Зміст:
- Класичні твердопаливні котли
- Котли тривалого горіння
- Піролізні котли
- Котли на пеллетах
- Трохи про контурах для ГВП
- Висновок
В нинішні часи мало хто з домовласників готовий купувати опалювальну техніку, не розібравшись досконало, за що він платить свої кровні. Це стосується і твердопаливних котлів, чий асортимент досить широкий. Але одній людині достатньо знати технічні характеристики обладнання, а іншому важливо зрозуміти принцип роботи того чи іншого теплогенератора. Представляємо вашій увазі існуючі на даний момент схеми твердопаливних котлів з описом їхньої роботи. Вони можуть відрізнятися в деталях в різних виробів, але на загальний принцип це не вплине.
Класичні твердопаливні котли
Це найпоширеніший вид опалювальних установок, що спалюють тверде паливо, їх ще називають котлами прямого горіння. У силу простоти конструкції дані агрегати – найдешевші з усіх і тому купуються домовласниками найчастіше.
Також популярні вони й серед майстрів – самодельщиков, тому і креслення по виготовленню традиційних теплогенераторів відшукати нескладно. Агрегати можна умовно розділити на 2 типи:
- енергонезалежні, що працюють на природній тязі димоходу;
- наддувні, з примусовим нагнітанням повітря.
Перші функціонують за принципом звичайної печі, тільки «одягненої» в водяну сорочку. Об’ємна паливна камера розташовується над зольником, відокремлювана від нього колосниками. Повітря з приміщення поступає в топку через заслінку в дверці зольника та колосникові ґрати. Його кількість регулює термостат з ланцюговим приводом, що орієнтується на температуру води в сорочці котла і керуючий повітряною заслінкою механічно. Для кращого сприйняття процесу нижче показана схема твердопаливного котла:
Димові гази, що виділяються в топці, проходять через жарові труби теплообмінника, омивані зовні водою. В залежності від конструкції нагрівника, продукти горіння можуть зробити 2 або 3 ходу по газоходам, інтенсивно обмінюючись теплом з водяною сорочкою. Віддавши свою теплоту, гази залишають агрегат допомогою димоходу.
Примітка. У наведеній схемі теплогенератора жарові труби розташовані горизонтально. Є моделі і з вертикальними газоходами, але вирішального значення це не має.
Енергонезалежні котли агрегати не можуть похвалитися високим ККД, максимум – 70%. Тривалість горіння залежить від обсягу топливника і режиму роботи, хоча настійно рекомендується використовувати їх спільно з теплоаккумулятором. Другий тип котлів – більш продуктивний, їх ККД досягає 75% за рахунок примусової подачі повітря вентилятором. Пристрій такої установки добре відображає схема роботи твердопаливного котла, представлена нижче:
Котли тривалого горіння
Дані агрегати по ефективності не краще традиційних, їх показники приблизно такі ж: в атмосферних котлів – до 70%, у наддувних – до 75%. А от тривалість горіння з однієї закладки дров або вугілля у них і справді збільшена. Це досягається завдяки таким технічним рішенням:
- збільшені розміри паливної камери, куди вміщається вдвічі більше дров, ніж у звичайний котел;
- спосіб спалювання нетрадиційний – зверху вниз.
Такі теплогенератори мають циліндричну форму, оскільки реалізувати ідею в прямокутному корпусі навряд чи можливо. Топка наповнюється дровами доверху, розпалюється зверху, а потім на них за допомогою телескопічної труби опускається вантаж з отвором для проходу повітря. По мірі прогорання вантаж опускається, з-за чого повітря весь час подається безпосередньо в зону полум’я. На ілюстрації нижче зображена схема твердопаливного котла тривалого горіння:
Повітря проходить по телескопічної труби теж зверху вниз, спонукуваний природною тягою димоходу або нагнітається вентилятором. Конструкцією не передбачено теплообмінник, процес нагріву теплоносія відбувається безпосередньо, хоча димові гази теж встигають віддати частину свого тепла. Завдяки описаним способом спалювання котел і система опалення можуть працювати з однією завантаження деревини до 12 годин, а вугілля – до 2 діб.
Піролізні котли
Принцип дії даних теплогенераторів заснований на роздільному спалюванні в двох камерах, сполучених між собою через форсунку з вогнетривкої цегли. В первинній камері, розташованої зверху, тліють дрова при обмеженій подачі повітря вентилятором. В результаті відбувається процес піролізу, інакше – газифікації, при якому виділяється суміш горючих газів. Вона переміщується в другу камеру, де і допалюється при вступі вторинного повітря. Робоча схема піролізного котла, працюючого на твердому паливі, виглядає наступним чином:
Димові гази з вторинної топки потрапляють в жаротрубний теплообмінник у вигляді вертикальних газоходів, оточених водяною сорочкою. Там вони остигають, передаючи тепло воді, і залишають димохідний котел через патрубок. Продуктивністю вентилятора керує електронний блок – контролер, орієнтуючись на показання датчиків тиску і температури.
В цілому теплогенератор має непогані показники ефективності – близько 80%, але при цьому агрегат істотно дорожче класичного. Крім того, котел показує високий ККД тільки при роботі на сухих дровах, хоча це твердження справедливо і для інших твердопаливних агрегатів.
Котли на пеллетах
Ця група теплогенераторів – найпрогресивніша з усіх, хоча і найдорожча. Недешево обійдеться як сам обігрівач, так і його установка з підключенням. Але пелетні котли коштують своїх грошей: вони ефективні (ККД до 85%), повністю автоматизовані і позбавлені інертності, властивої іншим твердопаливним «побратимам». Оскільки запасу палива в бункері вистачає на 3-7 днів роботи, то їх можна сміливо віднести до агрегатів тривалого горіння.
Конструктивно установки схожі з газовими опаленням, оскільки забезпечуються пальниками двох типів: ретортним і факельної. На малюнку представлений креслення твердопаливного котла тривалого горіння на пеллетах з різними типами пальників:
Організація теплопередачі тут така ж, як і в інших теплогенераторах, — з допомогою жаротрубних теплообмінників. Висока ефективність досягається за рахунок іншого: сухого якісного палива та контрольованого автоматикою спалювання. Але якщо попадуться вологі або пухкі пелети, то і ККД агрегату різко знизиться.
Для довідки. За таким же принципом діють і автоматичні вугільні котли, тільки пальника в них бувають одного типу – ретортне.
Трохи про контурах для ГВП
В силу своїх особливостей будь твердопаливні опалювачі мало пристосовані для прямого нагріву води на потреби ГВП. Тим не менш, деякі виробники все ж вбудовують в свої вироби другий контур у вигляді змійовика. При цьому схема двоконтурних твердопаливних котлів буває різною, змійовик може розташовуватися всередині водяної сорочки та прогріватися від теплоносія. В інших моделях його поміщають всередину топливника або над ним.
Оптимальний варіант – не поміщати теплообмінник всередину дров’яного теплогенератора, а готувати воду в бойлері непрямого нагріву, що буде служити одночасно і тепловим акумулятором. Але придбати таке обладнання не всім під силу, тому користувачам все ще цікаві двоконтурні агрегати, хоча забезпечити всі потреби в гарячій воді вони навряд чи зможуть. Нижче представлена схема установки котла функцією підігріву води для ГВП:
Висновок
Як бачите, пристрій і принцип роботи теплового обладнання на твердому паливі може дуже різнитися. Необхідно зазначити, що для зручності схеми різних котлів представлені в порядку подорожчання конструкції. Вам залишається лише обробити цю інформацію і зробити для себе правильний вибір.