Котлы на дровах длительного горения – виды и принцип работы

№6. Мощность

Один из главных показателей, на который стоит в первую очередь обращать внимание при выборе твердотопливного котла, — это его мощность, от которой зависит, какую площадь он сможет обеспечить теплом. Исходить следует как раз-таки из площади отапливаемого помещения. Можно пользоваться общепринятым правилом: на каждые 10 м2 площади необходим 1 кВт мощности котла

Это при условии нормальной теплоизоляции и высоте потолков не больше 3 м

Можно пользоваться общепринятым правилом: на каждые 10 м2 площади необходим 1 кВт мощности котла. Это при условии нормальной теплоизоляции и высоте потолков не больше 3 м.

Получается, для отопления дома площадью 150 м2 будет достаточно котла 15 кВт. Он даже при внешней температуре -36С обеспечит поддержание температуры  в доме +18С. При недостаточной теплоизоляции дома, а также при суровом климате лучше взять котел с небольшим запасом мощности.

Если котел будет использоваться в системе горячего водоснабжения, то это необходимо учитывать при расчете мощность теплообменника. Специалисты говорят, что для обеспечения комфорта в доме мощность двухконтурного котла в любом случае не должна быть ниже 24 кВт

Более точные расчеты лучше доверить профессионалам, которые примут во внимание все особенности конкретного дома и системы отопления

Выбор материала теплообменника

Чугунная модель Ассортимент котлов от различных производителей представлен моделями с теплообменником из чугуна или стали. Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы, поэтому сложно с уверенностью сказать, какая разновидность лучше.

Изделия с чугунным теплообменником представляют собой секционную конструкцию. При поломке любую часть можно легко заменить. Подобные варианты удобны в использовании в частных домах при перевозке и в случае ремонта. Чугун медленнее подвергается влажной коррозии, поэтому ТЭН можно чистить реже. Тепловая инертность выше, чугунные котлы дольше греются и медленнее остывают, поэтому считаются экономными. Приборы неустойчивы к резкой смене температурного режима. При попадании холодной жидкости в горячий теплообменник может образоваться термический удар, вызывающий появление трещин.

Теплообменник из стали представляет собой цельный моноблок, который сварен в промышленных условиях. С чисткой и обслуживанием могут возникнуть проблемы, так как разобрать котел невозможно. Стальное устройство не боится скачков температуры благодаря своей эластичности. Быстро греется и быстро остывает.

Твердотопливный котел длительного горения — способы горения топлива

Традиционные энергозависимые котлы.

В традиционных моделях, обычно реализуется простейшая схема сжигания топливных запасов. По конструкции они напоминают обыкновенную печь, с нехарактерным специальным окошком, расположенном в верхней части котла и служит для загрузки дров или угля.

Принцип его работы основывается на процессе тления, не предполагающем горения яркого пламени. Выделять при тлении достаточное количество тепла для обогрева, помогает специальный вентиляционный насос, который включается автоматически и удаляет из топки избыточный объем кислорода.

Производители научили отслеживать устройства процент содержания кислорода в топочной камере, допуская необходимое количество лишь для поддержания тления, не давая разгораться открытому пламени. Тлеющее состояние, которое поддерживает твердотопливный котел длительного горения, обеспечивает очевидную экономию дорогостоящего топлива, а также освобождает владельца от рутинной, ежечасной подкладки дров или угля.

Инженеры позаботились, чтобы традиционный твердотопливный котел длительного горения включал в себя специальное отделение дожига остатков топлива. Камера дожига, представляет извилистый лабиринт, способствующий максимальному теплообмену.

Простое решение, позволило обеспечить практически полное догорание и уничтожение токсичных продуктов, возникающих во время эксплуатации котла. Таким образом, повышается экологическая безопасность и экономичность устройства в целом. В тоже время, вырабатываемое тепло идет на нагрев теплоносителя, повышая КПД котла до 85%.

Основным элементом в осуществлении теплообмена в традиционном котле служит теплообменник. Протекающий через него теплоноситель обеспечивает дальнейший перенос тепловой энергии непосредственно к радиаторам отопления.

Традиционный твердотопливный котел длительного горения славится простотой эксплуатации, высокой степенью надежности и долгим сроком службы. К недостатком относится посредственный КПД, который оставляет желать лучшего. Более существенную проблему может оказать энергозависимость.

Электронное регулирование подачи кислорода и работа вентилятора — не возможны без питания от электросети. Так, работа систему отопления становится уязвимой при аварийных сбоях электроснабжения. Конечно , на помощь придет заблаговременно установленный прибор бесперебойного питания. Но, во первых его надо купить, а во вторых, его работа не подразумевает долгого срока эксплуатации.  

энергонезависимые котлы длительного горения

Второй способ сжигания, представлен многочисленными газогенераторными аппаратами. Такую конструкцию чаще называют пиролизный котел. Характеризуется повышенным значением КПД достигающим 90%. Высокая интенсивность выработки тепловой энергии, достигается особым методом сжигания топлива.

Сначала топливный материал подсушивается. Дальнейший процесс сопровождается дегазацией, в результате чего, порядка 85% веществ при горении преобразовываются в горючий пиролизный газ. Видео обзор, подробно описывает каким образом эксплуатируется пиролизный твердотопливный котел длительного горения.

Преимуществом пиррольных котлов, является их полная энергонезависимость, аппарат отлично подойдет к установке в проблемных регионах с трудностями в подаче электроэнергии. Второй плюс — автономность. Не требуется постоянная регулировка, а температурный режим поддерживается в заданном режиме с погрешностью не более ± 3°C.

Экономичность в пять раз лучше котла с прямым пламенем. Понадобится 10 кг топлива в сутки, чтобы хватило отопить площадь 100 м2. Практически полное сгорание — освобождает вас от частой работы по очистке котла от золы. Длительность горения составляет порядка 12 -16 часов.

чертежи, как выбрать и принцип работы

Обновлено:

Газогенераторный котел является наиболее эффективным видом котла, работающего на твердом топливе — дровах. Различные версии и модификации оборудования позволяют значительно повысить коэффициент полезного действия подобного котла до 93-95 процентов. Главное особенность устройств — практически полное сгорание дров.

Как он работает?

Принцип работы газогенераторного котла

Чтобы понять, что такое газогенераторный котел, необходимо разобраться в его принципе работы.

  1. В основе процесса сжигания твердого топлива у газогенераторных котлов лежит пиролиз. Когда выполняется закладка новой порции дров или брикетов, начинается процесс сгорания топлива, разделенный на несколько этапов.
  2. Первым этапом является нахождение твердого топлива в специальной осушительной камере. Она позволяет довести состояние дров до идеального для эффективного сгорания.
  3. Далее древесина начинает гореть. Температура может составлять 20-850 градусов Цельсия. Во время этого этапа топочная камера практически не получает кислород. Это способствует окислению дров.
  4. При окислении образуется газ, который двигается в камеру сгорания. Там горелки поджигают газ, он начинает гореть.

Такой принцип горения позволяет максимально эффективно использовать древесное топливо и достигать столь высоких показателей коэффициента полезного действия.

У газогенераторных установок есть еще одна особенность — водяной контур. Внутри контура вода протекает через пару камер нагрева, после чего двигается в отопительные батареи — радиаторы, расположенные в комнатах.

Используемое топливо

Почему многие решаются собрать газогенераторный котел своими руками или установить этот агрегат с помощью специалистов? Во многом из-за доступности используемого для работы оборудования топлива.

В газогенераторных котлах используется практически любое твердое топливо:

  • Дрова;
  • Древесные отходы;
  • Стружка;
  • Опилки;
  • Брикеты;
  • Пеллеты и пр.

Когда отсутствует возможность подключить газовый котел по причине проблем с доступом к магистральному газу, газогенераторные установки становятся идеальным решением. Топливо сгорает почти без отходов, в отличие от традиционных твердотопливных агрегатов.

Преимущества и недостатки

Прежде чем установить газогенераторный котел своими руками, вам нужно рассмотреть эту установку со всех сторон

Важно разобраться не только в преимуществах, но и обратить внимание на характерные недостатки

Это поможет решить, подходит ли вам газогенераторный тип твердотопливного котла, или лучше остановить выбор на газовом, жидкотопливом или вовсе электрическом варианте.

К сильным сторонам газогенераторного котла можно отнести целый ряд характеристик.

Это далеко не весь перечень преимуществ, но их вполне достаточно, чтобы высоко оценить возможности газогенераторных котлов.

Но теперь посмотрим на обратную сторону — недостатки. К ним относят:

  • Ограниченная автономность. Большинство газогенераторных котлов энергонезависимые. Это дает свои плюсы, но и имеет свои минусы. Отсутствие автоматики требует постоянного присмотра за оборудованием;
  • Обслуживание. Хотя топливо сгорает намного эффективнее, полностью избавиться от отходов не удается. Потому вам периодически придется очищать поверхности от накапливающейся сажи и копоти;
  • Высокая стоимость. Пиролизные котлы заметно дороже, чем традиционные твердотопливные установки. Разница в цене может составлять 1,5-2 раза. Но более высокая стоимость оправдывает себя с течением времени, поскольку вы экономите за счет эффективности работы пиролизного агрегата. В среднем при активной эксплуатации котла он окупает себя через 2-3 сезона;
  • Требования к качеству топлива. Важную роль в производительности оборудования пиролизного типа играет сухость применяемого твердого горючего. Если опилки или дрова окажутся влажными, пиролиз может не начаться. Чтобы пользователям не пришлось ломать голову над тем, как высушить дрова, инженеры предусмотрели сушильную камеру в конструкции агрегата. Прежде чем начать процесс сжигания, в камере топливо высушивается, после чего пиролиз протекает отменно.

Традиции против пиролиза

Есть ли смысл приобретать газогенераторные котлы, если существуют достаточно привлекательные традиционные твердотопливные агрегаты? Чтобы ответить на этот вопрос, оба устройства необходимо сравнить по некоторым критериям.

Лучшие пиролизные твердотопливные котлы

Buderus Logano S171

Модельный ряд

Напольные пиролизные котлы немецкого производства Buderus Logano S171 выпускаются в четырех модификациях мощностью 20, 30, 40 и 50 кВт. Они работают в автоматическом режиме и не требуют постоянного контроля со стороны человека. Их производительности хватает для обогрева малоэтажных зданий различной площади. КПД оборудования достигает 87%. Для нормальной эксплуатации требуется подключение к электрической сети напряжением 220 вольт. Потребление электроэнергии не превышает 80 Вт. Агрегат надежен и прост в эксплуатации. Гарантия изготовителя 2 года.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

У котла просторная камера сгорания открытого типа с двухступенчатой схемой подачи воздуха. Отходящие газы выводятся по дымоходу диаметром 180 мм. Широкие дверки облегчают процесс загрузки топлива и ревизии внутренних устройств. Расчетное давление в контуре отопления 3 бар. Температура теплоносителя 55-85о С. Предусмотрена защита от перегрева.

Используемое топливо. Основной источник энергии – сухие дрова длиной до 50 см. Продолжительность горения одной закладки 3 часа. 

Ecosistem ProBurn Lambda

Модельный ряд

Болгарские одноконтурные котлы пиролизного типа выпускаются в двух модификациях мощностью 25 и 30 кВт. Их производительности достаточно для обогрева частного дома средних размеров. Для работы системы автоматического регулирования требуется подключение к стандартной электрической сети.

Агрегат рассчитан на нагрев циркулирующей воды до 90о С. Максимальное давление в контуре 3 атмосферы. Есть защита от перегрева теплоносителя. Котел отличается простотой обслуживания и высокой эффективностью. Предоставляется гарантия 12 месяцев.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

Предусмотрен патрубок диаметром 150 мм для подключения дымохода и штуцеры 1 ½” для циркуляционного контура. В зоне выхода из топки отходящих газов установлен зонд, измеряющий концентрацию кислорода. Он дает управляющие сигналы заслонке, регулирующей подачу воздуха.

Используемое топливо. В качестве топлива используются обычные дрова. 

Atmos DC 18S, 22S, 25S, 32S, 50S, 70S

Модельный ряд

Линейка элегантных пиролизных котлов этого бренда включает в себя ряд моделей мощностью от 20 до 70 кВт. Они предназначены для напольной установки в жилых, производственных и складских помещениях. Оборудование отличается высокой эффективностью и надежностью. Для корректной работы системы автоматического регулирования агрегату требуется питание от сети 220 вольт Максимальное потребление электроэнергии 50 Вт.

Система интеллектуального регулирования расхода воздуха, поступающего в камеру сгорания, обеспечивает КПД каждой модели на уровне 91%.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

Аппараты отличаются просторными топками особой конфигурации, широкими дверками и удобной панелью управления. Конструкция теплообменника рассчитана на максимальное давление 2,5 бар. Предельный нагрев теплоносителя 90о С. При перегреве срабатывает защитная блокировка. Патрубок вывода отходящих газов приспособлен для подключения дымоходов различного диаметра.

Используемое топливо. Для загрузки топки следует использовать дрова с относительной влажностью не более 20%. 

Kiturami KRH-35A

Модельный ряд

Этот напольный котел корейской марки предназначен для обогрева жилых и производственных помещений площадью до 280 кв.м. У него два контура теплообмена, работающих на отопление и нагрев горячей воды для хозяйственных нужд. Они рассчитаны на рабочее давление 2 и 3,5 бар соответственно. Для корректной эксплуатации оборудования необходимо подключение к электрической сети.

У данной модели выносной блок управления с возможностью выбора нескольких режимов работы. Автоматика защищает оборудование от перегрева и замерзания теплоносителя. КПД агрегата 91%.

Смотрите видео о товаре

Используемое топливо. Главным отличием представленной марки является универсальность. Котел способен работать не только на твердом, но и дизельном топливе. При загрузке каменного угля его мощность достигает 35 кВт. При жидкотопливном варианте она снижается до 24,4 кВт.

Минимальный расход дров в твердотопливном котле – как добиться?

Конечно, эти дрова вам никто не будет доставлять на дом, за ними придется ехать на делянку. Существующая социальная норма в 15 кубометров дров на отопительный сезон для каждого домохозяйства может изменяться в зависимости от региона или от законодательства, установленного в каждой стране. Однако норма такая есть, вам достаточно узнать об этом в своем поселковом совете или в районной городской администрации. Нормы эти существуют еще со времен СССР и их, как ни странно, никто и никогда не отменял.

Так что для «бесплатного» отопления нужно совсем немного – эффективные твердотопливные котлы и некоторое количество дров.

Вот несколько вопросов, которые задают себе хозяева частных домов, когда хотят снизить расход дров в твердотопливном котле до минимума, и отапливать частный дом «бесплатно».

Что такое пиролиз

Твердотопливный котел, работающий на угле или на дровах по старой, традиционной схеме – это уже пережиток прошлого. Несмотря на то, что твердое топливо продолжает оставаться относительно доступным, многих смущает невысокая эффективность обогрева жилого помещения, отапливаемого традиционными твердотопливными котлами. Ситуация сегодня в корне изменилась. На рынок отопительной техники пришли пиролизные котлы, экономичные, высокоэффективные и мощные агрегаты. Огромные технологические оборудования этого вида обязаны пиролизу, инновационному процессу сжигания твердого топлива.

Пиролиз представляет собой процесс равномерного распада органических соединений под воздействием высокой температуры. Искусственно ограничив доступ воздуха, можно превратить обычное горение топлива в медленно текущий термический распад органических соединений. В процессе тления органического топлива помимо тепловой энергии выделяется большое количество газообразного горючего вещества. В результате процесса получается древесный газ и древесный уголь. Другое название конечного продукта — кокс, органическое вещество, на 90% состоящее из углерода.

Полученный в результате пиролиза древесный газ является отличным топливом. Попадая во вторичную камеру сгорания, насыщенную кислородом, в процессе горения газообразное вещество выделяет огромное количество тепловой энергии.

Важно! Контактируя с углеродом, пиролизный или древесный газ практически полностью выгорает, оставляя после себя СО2 и водяной пар. Количество углекислого газа в этом случае в три раза меньше, чем выделяется при обычном сжигании древесины

Такое качество немаловажно при массовом использовании твердотопливных котлов для отопления жилых помещений.

Количество золы, оставшейся после сгорания древесного газа незначительно, что существенно облегчает чистку отопительного котла.

Этапы пиролиза

Что бы понять принцип работы пиролизного котла нужно иметь представление, что и зачем происходит на каждом этапе. Твердотопливный котел этого типа имеет две камеры сгорания. В первой камере сгорания осуществляется досушивание древесины. Температура котла в этот момент составляет 450 0С. На этом этапе начинается генерация продуктов горения в газообразное вещество — древесный газ. Смешиваясь с подаваемым с помощью вентилятора разогретым, вторичным воздухом, газообразное вещество горит уже при температуре 560 0С.

На данном этапе экзотермическая реакция набирает силу, создавая в итоге высокую интенсивность горения. Газ поступает во вторую камеру, где уже с помощью подаваемого кислорода горит значительно интенсивнее. Температура во второй камере сгорания составляет 1100 0С.

На каждом этапе из получаемых в результате горения продуктов выжимается максимально возможное количество полезной работы, соответственно КПД котла значительно увеличивается. Для оптимизации работы отопительного котла в рабочем режиме, конструкция пиролизного котла имеет шиберы (задвижки). В чем суть этих приспособлений?

После включения пиролизный котел работает в обычном, печном режиме. При полной загрузке котла топливом с помощью шибера можно выставить наиболее эффективный пиролизный режим горения. В отличие от традиционного горения экзотермической реакцией можно управлять. Такая особенность дала возможность сделать пиролизные котлы автоматизированными нагревательными приборами. Благодаря пиролизу удалось полностью использовать топливные возможности древесины, доведя в результате горения КПД котла до высоких значений. Автоматизация всего процесса минимизирует человеческий фактор, снижает расход топлива.

В плане выбора топлива, пиролизные котлы всеядны. Для отопления жилого дома с помощью твердотопливного котла пиролизного типа подойдут дрова и опилки, брикеты из древесины и торфа, пеллеты.

Критерии выбора

Какой генератор нужен для газового котла? Для ответа на этот вопрос необходимо учесть ряд факторов, характеризующих качество системы электроснабжения, технические характеристики газового котла и циркуляционных насосов, параметры автономных генераторов, предлагаемых на рынке.

Все перечисленные факторы повышают уровень требований к выбираемому резервному генератору. Ведь чем чаще и дольше происходит отключение основного электропитания, тем более напряженным будет режим работы автономного агрегата. В перечне технических параметров генератора обязательно присутствует характеристика допустимого режима его работы. Это следует учитывать при выборе, сопоставляя с прогнозом, как часто и насколько долго будет вынужден включаться генератор.

Пиролизные системы

Ученые давно заметили, что при сгорании любого твердого топлива выделяется углекислый газ, которые можно использовать как дополнительное топливо. Такой процесс и получил название пиролиз. При сгорании дров такого газа выделяется довольно много. поэтому дровяные пиролизные котлы и получили такое широкое распространение.

Принцип действия таких устройств довольно прост. В первую камеру топки помещается топливо. При малом поступлении воздуха дрова тлеют и высвобождают пиролизный газ. который поступает во вторую камеру. Здесь газ сжигается и нагревает теплоноситель системы отопления дома.

Такое устройство позволяет существенно повысить эффективность дровяного котла. Коэффициент полезного действия таких устройств доходит до значения в 90 % и выше. Кроме этого, пиролизные котлы длительного горения обладают и другими преимуществами, а именно:

  • топливо сгорает практически полностью. Нет необходимости постоянно удалять многочисленные продукты горения;
  • увеличивается время работы котла на одной закладки. Достаточно «подкидывать» дрова в топку один раз в 15 часов;
  • значительно уменьшается расход топлива, что влечет за собой экономию на отоплении дома;
  • устройства экологически безопасны. Во время сгорания пиролизного газа в атмосферу не выпускаются вредные вещества. При их сгорании получаются углекислый газ и водяные пары;
  • появляется возможность полного контроля над температурой горения;
  • пиролизные дровяные котлы длительного горения неприхотливы в обслуживании.

Но, несмотря на все свои преимущества, пиролизное оборудование не лишено и недостатков. Среди них можно выделить следующие:

  • пиролизные котлы довольно дорогое оборудование. Многим семья оно может быть просто не по карману. Но зато такие устройства позволят сэкономить на отоплении дома, что компенсирует затраты на покупку оборудования;
  • котлы обладают большим весом и внушительными габаритами, из-за своего сложного устройства;
  • довольно требовательны к качеству топлива. Дрова должны быть сухими, от этого зависит КПД устройства;
  • потребность в постоянной подаче электроэнергии. В составе устройства имеются нагнетательные вентиляторы, которые нуждаются в электричестве.

Высокая стоимость пиролизных отопительных котлов длительного горения значительно снижает их популярность. Но многие мастера самостоятельно изготавливают такие устройства. Схемы и чертежи можно легко найти в интернете.

Плюсы и минусы дровяных котлов для длительного горения топлива

Преимущества:

  • отсутствие необходимости в частой заправке топлива — в зависимости от выбранной модели подбрасывать дрова в топочную камеру нужно от одного раза в каждые 3-4 часа и вплоть до 12 часов;
  • возможность применения различных типов топлива и их комбинирования;
  • работа котла в большинстве случаев автономная и не требует подключения к другим коммуникациям;
  • относительная дешевизна топлива.

Твердотопливный котел в частном доме

Недостатки:

  • стоимость выше, чем классических котлов;
  • из-за малой теплотворной способности дров КПД от 70 до 89%;
  • отсутствует механизм регулирования температурного режима.

Также важным недостатком является невозможность работы отопительного оборудования без вмешательства человека

Конструкция котлов на дровах

Такие котлы имеют в своем устройстве:

  • Топки, в одной из которых древесные породы жгутся, а во второй происходит собственно процесс дожига, для чего предусмотрена обкладка шамотным кирпичом. Таким образом, в ней температура долгое время остается неизменной, доходя до восьмисот градусов.
  • Автоматику, которая позволяет им функционировать в качестве автономной станции, регулируя как воздушный приток, так и температуру. Если котел простой конструкции, то такую функцию выполняет змеевик, позволяющий теплоносителю беспрепятственно циркулировать;
  • Отводы, посредством которых подключаются батареи для отопления;
  • Дымоход ломаного типа, способный аккумулировать тепло от газов;
  • Во многих моделях предусмотрено наличие камерой для загрузки.

Автономно такое устройство способно функционировать от восьми до двенадцати часов. Отдельными производителями выпускаются агрегаты, работа которых продолжается в течение нескольких дней от одной заправки.

Особенности эксплуатации

При отоплении помещений с помощью котлов с длительным горением количество используемой древесины значительно снижается. Экономия может доходить до 40%, а КПД приближается к 90%. Для того, чтобы обогревательное устройство работало максимально эффективно, необходимо соблюдать определённые правила:

  • при начальном розжиге дров, следует открыть заслонку;
  • в основной режим котёл можно переводить только после того, как температура горения достигнет 600°С;
  • не рекомендуется использовать слишком влажные дрова. Содержание влаги в них не должно превышать 20%;
  • следует следить за тем, чтобы температура теплового носителя не опускалась меньше 65°С;
  • при топке лучше использовать твёрдые породы древесины: бук, акцию, дуб или осину;
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий