Виды угля и их характеристики
Уголь является топливом природного происхождения. Состоит он из горючих углеродов и различных примесей, которые не горят. Качество и классификация сырья зависит от соотношения таких веществ. Также на марку топлива влияет возраст ископаемого.
Для растопки печей используют несколько видов угля – бурый, антрацит, лингит или каменный. Каждая группа топлива имеет свои характеристики и особенности использования для печей.
Бурый уголь
Из-за невысокого уровня содержания углерода, большого количества води и летучих соединений бурый уголь имеет низкую теплоту горения. Поэтому его относят к невысокой категории топлива. Цвет такого еще «молодого» геологического отложения коричневый.
Бурый уголь состоит на 30-40 процентов из влаги. Немалую долю занимают летучие вещества, а необходимые для горения углероды могут иметь показатель от 50 до 70 процентов. При хранении на открытом воздухе значительно снижается плотность сырья. Это происходит в результате испарения воды. Длительное пребывание под открытым небом приводит к преобразованию ископаемого в порошок.
Как выглядит бурый уголь
Используется для растопки печей бурый уголь достаточно редко. В основном его задействуют в подсобных хозяйствах. Применение такого сырья для топки приводит к обильному засорению дымоходной трубы копотью. При горении выделяется едкий запах и дым, а после сжигания образуется достаточно много золы.
Лингит
Такое топливо причисляют к разновидности бурого угля. Лингит считается самым «молодым» ископаемым. В некоторых странах его не относят к классу угля из-за слишком рыхлой структуры. В нем содержится до 45 процентов воды и такое же количество серы. Такое топливо имеет коричневый оттенок. Часто под названием «черный лингит» подразумевают суббитуминозный уголь.
Использование такого топлива совершенно ограничено, так как характеристики его горения несколько ниже от бурого угля.
Каменный уголь
Сырье такого типа лучше всего подходит для печных устройств. Его залежи находятся более глубоко и формируются под высокой температурой и давлением. Содержания азота в таком сырье зависит от его сорта и может достигать 95 процентов. Благодаря этому каменный уголь имеет хорошие физико-химические свойства и является довольно ценным топливом.
В сырье содержится невысокий уровень влаги – до 32 процентов и много горючих веществ. Удельная теплота его сгорания составляет 5,5 ккал/ кг. Цвет каменного угля может быть черным или темно серым.
Антрацит
Находится антрацит наиболее глубоко в земле. По цвету он напоминает каменный уголь, но только с более выраженным металлическим блеском. Основным качествами такого топлива является высокая плотность до 1700 кг/м3 и значительный показатель теплового сгорания 9 ккал/кг.
Летучих веществ в антраците достаточно много, поэтому он нелегко воспламеняется, но за счет большого количества углерода до 97 процентов прекрасно горит. Особая ценность такого топлива – это бездымное горение.
Преимуществом антрацита является бездымное горение
Вид топлива влияет не только на продуктивность отопительного процесса, а и на продолжительность работы печи. Средний срок службы отопительных устройств функционирующих от угля составляет семь лет. При правильном использовании эксплуатационный период может несколько увеличится. Производитель печных оборудований всегда указывает, для какого вида сырья предназначена топка.
Лучшие известные производители и модели с ценами
Российский рынок климатического оборудования насыщен угольными котлами, как отечественного, так и западного производства. Причем, российские модификации имеют лучшее соотношение “цена-качество”.
Котел Protherm Бобёр 20 DLO
Тем не менее, в настоящее время самыми функциональными с автоматическим режимом работы являются угольные агрегаты европейских компаний.
Например, популярными моделями угольных котлов, на 200 м2 площади, по мнению покупателей, в 2019 году стали следующие модели:
- ZOTA “Master” 20, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 31.889 руб.
- Protherm “Бобёр” 20 DLO, стоимость по состоянию на 01.01.2020г. – 38.440 руб.
- Bosch “Solid” 2000 B SFU 12, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 51.430 руб.
- Stropuva S15U, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 39.789 руб.
- Buderus “Logano” S181-15 E, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 258.800 руб.
- Теплодар “Куппер” ОК 20, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 28.340 руб.
- Термокрафт “Uragan” Prof 22, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г. – 34.650 руб.
Как растопить котёл
В езде на велосипеде самое сложное не ехать, а начать движение и его закончить. Так и в работе котла — сложнее всего его растопить. Не рассчитывайте, что растопка котла займёт у вас мало времени: вам придётся выделить около часа на эту процедуру.
Топка дровяного котла — ответственное занятие
Начало топки — уборка золы и подготовка котла к работе. После того, как зольник и камера горения очищены, можно переходить к растопке.
Прогрев топки котла и дымохода
Для собственного комфорта и правильного запуска котла в работу требуется прогреть его топку и дымоход. Если отопительный прибор не оборудован принудительной системой дымоудаления, для того чтобы топливо начало гореть, необходимо создать тягу. Образование тяги основано на законе Архимеда: нагретые газы становятся легче и стремятся «всплыть». Для их движения и удаления отопительные приборы, работающие на сжигании топлива, оборудованы дымоходом.
Схема котла. Фото сайта www.viessmann.ru/
Конструкция котла такова, что путь для дыма затруднён: на его дороге встречается теплообменник и сложной формы конвективная поверхность, снижающая скорость движения продуктов сгорания. Да и патрубок дымохода обычно расположен горизонтально, что тоже затрудняет перемещение дыма. Поэтому, если котёл не прогрет, продукты сгорания ищут наиболее простой путь. И чаще всего дым начинает просачиваться в помещение.
В некоторых случаях вертикальную часть дымохода оборудуют подтопком (маленькой топкой, служащей для прогрева дымохода) с дверкой, открыв которую можно сжечь небольшой объём легкогорючего топлива (например, бумаги) непосредственно в самом дымоходе. При использовании подтопка прогревается внутренняя часть дымоходного канала.
Если такой возможности не предусмотрено, то в топку закладывается растопка — скомканная бумага, береста — что-то легко воспламеняемое. Поверх растопки — щепки и лучинки, затем поленья небольшой толщины. Дровами камеру сгорания нужно заполнить не более чем на половину расчётного объёма.
В момент растопки нужно открыть шибер дымохода и клапан поддувала, обеспечив приток воздуха для горения.
Встречаются советы перед началом топки распахнуть в котельной окно, если оно есть: не забывайте, что для физико-химического процесса горения нужен кислород.
Как правильно топить котёл дровами
Для сжигания килограмма дров требуется около 5 кубических метров воздуха. Если приток воздуха в топку котла производится из помещения котельной, то обязательно нужно устроить приточную вентиляцию — особенно, если в котельной нет окон или они герметичные (со стеклопакетами).
После укладки поленьев поджигается растопка. Когда появляется устойчивое горение, дверку топки нужно прикрыть и дать прогореть закладке.
Выход на расчётную мощность
Как только камера сгорания и дымоход достаточно прогрелись, можно переходить к основной стадии работы котла. Для этого следует повторить процесс растопки, используя хорошо горящие материалы. Теперь основная закладка дров производится уже полная, чтобы, согласно инструкции к прибору, заполнить камеру сгорания.
После того как топливо разгорелось, котёл через некоторое время выйдет на расчётную мощность. Теперь процесс горения будет происходить некоторое время самостоятельно. Как долго — зависит от объёма камеры сгорания и принципа работы котла. После того, как закладка дров прогорит, потребуется сделать новую.
Правильно работающий котёл — источник тепла и комфорта в загородном доме
Важно! При растопке не используйте жидкости для розжига или легко воспламеняющиеся бензин, солярку и прочее
Автоматические котлы: устройство и преимущества
Автоматические угольные котлы
Что делает автоматика:
- Контроль и подачу угля в топку. В конструкции агрегата есть засыпной бункер со шнеком (или барабаном) для автоматической подачи топлива. При этом человеку достаточно пополнять запас угля в бункере раз в несколько дней (от 3-х до 10-ти).
- Контроль и подачу воздуха в зону горения. Контролируемая подача и предварительный подогрев воздушной смеси также обеспечивает равномерность сжигания топлива и эффективность работы устройства. У автоматического агрегата КПД сжигания топлива составляет 90% (для сравнения — угольная стационарная печь имеет КПД 60%, классический котёл — 70%).
- Автоматический сброс золы подвижными колосниками.
Автономные режим работы агрегата определяется заданными параметрами. Хозяин дома выставляет значение температуры подогрева жидкости и температуры внутри помещения. В соответствии с ними автоматика активизирует горение или поддерживает тлеющий режим (до 5 суток). Непрерывность горения позволяет делать розжиг один раз за отопительный сезон.
Мощный автоматический угольный котел
Как работает автоматика? На основе анализа температуры внутри котла и в ёмкости теплоносителя, величины давления, подаются команды на контроллер подачи воздуха. Увеличение скорости его подачи или её уменьшение приводит к усилению горения или его ослаблению. Что в свою очередь регулирует температуру нагрева жидкости внутри теплообменника.
Автоматические контроллеры работают на электрической энергии. Поэтому котлы с автоматикой называют энергозависимыми. Они требуют наличия источника электричества (розетка, аккумулятор).
https://youtube.com/watch?v=rPyjtzyyQ5s
Модельный ряд автоматических угольных котлов Defro
Устройства для отопления углём дороже дровяных на 20-40% их стоимости. Но использование автоматики позволяет снизить расходы на отопление. Отзывы покупателей подтверждают, что экономия расхода угля в некоторых автоматических котлах достигает 50%. Это делает угольное отопление выгодным для индивидуальных жилых домов, цехов, мастерских и других обособленных помещений.
Схема твердотопливного котла с автоматической подачей угля
На что смотреть при выборе котла?
Из-за просто огромного спроса на котлы, работающие на одной закладке дров свыше 12 часов, производители активно пополняют рынок новыми моделями. Как результат, практически у каждого покупателя возникает ряд вопросов, которые связаны с выбором производителя, конструкции, типа топлива.
К тому же далеко не каждый сможет правильно рассчитать мощность. Чтобы не столкнуться с этими проблемами в магазине, разберемся со всеми нюансами подробнее.
Виды оборудования по конструкции
На рынке представлены три разновидности котлов, работающих на твердом топливе. К ним относятся классические модели, пиролизные, а также пеллетные агрегаты. Первый тип станет отличным выбором, как для дома, так и для промышленного или коммерческого использования.
К достоинствам таких моделей следует отнести:
- Универсальность. Оборудование может работать на отопительных гранулах (пеллетах), дровах, торфе и на угле.
- Многофункциональность. Классические котлы отлично подходят не только для обогрева помещения, но и для нагрева воды.
- Эффективность. КПД представленных устройств в большинстве случае варьируется в пределах 80-85 %. Это позволяет использовать их, как в качестве основного источника тепла, так и в роли дополнительного.
Пиролизные модели чаще всего используются для подогрева воды. Работает такого рода устройства на органическом топливе.
Следует отметить, что пиролизные котлы достаточно требовательны к влажности топливного сырья. Если этот показатель будет выше 25-35 %, то эффективность обогрева значительно снизится.
Третья вариация котлов длительного горения была запатентована в Европе относительно недавно. Но за довольно короткий срок такие устройства завоевали признание среди сотен тысяч покупателей.
Работают пеллетные котлы на древесных гранулах. Изготавливается топливо из спрессованной стружки, опилок, а также ряда других видов отходов деревообрабатывающей промышленности.
К преимуществам представленного вида относят:
- долговечность – срок эксплуатации устройства в среднем составляет больше 20 лет;
- автономность – прибор самостоятельно и довольно хорошо поддерживает указанную владельцем температуру;
- эффективность – КПД моделей на пеллетах достигает 90 %.
Что касается недостатков, то выделяется только один – высокая и недоступная для многих цена. Но этот минус целиком окупается простотой обслуживания и производительностью оборудования.
С особенностями работы и эксплуатации твердотопливных котлов ознакомит статья, посвященная этому интересному вопросу.
Как правильно рассчитать мощность?
Если нужно определиться с производительностью котла, важно учитывать площадь, качество утепления стен, вид используемого топливо, а также длину обогревающего контура. Расчеты можно в значительной мере упростить
Для этого нужно лишь пользоваться следующей формулой:
1 кВт на 1 м 2 помещения.
При этом высота потолков не должна превышать 3 метра. Более удобным вариантом будет воспользоваться при расчете специальной таблицей. Ниже представлена одна из них.
| Мощность котла | Площадь обогрева, кв. м. |
| 15 кВт | до 150 |
| 20 кВт | до 200 |
| 30 кВт | до 300 |
| 50 кВт | до 500 |
| 70 кВт | до 700 |
С ее помощью можно за считанные минуты узнать подходящую мощность. При этом единственный параметр, который вам понадобится, – площадь помещения в метрах кубических.
Тип регулятора и ценник
Если у вас в доме наблюдаются постоянные перебои в электрической сети, то целесообразно будет выбрать котел с механическим регулятором. Он не нуждаются в подаче тока, так как его принцип действия основан на циркуляции воздуха естественным путем.
Автоматика подойдет тем, кто не хочет лишний раз заморачиваться и тратить свое время на поход в котельную. Такого рода регулятор нагнетает воздух при помощи вентилятора.
Как правильно растапливать
Алгоритм действий выглядит так:
- Требуется внизу топки расположить листы сухой бумаги. Затем, небольшой слой щепок древесины, поленья, желательно плодовых сортов. Для ускорения возгорания требуется расположить их пирамидкой.
- Поджечь бумагу. После чего закрыть дверцу, но оставить открытым вентиляционное отверстие. За счет которого можно регулировать скорость сгорания дров. Причем, в зависимости от объема кислорода топливо будет сгорать быстрее или медленнее.
- После полного сгорания дров нужно на получившуюся кучку золы расположить слой небольшого угля, до 15см.
- Когда он в достаточной степени сгорит можно насыпать сверху более крупный минерал в виде подушки. Высота может достигать 60 см. Перед этим, обязательно раздвиньте горячие камни, чтобы уголь не спекался.
Если использовать недостаточного качества топливо, то может наблюдаться его коксование. Поэтому, если не уверены в качестве приобретенного сырья, кладите его в виде сэндвича, перемешивая с дровами. Несколько слоев поленьев, последовательно смешанных с камнем, дают возможность достаточно разогреть установке и отдать в помещения жар.
Особенности установки и выбор места
Монтировать агрегат нужно в отдельном помещении. Причем комната должна быть достаточно просторной и с хорошей вентиляцией. В котельной обязательно используются негорючие отделочные материалы. Часто под тяжелый аппарат приходится делать дополнительное основание из бетона.
Работы по установке агрегата выполняют профессионалы. Нужно не просто поставить котел, но и сделать его обвязку с системами отопления и вентиляции. Одновременно монтируется различное вспомогательное оборудование – вентилятор, клапаны, датчики, фильтр очистки воды, расширительный бак. После установки обязательно делается пробный пуск.
Как правильно топить оборудование разных видов
Часто возникает вопрос о том, как топить тот или иной нагревательный аппарат. Пеллетные твердотопливные котлы сегодня становятся популярными ввиду их высокой эффективности. Несмотря на высокую стоимость топливного ресурса, такое устройство имеет автоматизированную подачу топлива. Благодаря своей конструкции такая техника меньше всего нуждаются в постоянном обслуживании.
Для нагревательных приборов других видов: пиролизных, агрегатов длительного горения и котлов в классическом исполнении, требуется иной подход в организации работы. Отопительные приборы каждого вида имеют свои особенности и специфику.
Начнем с того, что твердотопливные котлы в традиционном, в классическом исполнении сегодня практически вышли из употребления. В некоторых домовладениях еще можно встретить устройства, работающие ан дровах или на угле, обладающие минимальными функциями и низкой производительностью.
Наиболее распространены сегодня пиролизные котлы и агрегаты длительного горения – высокотехнологичные приборы, отвечающие всем необходимым требованиям и стандартам безопасности. Для отопительных приборов этих видов характерна высокая производительность и экономичность. Нагревательные приборы длительного горения имеют высокий КПД — 80%. Среди твердотопливных агрегатов самый высокий КПД – 85% имеют котлы пиролизного типа.
Это интересно: Как топить печь углём?
Топка котла длительного горения
Растапливать технику, работающую на твердом топливе, можно двумя разными способами, прогоранием и слоями. Каждый вариант позволяет увеличить продолжительность горения одной загрузки. В топку закладываются дрова. Для скорейшего розжига необходимо добавить бумагу или щепы. После появления пламени, загрузочная дверь закрывается и включается блок управления отопительного прибора.
Далее процесс протекает следующим образом. Дрова, уголь или брикеты горят сверху вниз, отдавая максимально возможное количество тепла. Горение в топке таким способом может протекать длительное время.
После включения агрегат необходимо довести до оптимального режима работы, установив заведомо высокую температуру нагрева. После выхода оборудования на оптимальный температурный режим, можно снизить мощность котла, установив необходимые температурные параметры.
Особенности растопки пиролизного твердотопливного котла
Отопительная техника, работающая на основе пиролиза, отличается тем, что позволяет использовать в качестве топлива практически любое органическое сырье, имеющее низкую влажность (не более 20%). Горение осуществляется поэтапно. Сначала происходит из-за высокой температуры распад органических соединений в топливных компонентах с последующим выделением древесного газа. Такой процесс называется пиролиз. Далее, уже во второй камере сгорания происходит высокотемпературное горение горючего газообразного вещества. При этом требуется постоянный приток кислорода.
Процесс работы агрегата пиролизного типа легко контролировать, повышая или уменьшая подачу воздуха. Основное преимущество таких котлов — высокая эффективность и теплоотдача при минимальных количествах загрузки. После сгорания в топке практически не остается продуктов горения. Чистить такой топочную камеру у такого нагревательного прибора гораздо легче и удобнее, чем у агрегатах других видов.
Как работает
Оборудование представляет собой простое, двухкамерное устройство. В верхнюю камеру по мере необходимости закидывается другое топливо. Дно её сетчатое, поэтому со временем сгорания остатки и продукты сжигания под действием гравитации попадают в нижнюю камеру. При заполнении которой требуется их оттуда удалять. Решетка, находящаяся между камерами, обычно изготавливается из прочных, тугоплавких металлов. Чаще всего это чугун.
Схема закладки
Для автоматизации процесса может быть установлен ряд приборов, которые бы контролировали тягу и работу печи. При отсутствии систем автоматической регуляции функционирование осуществляется за счет естественной разницы давлений между наружной и внутренней средой. Котел с добавлением системы длительного горения и автоматики значительно проще в уходе, но занимают большие площади. Стоимость такого оборудования также значительно выше.
В автоматику включается датчик давления и система подачи воздуха. За счет контроля подачи кислорода в топку возможно проводить регулировку скорости горения. Чем больше свободных газов в котле, тем выше скорость горения топливных элементов. Снижение доступа приводит к уменьшению теплоотдачи котлом. Однако, увеличивается длительность горения.
Температурный показатель регулируется системой датчиков. При желании можно задавать режимы функционирования котла. При задании определенной температуры, которая была установлена на контролирующем дисплее срабатываем датчик, и посылает сигнал на электронику для отключения вентилятора.
После чего существенно снижается доступ к воздуху и скорость горения. И наоборот, при падении температуры в топке активируется вентиляционная система и уголь начинает разгораться. Учитывая данные особенности функционирования котла, можно вывести правила эксплуатации и внесения топлива.
Схема отопления
Угольные котлы для дома – как они работают
Прежде чем обустроить котельную на угле в доме и выбрать наиболее подходящую модель, стоит понять, как работают угольные котлы. Независимо от производителя, все отопительное оборудование делят на три типа, в зависимости от используемого принципа работы:
- Классические котлы – колосники расположены внизу топочной камеры. Воздух поступает в топку естественным способом. Нагрев теплоносителя осуществляется посредством теплообменника, расположенного в верхней части топочной камеры. Модели имеют невысокий КПД, топливо быстро прогорает. Еще одним недостатком, является необходимость в частном обслуживании, по причине большого количества недогара и сажи.
Котлы длительного горения – увеличение КПД в отопительном оборудовании данного типа, достигается за счет снижения скорости сжигания угля и лучшей аккумуляции выделяемого тепла. Конструкция дымоходного канала также изменена. Вместо прямой трубы, используется ломаный канал. Отходящие газы выводятся из котла практически полностью остывшими.Теплообменник в котлах длительного горения, полностью окружает топочную камеру и дымовые каналы. Подача воздуха осуществляется сверху вниз. Принудительный вентилятор нагнетает воздушные массы в топку. Скорость подачи меняет автоматика. В некоторых устройствах, в топку подается предварительно подогретый воздух. Время работы котлов от 8 до 120 часов.
Пиролизные котлы – используют тепловую энергию, получаемую от сжигания угля и дожига отходящих углекислых газов. В конструкции предусмотрено две топочных камеры. Осуществляется первичная и вторичная подача воздуха для горения.Первичное нагнетание воздушных масс выполняется под колосниками, равномерно распределяющими их по всей топочной камере. Вторичная подача воздуха, поддерживает само горение и направлена на горелочное устройство.
Прежде чем использовать угольный котел для частного дома, потребуется тщательно изучить рекомендации производителя, относительно его эксплуатации. Топка котла, как и регулирование горения, существенно отличаются, в зависимости от того, какая модель выбрана.
Котлы со шнековой подачей
Автономные твёрдотопливные угольные котлы для обогрева дома, оснащены шнековой передачей топлива. Топливный транспортер используется для загрузки топлива в камеру, отвода продуктов сгорания. Подача топлива и нагнетание воздуха в топку, контролирует современная автоматика.
Процесс работы осуществляется следующим образом:
- Топливо засыпается в топливный бункер, встроенный в конструкцию котла или устанавливаемый отдельно. Механизированные хранилища заполняются также посредством шнековой передачи. Уголь засыпается в специальный приемник, откуда передается в бункер.
Из топливного хранилища, уголь поступает на горелочное устройство. Автоматика следит за порционной подачей топлива. При необходимости, интенсивность подачи топлива увеличивается или уменьшается.
Современные экономичные угольные котлы для отопления частного жилого дома, подключаются к комнатным термостатам и используют модуляционный принцип регулирования процесса горения. Благодаря автоматике, производительность устройства меняется от 30 до 100%.
Существуют так называемые «умные» котлы, для отопления частных домов углем. Оснащенные чувствительной автоматикой, устройства работают в полностью автономном режиме в течение всего отопительного сезона, практически без остановки. Обслуживание, чистка и закладка топлива, осуществляются автоматически и не требуют усилий обслуживающего персонала.
Котлы с ручной подачей
Индивидуальный котёл на угле для домашнего отопления с ручной загрузкой, имеет классическую конструкцию и внутреннее устройство. Для управления используется механический терморегулятор или автоматика с подключенным нагнетательным вентилятором.
Обслуживание котла осуществляется вручную. В современных моделях, загрузка выполняется вертикальным способом. В конструкции котла предусмотрено два люка: один, расположенный сверху, используется для загрузки топлива, второй, для контроля над процессом горения.
Преимуществом классических агрегатов является простота установки и меньшая стоимость, по сравнению с полностью автономными станциями.
Принцип работы угольного котла
Существует несколько видов угольных котлов:
- прямого горения. Топливо просто сгорает в топке, ограниченной снизу колосниковой решеткой. Под ней находится зольная камера. Вырабатываемое тепло сообщается проходящему через теплообменник теплоносителю;
- пиролизные. Действие основано на способности органического топлива разлагаться при нагреве без доступа воздуха на горючие газы (газогенерация или пиролиз). Топка разделена на две камеры. В одной происходит газогенерация, в другой полученная смесь газов сжигается. Подача воздуха в обе камеры контролируется автоматикой;
- длительного горения.
Котлы длительного горения делятся на два подвида:
- верхнего горения. Топка увеличенного объема имеет вытянутую вверх форму. Топливо поджигается сверху, воздух подается строго в зону горения. За счет этого топливная закладка сжигается дольше, чем в котле прямого горения;
- с принудительной подачей воздуха. Он нагнетается вентилятором по воздуховоду. По достижении желаемой температуры теплоносителя контроллер отключает нагнетатель и воздуховод перекрывается заслонкой (опускается под собственным весом при отключении вентилятора). После остывания теплоносителя вентилятор вновь запускается и разжигает тлеющий уголь.
Современные угольные котлы оснащены электронным блоком управления и системой автоматики, делающей работу отопителя безопасной и эффективной.
Для регионов с нестабильным электроснабжением выпускают энергонезависимые котлы, автоматическая работа которых обеспечивается термогенераторами, термопарами, биметаллическими пластинами и рычажными системами.
