Особенности разных видов топлива для котлов отопления

Твердотопливный котел на дровах с водяным контуром устанавливают в доме с постоянным проживанием людей. Период между закладками топлива классического агрегата не превышает 4?8 часов. Работающий котел без присмотра не оставляют. Изменить время топки позволяют модернизированные котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа — оптимальный период работы агрегата без промежуточной закладки топлива.

Как работают КДГ

В большинстве твердотопливных печей для поддержания горения применяется метод верхней подачи окислителя (кислорода, содержащегося в воздухе). Кроме того, непосредственно перед попаданием в топку он подогревается до определенной температуры, что способствует лучшему окислению и минимизации отходов сгорания: золы, сажи и т. п.

Кислород в них в отличие от камина подается с верхнего ввода, а затем опускается в нижнюю часть топочной камеры.

Благодаря такой организации движения воздуха на начальном этапе эффективно сгорает только верхний слой твердого топлива, размещенного в объеме камеры. После того как запасы этого слоя заканчиваются, включается подача кислорода в ее нижнюю часть. По мере прогорания очередного слоя воздушный поток проникает все глубже и глубже в топку. Благодаря этому каждая последующая дровяная порция утилизируется только с приходом ее очередности.

Такой подход позволяет экономить на объемах потребляемого топлива и в то же время четко контролировать процесс горения. Описанные особенности технологии и позволили отнести работающие на ее основе котлы к категории отопительного оборудования длительного горения. Благодаря специфике работы эти агрегаты экономичны и гарантируют высокий уровень экологичности при утилизации всех видов топлива.

Основные виды котлов длительного сгорания

Некоторые виды котлов на твёрдом виде топлива возможно соорудить своими руками, и некоторые источники даже предлагают схемы, пошаговые инструкции к их изготовлению и монтажу. Но стоит отметить, что котлы длительного сгорания имеют сложную систему и конструкцию, и изготовить их самостоятельно очень сложно. А в целях собственной безопасности вообще не рекомендуется. Существуют такие виды котлов:

  • пиролизные (газогенераторные). В основе работы этого котла лежит пиролиз, благодаря чему, медленный процесс сгорания, при высоких температурах и низкой подаче воздуха, сопровождается выделением горючего газа, который сгорает в отдельной камере. Этот принцип сгорания даёт возможность увеличить показатели КПД твердотопливного котла и обеспечить длительное сгорание топлива;
  • классические. Здесь происходит обычный процесс сжигания твёрдого топлива, но за более длительное время. Такие генераторы имеют различную форму, структуру, размеры и способы сжигания топлива. В них может быть установлена водяная рубашка и конструкция без неё. Способы сжигания у котлов могут быть верхние и нижние. Некоторые виды необходимо рассматривать более детально.

Котлы без водяного контура

Это самые простые конструкции котла, которые по своему внешнему виду представляют металлическую ёмкость, где происходит процесс сжигания твёрдого топлива в основном – сверху-вниз. Для такого котла можно использовать дрова, опилки, деревянные обрезки. Получаемая тепловая энергия от сжигания топлива переходит к стенкам котла, и таким образом, помещение обогревается. Такие виды рекомендуется использовать для небольших хозяйственных помещений, кладовых, сараев, домов с одной, двумя комнатами. Такой вид котла можно построить своими руками, для этого нужна металлическая бочка или труба большого диаметра.

Котёл с водяным контуром

Устройство таких котлов имеют более сложную конструкцию и может использоваться для водяного отопления дома. По форме, размерам и внутреннему составу они могут быть разные, но у всех будет общая составляющая – водяная рубашка, которая будет служить теплообменником и давать возможность обеспечивать длительное горение без дозагрузки дровами. Котлы с водяным контуром делятся на виды по способу сжигания топлива:

  • традиционное нижнее горение. В этом варианте топливо укладывается, поджигается и горит снизу вверх;
  • верхний способ. Топливо поджигается и горит сверху вниз.

В первом варианте добиться длительного горения стало возможным из-за увеличения объёма топливника, в который можно положить большее количество дров. Они будут гореть долго без подзагрузки. Чтобы отрегулировать длительность горения можно использовать поддувник. Это может быть дверка с ручной регулировкой или автоматической. Этот вид котла также легко изготавливается своими руками. Для этого нужно взять несколько штук листовой стали 3-5 мм. или сталистой трубы. В качестве теплообменника будут служить сами стены котла.

Читайте также:  Виды и характеристики печей с каменкой для бани

Для того чтобы такой котёл имел максимальные показатели КПД, необходимо обеспечить максимальную поверхность конструкции из стали. Чтобы добиться максимального времени сгорания во втором виде котла, был придуман способ сжигания сверху вниз. Для работы этого вида обязательно должен быть продуман подвод воздуха для обеспечения самого процесса горения.

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения

Регулирование интенсивности процесса горения в твердотопливных котлах происходит за счет изменения скорости подачи воздуха, но в этом и основная проблема – слишком быстрое прогорание обеспечивает максимальную тепловую отдачу от работы оборудования, но при этом слишком стремительно «уничтожается» топливо в камере сгорания. В котлах с длительным принципом горения применяется совершенно иная технология, основанная на замедлении горения за счет контролируемой подачи воздуха, но при этом не используя одновременно весь объем топлива, а локализовав сгорание в одной его части, например, в верхней. Но следует учитывать, что в пиролизных котлах, которые также можно отнести к приборам длительного горения, используется другой принцип – вторичное сжигание газов в отдельной камере. Это, кроме увеличения времени работы, позволяет повысить и КПД устройства.

Преимущества газогенераторных котлов

Несомненный плюс таких котлов перед обычным твердотопливным оборудованием заключается в полном сгорании топлива, что исключает из эксплуатационного процесса процедуру чистки этого варианта от сажи.

Из других преимуществ этих котлов можно отметить:

  • Минимальное количество органических отходов, что повышает характеристики безопасности оборудования.

  • Возможность использовать в качестве топлива различные типы отходов (остатки, кожевенного, швейного, скорняжного производства), так как такие котлы не способствуют образованию вредных для здоровья человека газов.

  • Более длительная работа на одном заложенном объеме топлива. Некоторые модели способны выполнять свои функции на протяжении 12-ти часов и больше, тогда как традиционные котлы необходимо заправлять минимум через 4-5 часов.

  • Возможность регулировки оборудования, позволяющая увеличить уровень экономичности или эффективности котла, тогда как в обычных моделях, работающих на твердом топливе, сделать это крайне затруднительно.

Устройство котла

Для любителей все делать своими руками в сети есть специальные схемы и чертежи, позволяющие собрать котел самодельный длительного горения. Для этого понадобится корпус от какого-нибудь старого отопителя, расходники, сварочный аппарат и спецодежда для защиты.

По времени работа займет не много, но на каждом этапе нужно соблюдать аккуратность и следить, чтобы все складывалось нужным образом. Успешное завершение операции возможно только в случае выполнения всех требований технологического процесса. В противном случае все работы пойдут насмарку.

Устройство котла длительного горения подразумевает наличие топки закрытого типа, в которую ограничен доступ воздуха. Это позволяет долгое время поддерживать процесс горения, чтобы топливо лучше прогорало и отдавало максимум тепловой энергии.

Подача кислорода обычно регулируется механическим путем при помощи клапана. Отзывы о котлах подобного типа подтверждают, что они гораздо лучше ведут себя в эксплуатации, чем стандартные модели на твердом топливе.

Актуальные цены на котлы длительного горения лучше узнавать в день покупки у официальных дилеров. Нестабильная экономическая ситуация заставляет торгующие фирмы пересчитывать стоимость товаров практически каждый день.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

В том случае, если нет денег на приобретение пиролизного котла, можно попытаться самостоятельно сделать подобный котел для твердого топлива. Для начала необходимо изучить чертежи данного оборудования. После того, как все расчеты будут сделаны, а тип горения установлен, следует приступить к работе.

Следует собрать все необходимое оборудование и материалы:

  1. Несколько листов нержавеющей стали;
  2. Труба с диаметром примерно 4 см;
  3. Сварочное оборудование;
  4. Арматура толщиной 2 см;
  5. Вентилятор, который будет подавать в камеру поток воздуха;
  6. Несколько кирпичей;
  7. Автоматическая система.

По чертежам отдельно создаются:

  • корпус;
  • воздухораспределитель;
  • дымоход;
  • дверца и крышка для верхней части корпуса.

Сначала следует вырезать трубу, длина которой будет около метра. Еще из одного металлического листа делается дно, а затем приваривается к трубе. Заодно к данной заготовке можно приварить и ножки, сделанные из швеллера.

Рис.1

Особое внимание следует уделить распределителю воздуха. Для этого из листового металла вырезается круг с диаметром меньшим на 20 мм от диаметра главной трубы, а посередине него просверливается отверстие 2 см. В нижней части распределителя горения необходимо приварить крыльчатку, имеющую лопасти из металла. Их ширина не должна превышать пять сантиметров.

Читайте также:  Как сложить печь из кирпича своими руками

Рис. 2

К его верхней части прикрепляют трубу диаметром 60 мм и высотой чуть менее высоты самого котла. Сверху этой трубы крепится заслонка, предназначающаяся для регулирования объема кислорода.

Рис. 3

Внизу заготовки нужно вырезать место для двери, через которую можно будет удалять накопившуюся золу. Затем к дверце приваривают задвижку и несколько петель. Сверху конструкции делают дымоход с диаметром 10 см. До полметра она должна находиться практически в горизонтальном положении, а затем переходить в специальный теплообменник.

Делая крышку, надо позаботиться об отверстии, предназначающемся для крепления трубы распределителя. Необходимо, чтобы она плотно прилегала к корпусу камеры горения.

Видео по изготовлению твердотопливного котла своими руками:

Газогенераторные установки

Пиролиз – это процесс термического разложения топлива (тление) в обедненной кислородом среде. При этом в процессе тления производится побочный продукт – пиролизный газ, который и является топливом для пиролизных котлоагрегатов, или, как их еще называют — газогенераторов.

Основные различия между классическими отопительными ТТ установками длительного действия от пиролизных моделей, заключаются в конструкции топочной камеры последних. В пиролизных котлах она разделена на две секции:

  • В первой происходит процесс тления топлива.
  • Во второй происходит догорание генераторного газа.

В итоге: в пиролизных ТТ отопительных системах происходит более полное сгорание топлива, что положительно сказывается на эффективности работы устройств. КПД пиролизных установок варьируется в районе 85-89%. Есть у данного оборудования и недостатки:

  • Стоимость, которая в разы выше, чем у классических ТТ моделей.
  • Для работы данному оборудованию требуется принудительный наддув. А это энергозависимость.

Важно! Для правильной и эффективной работы пиролизной отопительной установки требуется топливо с низким содержанием влаги.

Установка котлов длительного горения на дровах своими руками

Пиролизный котел для автономной системы отопления располагают в отдельном специально приспособленном, защищенном от возгораний, помещении. Котельную оборудуют системой приточной вентиляции. Агрегат должен быть удален от стен на расстояние не менее 20 см.

Нормативное значение веса для самодельных котлов длительного горения на дровах — 250 кг/м?. Соблюдение условия допускает установку агрегата на ровной устойчивой поверхности без фундамента. Площадь места установки выносят за проекцию корпуса агрегата на 15 см (перед топочной дверцей 30 см).

Устройство стального твердотопливного котла Buderus Logano

Пол застилают асбестом или базальтовым картоном, (толщина 4?6 мм). Сверху кладут лист оцинкованного кровельного железа (толщина 2 мм). Прямой контакт пола с корпусом исключают опорные конструкции — ножки котла.

Поверхность дымохода обязательно покрывают теплоизоляцией. Утепление предотвратит резкий перепад температур и образование конденсата в дымоходе. Толщина слоя утеплителя зависит от температуры уходящих дымовых газов. Желательно использовать сэндвич-трубу из нержавеющей стали, стойкой к агрессивной среде. При отсутствии естественной тяги устанавливают дымосос.

Эстетика кустарного производства уступает дизайну заводских моделей, но самостоятельно собранный агрегат отвечает требованиям конкретной системы отопления. Не стоит забывать, что изготовление по готовым чертежам (видео) своими руками котла длительного горения, снизит затраты на его обустройство как минимум в 2 раза.

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:

  • 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.

Котлы имеют следующие преимущества:

  • 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.

Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности

Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:

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

В наших котлах преодолены недостатки котлов на дровах

Твердотопливные котлы длительного горения производства завода котельного оборудования «Уралкотел» преодолевают недостатки котлов на дровах.

Читайте также:  Монтаж дымохода из сэндвич труб своими руками

Недостатки

Трудно автоматизировать подачу топлива

Способы решения

Сделать большую топку, чтобы одной загрузки топлива хватило надолго.

Использовать теплоаккумулятор, который бы отдавал тепло, когда топливо на исходе.

Трудно регулировать температуру горения

Регулировать не температуру горения, а температуру теплоносителя — воды, поступающей в систему отопления

Рекомендуем промышленные котлыТвердотопливные котлы длительного горения

Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения

Сегодня пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром вытеснили обычные твердотопливные нагреватели.

Коротко, что такое пиролиз

Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, нужно разобраться с тем, что такое пиролиз.

Это такой процесс, в результате которого из древесины выделяется горючий газ. Таким образом, из энергоносителя (дров) можно извлечь максимум пользы в виде дополнительных килоджоулей тепловой энергии.

  • температура в топке от 400 до 800 градусов;
  • отсутствие пламени.

Чтобы дрова в топке твердотопливного пиролизного котла не горели, а тлели, нужно уменьшить количество подаваемого кислорода до критического минимума. Иными словами, создать условия дефицита кислорода. В результате топливо будет тлеть дольше и выделится пиролизный газ.

Чтобы газ воспламенился, его нужно обогатить кислородом, так как огонь без воздуха не горит. Сделать это в основной топке невозможно, так как там должен быть дефицит кислорода. Чтобы решить эту задачу, в конструкцию котла были внесены радикальные изменения, по сравнению с обычными твердотопливными нагревателями.

Особенности конструкции пиролизного котла

Итак, особенность пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром заключается в том, что у них две камеры сгорания. В первой (основной) горят или тлеют дрова, а во второй сжигается пиролизный газ. В основную топку подается первичный воздух, количество которого можно регулировать. Вы можете использовать котел в режиме пиролиза, а можете в обычном режиме (когда есть пламя).

В камеру дожига пиролизных газов подается вторичный воздух. Он поступает туда через специальные сопла. Количество вторичного воздуха пользователь регулировать не может. Когда горячий газ перемешивается с кислородом, то его собственной температуры хватает для того, чтобы воспламениться.

Виды твердотопливных котлов пиролизного действия

Сделаем вывод о том, что представляет собой пиролизный котел. Это твердотопливный нагреватель с двумя камерами горения, предназначенный для автономных систем отопления. В нем созданы все условия для отделения от дров пиролизного газа и дальнейшего его сжигания.

Какие бывают отличия среди пиролизных котлов:

  • расположение камер первичного и вторичного горения;
  • естественная или принудительная тяга.

Кроме этого, может отличаться диаметр патрубка для дымохода, объем топки, габариты, метод загрузки топлива (вертикальный или горизонтальный). Но это все не слишком важно, главных конструктивных отличия всего два (см. выше).

Есть котлы, у которых камера дожига пиролизных газов находится над топкой. В этом случае дым быстрее уходит на улицу, чем в агрегатах, где камера дожига находится под топкой.

Меньшее время пребывания дыма в котле имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К плюсам можно отнести то, что канал для дымоудаления не так сильно загрязняется.

Разница между котлами с естественной и принудительной тягой заключается в том, что в последних есть электрический вентилятор и блок управления. Соответственно, агрегаты с принудительной тягой все энергозависимые.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

  • большой вес – возможно, потребуется усиления конструкции пола, если он деревянный и уложенный на лаги;
  • стоит дороже обычных котлов – в любом случае придется покупать заводскую модель, так как сделать пиролизный котел своими руками, даже имея чертежи, задача практически невыполнимая;
  • требователен к качеству топлива – этот пункт особенно важен.

Если вас заинтересовал вопрос насчет самодельных пиролизных котлов, то лучше посмотрите в сторону печей с таким же принципом работы. В одной из предыдущих статей мы рассказывали, как сделать пиролизную печь из бочки. Для жилого дома она не подойдет, а вот теплицу, гараж или дачу отопить ею можно.

Схема обвязки парового котла

Типовая схема обвязки ПК зависит от типа парогенератора и его рабочих параметров.

Для систем центрального теплоснабжения системы жилищно-коммунального хозяйства типовая схема состоит:

  1. Парогенератор.
  2. Деаэратор.
  3. Умягчитель по схеме химической очистки.
  4. Дозатор и бак реагентов.
  5. Ресивер.
  6. Регулируляторы давления.
  7. Насос подачи питательной воды в котел.
  8. Насос подачи воды из деаэратора в ресивер.
Схема обвязки парового котла

В конструкцию котла также могут входить:

  • пароперегреватель — для повышения температуры насыщенного пара;
  • сепаратор пара и внутрибарабанные устройства — для удаления влаги из пара.