Котли тривалого горіння на дровах для будинку: різновиди

1. Принцип роботи
2. Котли з подовженою топкою
3. Котли з верхнім горінням
4. Газогенераторні (піролізні) котли
5. основні переваги
6. пристрій приладу
7. топка
8. Система контролю горіння
9. теплообмінник
10. Особливості завантаження палива і експлуатація
11. вартість

Ми вже давно перестали дивуватися зростаючій кількості ядер в процесорі і гігабайтів в оперативці, та й підключення до Інтернету холодильники і пральні машинки трепету особливого вже не викликають.

І тільки старої доброї печке- «буржуйки» рости просто нікуди, адже для того, щоб спалити поліно, багато розуму не треба. Так напевно думають багато обивателі, але тільки не інженери-теплотехніки.

Втілюючи інноваційні рішення, вони не тільки зробили твердопаливні опалювальне обладнання більш ефективним, а й змусили його набагато довше працювати без участі користувача.

У даній статті ми поговоримо про те, якими бувають котли тривалого горіння на дровах для будинку, як вони експлуатуються і що необхідно враховувати при виборі такого агрегату.

Принцип роботи

За способом теплоутворення котел опалювальний тривалого горіння на дровах для будинку нічим не відрізняється від звичайного, так званого котла прямого горіння. У його топці згорає органічне паливо (деревина, вугілля, торф та ін.), А тепло від полум'я і димових газів передається теплоносію: повітрю (в печах-конвекторах) або воді (в котлах на дровах з водяним контуром).

Але якщо в звичайному котлі ятати палива доводиться оновлювати в середньому через кожні 4 години, то прилад з тривалим горінням здатний пропрацювати без дозаправки в середньому 12 годині на деревному паливі та 36 на вугільному.

Що ж придумали інженери, щоб домогтися такого результату? Перший хід здається очевидним і напрошується сам собою: потрібно збільшити розміри топки, щоб в неї можна було помістити побільше палива.

Принцип роботи твердопаливного котла тривалого горіння з водяним контуром для будинку

Дійсно, в теплогенераторах прямого горіння потужністю 20 кВт обсяг топки становить приблизно 50 - 60 л, тоді як в «довгограючих» печах тієї ж потужності цей показник збільшено до 100 - 150 л, а у деяких гігантів взагалі становить понад 250 л.

Очевидно й інше: одним тільки збільшенням топки відбутися не вийде. Якщо навіть дуже велику купу палива підпалити звичайним способом, полум'я швидко пошириться по ній і через 4 години знову доведеться бігти в стіс. Інженери запропонували кілька рішень, на підставі яких були створені такі види теплогенераторів:

Котли з подовженою топкою

Оскільки полум'я в силу явища конвекції найохочіше поширюється в напрямку знизу вгору, логічно розташувати паливо не в вигляді купи, як у звичайній печі, а у вигляді витягнутої горизонтальної лінії.

Тобто так, щоб основна маса пального була над вогнем, а збоку від нього.

Саме для цього і потрібна подовжена топка. Щоб ще більше сповільнити згоряння палива, необхідно організувати дозовану подачу повітря безпосередньо в зону горіння. Для цього застосовуються повітроводи різних конструкцій, наприклад, телескопічні.

Котли з верхнім горінням

Неважко зрозуміти, що для найкращого ефекту масив палива варто було б розташувати не збоку від полум'я, а під ним. Ця ідея лягла в основу створення котлів з верхнім горінням, в яких пальне закладається у вигляді вертикальної колони, але підпалюється не знизу, а зверху.

Тут також реалізована «адресна» подача повітря: за телескопічним воздуховоду він подається строго в зону горіння.

Комбінований котел має подвійну перевагу - при неможливості використовувати одне джерело опалення, можна переключитися на інший. Котли опалення на дровах і електриці - вдалий приклад такого обладнання.

Покрокова інструкція з виготовлення печі Бубафоня своїми руками представлена тут .

Котел тривалого горіння коштує дорожче звичайного варіанти. Але народні умільці навчилися робити котли тривалого горіння на твердому паливі своїми руками. По цьому посиланню https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/tverdotoplivnye-dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami.html поділимося секретами виготовлення такого агрегату.

Газогенераторні (піролізні) котли

У теплогенераторах цього типу застосований принципово інший спосіб спалювання палива. Спочатку воно піддається нагріву в безкисневому середовищі, внаслідок чого відбувається розпад біополімерів (органічних молекул) на цілий ряд газоподібних речовин - метан, азот, водень та інші. Ця суміш, яку називають деревним газом, також здатна горіти.

Процес її утворення і називається піролізом або газогенерації. Для спалювання деревного газу в топці котла є відокремлене простір (камера допалювання), куди він надходить через форсунки.

Збільшення тривалості горіння - тільки одна з переваг такого підходу. Крім цього:

• ККД теплогенератора вдалося збільшити з звичайних 80% до 90% - 93%;
• за рахунок більш повного, ніж при звичайному спалюванні, розкладання палива вихлоп стає більш екологічним і, відповідно, менш небезпечним для деталей котла і димоходу;
• в топці залишається дуже мало золи;
• по керованості піролізний котел на дровах наближається до газового.

Деякі не дуже сумлінні виробники вдаються до хитрому прийому: випускають звичайні котли, але пропонують експлуатувати їх в режимі тління (обмежується подача повітря в топку) і на підставі цього позиціонують свою продукцію як теплогенератори тривалого горіння.

котел піролізний

Дійсно, при тлінні палива вистачить на довший термін, ніж при повному горінні, але такий режим супроводжується цілою низкою небажаних ефектів:

• ККД теплогенератора падає до 50%.
• Відбувається спікання дрібної фракції палива, через що воно перетворюється в корж.
• Через неповного окислення палива вихлоп виходить насиченим чадним газом і важкими вуглеводневими радикалами - залишками органічних молекул, які проявляють високу хімічну активність.

Слід врахувати і те, що деревина деяких порід, наприклад, верба і тополя, в такому режимі горить погано.

основні переваги

Твердопаливні обладнання набагато менш зручно в експлуатації, але і у нього є свої сильні сторони:

• для установки не потрібно дозвіл газового господарства та інших «спецслужб»;
• обладнання є автономним і не залежить від роботи мереж енергопостачання;
• тверде паливо «не вміє» випаровуватися і вибухати;
• в багатих лісом регіонах пальне для твердопаливних котлів буквально валяється під ногами.

Незважаючи на зазначені гідності, придбання твердопаливного котла в більшості випадків є вимушеним заходом, на яку користувачів підштовхує відсутність централізованого газопостачання.

Дров'яної котел тривалого горіння

Причина зрозуміла: паливо доводиться підкладати вручну, що дуже ускладнює експлуатацію в порівнянні з газовим котлом. Теплогенератори тривалого горіння дозволяють займатися обслуговуванням рідше, але і у них є свої недоліки.

Так, газогенераторні котли ефективно працюють тільки на сухому паливі (вологість не більше 20%). Котли з верхнім горінням можна довантажувати паливом до повного прогорання наявної закладки, з їх допомогою можна швидко прогріти приміщення, а стінки часто доводиться чистити від налиплого вугілля. Та й ціну і ті і інші моделі мають більш високу, ніж звичайні котли.

пристрій приладу

Пройдемося по основних компонентах котла тривалого горіння:

топка

Від матеріалу і товщини топки залежить довговічність котла, а також те, на яких видах палива він може працювати. Найвища температура спостерігається при горінні вугілля, тому топки під цей різновид пального роблять з особливою термостійкою стали і з товстими стінками.

Слід врахувати і те, що деревина деяких порід, наприклад, верба і тополя, в такому режимі горить погано.

Система контролю горіння

Потужність тепловіддачі в твердопаливних котлах на дровах завжди регулюється шляхом зміни кількості подаваного в топку повітря.

Для цього в повітрязабірн патрубку встановлюється поворотна заслінка, також звана дроселем.

У піролізних котлах потужність додатково регулюється зміною прохідного перетину форсунки, через яку в камеру допалювання надходить деревне газ.

Регулювання може здійснюватися трьома способами:

1. Вручну.
2. За допомогою незалежній (аналогової) автоматики. Найчастіше в цій ролі виступає биметаллическая пластина, яка в залежності від температури вигинається з різною кривизною. Через систему важелів вона з'єднується з повітряним дроселем. Також в якості термодатчика і одночасно приводу для заслінки можуть застосовуватися колби, заповнені матеріалами з високим коефіцієнтом температурного розширення.
3. За допомогою електронної автоматики. В її складі є термодатчик, електронний контролер, а також сервопривід, який за сигналом контролера переводить дросель в потрібне положення. Така автоматика працює більш ефективно, але вона потребує електропостачанні.

У найпростіших котлах повітря в топку надходить самопливом, тобто засмоктується тягою. Більш ефективними є теплогенератори з примусовою подачею повітря, тобто обладнані вентилятором.

Вибирайте модель з вентилятором, встановленим у верхній частині корпусу - такі служать довше. При нижньому розташуванні вентилятор тягне з підлоги пил, а тому швидше ламається.

теплообмінник

Ця деталь має вигляд декількох труб або водяної сорочки, навколишнього топку. Теплообмінники виготовляються зі сталі і чавуну.

Чавунні стоять на 15% - 20% дорожче, зате вони відрізняються більш високою надійністю і довговічністю, що обумовлено відсутністю зварних швів (виготовляються методом лиття) і більш високою стійкістю до корозії.

Однак, у чавуну є важливий недолік, який потрібно враховувати: на відміну від сталі, він не володіє пластичністю, тому може лопнути від різкої зміни температури.

Якщо в сталевий теплообмінник в разі небезпеки закипання теплоносія можна подати холодну воду, то з чавунним теплообмінником такий автовідповідача не може використовуватися - доводиться сподіватися на своєчасне спрацьовування запобіжного клапана.

Трапляються і такі неприємності: при зупинці циркуляційного насоса через відсутність циркуляції різниця температур між теплоносієм в теплообміннику (тут він стає дуже гарячим) і системі опалення (тут навпаки - остигає) стає занадто великий, так що при відновленні електропостачання та запуску насоса чавунний теплообмінник знову ж таки може лопнути.

Попадання холодного теплоносія (з температурою нижче 50 градусів) для сталевого теплообмінника також небажано. Від цього він не лопне, але на його стінках буде утворюватися їдкий конденсат, що провокує термохімічну корозію.

Для запобігання подібним явищам в обв'язки твердопаливних котлів встановлюється вузол підмішування - байпас між «подачею» і «обратку» з автоматично керованим триходовим клапаном, який при необхідності розбавляє холодний теплоносій гарячим.

вузол підмішування

Не купуйте котли опалення на дровах тривалого горіння, в яких труби теплообмінника мають вигляд колосникових грат. При такому виконанні вони швидко обростають налиплими вугіллям, та й автоматика у такого котла спрацьовує частіше.

Другим контуром, призначеним для забезпечення гарячого водопостачання, котли тривалого горіння обладнуються дуже рідко. Як правило, такі агрегати підключають до бойлера непрямого нагріву.

Особливості завантаження палива і експлуатація

В топку котла тривалого горіння слід закладати максимально можливу кількість палива.

У газогенераторних котлах йому спочатку дають можливість зайнятися, потім перекривають заслінку. Горіння при цьому зміниться тлінням, яке буде супроводжуватися пиролизом.

Надходять і по-іншому: спочатку в топці спалюють порцію бистросгораемого матеріалу, наприклад, тріску, а потім на вугілля укладають поліна і перекривають заслінку.

В котлах з верхнім горінням для розпалювання паливо зверху поливають якийсь горючою рідиною.

Експлуатація твердопаливного котла «на низьких оборотах», тобто в протушковані стані, є невигідною - сильно падає ККД. При цьому вихлоп, як уже говорилося, стає більш шкідливим. Тому в рідинну систему опалення, обладнану подібним агрегатом, настійно рекомендується (в країнах Західної Європи це навіть вважається обов'язковим) включати теплоаккумулятор у вигляді наповненою водою великої місткості.

Вона вбере в себе зайве тепло, вироблене котлом, а потім поступово поверне його в систему опалення. Котел при цьому можна буде експлуатувати на номінальній потужності.

вартість

Ціна на котли тривалого горіння знаходиться в широкому діапазоні.

На рівень ціни впливає сукупність багатьох факторів.

І перш за все - потужність і тип автоматики, а також інші технічні характеристики.

Наведемо кілька прикладів котлів тривалого горіння з характеристиками і цінами:

1. Печі Breneran (колиш. Bullerjan) з частковою газогенерації. Випускаються німецькою компанією Energetec Gmbh і російської (за ліцензією) ЗАТ «Лаотерм». Вартість моделей без теплообмінника (повітряно-конвекційне опалення) становить від 8 до 35 тис. Руб. Середня ціна печей з водяним контуром - 41 тис. Руб.
2. Котли з верхнім горінням Stropuva. Модель Mini S8 з потужністю 8 кВт і часом горіння 18 год коштує 61 тис. Руб. Модель S15 з потужністю 15 кВт і часом горіння до 30 год варто 93,8 тис. Руб. Модель S15U (універсал) з потужністю 15 кВт і часом горіння на вугіллі до 5 діб. Варто 116,5 тис. Руб.
3. Піролізний (газогенераторний) котел «ТеплоГарант Буржуй». Потужність - 10 кВт. Вага - 180 кг. Ціна: 36,8 руб.
4. Піролізний котел Траян ТБ-10. Потужність - 10 кВт. Вага - 236 кг. Вартість: 37 тис. Руб. (Модель на 15 кВт обійдеться в 46 тис. Руб.)
5. Піролізний котел Lavoro Eco C-12. Потужність - 12 кВт. Вага - 210 кг. Вартість: 40 тис. Руб.

Для грубок тривалого горіння застосовується будь-яке тверде паливо, в тому числі відходи виробництва, таким чином, можна опалювати приміщення з мінімальними витратами. Печі тривалого горіння своїми руками: креслення для виготовлення представлені в матеріалі.

Креслення, схеми та інструкції з виготовлення піролізного котла дивіться в наступній темі .

Відео на тему