Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Содержание:

Не секрет, что с точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее удобным является газовое отопление. В тех случаях, когда населенный пункт находится в значительном удалении от газовой магистрали, автономное теплоснабжение рациональнее всего оснастить твердотопливным колом.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Общие сведения

Из-за высокой стоимости дизельного топлива и электричества, а также дополнительных расходов на подключение газового оборудования во многих случаях выбор делают в сторону котла на твердом топливе.

В результате получается обзавестись отопительной системой, на работу которой не влияет наличие или отсутствие внешних энергоносителей.

Как правило, большая часть приборов данного типа не нуждаются в электрической энергии, или же потребляют ее в очень небольших количествах.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Чаще всего твердотопливными котлами комплектуются индивидуальные системы отопления в отдаленных районах, испытывающих серьезные затруднения с подачей магистрального газа. Существуют целые области нашей страны, где в качестве основного обогревающего агрегата используются дровяные котлы.

Особенности конструкции

Для понимания принципа работы твердотопливного котла предлагается рассмотреть его конструкцию, в состав которой входит несколько элементов.

Топка

Это название применяется к камере, где происходит сгорания топлива. Обычно она выполняет также роль теплообменника.

Конструкция топки состоит из портала для подачи топлива, зоны выведения продуктов сгорания, колосника, емкости для сбора золы и воздушного отверстия. Когда твердое топливо сгорает, это способствует нагреванию стенок топки.

В дальнейшем тепловая энергия передается воде в специальной рубашке, которая окружает топку со всех сторон.

Водяная рубашка

Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке.

Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно.

Для этих целей имеет нижний патрубок.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем.

Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии.

Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Система дымоудаления

Принцип работы твердотопливного котла объясняет образование внутри топки значительного количества дыма. Для удаления продуктов горения используют теплоизолированные трубы, проложенные от котла за пределы дома.

Контроль и регулировка температуры

Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.

Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором.

Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру.

Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности.

Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

По материалу изготовления:

  1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
  2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

  • Воздушными.
  • Паровыми.
  • Водяными (встречаются чаще всего).

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

По принципу сжигания топлива:

  • Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
  • Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

  • Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
  • Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения дает возможность применить автоматизацию. Управление агрегатами данного типа настолько простое, что его может осилить ребенок.

Итоги

Для организации системы отопления можно применить несколько схем устройства котла на твердом топливе.Любая из разновидностей агрегата представляет собой универсальный прибор, превосходящий своих электрических и дизельных собратьев в плане экономичности.

Источник: https://teplospec.com/tverdotoplivnoe-otoplenie/ustroystvo-i-printsip-raboty-tverdotoplivnogo-kotla-teoriya-i-praktika.html

Схема отопления от твердотопливного котла

В настоящее время все больше и больше владельцев частных домов, коттеджей стараются добиться независимости от источников центрального энергоснабжения.

Если с электричеством этот вопрос не актуален и проблематичен в силу технической сложности, то с отоплением жилых домов ситуация намного проще.

Автономное газовое отопление популярно среди жителей частного сектора, однако в тех условиях, когда централизованная подача газа отсутствует, на первый план выходят твердотопливные котлы.

Отопительные приборы этого типа сегодня переживают второе рождение. Привычные для всех нас печи и камины, используемые в былые времена для отопления жилых домов, сегодня уступают место высокотехнологичному котельному оборудованию.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Схема отопительного котла, устройство твердотопливного котла в нынешнем виде позволяют понять не только принцип действия отопительных приборов этого типа, но и оценить по достоинству огромные возможности подобной техники.

Принцип действия твердотопливных котлов во многом является ключевым аспектом, на который сегодня обращает внимание потребитель.

Для того, что бы с максимальной пользой использовать систему автономного отопления, следует разобраться в двух моментах:

  • из каких элементов и деталей состоит твердотопливный котел;
  • какова принципиальная схема работы твердотопливного котла.

принцип работы газового котла.

Эксплуатация твердотопливных котлов. Новые возможности

В отличие от газового и электрического отопления, используя систему отопления дома твердотопливным котлом, требует от владельцев жилья больших физических усилий и соответствующей технической подготовки.

Имея существенные технические и бытовые ограничения, твердотопливные котлы обладают одним неоспоримым преимуществом в сравнении с газовыми отопительными приборами, не говоря уже об электричестве. Отопительный котел на твердом топливе является на 80-90% энергетически независимым устройством.

Достаточный запас ископаемого топлива, дров или пеллет позволит вам всю зиму не только спокойной обогреть собственный дом, но и обеспечить себя горячей водой.

Система отопления, подключенная к твердотопливному котлу, мало зависит ни от перебоев с электричеством. Ей не страшны перепады с рабочим давлением в газовой магистрали.

Стоимость топлива и наличие свободного доступа к нему, обеспечат нормальную и бесперебойную работу всего отопительного оборудования в доме.

Управление твердотопливным котлов позволяет эксплуатировать агрегаты в любых режимах работы, обеспечивая тем самым безопасность и комфорт обитателям жилого дома.

Отечественные производители, зарубежные компании, специализирующиеся на выпуске котельного оборудования сегодня предлагают потребителю качественно новый продукт. Твердотопливный котлы, которые используются для бытовых и промышленных целей имеют более высокий КПД. Сегодня это параметр достигает значений 90%.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Для справки: старые твердотопливные котлы в традиционном исполнении обладали КПД в 70-80%. Низкая энергоэффективность отопительной техники старого поколения приводила к значительному перерасходу топлива и к существенным потерям тепловой энергии.

Конструктивные новшества и «ноу-хау» в сфере практического применения различных энергоресурсов, позволили существенно расширить эксплуатационные возможности отопительной техники.

Огромная мощность является одним из основных преимуществ котлов на твердом топливе. На порядок увеличилась рентабельность современных моделей твердотопливных котлов.

Существенно повысилась безопасность эксплуатации котельного оборудования этого вида.

Двухконтурный твердотопливный котел способен обеспечить обогрев больших и просторных помещений. К тому же, практически все модели котлов рассчитаны на обеспечение жилых объектов ГВС.

Читайте также:  Прокладка водопровода из пнд трубы в земле технология и правила проведения монтажных работ

Конструктивные особенности устройства твердотопливных котлов

Традиционный твердотопливный котел представляет собой, в нашем понимании, отопительный агрегат, способный работать на любом твердом топливе. Принцип действия котла элементарный.

Поступившее в камеру сгорания топливо в процессе сгорания выделяет в большом объеме тепловую энергию, которая нагревает теплоноситель.

По аналогичному принципу было организовано в старину печное отопление, только вместо жидкого теплоносителя использовался горячий воздух.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Существенными минусом традиционной модели твердотопливного котла является то, что часть тепла, получаемого при сгорании топлива, просто уходит в атмосферу через дымоход.

Рассмотри принципиальную схему устройства твердотопливного котла. Устройство котла – это конструкция, собранная из различных модулей в единый стальной корпус.

Основными конструктивными элементами отопительного оборудования этого типа являются:

  • камера сгорания (топка, оборудованная дверцей);
  • теплообменник (стальной или чугунный);
  • прочистной люк;
  • колосники (решетка);
  • терморегуляторы;
  • предохранительный клапан.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действияПоказанный на рисунке традиционный твердотопливный котел нового поколения оснащен всеми необходимыми для нормальной работы приспособлениями, механизмами и элементами.

Топочная камера – процессы, протекающие в ней

Одним из первых элементов, с которым приходится познакомиться в первую очередь, является топка котла.

Именно суда закладывается уголь, торф, брикеты или дрова, и именно здесь происходит основной процесс —  сжигание топлива.

Весь процесс можно разделить на три этапа, подсушка топлива, окисление и получение горючего газообразного вещества, которое уже выполняет основную нагревательную функцию в процессе горения.

В камере сгорания загруженное топливо равномерно распределяется на колосниках, которые специально установлены под наклоном.

Расположенное на колосниках топливо подсушивается раскаленными газами, после чего уже начинается сам процесс горения топлива с принудительной подачей воздуха.

В завершении, получаемая на начальном этапе горения газообразная горючая смесь дожигается в топке при температуре 950-10000 С.  На каждом этапе необходимо обеспечить бесперебойную подачу воздуха.

Остатки твердого топлива, зола и сажа скапливаются в зольной камере, откуда удаляется ручным способом.

Для справки: следует отметить, что от того, насколько плотно загружена топливом камера сгорания и как работает вытяжка, зависит эффективность работы котла.

При полной загрузке топочной камеры и нормальной подаче воздуха, топливо должно сгорать полностью, выделяя в процессе горения максимальное количество килокалорий.

Соотношение полезной подачи к мощности котла является ключевым моментом во время эксплуатации твердотопливного котла.

Процессы, протекающие в камере сгорания, определяют и вид котельного оборудования. Горение может осуществляться обычным способом, благодаря пиролизу или длительно, сверху вниз. В каждом случае достигается определенный тепловой эффект, который и определяет сферу применения твердотопливного котла, каким образом организовано отопление дома.

Теплообменник — его функция

Следующий по значимости конструктивный элемент твердотопливного котла  —  теплообменник.

Устройство представляет собой чугунную или стальную конструкцию, в которой происходит передача тепловой энергии от продуктов горения на теплоноситель.

В традиционном исполнении теплообменник изготавливается в виде бочки, через которую проходят цельнотянутые котловые трубы. Разогретые газы, проходя по трубам, нагревают котельную воду, циркулирующую внутри контура теплообменника.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Важно! Интенсивность прохождения газов по дымогарным трубам регулируется положением дымососа. Интенсивность циркуляции воды в теплообменнике зависит от работы насосной станции. Теплообменники обязательно имеют толстый слой теплоизоляции, предохраняющей основной корпус котла от перегрева.

Поступление воды в теплообменник происходит через впускной коллектор, тогда как выход разогретого теплоносителя наоборот, осуществляется через выпускной коллектор.

На каждом из коллекторов стоят датчики температуры теплоносителя.

Домашнее отопление в доме твердотопливным котлом, схема подключения которого мало чем отличается от традиционной и общепринятой процедуры, может в каждой ситуации иметь некоторые конструктивные отличия.

Стальные теплообменники в отличие от чугунных изделий, больше подвержены коррозии, в то же время успешно справляются с передами температур. Стоимость таких устройств значительно меньше в сравнении с чугунными теплообменниками. Последние обладают высокой теплоемкостью, менее подвержены коррозии.

Конструктивные разновидности систем

Если не рассматривать традиционно используемое печное отопление, существующих на сегодняшний момент видов твердотопливных котлов не так уж и много.

Основное различие между существующими моделями котлов заключается в способе подачи топлива. Дешевые агрегаты предназначены для ручной подачи топлива.

В дорогих моделях для работы твердотопливного котла используется автоматическая подача топлива в топочную камеру.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Способ подачи топлива в основном определяет и принцип действия котла. Уголь, брикеты или дрова загружаются в топку и поджигаются. Нагреваемая до необходимо температуры вода в теплоносителе расходится по трубам, отапливая жилые помещения.

На заметку: однако, есть одно но! Топливо быстро сгорает и приходится снова заниматься загрузкой котла топливным сырьем.

Время, которое необходимо для полного сгорания топлива ограничивается 2-8 часами, в зависимости от модели котла и его мощности. К тому же, приходится попутно убирать из подтопочной камеры золу, остатки несгоревшего топлива.

Для нормальной работы котла постоянно требуется подкидывать в топку все новые и новые порции топлива.

Автоматическая подача топлива решила проблему с работой твердотопливных котлов наполовину. Требовалось принципиальное техническое решение. Для отопления с твердотопливным котлом  оптимальным выходом из создавшейся ситуации стало возможность использования тепловых генераторов, которые еще называются твердотопливные котлы длительного горения.

На практике такой вид отопительной техники принято делить на два типа:

  • пиролизные отопительные котлы;
  • твердотопливные котлы верхнего горения.

Способ загрузки в оборудовании этих видов остался принципиально тот же, только стал продолжительнее по времени и более трудоемкий.

В качестве компенсаций потраченных усилий, во время работы котел создает максимально возможный тепловой эффект.

Несмотря на трудность и сложность загрузки, в этих моделях происходит практически полное сжигание топлива, что значительно уменьшает количество загрузок и расход топлива.

Для пиролизных котлов процесс работы выглядит следующим образом. При отсутствии кислорода процесс горения в камере замедляется.

Топливо полностью выгорает, а получаемый в результате тления, коксовый газ является вторичным топливом.

Обогащенное кислородом газообразное вещество в процессе сжигания выделяет дополнительные калории тепловой энергии. Налицо высокий КПД, рентабельность и эффективность оборудования при эксплуатации.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

В последнее время получил распространение обогрев жилых зданий твердотопливными котлами верхнего горения. Принципиально схема работы выглядит несколько иначе, в сравнении с традиционными моделями. Здесь пламя распространяется сверху, а не снизу, как мы обычно привыкли видеть.

Горение топлива происходит постепенно, сверху вниз. В тот момент, когда верхний слой топлива подвержен интенсивному горению, нижние слои остаются нетронутыми. По мере сгорания каждого слоя топлива, воздух вместе с горючими газами опускается вниз.

Этот процесс может происходить очень долго, в некоторых моделях время сгорания одной закладки может составлять 8-12 часов.

На заметку: некоторые модели твердотопливных котлов верхнего горения в поддерживающем режиме работы могут давать тепло от одной загрузки на протяжении суток и более.

Другие важные элементы конструкции — их роль в работе всей отопительной системы

Схема любого твердотопливного котла не мыслима без регулятора тяги. Данное устройство обеспечивает механическое воздействие на заслонку в дымоходе в процессе включения или отключения агрегата. Показать работу регулятора тяги можно с помощью простого рисунка.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Благодаря работе этого приспособления осуществляется автоматическая регулировка подачи воздуха в камеру сгорания, температуры нагрева теплоносителя.

Для справки: Установка регулятора выполняется при первом пуске котла, установив положение в соответствии с заданными параметрами. В полузакрытом положении при температуре 650С, в открытом положении заслонки, регулятор соответствует максимальному значению температуры в 900 С.

Многие агрегаты, особенно большой мощности, устанавливаются вместе с буферной емкостью, которая является обязательно при обвязке твердотопливной техники с газовыми котлами в единую систему. Такое приспособление представляет собой расширительный бак, куда поступает теплоноситель.

Буферная емкость в данном случае выполняет две функции, гидроразделителя и теплового аккумулятора. В результате остывания котла после выключения, вода из теплового аккумулятора расходится по радиаторам отопления, поддерживания необходимую температуру.

Быстрое остывание твердотопливного котла практически невозможно, из-за того, что буферная емкость играет роль аккумулятора тепла.

Вместе с буферной емкостью котлы оснащаются термостатическим клапаном. Прибор используется для предохранения системы от перегрева. Контур охлаждения, оснащенный термостатическим клапаном, обеспечит подачу холодной воды внутрь при первых сигналах перегрева теплоносителя.

Для розжига в твердотопливных котлах современных моделей применяются различные газовые горелки. Такие устройства обычно работают на сжиженном газе, который храниться в специальном резервуаре. Розжиг топлива в камере сгорания за счет использования газовой горелки происходит за считанные секунды. В эксплуатации и в обслуживании такие горелки просты и надежны.

Заключение

Ознакомившись с устройством и схемой твердотопливного котла, узнав принцип действия некоторых видов котельного оборудования на твердом топливе, можно смело приступать к созданию в собственном доме своей автономной системы отопления. Выбор котла особой сложности не представляет. Основная тяжесть и трудности, с которыми придется столкнуться в дальнейшем – это уже сам монтаж оборудования, подключение и подготовка к пуску.

Грамотный и квалифицированный подход на каждом этапе позволит вам добиться желаемого результата.

Источник: https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/shema-otopleniya-ot-tverdotoplivnogo-kotla.html

Твердотопливные котлы длительного горения: принцип работы и особенности эксплуатации – Stroim24.info

Тема нашей статьи — твердотопливные котлы длительного горения: украинского производства, российские и изготовленные за пределами СНГ. Мы расскажем о принципе работы этих устройств, особенностях их подключения и самостоятельном изготовлении.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Как вы думаете, на сколько может хватить одной закладки дров? На три часа? На пять? Правильный ответ вас удивит.

Что это такое

Как работают классические недорогие твердотопливные котлы, представить себе несложно:

  • В топливнике сгорает горючее — дрова, уголь, пеллеты, солома или бытовые отходы с невысокой влажностью;
  • Продукты сгорания отдают тепловую энергию теплообменнику сложной формы, охлаждаясь при этом до 100-120 градусов;
  • Теплообменник, в свою очередь, передает тепловую энергию теплоносителю — чаще всего обычной воде.

Конструкция проста, понятна и… крайне неудобна в использовании. Любое топливо, загруженное в разумном количестве, прогорает за 2-8 часов. После этого нужно удалить золу и загрузить топку  заново.

Промышленные котельные большой мощности решали эту проблему предельно просто: кочегар выполнял всю работу вручную. Несколько позже появились автоматические котельные на твердом топливе: уголь подгружался из громоздкого бункера по мере сгорания.

Читайте также:  Высота зеркала в ванной на какой высоте от пола вешать стандартная схема крепления. как повесить зеркало 70 см над раковиной в ванной комнате

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

По мере необходимости уголь подается шнековым механизмом из бункера.

Конструкция могла работать без обслуживания сутками, а то и неделями; однако обладала слишком большими габаритными размерами, да и цена мало подходила для владельца небольшого частного дома.

Когда существует спрос, рано или поздно техническое решение появится, если оно не противоречит базовым физическим законам. Закон рынка. В данном случае были предложены два решения, использующие для продления автономной работы котла разные принципы и завоевавшие существенную часть рынка отопительных устройств.

о преимуществах установки насоса в системе отопления.

Газогенератор (пиролизный котел)

Пиролиз-это процесс сгорания при недостатке кислорода. В результате образуется твердый остаток — зола и горючий пиролизный газ — смесь углекислоты и летучих углеводородов.

Газогенераторный котел разбивает процесс сгорания на два этапа:

  1. В одном из двух топливников твердое топливо медленно тлеет в условиях бедной кислородом атмосферы. Ограничить приток воздуха несложно, регулируя его простой механической заслонкой; при необходимости можно резко увеличить производительность топливника с помощью принудительного наддува.
  2. Во второй топке горят летучие продукты термического разложения топлива. Как и любое сгорание газообразного топлива, этот процесс легко поддается регулировке. Простейший термостат позволяет устройству вырабатывать ровно столько тепла, сколько нужно в настоящий момент.

Любопытно: в существующих конструкциях горение направлено сверху вниз. Камера, в которой дожигается пиролизный газ, расположена под колосником. Понятно, что при таком направлении движения продуктов сгорания тягу волей-неволей приходится делать принудительной.

Процесс сгорания топлива разбит на два этапа: вначале оно рассыпается в золу с выделением горючего газа; затем сгорает сам пиролизный газ.

Что мы получаем в результате?

  • Полное сгорание топлива. На выходе — мельчайшая зола, которая служит очень неплохим удобрением для земледельцев. Отсюда практическое следствие — перед нами очень экономичные агрегаты, требующие к тому же довольно редкой чистки зольника.
  • Большой промежуток времени между закладками. Лучшие образцы требуют загрузки раз в сутки.
  • Автоматизацию регулировки температуры теплоносителя.
  • Возможность сжигания крупных дров, которые в классических котлах часто сгорают не полностью.

Однако:

  • Стоимость устройства заметно выше по сравнению с классическими моделями. Так, младшая модель пиролизной линейки Буржуй К КО-12 при скромной тепловой мощности в 12 КВт продается с рекомендованной ценой в 39900 рублей.
  • Устройства энергозависимы. Про принудительный наддув уже говорилось.
  • Котлы требуют закладки просушенного топлива. Кроме того, младшие модели часто могут работать ТОЛЬКО на дровах.

Относительно недорогие пиролизные котлы не знают другого топлива, кроме дров.

  • При малых нагрузках горение делается нестабильным и сопровождается сильным загрязнением дымохода продуктами сгорания.

Котел верхнего горения

Строго говоря, именно это и есть твердотопливные отопительные котлы длительного горения. Они характеризуются наиболее длительной работой на одной закладке топлива. Так, котел одного из ведущих производителей, Stropuva, при сертификации в 2003 году после закладки 50 кг топлива автономно работал на мощности 5-6 киловатт в течение 31 часа.

За счет чего достигается такая автономность?

  • Зольник и колосник отсутствуют как класс. Внизу — глухой поддон. В нижней части объема топлива горение не просто нежелательно — недопустимо.
  • Топка имеет цилиндрическую форму. Воздух подается сверху по ее центру и обеспечивает горение верхнего слоя закладки.
  • Распределитель воздуха в топке подвижен: при закладке горючего он поднимается; в процессе горения опирается непосредственно на горючее и опускается по мере его сгорания. Таким, образом, богатый кислородом воздух в любой момент времени подается непосредственно к верхнему слою топлива.
  • В области, куда подается воздух, происходит лишь частичное окисление углеводородов. Продукты сгорания вместе с частицами золы выносятся в верхнюю часть топки: их отделяет от области первичного горения массивный металлический диск.

За ним к уже знакомому нам пиролизному газу подмешивается атмосферный воздух; летучие продукты сгорания дожигаются, отдавая остатки тепла теплообменнику.

  • На входе в камеру, где дожигаются летучие компоненты топлива, установлен автоматический регулятор тяги — несложное устройство, благодаря которому по тепловому расширению корпуса отопительный котел длительного горения определяет температуру теплоносителя и подстраивает скорость истечения печных газов.

В роли теплообменника выступает весь корпус котла. Вода циркулирует сверху вниз.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Основная трудность — сделать так, чтобы зола уносилась потоком воздуха и не препятствовала горению топлива.

Обратите внимание: после того, как котел вышел на рабочий режим, топливо в небольших количествах можно догружать — к примеру, сжигая бытовые отходы.

Достоинства решения очевидны:

  1. Период работы без дозакладки определяется только размером топливника и теоретически ничем не ограничен.
  2. Фактически, перед нами модификация пиролизного котла. Все его достоинства остаются с нами, в том числе высокий КПД. Топливо ведь сгорает полностью, без остатка.
  3. Устройства весьма отказоустойчивы. Сложной автоматики в них нет.
  4. С 2007 года в Литве начато производство универсальных котлов, способных сжигать не только дерево и продукты его переработки, но и уголь. Чуть позже подключились и другие производители, в том числе российские.

Без недостатков, разумеется, тоже не обошлось:

  • Устройства чувствительны к температуре теплообменника в большей степени, чем традиционные твердотопливные котлы. Даже незначительное превышение скорости циркуляции будет означать выпадение конденсата на теплообменнике и его ускоренную коррозию.

Однако: твердотопливные чугунные котлы длительного горения боятся конденсата в куда меньшей степени, чем стальные. Чугун менее подвержен коррозии.

  • Как и пиролизные котлы с нижним горением топлива, наши устройства недешевы.
  • Не всегда наддув справляется со спекающимся пеплом. Его обилие вызывает падение теплоотдачи котла. В дровяных котлах с естественной циркуляцией воздуха и вовсе приходится постоянно держать кочергу рядом.
  • Находящиеся прямо в пламени опорная балка и диск, отсекающий зону горения твердого топлива от области, где дожигаются летучие компоненты, сравнительно быстро сгорают.
  • Крупнофракционное топливо, в том числе неколотые дрова, нежелательно: в этом случае трудно обеспечить горение топлива ТОЛЬКО сверху. Влажное топливо тоже не подходит для этих котлов.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Дрова должны быть максимально сухими. Про поленницу под открытом небом лучше забыть.

  • Наконец, размеры топки делают трудным ее розжиг при неполной загрузке.

о правилах использования отопительных котлов Данко.

Типы котлов

Как и все твердотопливные котлы, интересующие нас устройства выполняются только в напольном исполнении: их масса слишком велика для настенного монтажа.

И в остальном это самые обыкновенные котлы на твердом топливе:

  • Разброс мощности зависит, прежде всего, от назначения котла. Пресловутые литовские (последнее время производящиеся и на территории Украины) Stropuva начинаются от 7КВт тепловой мощности. Младшие модели ориентированы на небольшие частные дома.

Украинские Бураны достигают 40 киловатт; среди котлов российского производства можно встретить предназначенный для отопления больших частных домов КТ-2Е с тепловой мощность в 95 КВт.

Польские котлы Логика достигают и вовсе 200 киловатт тепловой мощности, что соответствует потребностям в тепле дома с площадью около 2000 м2. Понятно, что они применяются куда чаще для обогрева теплиц, мастерских и разнообразных офисных помещений.

Любопытно:  под названием Logica продаются и немецкие котлы Будерус. Это не совпадение: они действительно делаются поляками для немцев и продаются под чужим брендом.

  • Корпус и теплообменник могут быть стальными и чугунными. В общем случае, как уже упоминалось, чугун долговечнее. Так, на чугунный теплообменник котла Виадрус Лигнатор производитель дает пятилетнюю гарантию.

Оборотная сторона применения металла с ограниченной механической прочностью — толщина стенок и сопутствующая ей масса: младшая модель Лигнатора весит 369 килограммов. Для сравнения — стальной котел Дон КС-Т 16 РТ при большей мощности весит всего 160 кг.

Сталь, разумеется, тоже может быть разной: от низкосортной в простейших полукустарных поделках, до жаростойкой котловой стали в лучших образцах стальных котлов, в том числе отечественных. Кроме того, часто применяется защита топливника шамотным кирпичом. Именно так делаются котлы Прометей производства новосибирского завода Сибэнерго.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Экзотическая конструкция на фото — котел новосибирского производства. Как видите, топка на фоне привычных нам устройств для отопления просто огромна.

  • Котел может обеспечивать дом только отоплением или дополнительно снабжать его горячей водой. При этом теплообменник для нагрева воды может быть проточным или использовать накопительную емкость. В первом случае, разумеется, отопительные котлы с водяным контуром длительного горения должны обладать большей эффективной тепловой мощностью.

Очумелые ручки

Можно ли изготовить твердотопливный котел длительного горения своими руками?

Если в вашем распоряжении есть сварка — почему бы и нет?

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Вот детальный чертеж котла с указанием размеров.

Материалом может послужить обычная стальная бочка. Лучше, однако, использовать отрезок магистральной трубы: толщина ее стенок сделает ваше изделие куда более  долговечным.

Несмотря на отсутствие у фабричных изделий зольника, автор схемы настоятельно рекомендует сделать в нижней части котла дверку для удаления продуктов сгорания.

Монтаж

  • Как устанавливаются котлы этого типа?
  • Их можно ставить самостоятельно: это не газовое оборудование, которое должно монтироваться исключительно представителем газовой службы.
  • Инструкция по установке определяется двумя особенностями изделий:
  • Наружные стенки могут ощутимо нагреваться даже у изделий с водяной рубашкой вокруг топки; о самодельных изделиях с одинарными стенками и говорить нечего. Соответственно, котел устанавливается на расстоянии не менее 50 сантиметров от ближайшей стены.

Если стены выполнены из горючего материала — они дополнительно защищаются кирпичной кладкой или обшиваются листами оцинковки с асбестовой прокладкой.

  Между дымоходом и деревянной стеной или перекрытием делается просвет не меньше 25 сантиметров; он заполняется базальтовой ватой и опять-таки зашивается оцинковкой с прокладкой асбестового листа.

  • Даже сравнительно маломощные стальные котлы имеют весьма значительную массу. Она увеличится еще как минимум на половину центнера при закладке топлива: не забудьте, эти котлы потому и горят долго, что загружаются большим его количеством.

Очевидное следствие — под котел нужен собственный фундамент. Ставить его на деревянное перекрытие, мягко говоря, неразумно. Типично фундамент представляет собой до полуметра армированного бетона с щебнем или бутом.

Читайте также:  Подвесные кассетные потолки из алюминиевых панелей

об особенностях твердотопливных котлов отопления для дачи.

Заключение

Еще некоторое количество информации об этом типе котлов вы можете почерпнуть в видео в конце статьи. Теплых зим!

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Источник: https://stroim24.info/tverdotoplivnye-kotly-dlitel-nogo-goreniya-princip-raboty-i-osobennosti-ekspluatacii/

Принцип и схема работы твердотопливного котла

Содержание:

При всех своих технических и бытовых ограничениях отопительные котлы, работающие на твердом топливе, обладают существенным преимуществом – практически полной энергонезависимостью.

Сделав необходимые запасы дров, угля или пеллет, можно не опасаться внезапных перебоев с подачей газа или электроэнергии. Потому установка таких агрегатов целесообразна в первую очередь для загородных домов, а также в небольших населенных пунктах.

Досконально зная, как работает твердотопливный котел, осуществив правильный выбор его типоразмера, можно обеспечить собственному жилью достаточные комфорт и удобства.

Конструктивные разновидности систем

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Агрегаты длительного горения, разработанные литовским инженером Э. Штрупайтисом и производимые торговой маркой Stropuva (Латвия), реализуют принципиально иную последовательность сгорания твердого топлива, чем обычные котлы. Работающие как на дровах, так и на угле, такие устройства отличаются еще большими интервалами между загрузкой, что очень удобно для эксплуатации.

Реализация принципа пиролиза

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

  • газифицирующей (или верхней) камеры;
  • нижней топочной камеры;
  • разделительных колосников;
  • дымососа;
  • корпуса с дверцей и контрольно-измерительной панели.

Запуск и работа твердотопливного котла пиролизного типа производятся в следующей последовательности.

  1. Дрова загружаются на колосниковую решетку.
  2. Производится поджиг дров, после чего дверца закрывается.
  3. Открывается заслонка дымососа, за счет разницы давлений в верхнюю камеру начинает поступать воздух.
  4. Выделяющийся при сгорании с недостатком воздуха генераторный газ – тяжелее воздуха, поэтому он опускается в нижнюю топку, где начинает гореть.
  5. Вследствие постоянной циркуляции воздуха процесс горения в нижней и верхней топках стабилизируется. Остается только контролировать устойчивость процесса верхнего дутья и количество топлива в верхней топке, а также периодически удалять золу из нижней топочной камеры.

Преимущества пиролизных котлов:

  1. Используя механический регулятор подачи воздуха, можно увеличивать время между загрузками от 8 часов и более. Диапазон определяется габаритами устройства; наиболее известные агрегаты такого типа, от торговой марки Ziehbart допускают интервалы между загрузками в 18 часов. Это существенно повышает удобство эксплуатации данного вида оборудования.
  2. Существенно снижается количество образуемой золы, поскольку процесс сжигания в данном оборудовании производится практически полностью.
  3. В связи с более полным сгоранием заметно снижаются и выбросы дыма в окружающую среду, что делает пиролизные устройства достаточно экологичными.

Останавливаясь на агрегатах пиролизного исполнения, следует отметить, что для их надежной эксплуатации пригодно сырье только с пониженной влажностью.

В противном случае конденсат, откладываясь на внутренних поверхностях, не только нарушит стабильность процесса пиролиза, но и приведет к ускоренному износу металлических деталей оборудования.

Наиболее современные конструкции пиролизных котлов все-таки снабжаются электронными, а не механическими регуляторами дутья, в связи с чем потребуется источник электроэнергии (хотя бы генератор).

Принцип и схема

Принципиально схема работы твердотопливного котла состоит из следующих узлов.

  1. Наружный цилиндр, являющийся одновременно и корпусом.
  2. Внутренний цилиндр, размещенный коаксиально первому (зазор между ними определяет количество одновременно нагреваемой воды).
  3. Топка, находящаяся в нижней части внутреннего цилиндра.
  4. Телескопический распределитель, который, при своем периодическом перемещении вниз, инициирует горение очередного слоя топлива.
  5. Система воздухоподводящих и воздухоотводящих труб.
  6. Автомат переключения вида используемого горючих материалов.
  7. Контрольно-регулирующая и измерительная аппаратура.

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

  1. В нижнюю часть внутреннего цилиндра закладывается большой объем топлива (зависит от типоразмера оборудования).
  2. Переключателем устанавливается вид топлива (дрова или уголь/торф/пеллеты), после чего открывается заслонка подачи воздуха, и выполняется поджиг.
  3. По мере прогорания очередного слоя воронкообразный распределитель продвигается вниз, осуществляя при этом подачу воздуха, необходимого для устойчивого горения.
  4. Образующиеся дымовые газы удаляются через дымоход.

Преимущества котлов длительного горения:

  • интервал между загрузками увеличивается до нескольких суток;
  • постоянство условий горения, следовательно, и стабильная температура теплоносителя;
  • высокая экономичность работы;
  • комфортность обслуживания агрегата.

Ориентируясь на применение твердотопливного котла длительного горения, следует учесть, что высотный габарит такого агрегата намного больше, чем у отопительного оборудования традиционного исполнения. Существенно выше также стоимость и требования как к самому агрегату, так и к топливу, на котором предполагается его использование.

Работа твердотопливного котла показана на видео. Это поможет уяснить некоторые нюансы установки и использования данного вида отопительного оборудования. Для легкости выбора можно рассмотреть сравнение эффективности некоторых современных видов твердотопливных котлов.

А тут выбирайте напольные газовые котлы для тепла и горячей воды.

Источник: http://KotelStroi.com/theory/princip-raboty-tverdotoplivnogo-kotla.html

Принцип работы твердотопливных котлов

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы.

Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания.

Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действияКак правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла

Принцип работы твердотопливного котла отопления устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действияПринцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс. Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха. Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель. Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла

  • Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов  плюс углекислоты.
  • Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
  • Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
  • Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
  • Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

  • Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
  • Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
  • Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
  • Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств.

Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной. Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам.

Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

Источник: https://tverdo-kotel.com/printsip-raboty-tverdotoplivnyh-kotlov/

Ссылка на основную публикацию