Пристрій та принцип роботи твердопаливного котла – теорія та практика

Внаслідок високої вартості електрики, дизельного палива та електроенергії, а також додаткових витрат на підключення газового обладнання у багатьох випадках вибір роблять у бік котла на твердому паливі. Вдасться придбати опалювальну систему, на роботу якої не впливає наявність або відсутність зовнішніх енергоносіїв. За фактом більшість приладів даного типу не мають потреби в електричній енергії, або споживають електроенергію в дуже невеликих кількостях.

Часто котли із твердопаливними котлами використовують для опалення у віддалених районах, де немає можливості підключення магістрального газу. На території нашої країни є цілі області, де як основний обігріваючий агрегат використовуються дров'яні котли.

Непосредственно для понимания принципа работы твердотопливного котла необходимо изучить его конструкцию, в которую входят несколько элементов.

Топка

Ця назва використовується до камери, де відбувається згоряння пального. Найчастіше її роль – це теплообмінник. Пристрій топки складається з порталу для подачі палива, зони виведення продуктів згоряння та колосника. Повітряний отвір призначений для збирання золи та повітряного отвору. Коли тверде паливо згоряє, стінки топки нагріваються. Теплова енергія передається воді у спеціальній сорочці, що оточує топку з усіх боків.

Водяна сорочка

Найменування твердопаливного котла має на увазі наявність двох стін: у проміжку між ними заповнюють теплоносієм. Таку конструкцію називають водяною сорочкою. У процесі горіння палива відбувається нагрівання рідини, що знаходиться у водяній сорочці. Нагрівання води в ємності призводить до появи теплових потоків, що піднімають гарячий теплоносій у верхню частину ємності. У цьому місці гаряча вода надходить у теплопровід. Вода, яка пройшла по всьому опалювальному контуру і віддала тепло будинку повертається в охолодженому стані. Для цього є нижній патрубок.

До того ж, для прискорення циркуляції води всередині опалювальної системи на деяких твердопаливних котлах встановлюються спеціальні насоси. Проте більшість моделей випускається у відкритому варіанті. Маємо на увазі схеми, де теплоносій рухається не за рахунок роботи помпи, а завдяки невеликому ухилу трубопроводу. З цим пов'язана зручність та надійність інерційних систем. Також вони залежать від наявності електричної енергії. Крім того, завдяки цьому їх можна застосовувати для роботи на віддалених територіях та не залежати від благ цивілізації.

Система димовидалення

Пристрій твердопаливного котла пояснює наявність у топці великої кількості диму. Як видалення продуктів горіння використовують теплоізольовані труби, які прокладені від котла за межі будинку.

У процесі горіння потрібно подавати повітря. Від інтенсивності подачі залежить швидкість горіння. На даний момент цей принцип використовується в конструкції твердопаливних котлів, де для регулювання надходження повітря використовуються механічні заслінки та шибери.

Це проста і надійна схема пристрою твердопаливного опалювального котла: заслінку надійно скріплюють зі спеціальним регулятором. Якщо температура надмірно підніметься, це може викликати розширення стінок регулятора і потім опускання заслінки. В результаті знижується інтенсивність надходження кисню в камору топку. При охолодженні регулятора відбувається зворотний процес: повітря отримує можливість надходити більшому обсязі, збільшуючи тим самим інтенсивність горіння.

Принаймні на перший погляд може здатися, що враховуючи принцип роботи твердопаливного котла тривалого горіння, така схема управління процесом горіння є надто простою і примітивною. Але саме простота є запорукою її ефективності та надійності. Шиберне регулювання широко поширене у більшості моделей твердопаливних опалювальних котлів. По суті такий підхід досі не має конкуренції, тому що в цьому випадку не потрібна дорога електроенергія.

Твердопаливні котли тривалого горіння є частиною сучасних схем. Ми говоримо про найпростіші одноконтурні прилади, а також про потужні багатофункціональні пристрої з високою продуктивністю. Існує безліч видів твердопаливного обладнання.

Сталь. Ціна на сталеві прилади нижча, ніж на чавунієві. Також вони простіші в обслуговуванні: їх можна чистити без особливих проблем. Найменша кількість недоліків – це чутливість моделей до температури у зворотній трубі: вона має бути не менше +60 градусів. У цій статті ми розглянемо використання спеціальних клапанів для підтримки необхідного температурного режиму шляхом додавання гарячої води з труби, що подає.

Чавун. Не дивлячись на це, вони довговічніші, але вимагають складного догляду. Для того, щоб використовувати такі котли, необхідно постійно підтримувати їх у робочому стані. Купівля наднадійного чавунового агрегату лише для аварійних випадків є непрактичним рішенням. З такими ж завданнями може справитися більш дешеві металеві моделі

Працює котел на твердому паливі, як правило, на дровах, торфі, відходах пиломатеріалів, спеціальних деревних брикетах, вугіллі та пелетах (гранулах, виготовлених із подрібненої деревини, смоли, хвої тощо).

Особливою популярністю користуються прилади універсального типу, які здатні споживати практично всі види твердого палива.
За способом теплопередачі котли бувають:

• Повітряними.
• Паровими.
• Водяними (зустрічаються найчастіше).

За принципом спалювання палива:

• Традиційні. Працюють на дровах та вугіллі. Принцип дії такий самий, як у звичайної дров'яної печі.
• Тривале горіння. Інноваційна розробка у галузі обладнання для опалення. Твердопаливні котли тривалого горіння мають вигляд подовженої камери топки, оточеної з усіх боків водяною сорочкою. При горінні полум'я поширюється не знизу вгору, а зверху вниз, нагадуючи щодо цього процес горіння свічки. Принцип роботи котла тривалого горіння дозволяє досягати повного згоряння палива. При цьому збільшується проміжок горіння однієї закладки палива (до 7 діб). Працює котел тривалого горіння, як правило, за стабільно високої температури теплоносія, що на порядок підвищує його ККД. Безперебійне та безпечне функціонування таких моделей досягається за рахунок включення в конструкцію вентиляторів для екстреного гасіння, запобіжного клапана та циркуляційної помпи.

Пелетні. Як паливо тут використовуються спеціальні пелети. Котли з автоматичною системою подачі пелет та бункером для зберігання палива також мають у комплекті. Електронні датчики контролюють наявність палива усередині топки. При роботі такого пристрою необхідно стабільне електричне живлення.

Піролізні. Найкраще обладнання, в якому поряд з енергією від горіння твердого палива використовується тепловиділення газів. Ця можливість дозволяє невеликий обсяг палива звернути до суттєвої порції теплової енергії. Підвищення ККД котла та зниження шкідливих вихлопних газів.

Для організації системи опалення можна застосувати декілька схем улаштування котла на твердому паливі. Кожен з різновидів агрегату є універсальним приладом, що перевершує своїх електричних і дизельних побратимів у плані економічності.