Твердопаливні котли – сучасний варіант традиційного опалення

Незважаючи на широке поширення газових котлів і масову газифікацію районів, де будуються котеджні селища, твердопаливні котли не здають своїх позицій, чітко утримуючи зайняту колись нішу «обов’язкових» елементів в незалежній системі опалення.

Опалення починалося саме з твердопаливних теплогенераторів. Це потім до них додалися спочатку газові водонагрівачі (газові колонки), а потім вже і газові котли, але відмовлятися від можливості опалювати будинок «альтернативними видами палива» власники чавунних і сталевих пожирачів дров не збираються. Та й держава наша ніяк не заохочує повний перехід на блакитне паливо.

Твердопаливні котли використовують як самостійно, так і в комбінації з іншими теплогенераторами, наприклад, газовими опалювальними котлами. В якості резервного (аварійного) джерела тепла твердопаливний котел може бути вбудований в систему опалення на випадок зникнення газу. Широкий вибір палива не вимагає підтримки великого паливного запасу для резервного котла. Основне паливо – дерево з вологістю не більше 25%, альтернативне паливо – буре вугілля, кам’яне вугілля.

Твердопаливний котел на відміну від газових і рідкопаливних, може використовуватися в умовах сильного запилення повітря (наприклад, при триваючому будівництві або ремонті будинку).

ТРАДИЦІЙНІ котли

Незважаючи на те. що ці котли є близькими родичами тих що обігрівали помешкання наших бабусь, в технічному сенсі вони зробили крок далеко вперед. Принцип їх роботи простий: згорає тверде паливо – нагрівається вода (теплоносій) – теплоносій за допомогою приладів опалення (радіаторів, конвекторів) віддає тепло приміщень, при цьому вони як і раніше не залежать від електрики і в той же час здатні автоматично підтримувати задану температуру теплоносія на виході з котла. Автоматична підтримка температури здійснюється наступним чином. На котлі встановлений датчик, що відслідковує температуру теплоносія. Цей датчик механічно з’єднаний із заслінкою. У разі, якщо температура теплоносія стає вище заданої, то заслінка автоматично прикривається і процес горіння сповільнюється. Коли температура знижується, то заслінка відкривається. Пристрій не вимагає підключення до електричної мережі.

ПІРОЛІЗНІ КОТЛИ

Розповідаючи про твердопаливних котлах, не можна не згадати про пристрої з піролізного спалювання деревини. Головні переваги цих котлів – значно більш високий ККД (до 85%) і простота регулювання потужності.

В основу роботи газогенераторного котла покладений принцип піролізного спалювання, або сухої перегонки палива. Суть полягає ось у чому. Під дією високої температури і в умовах нестачі кисню суха деревина розкладається на летючу частина, так званий піролізний газ і твердий залишок – деревне вугілля (кокс). Змішання кисню повітря з виділом піролізні газом при високій температурі викликає процес горіння останнього, який використовується в подальшому для отримання теплової енергії.

Під час такого спалювання не утворюється сажа і з’являється мінімальна кількість золи. В котлах з піролізного спалювання деревний газ, що виникає завдяки високій температурі в бункері палива, проходить через спеціальну форсунку і горить дуже чистим полум’ям жовтого або навіть майже білого кольору. СО2 такий котел викидає в атмосферу до 3-х разів менше, ніж звичайний дров’яної і тим більше котел, що працює на вугіллі. Отже, піролізні котли більш екологічні.

До недоліків піролізних котлів можна віднести необхідність електроживлення і більш високу, у порівнянні з традиційними твердопаливними котлами, ціну. Піролізні котли рекомендується топити як можна більш сухий деревиною, тоді забезпечується робота котла на максимальній потужності і тривалий термін його служби.

У разі експлуатації традиційного твердопаливного котла завантаження палива відбувається раз в три-чотири години, в разі використання піролізного котла час між завантаженнями збільшується в 2 рази і більше.

Однак піролізні котли зовсім не є лідерами в питаннях періодичності завантаження палива. Куди більш у вигідному становищі перебувають котли, що працюють на пелетах з автоматичною подачею палива; пелети з ємності (бункера) за допомогою шнека подаються в спеціальну пелетних пальник. Вам залишається лише час від часу заповнювати бункер пелетами. Він досить об’ємний, тому робити це доведеться навіть не кожен день.

ЗАЩИТНАЯ АВТОМАТИКА

При експлуатації твердопаливного котла нерідко виникають ситуації, коли температура теплоносія вже піднялася до межі, а паливо ще продовжує горіти і виділяти тепло. Як не допустити перегріву?

Вся біда і одночасно перевага твердопаливних котлів, та й систем опалення, заснованих на «твердотоплівніке», полягає в інерційності останніх. Це робить неможливим миттєву регулювання інтенсивності нагрівання. Тут не зменшиш полум’я пальника, через брак такої. Сама топка, навіть якщо з неї раптом «вилучити» палаючі дрова чи вугілля, буде продовжувати підігрівати воду за рахунок присутності великої маси нагрітого металу, чавуну. Це дуже добре, коли мова йде про тривалість роботи котла на одному завантаженні палива, в таких випадках інерційність системи працює на вас. А ось коли система вже нагріта до критичної температури, інерційність призводить до нагрівання теплоносія на виході з теплообмінника до 100-110 ° С. Якщо опалювальна система зібрана з пластикових або металопластикових труб, вона розгерметизується, так як ці матеріали на таку температуру не розраховані, і ви зможете споглядати все «наслідки цього» цієї розгерметизації.

Поширена і найбільш часто застосовується група безпеки, що включає в себе розширювальний бак, спускний клапан і «развоздушнік», виявляється в таких ситуаціях безсилою і навіть зайвою. Вона призначена для захисту системи від надмірного тиску, створюваного в трубопроводі. Як працює група безпеки: при підвищенні температури води (теплоносія) в системі збільшується тиск. Спочатку збільшення тиску знижується за рахунок розширювального бака. Після того як його ресурс вичерпується, в роботу включається спускний клапан, просто викидаючи «зайву» воду з системи і знижуючи таким чином тиск. Але коли котел закипає, зменшення кількості теплоносія погіршує ситуацію: в котел потрапляє ще менше охолодженої води, кипіння стає ще інтенсивніше. Перегрітий теплоносій піднімається по стояку і «знаходить» слабке місце, де і відбувається прорив, а це недобре. Сьогодні на допомогу приходять більш досконалі методи: установка термостатичного регулятора тяги, акумулюючої ємності, використання спеціального охолоджуючого теплообмінника і клапана перемикання.

ЛІКУВАННЯ ЗАЛЕЖНО

Твердопаливні котли хороші тим, що в більшості своїй не вимагають наявності електроенергії, «всеїдні» і невибагливі. Будь-яка спроба зробити обслуговування такого котла більш комфортним призводить до втрати цієї переваги, і котел впадає в «залежність» від наявності струму в електромережі, тиску в трубопроводі і т.п.

Найпростішим пристроєм, що знижує ступінь залежності, є термостатичний регулятор тяги. Йому не потрібно електрику, щоб управляти горінням палива в твердопаливних котлі, принцип його роботи полягає в наступному: підвищилася температура, термостат за допомогою кронштейну і ланцюжки прикриває заслінку піддувала і горіння сповільнюється, температура знизилася – заслінка відкривається. Абсолютно всі виробники опалювальних котлів встановлюють такий пристрій на своїй продукції, оскільки воно здатне дійсно захистити котел від перегріву, що не обтяжуючи «фінансово» кінцеву вартість котла. Регулятор не потребує сервісі і обслуговуванні, а в разі потреби легко замінюється.

Недоліком такої системи є зниження ККД котла мало не наполовину. Максимальний ККД можна отримати тільки в режимі інтенсивного горіння сухих дров, а прикрита заслінка піддувала перериває горіння, і дрова переходять в режим тління, при якому тепло виробляється дуже слабо.

ТРЕБА оберігає

Захистити котел від згубного впливу закипаючою рідини можна за допомогою запобіжних теплообмінників. Ці пристрої можуть бути як вбудованими, так і зовнішніми.

Вбудований запобіжний теплообмінник розташовують в котлі в зоні максимальної температури. Він має трубки входу і виходу, до вхідних трубці підключається високотемпературний запобіжний клапан, а до клапану контур холодної води (напрямок потоку зазвичай показано на клапані стрілкою), вихідна трубка направляється в дренаж (слив в каналізацію).

Принцип роботи: теплочутливі елемент в резервуарі в задній частині котла зчитує температуру води в котлі. У разі, якщо відбувається її підвищення до 95 ° С. вентиль почне автоматично відкриватися і пропускати у вбудований запобіжний теплообмінник воду, яка нагрівається і таким чином, оберігає від перегріву котел. Після охолодження води в котлі вентиль автоматично закриватися до повної зупинки подачі холодної води в запобіжний теплообмінник. Ці дії можуть повторюватися кілька разів. все залежить від кількості палива в завантажувальної шахті або від терміну тривалості зниженого споживання тепла опалювальним комплектом. Нерідко даний пристрій використовується для підігріву води. Тоді, щоб уникнути закипання котла досить просто відкрити кран з гарячою водою.

Охолоджуючий теплообмінник знаходиться в самому котлі або розташовується на його виході. Зовнішні запобіжні теплообмінники можуть монтуватися на будь-який твердопаливний котел. Цей пристрій складається з сталевого корпусу, всередині якого знаходиться мідний теплообмінник з термостатичним клапаном, встановленим між трубопроводом холодної води і модулем.

Даний тип захисту системи вимагає достатнього запасу холодної води. Так як при відсутності води у водопроводі котел перегріється, і пластикові труби потечуть. Щоб цього не сталося, деякі господарі встановлюють на горищі ємність охолоджувального контуру, яка буде підживлювати охолоджуючий теплообмінник в разі відсутності води у водопроводі.

Деякі моделі вимагають, щоб у водопроводі було постійне тиск вище 2 бар.

охолодити запал

Можна використовувати також охолоджуючий двухходовой термостатичний вентиль, якому не треба електрику. Його ще називають переключающий клапан. У разі перегріву котла він забезпечить безпечне охолодження: при досягненні температури 95-100 ° С вентиль відкриє впуск холодної води з водопроводу, в результаті чого котел буде охолоджений і перегріву не відбудеться. Нагріта вода охолодження зливається в каналізацію. Для справного дії конструкції, вентиль треба встановити в таке місце, де в разі перегріву котла температура буде найвищою, як правило, це буває верхня частина котла або вихідний трубопровід в безпосередній близькості від котла.

У подібних пристроях вентилі оснащені термостатичним елементом, вбудованим прямо в тіло вентиля, завдяки чому реакція на зміну температури нагрівальної води практично негайна.

Даний метод захисту системи не можна використовувати, якщо водопровідна вода занадто жорстка, а тиск холодної води вище номінального для системи опалення.

ВІД марнотратно до накопичення

Всі способи захисту системи мають певні недоліки і, крім того, не дають 100% гарантії. Але все ж є пристрій, здатний таку гарантію забезпечити. Це теплоаккумулятор або буферна теплоізольована ємність, яка вбудовується між котлом і опалювальним контуром. Працює вона за принципом звичайного термоса, виключаючи втрати тепла, що виникають в результаті «гасіння» теплоносія холодною водою, або його скидання.

Наприклад, придбали ви твердопаливний котел. У його інструкції написано ККД 80%. Але, щоб досягти такого ККД потрібно щоб паливо (дрова, вугілля) згорали в оптимальному режимі, тобто швидко і з найбільшим «запалом». Слабенький котел за одне завантаження не встигне прогріти систему, а дрова вже прогорять, і доведеться знову йти в топкову, підкидати наступну партію. Котел з надлишковою потужністю не тільки встигне прогріти систему, але і закипіти, доведеться знижувати ККД, опускаючи заслінку піддувала. Але тривале горіння котла з мінімальною температурою відвідних газів може призвести до утворення конденсату в трубі і її засміченнях, що в свою чергу призводить до потрапляння в котел води і кислот, здатних погубити його.

Найбільш раціонально використовувати циклічний режим роботи котла, а саме – пару повних закладок палива в режимі максимального отримання ККД з поглинанням енергії, що виділяється буферною ємністю, з подальшим дво-, а то і тридобовий простоєм котла. При цьому, чим більше буферна ємність, тим бiльше часу топиться котел. У дні простою котла будинок обігрівається від буферної ємності. Максимальний її обсяг обмежується потужністю котла.

Необхідність купівлі буферної ємності часто лякає потенційних покупців твердопаливних котлів, так як її вартість порівнянна з вартістю останніх. Але ж за ці гроші купується комфорт, безпеку, можливість більш гнучко використовувати систему опалення. Тоді ця покупка має зовсім інший вигляд.

Ссылка на основную публикацию