива (на колосниковую решетку) и поджигается. Воздух на горение подается через нижнюю часть топочного пространства – зольник (еще его называют поддувалом).

Воздух поступает в топку посредством естественной тяги. Дымовые газы покидают топку через дымовую трубу, их место занимает воздух для горения.

Циркуляция теплоносителя реализуется двумя способами:

  • Естественная (гравитационная) – за счет разницы плотностей теплоносителя (горячего и холодного);
  • Принудительная – устанавливается циркуляционный насос.

Работа котла на твердом топливе отличается высокой интенсивностью горения, быстрым нагревом теплоносителя. Регулирование температуры при этом ограничено и реализуется двумя способами:

  1. Изменение объема воздуха, подаваемого на горение;
  2. Уменьшение (увеличение) величины загрузки топлива.

Виды твердотопливных котлов отопления

Виды твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы по ряду признаков можно разделить на несколько групп:

  1. Агрегаты с ручной загрузкой;
  2. Автоматические и полуавтоматические котлы;
  3. Печи с водяной рубашкой;
  4. Пиролизные котлоагрегаты.

Агрегаты с ручной загрузкой характеризуются отсутствием автоматики, обслуживание устройства производится в ручном режиме. В качестве устройства защиты от перегрева имеется механический термостат. Он соединен с заслонкой поддувала, прикрывает ее при достижении излишне высокой температуры.

Автоматические и полуавтоматические котлы имеют системы загрузки различной степени сложности. Чаще всего это бункер с дозирующим устройством, в который загружается крупный объем топлива.

Называть котлы этого типа полностью автоматическими нельзя. Загрузка бункера, удаление зольного остатка производится вручную. Поэтому более верным будет именовать их полуавтоматическими.

Печи с водяной рубашкой тоже отчасти можно считать котлами. Они отличаются тем, что чаще всего теплообменник (бак котла) встроен в кирпичную конструкцию, возможно наличие варочной поверхности. Эффективность их работы несколько ниже заводских твердотопливных котлов, КПД имеет величину 50 – 55 %.

В отдельную подгруппу можно выделить котлы пиролизного горения. Они отличаются более сложным устройством, значительным КПД (более 90 %). Принцип эффективности их работы реализуется на более качественном сжигании всех компонентов топлива.

Конструктивно пиролизные котлы отличаются наличием двух топок, расположенных друг над другом. В первой камере происходит тление загрузки топлива при уменьшенном коэффициенте избытка воздуха. При этом выделяются пиролизные газы, имеющие высокую теплотворную способность.

Пиролизные газы поступают во вторую камеру, где сгорают, выделяя значительное количество тепла. Из-за сложности устройства и энергозависимости котлы этого типа обладают высокой стоимостью.

Существует еще несколько критериев классификации котлов на твердом топливе. По автономности выделяют два типа устройств:

  1. Энергозависимые;
  2. Автономные.

Энергозависимость котла определяется наличием в его устройстве элементов, функционирующих с помощью электроэнергии:

  • Система регулирования и автоматики;
  • Дозаторы;
  • Вентилятор наддува или дымосос;
  • Циркуляционный насос (встроенный).

Следующий признак твердотопливного котла – вид потребляемого топлива. Главными видами топлива являются:

  1. Дрова;
  2. Уголь – каменный или бурый;
  3. Гранулы или брикеты из торфа, отходов древесины и так далее.

Применение коксующихся видов угля реализуется только на промышленных объектах. По характеру использования топлива котлы подразделяются на универсальные и однотопливные.

При этом КПД универсальных котлов ниже, так как однотопливные устройства рассчитаны и сконфигурированы для извлечения большей эффективности от определенного вида топлива.

Еще одна разновидность твердотопливных агрегатов – пеллетные котлы. Но эти устройства пока не приобрели популярности в связи с тем, что данный вид топлива не выпускается отечественными производителями.

Некоторые модели котлов оборудуются контуром производства горячей воды. Эффективной работу этой системы ГВС назвать сложно – работа котла отличается пикообразным нестабильным тепловым режимом. При этом трудно будет достичь стабильного производства горячей воды необходимой температуры и объема в единицу времени.

Во всех случаях оптимальным теплотехническим решением является использование для работы котла теплового аккумулятора. Это позволяет повысить итоговый коэффициент полезного действия котлоагрегата, обеспечить рациональное расходование топлива, реализовать нужды ГВС и так далее. Об этом написана отдельная статья на нашем портале.

Преимущества и недостатки твердотопливного котла

Применение твердотопливного котла – часто вынужденная мера. В отсутствии иных видов топлива такое решение является не только технически, но и экономически обоснованным. Твердые виды топлива несколько дороже природного газа, но значительно дешевле электроэнергии и сжиженных видов топлива.

Основными достоинствами водяных котлов на твердом топливе являются:

  1. Простота устройства, длительный срок службы;
  2. Относительно невысокая стоимость топлива;
  3. Возможность автономной работы;
  4. Универсальность по топливу (для большинства моделей);
  5. Нет необходимости согласования применения оборудования.

Наряду с этим имеется несколько весомых недостатков:

  • Большое количество ручных операций – загрузка топлива, чистка, удаление золы;
  • Низкокачественное регулирование, отсутствие качественных предохранительных устройств;
  • Необходимость сооружения дымовой трубы;
  • Низкий КПД;
  • Цикличность работы;
  • Необходимость сооружения склада топлива;
  • Повышенная пожароопасность.

На основе анализа всего комплекса критериев принимается решение об использовании отопительного водяного котла на твердом топливе. Хотя чаще всего установка твердотопливного теплогенератора – мера вынужденная, обусловленная отсутствием иных типов топлива.

(Просмотров 55 , 1 сегодня)