Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

Ми вже давно перестали дивуватися зростаючій кількості ядер в процесорі і гігабайтів в оперативці, так і підключені до Інтернету холодильники та пральні машинки особливого трепету вже не викликають.

І тільки старої доброї печі-«буржуйке» рости просто нікуди, адже для того, щоб спалити поліно, багато розуму не треба. Так напевно думають багато хто, але тільки не інженери-теплотехніки.

Втілюючи інноваційні рішення, що вони не тільки зробили йому опалювальне обладнання більш ефективним, але і змусили його набагато довше працювати без участі користувача.

У даній статті ми поговоримо про те, якими бувають котли тривалого горіння, на дровах для дому, як вони експлуатуються і що необхідно враховувати при виборі такого агрегату.

Зміст

  • 1 Принцип роботи
    • 1.1 Котли з подовженою топкою
    • 1.2 Котли з верхнім горінням
    • 1.3 Газогенераторні (піролізні) котли
  • 2 Основні переваги
  • 3 Пристрій приладу
    • 3.1 Топка
    • 3.2 Система контролю горіння
    • 3.3 Теплообмінник
  • 4 Особливості завантаження палива та експлуатація
  • 5 Вартість
  • 6 Відео на тему

Принцип роботи

За способом теплоутворення опалювальний котел тривалого горіння, на дровах для дому нічим не відрізняється від звичайного, так званого котла прямого горіння. В його топці згорає органічне паливо (деревина, вугілля, торф тощо), а тепло від полум’я і димових газів передається теплоносію: повітрю (у печах-конвекторах) або води (у котлах на дровах з водяним контуром).

Але якщо у звичайному казані закладку палива доводиться оновлювати в середньому через кожні 4 години, то прилад з тривалим горінням здатний пропрацювати без дозаправки в середньому 12 годин на деревному паливі та 36 на вугільному.

Що ж інженери придумали, щоб домогтися такого результату? Перший хід здається очевидним і напрошується сам собою: потрібно збільшити розміри топки, щоб в неї можна було помістити більше палива.

Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

Принцип роботи твердопаливного котла тривалого горіння з водяним контуром для будинку

Дійсно, в теплогенераторах прямого горіння потужністю 20 кВт об’єм топки становить приблизно 50 – 60 л, тоді як в «довгограючих» печах тієї ж потужності цей показник збільшено до 100 – 150 л, а у деяких гігантів взагалі становить понад 250 л.

Очевидно наступне: одним лише збільшенням топки відбутися не вийде. Якщо навіть дуже велику купу палива підпалити звичайним способом, полум’я швидко пошириться по ній і через 4 години знову доведеться бігти в стіс. Інженери запропонували кілька рішень, на підставі яких були створені такі види теплогенераторів:

Котли з подовженою топкою

Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартістьОскільки полум’я в силу явища конвекції найохочіше поширюється в напрямку знизу вгору, логічно розташувати паливо не у вигляді купи, як в звичайній печі, а у вигляді витягнутої горизонтальної лінії.

Тобто так, щоб основна маса пального була не над вогнем, а збоку від нього.

Саме для цього і потрібна подовжена топка. Щоб ще більше сповільнити згоряння палива, необхідно організувати дозовану подачу повітря безпосередньо в зону горіння. Для цього застосовуються повітроводи різних конструкцій, наприклад, телескопічні.

Котли з верхнім горінням

Неважко зрозуміти, що для найкращого ефекту масив палива слід було б розташувати не збоку від полум’я, а під ним. Ця ідея лягла в основу створення котлів з верхнім горінням, в яких пальне закладається у вигляді вертикальної колони, але підпалюється не знизу, а зверху.

Тут також реалізована «адресна» подача повітря: телескопічним повітропроводу він подається строго в зону горіння.

Газогенераторні (піролізні) котли

В теплогенераторах цього типу застосований принципово інший спосіб спалювання палива. Спочатку воно піддається нагріву в безкисневому середовищі, внаслідок чого відбувається розпад біополімерів (органічних молекул) на цілий ряд газоподібних речовин – метан, азот, водень та ін. Ця суміш, яку називають деревним газом, також здатна горіти.

Процес її утворення і називається піролізом або газогенерацией. Для спалювання деревного газу в топці котла є відокремлений простір (камера допалювання), куди він надходить через форсунки.

Збільшення тривалості горіння – лише одна з переваг такого підходу. Крім цього:

  • ККД теплогенератора вдалося збільшити з звичайних 80% до 90% — 93%;
  • за рахунок більш повного, чим при звичайному спалюванні, розкладання палива вихлоп стає більш екологічним і, відповідно, менш небезпечним для деталей котла і димоходу;
  • у топці залишається дуже мало золи;
  • по керованості піролізний котел на дровах наближається до газового.

Деякі не дуже добросовісні виробники вдаються до хитрого прийому: випускають звичайні котли, але пропонують експлуатувати їх в режимі тління (обмежується подача повітря в топку) і на підставі цього позиціонують свою продукцію як теплогенератори тривалого горіння.

Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

Котел піролізний

Дійсно, при тлінні палива вистачить на більш довгий термін, ніж при повному горінні, але такий режим супроводжується цілим рядом небажаних ефектів:

  • ККД теплогенератора падає до 50%.
  • Відбувається спікання дрібної фракції палива, з-за чого воно перетворюється в корж.
  • З-за неповного окислення палива вихлоп виходить насиченим чадним газом і важкими вуглеводневими радикалами – залишками органічних молекул, які проявляють високу хімічну активність.

Слід врахувати і те, що деревина деяких порід, наприклад, верба і тополя, в такому режимі горить погано.

Основні переваги

Твердопаливні обладнання набагато менш зручно в експлуатації, але і у нього є свої сильні сторони:

  • для установки не потрібно дозвіл газового господарства та інших «спецслужб»;
  • обладнання є автономним і не залежить від роботи мереж енергопостачання;
  • тверде паливо «не вміє» випаровуватися і вибухати;
  • в багатих лісом регіонах пальне для твердопаливних котлів буквально валяється під ногами.

Незважаючи на зазначені переваги, придбання твердопаливного котла в більшості випадків є вимушеною мірою, на яку користувачів підштовхує відсутність централізованого газопостачання.

Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

Дров’яний котел тривалого горіння

Причина зрозуміла: паливо доводиться підкладати вручну, що дуже ускладнює експлуатацію в порівнянні з газовим котлом. Теплогенератори тривалого горіння дозволяють займатися обслуговуванням рідше, але й у них є свої недоліки.

Так, газогенераторні котли ефективно працюють тільки на сухому паливі (вологість не більше 20%). Котли з верхнім горінням не можна довантажувати паливом до повного прогоряння наявної закладки, з їх допомогою можна швидко прогріти приміщення, а стінки часто доводиться чистити від налиплих вугілля. Та й ціну і ті і інші моделі мають більш високу, ніж звичайні котли.

Пристрій приладу

Пройдемося по основних компонентів котла тривалого горіння:

Топка

Від матеріалу і товщини топки залежить довговічність котла, а також те, на яких видах палива він може працювати. Найвища температура спостерігається при горінні вугілля, тому топки під цю різновид пального роблять з особливою термостійкою сталі з товстими стінками.

Слід врахувати і те, що деревина деяких порід, наприклад, верба і тополя, в такому режимі горить погано.

Система контролю горіння

Потужність тепловіддачі в твердопаливних котлах на дровах завжди регулюється шляхом зміни кількості подаваного в топку повітря.

Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

Для цього в повітрозабірному патрубку встановлюється поворотна заслінка, також звана дроселем.

В піролізних котлах потужність додатково регулюється зміною прохідного перерізу форсунки, через яку в камеру допалювання надходить деревний газ.

Регулювання може здійснюватися трьома способами:

  • Вручну.
  • За допомогою енергонезалежній (аналогової) автоматики. Найчастіше в цій ролі виступає біметалева пластина, яка в залежності від температури згинається з різною кривизною. Через систему важелів вона з’єднується з повітряним дроселем. Також в якості термодатчика і одночасно приводу для заслінки можуть застосовуватися колби, заповнені матеріалами з високим коефіцієнтом температурного розширення.
  • За допомогою електронної автоматики. В її складі є термодатчик, електронний контролер, а також сервопривід, який за сигналом контролера переводить дросель в потрібне положення. Така автоматика працює більш ефективно, але вона потребує в електропостачанні.
  • У найпростіших котлах повітря в топку надходить самопливом, тобто засмоктується тягою. Більш ефективними є теплогенератори з примусовою подачею повітря, тобто обладнані вентилятором.

    Вибирайте модель з вентилятором, встановленим у верхній частині корпусу – такі служать довше. При нижньому розташуванні вентилятор тягне з підлоги пил, а тому швидше ламається.

    Теплообмінник

    Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартістьЦя деталь має вигляд кількох труб або водяний сорочки, навколишнього топку. Теплообмінники виготовляються із сталі та чавуну.

    Чавунні стоять на 15% — 20% дорожче, зате вони відрізняються більш високою надійністю і довговічністю, що обумовлено відсутністю зварних швів (виготовляються методом лиття) і більш високою стійкістю до корозії.

    Однак, у чавуну є важливий недолік, який потрібно враховувати: на відміну від сталі, він не володіє пластичністю, тому може луснути від різкої зміни температури.

    Якщо в сталевий теплообмінник в разі небезпеки закипання теплоносія можна подати холодну воду, то з чавунним теплообмінником такий прийом використовувати не можна – доводиться сподіватися на своєчасне спрацьовування запобіжного клапана.

    Трапляються і такі неприємності: при зупинці циркуляційного насоса з-за відсутності циркуляції різниця температур між теплоносієм в теплообміннику (тут він стає дуже гарячим) і опалювальному контурі (тут навпаки — остигає) стає занадто великий, так що при відновленні електропостачання та запуску насоса чавунний теплообмінник знову ж таки може лопнути.

    Попадання холодного теплоносія (з температурою нижче 50 градусів) для сталевого теплообмінника також небажано. Від цього він не лопне, але на його стінках буде утворюватися їдкий конденсат, що провокує термохімічну корозію.

    Для запобігання подібних явищ в обв’язці твердопаливних котлів встановлюється вузол підмішування – байпас між подачею» і «обратку» з автоматично керованим триходовим клапаном, який при необхідності розбавляє холодний теплоносій гарячим.

    Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартість

    Вузол підмішування

    Не купуйте котли на дровах тривалого горіння, в яких труби теплообмінника мають вигляд колосникових грат. При такому виконанні вони швидко обростають налипшими вугіллям, так і автоматика у такого котла спрацьовує частіше.

    Другим контуром, призначеним для забезпечення гарячого водопостачання, котли тривалого горіння обладнуються дуже рідко. Як правило, такі агрегати підключають до бойлера непрямого нагріву.

    Особливості завантаження палива та експлуатація

    Котли тривалого горіння, на дровах для дому: пристрій, принцип роботи і вартістьУ топку котла тривалого горіння слід закладати максимально можлива кількість палива.

    В газогенераторних котлах йому спочатку дають можливість засвітитися, потім перекривають заслінку. Горіння при цьому зміниться тлінням, яке буде супроводжуватися піролізом.

    Надходять і по-іншому: спочатку в топці спалюють порцію быстросгораемого матеріалу, наприклад, тріску, а потім на вугілля укладають поліна і перекривають заслінку.

    В котлах з верхнім горінням для розпалювання паливо зверху поливають якоюсь горючою рідиною.

    Експлуатація твердопаливного котла «на низьких обертах», тобто в притушенном стані, є невигідною – сильно падає ККД. При цьому вихлоп, як вже говорилося, стає шкідливим. Тому в рідинну систему опалення, обладнану подібним агрегатом, настійно рекомендується (у країнах Західної Європи це навіть вважається обов’язковим) включати теплоакумулятор у вигляді наповненою водою великої ємності.

    Вона вбере в себе зайве тепло, вироблене котлом, а потім поступово поверне його в систему опалення. Котел при цьому можна буде експлуатувати на номінальній потужності.

    Вартість

    Ціна на котли тривалого горіння знаходиться в широкому діапазоні.

    На рівень ціни впливає сукупність багатьох факторів.

    І насамперед – потужність і тип автоматики, а також інші технічні характеристики.

    Наведемо кілька прикладів котлів тривалого горіння з характеристиками і цінами:

  • Печі Breneran (кол. Bullerjan) з частковою газогенерацией. Випускаються німецькою компанією Energetec Gmbh та російській (ліцензії) ЗАТ «Лаотерм». Вартість моделей без теплообмінника (повітряно-конвекційне опалення) становить від 8 до 35 тис. руб. Середня ціна печей з водяною сорочкою – 41 тис. руб.
  • Котли з верхнім горіння Stropuva. Модель Mini S8 з потужністю 8 кВт і часом горіння 18 год варто 61 тис. руб. Модель S15 з потужністю 15 кВт і часом горіння до 30 годин варто 93,8 тис. руб. Модель S15U (універсал) з потужністю 15 кВт і часом горіння на вугіллі до 5 діб. Варто 116,5 тис. руб.
  • Напів піролізний котел «ТеплоГарант Буржуй». Потужність – 10 кВт. Вага – 180 кг. Ціна: 36,8 руб.
  • Піролізний котел Траян ТБ-10. Потужність – 10 кВт. Вага – 236 кг. Вартість: 37 тис. руб. (модель на 15 кВт обійдеться в 46 тис. руб.)
  • Піролізний котел Lavoro Eco C-12. Потужність – 12 кВт. Вага – 210 кг. Вартість: 40 тис. руб.
  • Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: