Какие бывают автоматические твердотопливные котлы – виды, особенности, правила установки

Рейтинг лучших производителей

Ввиду сложности конструкции вероятность поломки автоматического котла в сравнении с классическим выше. С учетом того, что такое событие усложняет эксплуатацию агрегата и грозит разрушением системы отопления вследствие замерзания теплоносителя, особого внимания заслуживает вопрос выбора марки агрегата.

У пользователей самыми надежными считаются котлы следующих компаний:

  1. «Терморобот», «Zota Стаханов», КАЗ Корди, TIS Eko, Altep, Faci (Россия).
  2. Roda, Buderus (Германия).
  3. Metal-Fach (Чехия).
  4. Pereko, Galmet, Heiztechnick, Defro, Stalmark (Польша).
  5. Vulkan (Украина).
  6. Termodinamic, Emtas (Турция).

Качественные котлы с барабанным бункером (без питателя):

  1. «Авто-30».
  2. «Углеавтомат».
  3. «Барин».
  4. «Прометей».
  5. Carborobot (Венгрия).

Российские котлы, не уступающие в качестве импортным, приобретать выгоднее из-за их стоимости и скорости ремонта.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Процесс создания отопительного устройства достаточно прост и проходит в несколько последовательных этапов. Вначале изготавливается корпус конструкции:

  1. Две трубы большого диаметра (50 и 45 см) вкладываются друг в друга и соединяются с помощью металлического кольца.
  2. Из заранее подготовленного листа вырезается круг металла диаметром 45 см, которым заваривается дно меньшей трубы, находящейся внутри конструкции. В итоге получаем бочку диаметром 45 см, с наваренной водогрейной рубашкой-контуром в 2,5 см шириной.
  3. Внизу «бочки» прорезается прямоугольное отверстие. Высота — до 10 см, ширина — около 15. Оно будет использоваться в качестве дверцы зольника. Вваривается люк, устанавливается дверь с приделанными петлями и задвижкой.
  4. В верхней части контура режется прямоугольное отверстие для подачи твёрдого топлива. Размер подбирается индивидуально, главное условие — удобство загрузки дров. Вваривается люк. Устанавливается дверца, оборудованная петлями и задвижкой. Она делается двойной: между отдельными металлическими листами укладывается асбестовый слой, места прилегания уплотняются асбестовым шнуром. Благодаря таким манипуляциям снижаются теплопотери котла.
  5. На верхнем уровне обустраивается выпускной патрубок, выводящий отработанные газы в дымоход.
  6. В двух местах (вверху и внизу) водяного контура привариваются патрубки диаметром 4–5 см, необходимые для подключения котла к дальнейшей отопительной системе. Нарезается резьба, для чего используется лерка.
  7. Проверка сварочных швов, в случае надобности — устранение огрехов.

После создания металлического корпуса твердотопливного котла можно приступать к изготовлению и установке распределителя воздуха:

Воздухораспределитель может быть выполнен в виде блина с приваренными швеллерами

  1. Вырезается металлический круг. Его диаметр должен быть на несколько сантиметров меньше внутреннего на котле. В центре круга режется круглое отверстие, по размерам соответствующее трубе воздухораспределителя (5–6 сантиметров).
  2. В прорезанное отверстие вставляется металлическая трубка.
  3. Снизу на «блин» навариваются швеллеры или уголки, расположенные в виде лопастей. При подходящей толщине лопастей, иногда используется крыльчатка от вентилятора.
  4. Сверху приваривается небольшая петля. С её помощью можно поднимать и опускать распределитель. Также оборудуется заслонка, регулирующая интенсивность подачи воздуха в зону огня.
  5. Монтаж воздушного распределителя к корпусу. Из металлического листа вырезается круг, диаметр которого равен внешнему корпусу. В центре режется отверстие 6–8 см. Нижняя часть воздухораспределителя вставляется в котёл, верхняя продевается сквозь проделанную дыру. После этого круг приваривается к котлу и в дальнейшем функционирует в качестве верхней крышки.

Это один из простейших способов изготовления твердотопливного котла. Существуют усложнённые схемы, используемые в промышленных и бытовых моделях.

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.

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.

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.

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.

*Показанный 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 950-1000 С.  На каждом этапе необходимо обеспечить бесперебойную подачу воздуха.Остатки твердого топлива, зола и сажа скапливаются в зольной камере, откуда удаляется ручным способом.

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.

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.

Какой дымоход лучше установить

Выхлоп угольного котла характеризуется:

  • высокой температурой – 650 ˚С против 300 ˚С у древесины;
  • большим количеством серы и других элементов, образующих при конденсации влаги едкую смесь кислот.

В таких условиях к дымоходу предъявляются особые требования. В случае применения конструкции типа «сэндвич» внутренняя (рабочая) часть должна быть выполнена из жаропрочной и кислотостойкой стали. Аналогичными свойствами обладают керамические дымоходы. Кирпичные необходимо загильзовать.

Сечение дымоотводящего канала подбирается в соответствии с номинальной мощностью теплогенератора. Производитель приводит его в инструкции. Можно ориентироваться на дымоотводящий патрубок: по диаметру канал должен быть таким же либо превосходить его.

Дымоход для котла отопления

Инструкция по установке дымохода состоит из следующих правил:

  1. Дымоотводящая система для твердотопливных котлов должна быть сделана из материала, устойчивого к коррозийным процессам и термостойкого (более 500° С).
  2. Минимальная высота дымохода должна составлять 4 метра при наименьшем диаметре 18 сантиметров. При этом данные параметры нельзя делать слишком большими, чтобы не возник так называемый «эффект воздушной пробки», при котором холодный воздух препятствует выводу угарных газов.
  3. Создание хорошей теплоизоляции – обязательное условие.
  4. Соблюдение минимального расстояния при подсоединении системы к вертикально идущему каналу.
  5. При эксплуатации котла необходимо следить за состоянием дымохода – убирать из него сажу. Для этого на этапе монтажа предусматривают создание ревизионных отверстий.

Установка котлов с автоматической подачей топлива является экономичным и эффективным решением. Но пользоваться всеми их преимуществами можно только при условии, что агрегат был выбран правильно, и для его работы обеспечены все требуемые условия. 

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.

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.

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.

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.

Достоинства и недостатки

Котел отопления на дровах – это отличная альтернатива другим видам отопительного оборудования. Топить электроэнергией дорого, обогрев с помощью солярки или отработки тоже не лишен своих недостатков (хотя есть и преимущества). Поэтому в качестве самого дешевого варианта для организации отопления следует выбрать именно такую конструкцию. Устанавливаем его в котельной, разводим по дому трубы, устанавливаем радиаторы, закидываем в топку дрова и наслаждаемся теплом.

Давайте теперь посмотрим, все ли так хорошо. А начнем мы с того, что опишем достоинства, на фоне которых будут пестреть недостатки. Основные положительные черты:


Дрова — довольно дешевый вид топлива, но весьма прихотливый. Хороший и качественный жар смогут дать только очень сухие и неизъеденные жуками поленья.

Дешевизна отопления – речь идет о том, что топливо для таких котлов стоит совсем недорого

А при наличии возможности его можно насобирать бесплатно в ближайшем лесу – чтобы не иметь проблем с законом, обратите внимание на поваленные деревья, которые станут отличным источником дров;
Не нужно разрешение на установку оборудования – те же газовые котлы нужно подключать к магистрали, оформлять их в контролирующих службах, платить за ежегодное обслуживание. Иными словами, мороки много;
Простота в эксплуатации – нужно только разжечь пламя, а дальше процесс пойдет самостоятельно

Следует лишь не забывать подкидывать все новые порции в ненасытную топку;
Безопасность – в отличие от газового или электрического оборудования, отличаются повышенной безопасностью.

Есть и недостатки:

  • За дровяным котлом необходим постоянный присмотр – нужно контролировать температуру в контуре и подкладывать дрова. Быстрое прогорание дров является ключевым недостатком, но устраняется путем выбора котла с большой камерой сгорания (или пиролизного агрегата);
  • Дороговизна оборудования – конструкция, изготовленная из стойкого к коррозии и тепловым нагрузкам чугуна, будет стоить дорого. В качестве альтернативы можно рассмотреть более дешевые стальные агрегаты, но они не отличаются надежностью и продолжительным сроком службы;
  • Для хранения дров придется соорудить поленницу – она займет очень много места;
  • Трудность автоматизации – проблема решается применением пиролизных дровяных котлов с большими камерами сгорания и системами регулировки интенсивности горения;
  • Своеобразный запах дымка в комнатах – нельзя сказать, что он неприятный, но некоторым людям он не нравится;
  • Необходимость в отдельном вентилируемом помещении под котельную – его не поставишь в общей комнате;
  • Громоздкость – для небольших домиков можно отыскать формат мини, но в большинстве своем они обладают большими размерами. Да и монтируются они только на полу, в то время как отдельные газовые и электрические агрегаты аккуратно располагаются на стенах, не занимая лишнее место.

Таким образом, котлы на дровах обладают и негативными чертами.

Для того чтобы обеспечить полную безопасность, необходимо установить котел на лист негорючего материала.

Автоматический твердотопливный котел

Автоматический твердотопливный котел длительного горения

Автоматический твердотопливный котел отличается от полуавтоматического тем, что в нем контроллер управляет не только частотой вращения вентилятора, но и подачей топлива.

Топливо подается из специального бункера по системе подачи — специальному шнеку.

Такая система чем-то напоминает обычную мясорубку, только вместо мяса здесь топливо.

В качестве такого топлива используется каменный или бурый уголь, в редких случаях используются пеллеты.

Время работы автоматического котла на одной загрузке будет зависеть от емкости бункера и режима работы котла, но, обычно, одной загрузки бункера должно хватать на 3-4 дня работы.

А если, вам нужно уехать на неделю, то можно поставить котел в режим защиты от разморозки и он будет поддерживать минимальную температуру теплоносителя в системе.

Теперь рассмотрим внутреннее строение автоматических котлов.

Устройство автоматического твердотопливного котла

Изнутри автоматические твердотопливные котлы устроены сложнее, чем полуавтоматические.

Горение в автоматических котлах происходит с специальном устройстве — горелке.

Для понимая устройства автоматических котлов посмотрите следующий рисунок:

Внутреннее строение автоматического твердотопливного котла

Как видно из рисунка, топливо в котле автомате сгорает на специальной горелке, зола из которой ссыпается вниз в зольник.

Наличие колосников позволяет топить котел в неавтоматическом режиме.

Стоит отдельно рассказать о том, что для таких отопительных аппаратов нужен уголь определенной фракции (читайте об этом в паспорте котла).

Нагрев теплоносителя происходит в теплообменнике котла

Для того, чтобы котел служил вам долго важно правильно обеспечить необходимый расход теплоносителя через котел и определенную его температуру на обратке котла

При слишком холодной обратке, теплообменник котла может треснуть (актуально для чугуна) или деформироваться.

В больших системах с длинными контурами, в которых не получается выдерживать достаточно большую температуру на обратке, устанавливают трехходовые термостатические клапаны.

Такие клапаны подмешивают горячий теплоноситель с подачи к холодному теплоносителю обратки.

Установка автоматического твердотопливного котла

Требования по установке автоматических котлов примерно соответствуют требованиям для полуавтоматических котлов, поэтому не буду повторяться.

А если вам необходимо с ними ознакомиться, то смотрите соответствующий раздел статьи выше!

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий