Принцип работы твердотопливного котла

    0
    16

    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.

    Как 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 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?

    Идеальный вариант индивидуального отопления! Котлы твердотопливные для дома: их виды и принципы работы

    В тех районах, где нет возможности подключения магистрального газа, распространено отопление древесными материалами. Традиционные печи имеют более низкий КПД.

    Поэтому часто используется система с твердотопливным котлом. От него требуется экономичность, эффективность и долгий срок службы.

    Виды твердотопливных котлов для отопления частного дома

    Различия в твердотопливных котлах связаны с:

    1. Технологией подачи ресурсов.
    2. Существующей системой сгорания.

    Пеллетные

    Автоматическая загрузка производится из бункера. В зависимости от его объёма, одной закладки хватает на срок от недели до месяца. Так как твердотопливный котел работает самостоятельно, возможно настроить режимы отопления в зависимости от времени суток и дня недели.

    Фото 1. Твердотопливный пеллетный котел. В правой части прибора находится бункер для загрузки пеллет.

    Автоматические модели твердотопливных котлов работают только на пеллетах. Это древесные гранулы, которые получают прессованием опилок, стружек, коры, лузги и других подобных древесных отходов. Пеллеты не сгорают, а долго тлеют, выделяя значительное количество тепла. Поэтому они дают довольно высокий КПД, до 90—95%.

    Важно! Из-за автоматики потребуется постоянный источник электричества. На случай перебоев желательно приобрести ИБП.

    С ручной загрузкой

    Остальные виды твердотопливных котлов загружаются только вручную. Источником тепла служат:

    Срок работы одной закладки зависит от объёма топливной камеры и использующихся технологий горения. Для удобства дверцу котла располагают под наклоном. Это облегчает загрузку и дальнейшее обслуживание устройства.

    Недостаток подобных моделей твердотопливных котлов — невозможность автоматической работы. Для поддержания процесса требуются периодические усилия человека.

    Зато зависимость от электричества снижается. К тому же используются разные виды ресурсов и легче подобрать наиболее доступные в данной местности.

    Справка. Существуют модели твердотопливных котлов с автоматической и механической регулировкой температуры. В последнем случае применяется механический регулятор тяги (заслонка). Он не зависит от наличия электричества.

    Твердотопливные котлы с ручной загрузкой подразделяется на типы в зависимости от конструктивных особенностей. Выделяют такие технологии:

    • классическая;
    • пиролизная;
    • длительного горения.

    Классические

    В таких твердотопливных котлах не применяются технологии, увеличивающие длительность и эффективность горения. Поэтому древесина в них сгорает быстро, за несколько часов.

    Эффективность таких котлов невысока, так как значительная часть тепла улетучивается через дымоход.

    К достоинствам подобных моделей твердотопливных котлов относится низкая стоимость, связанная с тем, что внутренняя конструкция простая.

    Пиролизные

    Как видно из названия, используется технология пиролизного сгорания. При первичном сгорании с недостатком кислорода образуются пиролизные газы, которые также способны гореть, выделяя значительное количество тепла.

    Конструкция усложняется по сравнению с классическим вариантом твердотопливыных котлов. Над основной камерой сгорания располагают дополнительную, где собираются и сгорают газы.

    Благодаря этому увеличиваются:

    • эффективность (до 85—95% в зависимости от типа сырья);
    • длительность работы одной закладки.

    К другим плюсам подобных твердотопливных котлов относят точную регулировку температуры и меньшее количество сажи и шлаков. Недостатками котлов считаются:

    1. Высокая цена (окупается в процессе эксплуатации).
    2. Необходимость использования только сухого топлива (иначе процесс пиролиза не начнётся).

    Фото 2. Внутреннее устройство твердотопливного пиролизного котла и принципы его работы на разных этапах.

    Длительного горения

    В твердотопливных котлах данного типа используется другая технология. Дрова горят не снизу вверх, как при классическом варианте, а сверху вниз. Горение становится медленным и эффективным. Поэтому закладки дров в котел хватает до суток и более, а угля — до недели. Как и пиролизные, данные твердотопливные котлы работают на всех типах древесных ресурсов.

    Отопление дома твердотопливным котлом

    Твердотопливный котел постепенно вытеснил печь их повседневного обихода по причине более высокой производительности и экономичности. Сегодня существует большое количество моделей, попробуем разобраться, как выбрать твердотопливный котел.

    Что это такое твердотопливный котел?

    Котел на твердом топливе представляет собой усовершенствованную модификацию обычной печи, которая на протяжение столетий широко использовалась для отопления и приготовления пищи. Основным преимуществом такого варианта считается возможность автономной работы без подключения к центральной сети теплоснабжения, что важно для негазифицированных населенных пунктов. В качестве топлива используются древесина, солома и уголь, применение которых обходится дешевле по сравнению с газом или электричеством.

    Разновидности твердотопливных котлов

    Чтобы выбрать твердотопливный котел, следует знать о его видах. При изготовлении котлов используются чугун и сталь, существует несколько видов одноконтурных и двухконтурных устройств.
    По типу работы различают следующие типы оборудования:

    • пиролизные, КПД 90%, достигается за счет дожига пиролизных газов;
    • универсальные — топливом могут служить брикеты, торф, уголь, древесина и др.;
    • пеллетные— функционируют на специальных древесных гранулах, которые подаются в печь в автоматическом режиме без участия человека.

    Особенности установки

    Часто покупателей интересует, которые решили выбрать твердотопливный котел, есть ли различия при монтаже. Установка не требует согласований. Важную роль играет ответственный подход и соблюдение этапности. Установка производится на ровную поверхность, толщина стяжки должна достигать 70 мм, для устранения возможных зазоров рекомендуется использовать термостойкий герметик. На следующем этапе производится монтаж оборудования системы по отводу продуктов сгорания, после чего устанавливается котел, монтируются трубы отопления. Далее предусмотрен монтаж систем безопасности, расширительного бака, после этого производится обвязка, на финальном этапе следует проверка.

    Принцип функционирования

    Перед тем, как выбрать твердотопливный котел, необходимо учитывать, что котлы могут работать на разных видах топлива. Цикл работы состоит из 3 фаз: розжиг (температура в топке 600 градусов), на второй фазе она повышается до 1000–1300, прогреваются трубы и воздух в квартире. Третий этап сопровождается прогоранием сырья, в результате образуются угли, температура снижается до оптимальных 400–500. Для создания температурного баланса необходимо время от времени докладывать топливо.

    Нужно ли электричество?

    В первую очередь следует знать, что все устройства делятся на энергозависимые и энергонезависмые. В первых установлен вентилятор, который подает воздух в камеру сгорания, во вторых процесс горения проходит естественно. В продаже представлены комбинированные модели на 2 и более энергоносителей, такой вариант идеально подходит для домов с установленными двухтарифными счетчиками.

    Как правильно топить?

    Модели с ручной подачей сырья следует растапливать двумя способами: слоями и прогоранием. Сначала следует положить дрова, потом добавить щепу или бумагу, после появления огня дверь топки необходимо закрыть, включить блок управления, установить высокую температуру. После достижения оптимальной температуры мощность может быть снижена.

    Как работает техника с автоматической подачей топлива?

    Твердотопливный котел может быть оснащен автоматизированной системой подачи топлива, чаще всего это пеллетные системы. Пеллеты поступают в бункер и оттуда в камеру сгорания в автоматизированном режиме без участия человека. Автоматика регулирует интенсивность подачи воздуха и количество гранул. Вопрос, как выбрать твердотопливный котел, отпадает после консультации со специалистом.

    Источники: http://tverdo-kotel.com/printsip-raboty-tverdotoplivnyh-kotlov/, http://ogon.guru/otoplenie/kotli/tverdotoplivnie/dlya-doma.html, http://blog.tam.by/kak-vybrat-tverdotoplivnyj-kotel/

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here