Твердотопливный котел

Характеристики твердотопливных котлов
Классический твердотопливный котел

Твердотопливные котлы работают на дровах, древесных брикетах, гранулах, угле или коксе. Некоторые котлы могу совмещать все перечисленные виды топлива, а некоторые работать лишь на одном из них. Кроме того существуют комбинированные модели твердотопливных котлов, которые способны переключаться на жидкое топливо или газ.

Неоспоримым преимуществом котлов на твердом топливе является экономичность, а так же возможность создания полностью автономной системы отопления. Твердотопливные котлы значительно экономичнее жидкотопливных, и тем более электрических. Многие из них могут работать без электричества, а в удаленных, труднодоступных районах топливо можно найти в ближайшем лесу.

Общим недостатком твердотопливных котлов является необходимость периодической закладки топлива, что требует постоянного обслуживания котла. В зависимости от типа, конструкции котла и режима работы, время между закладками может составлять от нескольких часов, до двух-трех дней. Более того, некоторые модели позволяют установить дополнительный бункер с топливом и осуществлять его автоматическую подачу в зону горения. Это позволяет увеличить интервал обслуживания котла до нескольких суток. Разумеется, в таком случае топливо должно быть мелкоштучным - пеллеты или гранулированный уголь, а не дрова.

Котлы на твердом топливе делятся на две большие категории, это котлы с прямым сжиганием топлива и пиролизные (или газогенераторные). Устройство обычного котла с прямым сжиганием очень простое. В камеру сгорания закладывается топливо, которое горит, пламя нагревает находящийся сверху теплообменник и проходящий через него теплоноситель. Недостатком таких котлов является невысокий КПД, соответственно большой расход топлива и как следствие необходимость частой его закладки примерно раз в 4 часа. Поскольку обычные котлы имеют простую конструкцию, их стоимость невысока. Однако даже среди классических котлов встречаются более сложные, автоматизированные модели, имеющие системы дожигания горючих газов, которые позволяют повысить эффективность работы котла.

Твердотопливный котел длительного горения

Отдельной разновидностью котлов с прямым сжиганием топлива являются так называемые твердотопливные котлы длительного горения. Их отличает вертикальная, как правило цилиндрическая форма и большая высота 1,5-2 метра. В отличие от классических котлов, где партия топлива поджигается сразу, топливо в котлах длительно горения сгорает послойно, причем сверху вниз. Происходит это благодаря особому распределению воздуха внутри котла. Если в традиционном котле воздух поступает снизу, то у котлов длительного горения все происходит наоборот.

Внутри, в верхней части котла находится телескопическая труба с распределителем воздуха на конце, который опирается прямо на верхние загруженные поленья или угли. Воздух подается по трубе через распределитель. Благодаря этому зона горения всегда находится только в верхней части топливной загрузки и составляет 15 - 20см в толщину. По мере прогорания топлива распределитель воздуха опускается под собственным весом, и зона горения смещается вниз. Таким образом, постепенно сгорает вся партия топлива, после чего трубу поднимают в исходное положение при помощи специального встроенного троса.

Теплообменником у котлов длительного горения является сам их корпус. Он имеет двойные стенки, пространство между которыми заполнено водой (теплоносителем). Наружные стенки дополнительно теплоизолируют, чтобы уменьшить потери тепла и сделать внешнюю поверхность не слишком горячей.

Применяемый метод сжигания позволяет повысить КПД котла, и значительно увеличить длительность работы на одной загрузке. В зависимости от интенсивности режима, модели котла, время работы котла длительного горения на одной загрузке может составлять от 6 до 36 часов

Пиролизные газогенераторные котлы
Устройство пиролизного котла
Пиролизный котел

В пиролизных-газогенераторных котлах процесс сжигания топлива протекает иначе. Внутри котла находятся две камеры. В верхнюю камеру, на колосник, загружают топливо и производят первичный поджег. Затем, в условиях недостатка кислорода, происходит нагрев топлива, как правило древесины, до высокой температуры около 450 - 600 С, благодаря чему образуется горючий пиролизный газ. Этот процесс как раз и называется пиролизом. Под действием искусственной тяги газ поступает в нижнюю камеру, смешивается с воздухом и сгорает при температуре 800-1200 С , образуя гораздо большее количество тепловой энергии, чем в случае прямого сжигания топлива. В то же время, на пути к дымоходу, дымовые газы проходят через теплообменник и температура дымовых газов, при условии правильной работы пиролизного котла, находится в районе 150 градусов, что не налагает высоких требований к дымоходам, в плане жаропрочности и коррозионной стойкости.

Пиролизные котлы обладают высоким КПД 80-95% и продолжительным временем горения от 6-12 часов, до суток и более. По сравнению с классическими котлами они потребляют гораздо меньше топлива, но для достижения максимальной эффективности их нужно топить сухими дровами. К примеру древесина влажностью 20% дают в два раза больше тепловой мощности чем при влажности 50%.

Движение воздуха внутри пиролизного котла осуществляется принудительным надувом при помощи вентилятора (дымососа), благодаря чему появляется возможность достаточно точной регулировки мощности котла. В более продвинутых моделях могут присутствовать автоматизированные заслонки подачи воздуха, а вся система в целом регулироваться автоматикой.

За счет полного сжигания дров, при работе пиролизного котла образуется минимальное количество сажи и золы, что упрощает его обслуживание. Кроме того, во время эксплуатации пиролизного котла выделяется намного меньше вредных выбросов, чем при прямом сжигании дров или угля. Характерным признаком работы пиролизного котла является дым белого цвета, выходящий из дымохода.

В определенных условиях, недостатком большинства пиролизных котлов является необходимость подключения их к электросети, что затрудняет построение полностью автономной системы теплоснабжения, хотя и не исключает ее полностью. Автоматика и вентиляторы пиролизных котлов потребляют небольшую мощность в диапазоне 50-200 Вт, что при наличии автономного источника электроэнергии позволяет обеспечить питание котла. В тоже время встречаются альтернативные конструкции пиролизных котлов не нуждающиеся в электроснабжении.
Итоговая характеристика твердотопливных котлов
Плюсы:

    Экономичность. Твердое топливо один из самых недорогих источников энергии&
    Возможность частичной автоматизации подачи топлива для некоторых моделей котлов
    Не требуются согласования

Минусы:

    Необходимость постоянной подкладки топлива и чистки - удаление золы
    "Грязный" процесс обслуживания, особенно при использовании угля
    Необходимо отдельное помещение и площадь для хранения топлива