Котлы длительного горения: особенности конструкции, принцип работы

Твердотопливные котлы на пеллетах

Если приобретать автоматический твердотопливный котел на угле для недорогой в эксплуатации системы отопления, ничего из такой затеи не получится. Но стоит добавить немного смекалки, и ТКДГ могут неплохо сэкономить деньги. Для этого надо вспомнить, что Молдова – страна аграрная. С большим количеством отходов сельскохозяйственной деятельности, особенно лузги подсолнуха.

в среднем калорийность этого сырья составляет 4500 ккал;
если сравнить лузгу с газом, то на 1 потраченный лей получается 2250 ккал энергии (с газа 1592 ккал);
30% – такая экономия получается, если отапливаться пеллетами из лузги.

Проблема лишь в том, что не все угольные котлы эффективно сжигают агропеллеты из-за высокой зольности этого топлива. Установки эффективно работают на нескольких типах твердого топлива:

фракционный уголь;
топливо с высоким составом угольной пыли;
агро-пеллеты;
биомасса подсолнечника и кукурузы.

Горелка независима от состава топлива, отлично справляется с дожиганием пиролизного газа и коксованием топлива. В отличие от угля агропеллеты в 5-10 раз меньше дают золы, температура растопки не выходит за допустимые пределы.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!

Как выбрать котел длительного горения, работающий на угле

Существует несколько десятков различных моделей твердотопливных отопительных котлов длительного горения на угле. Различия есть в конструкции теплообменника, используемом принципе горения и других характеристиках.

При выборе, кроме производителя и себестоимости модели, следует обращать внимание на следующие характеристики:

Тип теплообменника – изготавливаются стальные и чугунные напольные твердотопливные котлы длительного горения на угле. Большой вес конструкции при полной загрузке топлива, составляет приблизительно 2-3 центнера. Поэтому, все производители изготавливают котлы в напольном исполнении.

Количество контуров – модели длительного горения способны работать как на отопление помещения, так и для ГВС. Одноконтурные котлы, при необходимости, подключаются к бойлеру накопителю. После установки емкости, модель можно подключить к системе горячего водоснабжения. Двухконтурные котлы, одновременно работают на нагрев теплоносителя и горячей воды.

Время автономной работы – одна из основных причин, почему выбирают модели медленного горения, это возможность работать на одной закладке топлива в течение 6-120 часов. Поэтому, время автономного горения влияет на выбор подходящей модели.

Какой котел длительного горения лучше

На рынке отопительного оборудования, возможно выбрать твердотопливный котел практически любой модификации и производительности. Самые лучшие модели, предлагают несколько европейских и российских производителей.

Чтобы облегчить подбор техники, все оборудование делят по территориальному признаку, стране, в которой был изготовлен теплогенератор:

Латвийские модели – Stropuva.

Чешские котлы – ATMOS, Viadrus.

Российские агрегаты – НМК Магнум, Медведь Comfort.

Немецкие котлы – Buderus, Viessmann.

Украинские модели – SWAG, PALCHE.

Польские котлы – Heiztechnik, SAS, Galmet, Elektromet, Pereko.

Турецкие агрегаты – Radijator.

Европейские агрегаты отличаются хорошими теплотехническими характеристиками и длительным сроком эксплуатации, но, котлы прихотливы к качеству топлива. Использование угля неправильного сорта, приводит к резкому снижению производительности.

Отечественный твердотопливный котел отопления длительного горения на угле, менее чувствителен к качеству топлива и полностью адаптирован к отечественным реалиям эксплуатации.

Цены на угольные котлы

Европейские котлы стоят дороже отечественной продукции. Лидерство, относительно ценовой политики, занимают немецкие котлы. Котлы длительного горения Buderus, Viessmann, стоят, начиная от 350 тыс. руб. Польские, чешские и латвийские модели, предлагаются от 100 тыс. руб.

Котел на угле российского производства с длительным периодом горения, обойдется в 50-60 тыс. руб. в минимальной комплектации. Модели с измененной топочной камерой и принципом верхнего горения, а также универсальное оборудование, будет стоить в пределах 80-100 тыс. руб.

Буквально 5 лет назад, для отечественного потребителя, модели с длительным сгоранием топлива, были в диковинку. На данный момент, оборудование уже стало привычным, появился реальный опыт эксплуатации в условиях русской зимы, что дало возможность получить точное представление о недостатках и преимуществах котлов данного типа.

Плюсами котлов являются:

Использование угля в котлах увеличило время автономного горения в 2-3 раза, по сравнению с обычными твердотопливными агрегатами.

Длительное горение облегчает контроль над температурой нагрева теплоносителя, что предотвращает его перегрев.

Регулируемая интенсивность пламени позволяет сделать точный расчет длительности горения, с максимальным отклонением в несколько часов.

Современное оборудование в состоянии проработать до 5 суток в полностью независимом режиме.

Удобство эксплуатации – в моделях с верхней загрузкой, предусмотрен специальный люк, расположенный в оголовке корпуса. Загрузка угля в котел, благодаря такому изменению в конструкции, стала намного проще.

У первых моделей длительного горения, было много недостатков, проявляющихся в сложности растопки и дальнейшей дозаправке котла. Оборудование отличалось прихотливостью к качеству топлива и быстро выходило из строя. В среднем, за 5 лет прогорал теплообменник, что приводило к дорогостоящему ремонту. Все эти минусы были учтены производителями и на данный момент исправлены.

Остался только один недостаток – высокая стоимость отопительного оборудования. Но благодаря постоянно увеличивающемуся ассортименту продукции и большой конкуренции, цены имеют тенденцию к постоянному снижению. В будущем, можно ожидать еще больший спрос на угольные котлы длительного горения.

Преимущества и недостатки

У чугунных котлов множество достоинств:

автономность работы;
не нужны специальные разрешения для установки;
топливо доступно и стоит недорого;
чугунные теплообменники устойчивы к коррозии;
такой теплообменник снижает возможность появления конденсата на внутренних стенках камеры сгорания топлива;
большой выбор мощности котла, вы можете подобрать наиболее оптимальный вариант для своего жилища, в зависимости от его размера;
долговременность использования — более 10 лет.

Окончательная цена на чугунный котёл зависит от множества факторов: мощность, производитель, особенности конструкции.

Недостатки твердотопливных котлов из чугуна:

Котел твердотопливный длительного горения своими руками: чертежи и порядок сборки

Котлы длительного горения отличаются высокой теплоотдачей и выдают более мягкую, ровную температуру.

Но есть у них и существенный недостаток – высокая цена.

Поэтому есть смысл попробовать свои силы и изготовить печь самостоятельно.

Если Вы решили сделать котел твердотопливный длительного горения своими руками, чертежи найти – половина успеха. Но сначала разберемся, какие существуют основные конструкции.

Какой твердотопливный котел можно сделать своими руками?

В домашних условиях можно изготовить практически любой котёл, ведь всё делают люди.

Но некоторые детали можно выполнить только в заводских условиях.

Поэтому важно оценить свой опыт и возможности (инструмент, материалы, время). И разобраться с основными типами отопительных приборов и их особенностями. По нарастанию степени сложности, котлы можно разделить на:

По нарастанию степени сложности, котлы можно разделить на:

И разобраться с основными типами отопительных приборов и их особенностями. По нарастанию степени сложности, котлы можно разделить на:

Привычные котлы-топки с варочной поверхностью, водяной рубашкой по бокам и колосниками.
Вертикально расположенные агрегаты шахтного типа и с горением, осуществляющимся сверху.
Пиролизные котлы.

Классические твердотопливные котлы с привычным способом сжигания

Самый яркий представитель таких котлов – обычная печь, только выполненная из стали. Топливо укладывается на колосниковую решетку и сгорает, нагревая водяной контур пламенем.

Чтобы повысить КПД обычного котла устраивают повороты, вваривают поперек дымохода трубы, пропускающие теплоноситель и т. д. Могут быть горизонтальными или вертикально направленными.

Устройство котла длительного горения изнутри

Горизонтальные топки, как правило, ниже и имеют сверху варочную поверхность, отдающую тепло непосредственно в помещение. Конструктивно возможно соединение таких котлов с кирпичной трубой или колодцами классической печи, что значительно повышает их теплоотдачу.

Кирпичные колодцы, проводящие горячие дымовые газы, не только повышают КПД сгораемого топлива, не давая газам вылетать прямо на улицу, но и служат аккумуляторами тепла.

Котел с верхним горением

Само его название говорит о том, что здесь процесс горения идет наоборот: сверху вниз. Это сделано для того чтобы замедлить сжигание топлива, так как обычно пламя идет вверх и зажигает все дрова сразу.

Итак, конструкция этого аппарата: вертикально стоящая труба, точнее две трубы большого диаметра, входящие одна в одну. Между ними располагается водяная рубашка.

Для подачи воздуха в этой конструкции предусмотрена телескопическая труба, которая поднимается вверх перед закладкой топлива и опускающаяся вместе с ним по ходу сгорания дров или угля. Для изготовления такой конструкции понадобятся:

Трубы для корпуса диаметром 450 и 400 мм.
Для камеры предварительного подогрева воздуха диаметром 280 и длиной 350 мм.
Для телескопической подающей трубы отрезки длиной примерно по 300 мм таким диаметром чтобы входили друг в друга это – 89 мм, 76 мм, и 60 мм.
И толстый листовой металл для изготовления дверок; для блина, который давит на топливо и передает ему воздух для горения; для закрытия верха и низа котла и т. д.
Дверца для закладки топлива размером 250 х 210 устраивается на расстоянии 579 мм от основания. В самой нижней части еще одна дверца поменьше, для чистки. Колосники в этой модели не предусматриваются.

Конструкция «блина» – это полая деталь из двух одинаковых шайб-дисков диаметром 300 – 350 мм. По окружности диски провариваются стальной лентой, таким образом, чтобы воздух попадал внутрь, только через подающую трубу 60 мм. А для подачи воздуха к дровам, в нижней части диска сверлится множество отверстий.

Отличаются немалой высотой (могут достигать полутора метров).

Дрова укладываются во всю высоту, поджигаются снизу, где происходит процесс горения, а факел пламени направляется в другой отдел, соединенный в нижней части с основным котлом.

Продукты сгорания, проходя дальше по теплообменнику, остывают и удаляются в трубу.

Данная конструкция котла позволяет использовать пиролизное горение. Для этого устанавливается заслонка, ограничивающая подачу воздуха, и связанная с датчиком тяги и температуры. А во второй камере при доступе воздуха происходит сгорание выделенных газов.

Котлы шахтного типа хорошо справляются с сырыми дровами и опилками. Можно сказать, что это идеальные вариант для сырых дров.

Как выбрать твердотопливный котёл длительного горения

На выбор влияет следующее:

Бюджет. Стоимость оборудования иностранного производства бывает настолько высокой, что вместо приобретения такого оборудования дом можно отапливать на протяжении десятка лет электричеством или провести газ. Цена котла должна быть оптимальной.
Доступное топливо. Самое удобное топливо — прессованные пеллеты. Они обладают хорошей теплотворной способностью, удобны для механизации загрузки. Проблема — цена и доступность. Если есть возможность приобретать сухое топливо твердолиственных пород или сушить самому — можно приобрести любой котёл.

Фото 4. Пеллеты в форме небольших цилиндрических гранул. Они используются в качестве топлива для твердотопливных котлов длительного горения.

Условия эксплуатации. Для мощных отопителей придётся построить отдельное котельное помещение и установить утеплённый дымоход из нержавеющей стали или керамики. Это значительно усложняет задачу и раздувает бюджет.
Задачи, которые ставятся перед котлом. Если есть необходимость посещать топочную только один раз в неделю, придётся приобретать устройство шахтного типа с возможностью работы на угле, либо пеллетный котёл с бункерной загрузкой и топить пеллетами

Такая система дорого стоит, и если нет необходимости, лучше обратить внимание на более простые «всеядные» устройства. Долговечность оборудования

Чем сложнее конструкция, чем выше температуры сгорания, чем хуже металл, тем чаще придётся чинить или менять котёл. В зависимости от конструкции стоимость обслуживания и ремонта будет значительно отличаться.

Инструкция по самостоятельной сборке разных видов

Стоит рассмотреть другие конструктивные решения, разобрать их сильные стороны, особенности эксплуатации, зависимость их эффективности от топливной камеры и теплообменника.

Разновидности твердотопливных котлов:

классические;
пиролизные;
верхнего либо нижнего горения.

Помимо разных принципов работы нагреватели часто оснащают вспомогательными устройствами: наддувом, автоматической подачей топлива.

Классический котел на дровах

Продолжительное горение происходит за счет режимов:

ожидания – когда воздух в топку не подается;
работы – когда по мере остывания теплоносителя автоматически включается наддув.

Подогретый воздух подается снизу, через колосники. Топливо сжигается, отдавая тепло стенкам водяной рубашки и своду с жаротрубным теплообменником.

Продолжительное горение происходит в классическом котле на дровах.

Последовательность и детали сборки:

корпус – к днищу приваривают боковые и переднюю стенки, свод;
теплообменник – начинается выше зольника;
жаровые трубы теплообменника – сходятся в дымоходный патрубок;
патрубки подачи, обратки, дымохода;
воздуховод из профильной трубы 60–40 мм с фланцем для вентилятора;
базальтовый утеплитель – по бокам и сверху бака;
листы наружной отделки, дверцы – с уплотнением притворов асбестовым шнуром.

С верхним горением топлива

В принцип работы заложено медленное распространение горения сверху вниз. Эффект улучшен ограничением подачи воздуха. Его хватает на поддержку медленного тления – контролируемого сгорания.

Максимальное время 1 закладки – 20–24 часа.

В котле с верхним горением топлива горение распространяется медленно.

Оно напрямую зависит от следующих факторов:

окружающей температуры;
энергоэффективности дома;
сухости дров;
заданной температуры теплоносителя.

Даже в суровые морозы котел непрерывно работает 8–12 часов, что в 2–3 раза превосходит простые топки. Автоматический режим задается терморегулятором, механически связанным с воздушной заслонкой.

Водяной

Котел может быть сконструирован 2 способами, такими как:

водяная рубашка вокруг топки;
теплообменник внутри камеры сгорания.

Водяная рубашка находится вокруг топки.

Нагреватели водяного отопления для безопасной эксплуатации оснащают клапаном сброса избыточного давления, термометром, манометром – если система работает под давлением.

Пиролизный

Производительный, экономичный надежный – в нем используется эффект двойного сжигания: древесины и выделяемого ей газа. Последний тоже сгорает, а не идет в дымоход, как в обычной топке.

Твердотопливный

Большинство котлов практически всеядны: дрова, пеллеты, уголь, древесные отходы.

Стандартная конструкция:

топка с колосниками – для загрузки топлива;
заслонки – задают режимы работы, могут управляться автоматикой;
теплообменник – водяной контур или бак с жаровыми трубами;
дымоход.

Твердотопливный котел может работать на дровах или угле.

Самый простой твердотопливный вариант – это обычная топка под баком.

Кирпичный

Котел нижнего горения всегда работает в затухающем режиме. Для розжига датчик электроники включает вентилятор. Так поддерживается активное горение, пока теплоноситель не наберет заданной температуры.

Корпус сложен из кирпича, хорошо сохраняет тепло. Но температурное расширение провоцирует растрескивание швов – для сдерживания нужна обвязка железным уголком.

Теплообменник изготовлен из труб, по которым идет горячий дым – конструкция работает эффективнее водяной рубашки. Колосники ставят с наклоном для лучшего горения и оседания золы. Все дверки специальные – для монтажа в кирпичную кладку.

Шахтный

Уникальность конструкции – в вертикальной загрузочной шахте и топке.

Котел работает по принципу нижнего горения:

Закладка дров поджигается через специальное отверстие.
Температура в топке предварительно сушит дрова. Прогорая, они оседают под собственным весом.
Приток кислорода не дает пламени распространяться вверх. Пиролизный газ уходит на дожигание.

Топливо: дрова, пеллеты, отходы древесины, опил, щепа.

Шахтный котел имеет вертикальную загрузочную топку.