Принцип работы пиролизного котла

Критерии выбора котла длительного горения

Правильно купленный и установленный агрегат повысит эффективность отопительной системы.

Тип конструкции

При просмотре подходящих моделей внимание обращают на тип загрузки горючего материала: фронтальный или верхний. Еще они бывают атмосферными (с естественной тягой) и с наддувом (с вентилятором, нагнетающим воздух). При выборе котла обращают внимание на тип конструкции.

При выборе котла обращают внимание на тип конструкции.

Стоимость котла

Цена агрегата зависит от его функциональности и производителя:

1. Дороже всего обходится немецкое и чешское оборудование. За него придется заплатить от 150 тыс. руб.
2. Средняя цена у латвийской и польской техники. Ее стоимость составляет от 100 тыс. руб.
3. Российское оборудование можно приобрести за 50-60 тыс. руб. При этом оно адаптировано к условиям климатических зон, неприхотливо к качеству горючего материала.

Тип потребляемого топлива

Для частного дома можно использовать такие котлы:

Угольные

При покупке топлива внимание обращают на его сорт и фракцию. Требования к горючему материалу прописаны в инструкции по использованию оборудования. Слой угля не должен превышать 20 см

Есть модели, работающие на торфе.
Дровяные. Для них подходят сосна, береза, другие породы дерева. Важным условием использования такого горючего является уровень его влажности. Чем он выше, тем быстрее оборудование выйдет из строя.
Пеллетные. Они характеризуются высокими уровнями экономичности и производительности.

Слой угля не должен превышать 20 см. Есть модели, работающие на торфе.
Дровяные. Для них подходят сосна, береза, другие породы дерева. Важным условием использования такого горючего является уровень его влажности. Чем он выше, тем быстрее оборудование выйдет из строя.
Пеллетные. Они характеризуются высокими уровнями экономичности и производительности.

Габариты

Котлы сверхдлительного горения имеют большие габариты и требуют отдельной котельной.

Котлы длительного горения имеют большие габариты.

Мощность

Этот параметр зависит от отапливаемой площади. На 100 м² требуется 10 кВт мощности. После осуществления расчетов к полученному результату добавляют еще 10% на случай сильных морозов. Для индивидуальных систем отопления подойдут аппараты до 35 кВт.

Объем камеры

Существует показатель, зависящий от соотношения мощности устройства и размеров загрузочного отсека. Достаточным является коэффициент от 3,5 до 5 л/кВт. Чем выше итоговая цифра, тем реже придется закладывать дрова.

КПД

Коэффициент полезного действия зависит от особенностей конструкции оборудования, типа используемого топлива, наличия дополнительных функций. Чем выше этот показатель, тем лучше. Цифры должны варьироваться в пределах 85-95%.

КПД зависит от конструкции котла.

Материал теплообменника

Тепловой обменник изготавливают из таких материалов:

1. Стали. Для производства применяют металл специальных жаропрочных марок. Эти изделия обладают невысокой инерционностью, различны по конструктивным решениям. Они удобны в обслуживании, устойчивы к механическим повреждениям. Стальной теплообменник имеет небольшую массу. Недостатки приспособления – непродолжительный срок службы, подверженность процессу ржавления.
2. Чугуна. Устройство такого типа состоит из 2-3 секций. Между собой они соединяются резьбовыми элементами. Металл устойчив к коррозии и механическим повреждениям. Чугун можно ремонтировать. Однако он разрушается под воздействием перепадов температуры, много весит, обеспечивает более низкий КПД.

Пиролиз: что это?

Еще в давние времена люди поняли, что сжигание дров не является лучшим способом освобождения энергии. Наиболее эффективным оказалось использование древесного угля. В то время еще не было известно, что процесс выжигания угля назывался пиролизом. По сути, это распад органических веществ, возможный под воздействием высокой температуры. Чтобы такой распад не стал простым сжиганием, необходимо ограничить доступ кислорода. Для этого ранее использовались угольные ямы, однако важным недостатком данного способа считалась утрата энергии, которая выделяется в процессе выжигания угля. Чтобы избежать этого, были созданы специальные пиролизные котлы.

Принцип работы автоматических котлов длительного горения

Автоматический твердотопливный котел длительного горения — это мощная установка с бункером, в котором хранится твердое топливо. Подобная часть бывает неотъемлемой от котла или размещается в отдельно обустроенной комнате.

В первом случае хранилище закрепляется в верхней или боковой части котлового оборудования. Но из-за ограниченного объема топлива большинство потребителей останавливаются на втором варианте и подготавливают специальное помещение.

Для перемещения дров или опилок из «склада» в камеру горения задействуется механизм загрузки. Он бывает шнековым или пневматическим. В качестве механизма подачи используется пневмотранспортер — труба, по которой с помощью воздушных масс передаются гранулы топливных элементов.

Главным достоинством подобного оборудования является частичная энергозависимость, поскольку загрузка топливной камеры выполняется раз в сутки. Из минусов выделяют большие затраты электрической энергии при работе узлов, подающих топливо.

Большое количество агрегатов поддерживают шнековую подачу гранул, а интенсивность загрузки определяется автоматикой.

Твердотопливный котел с автоматической подачей топлива обладает такими особенностями:

1. Для регулировки температуры теплоносителя изменяется интенсивность подачи воздуха в резервуар.
2. Управление системой выполняется по такому принципу: температурный датчик отправляет электромагнитный сигнал на механизм управления, в результате чего осуществляется открытие или закрытие воздушной заслонки.
3. Для регулировки температуры воздуха внутри комнаты задействуются термореле и 3-ходовые клапаны.
4. Чтобы компенсировать перепады давления в отопительной системе и защитить ее от перегрева теплоносителя, в котле обустраиваются компоненты группы безопасности. К ним относятся расширительный резервуар, предохранительный клапан с отводчиком воздуха и измерительным прибором (манометром).
5. Чтобы защитить теплоноситель от перегрева, в котле размещают защитные датчики и охлаждающие контуры с естественной циркуляцией.
6. С помощью датчика тяги работа котла приостанавливается в случае понижения показателей тяги в топке.
7. Чтобы следить за функциональностью агрегата и выбрать оптимальный температурный режим, в установке размещается модуль управления.
8. Если установить дополнительный GSM-модуль, можно обеспечить удаленный контроль и управление отопительной системой с помощью смартфона или планшета.

Выбирая автоматические твердотопливные котлы, важно обратить внимание на такие нюансы:

1. Расход топливных материалов определяется их качеством (калорийность, влажность, зольность). При этом качественное сырье отличается дороговизной, а степень его расхода зависит от внешних температурных условий.
2. Периодичность подачи топлива зависит от объема бункера.
3. Мощность котла выбирается с учетом площади обогреваемой постройки. Нет смысла приобретать высокопроизводительные установки для небольших помещений. Оптимальные рабочие параметры определяются следующей формулой: 2 кВт на 10 м².
4. При идентичном объеме сжигаемого топлива 2 котловые установки могут обладать разными показателями КПД. Средний диапазон варьируется от 60 до 85%.
5. В зависимости от уровня автоматизации обеспечивается бесперебойная автономная работа оборудования без участия человека.

Автоматические котлы на твердом топливе обладают такими преимуществами:

1. Экономный расход твердого топлива. При этом уголь и древесные отходы продаются по доступным ценам.
2. Практически полная автономность и независимость от участия человека.
3. Соответствие экологическим стандартам.
4. Простота монтажа оборудования.

Кроме плюсов, такие агрегаты имеют и недостатки. Так, если в качестве топливного сырья используется щепа, при продолжительном простое она может слипаться или слеживаться на дне резервуара. Влажный материал не обеспечивает нужную степень нагрева.

Для бесперебойной работы котла важно постоянно очищать его от загрязнений

Что представляют собой твердотопливные котлы

Отопление газом – не всегда самый выгодный вариант получения тепла в жилище с экономической точки зрения.

Электричество – тоже не является панацеей, ведь напряжение в городской сети еще более-менее стабильное, а за городом «скачет» так, что полагаться на него не стоит.

Выхода из такой ситуации всего два: установить дома камин или твердотопливный котел.

Такой вид отопительного оборудования надежен, долговечен и не зависит от переменчивых внешних условий.

Основное топливо для твердотопливных котлов это уголь, дрова, дровяные брикеты и прессованные гранулы.

Это основное топливо. Отклонение от этого условия влечет за собой заметное ухудшение процесса горения и коэффициента полезного действия котла на твердом топливе. Также может случиться поломка самого котла и безвозвратный его выход из строя.

Установка в жилом доме твердотопливного котла — задача одновременно проста и понятно, однако при детальном рассмотрении, связана с многочисленными техническими и технологическими сложностями.

Сегодня многие граждане стремятся оборудовать свой дом нагревательным прибором, работающим на твердом топливе. Это объясняется хорошими эксплуатационными характеристиками отопительного оборудования данного вида, отсутствием необходимости получать разрешение на монтаж твердотопливного нагревательного прибора.

Не последнюю роль в плане выбора отопительной техники играет стоимость топливного ресурса и его относительная доступность.

Однако выбрать котел и установить его в доме – этого мало.

Для нормальной работы системы автономного отопления потребуется дополнительная установка различных устройств, приспособлений и механизмов.

Большая часть таких приспособлений обеспечивают нормальное функционирование всего отопительного комплекса и его безопасность.

Буферная емкость или теплоаккумулятор, для твердотопливного котла как раз относится к разряду таких устройств, без которых ни один нагревательный агрегат не сможет полноценно работать.

К преимуществам твердотопливных отопительных котлов относятся следующие качества:

• экономичность;
• высокая надежность;
• длительный срок службы;
• невысокая стоимость;
• обширный модельный ряд;
• возможность использования любых видов твердого топлива.

Недостатками котлов являются такие показатели:

• требовательность к качеству горючего материала;
• необходимость в свободном пространстве для хранения топлива;
• ручная загрузка топлива;
• необходимость постоянного контроля работы устройства.

Угольное отопление: плюсы и минусы

Отопительные системы, работающие на угле, отлично справляются с повышенными запросами к обогреву при сильных морозах. Одним из его главных плюсов является способность долго удерживать тепло. Кроме того, у угольного печного отопления есть другие преимущества:

• независимость от наличия магистральных энергоресурсов (электричества, газа);
• доступность: уголь, как и сами котлы, отечественное и недорогое;
• эффективность: среднее КПД для разных видов оборудования — 70%;
• автономность: если приобрести соответствующую модель, вы не будете зависеть от электричества и газа;
• простота конструкции обеспечивает продолжительную бесперебойную работу аппарата;
• автоматизация: многие модели сами решают вопросы подачи топлива и терморегуляции.

Несмотря на совершенство технологий, угольные приспособления не лишены недостатков:

• Чтобы горение приносило максимальный КПД, придется соблюдать особые условия: требования к марке, качеству, влажности сжигаемого сырья.
• Необходимость выделения хозяйственного помещения для хранения топлива и установки агрегата.
• Цикличность процесса — различная частота загрузки (зависит от типа устройства). Уголь придется загружать в любой котел.
• Необходимость обслуживания: удаление сажи, копоти, золы, чистка.

Многие устройства требуют установки вспомогательных приспособлений, таких как насосы и блоки принудительной вентиляции. Несмотря на автоматизацию многих систем, за угольными генераторами нужен постоянный контроль.

Требования к монтажу

Пеллетный котел – это сложный агрегат, который относится к объектам повышенной пожарной опасности. Выполнение монтажных работ должно проводится специально обученными людьми, имеющими допуск.

Основные требования:

1. Агрегат устанавливается на несгораемом основании.
2. Топочная обязана соответствовать требованиям СНИП и проекту.
3. Размещение котлоагрегата выполняется так, чтобы было свободное пространство для техобслуживания: высота потолков — более 2.0 м, промежуток перед фронтом котла — не менее — 0,7 м, с боковых сторон — 0,4 м, между задней частью агрегата и стенкой — 0,2 м.
4. Подача воздуха выполняется принудительной через центробежный вентилятор. В топочной обустраивают не закрываемое вентиляционное отверстие – 10 см.
5. В топочной должно быть отдельное электропитание и система заземления котельного оборудования.
6. Котел подключается к системе дымоотвода, работающей по принципу естественной или принудительной вентиляции. При естественной системе разрежение в котле должно быть выше 5 Па, что регулируется высотой 600 см от патрубка котлоагрегата.
7. Дымоход устанавливают отдельно стоящим из нержавеющей трубы с теплозащитой и установкой конденсатоотводчика.

Требования к помещению для установки промышленного тт котла

Твёрдотопливные промышленные котлы большой мощности, устанавливаются в отдельно стоящем помещении, используемом под нужды котельной. К зданию предъявляются высокие требования относительно пожарной безопасности.

Требования оговаривают следующее:

Котел устанавливается отдельно от промышленных помещений и топливного хранилища.

В систему отопления обязательно включается система водоподготовки и безопасности. Для защиты котла от повышения температуры, устанавливается группа безопасности, состоящую из манометра, датчика сброса давления и воздухоотводчика. Осуществляются мероприятия по обеспечению безопасности. Регулярно проводится влажная уборка, предотвращается скопление пыли. При использовании угля в качестве основного топлива, устанавливаются пылеуловители. Устанавливаются герметичные светильники с металлическим защитным каркасом.

Стены и пол помещения облицовываются негорючими материалами. Требование по промышленной безопасности оговаривают необходимость в свободном подъезде к котельной и наличия пожарного гидранта. Обязательно устанавливают пожарный щит со средствами пожаротушения и индивидуальной защиты.

В промышленной котельной устанавливают средства сигнализации и оснащают помещение системой автоматического пожаротушения.

Особенности паровых котлов на угле и характеристики

Агрегаты представляют собой оборудование, которое отличается используемой энергией для обогрева. Котлы могут давать насыщенный и перегретый пар. Для бытовых целей подходит первый – температура в системе составляет +100…+115°С, а давление – не более 0,7-1 МПа. Второй вариант имеет показатели до +500°С и свыше 26 МПа соответственно.

Перегретый пар используется только в энергетике, где служит для получения электричества, а также в промышленности – там он запускает процесс механического движения (например, турбины). Он считается лучшим теплоносителем, у таких установок КПД достаточно высокий, но подобные приборы в частных домах не применяют.

Какой дымоход лучше установить

Выхлоп угольного котла характеризуется:

• высокой температурой – 650 ˚С против 300 ˚С у древесины;
• большим количеством серы и других элементов, образующих при конденсации влаги едкую смесь кислот.

В таких условиях к дымоходу предъявляются особые требования. В случае применения конструкции типа «сэндвич» внутренняя (рабочая) часть должна быть выполнена из жаропрочной и кислотостойкой стали. Аналогичными свойствами обладают керамические дымоходы. Кирпичные необходимо загильзовать.

Сечение дымоотводящего канала подбирается в соответствии с номинальной мощностью теплогенератора. Производитель приводит его в инструкции. Можно ориентироваться на дымоотводящий патрубок: по диаметру канал должен быть таким же либо превосходить его.

Какой уголь подходит для котлов-автоматов

Система загрузки в котел, сконструирована под использование определенной фракции топлива. Большинство транспортеров способны перемещать уголь с фракцией до 50 мм. Производители не рекомендуют применять крупный уголь, так как в процессе сгорания, остается большое количество зольного и несгораемого остатка.

Основными требованиями к качеству топлива для всех водогрейных твердотопливных отопительных котлов с полностью автоматизированной системой подачи угля, являются:

• Сорт топлива «эко-горошек».
• Рекомендуемый размер фракции от 5 до 25 мм.
• Количество мелких частиц не более 60%.

Оптимально соответствует описанным выше требованиям, фасовочный уголь в мешках. Но если приобретение уже готового фракционного топлива экономически нецелесообразно, допускается использовать специальные дробилки.

Пропустив уголь через дробильное устройство, можно получить большое количество угля, строго установленной фракции. Недостатком решения является большое количество пыли и мелких частиц, штыбы. Полученный состав сжигают исключительно на горелке типа АКМ.

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:

1. 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.

Лучшие известные производители и модели:

Metal-Fach SMART EKO-20

Один из лучших автоматических угольных котлов для отопления частного дома. Котлоагрегат польской компании, но российского производства и сборки. Мощность от 6 до 20 кВт, КПД 90%. Оснащен чугунной ретортной горелкой, теплообменником из крайне толстой печной 6 мм стали, может управляться от пульта ДУ. Работает с углем фракцией 0-32 мм, при этом в ручном режиме может топиться дровами. Большой бункер позволяет работать автономно до 5 дней. Умная автоматика и системы предотвращения аварийных ситуаций делает агрегат безопасным.

Согласно практике эксплуатации и отзывам пользователей, штатное топливо сгорает без дыма и почти без золы. За практику эксплуатации известен как абсолютно беспроблемный.

Стоимость: 132 000-180 000 руб.

Galmet Duo 17

Польский одноконтурный автоматический котел мощностью до 17 кВт, обладает крайне высоким для классических тт котлов КПД – 86%, классического горения. Толщина стали здесь ниже — 5 мм, но это все еще крайне хорошо. Имеется программатор, позволяющий задать настройки работы котла на сутки или неделю. Например, можно снизить температуру до 18-19°C на время сна или до 15°C когда все уходят на работу. Это позволяет существенно экономить топливо. Также из особенностей – возможность внешнего управления и подключение теплых полов, имеется автоподжиг и защита от перегрева.

Стоимость: 220 000-250 000 руб.

Как и каким углем лучше топить бытовой твердотопливный котел

ZOTA «Optima» 20

Отечественный одноконтурный котел с диапазоном тепловой мощности от 3 до 20 кВт. При угле и пеллетах в автоматическом режиме выдает КПД 82%, горелка позволяет использовать в ручном режиме любое твердое топливо. Для поддержания температуры могут устанавливаться ТЭНы. Автоматика управляет пламенем, загрузкой, автоподжигом и защитой от перегрева. Может подключать теплые полы и внешнее управление (например, опциональный GSM-модуль).

По техническим характеристикам, практичности и функционалу модель уступает описанным ранее аналогам, но и стоит гораздо дешевле. Конкретно по данной модели серьезных сервисных нареканий не известно, однако многие другие твердотопливные модели не всегда славятся долговечностью. Стоит отметить, что сервисная структура развита и производитель быстро и результативно реагирует на обращения. Гарантийный срок всего 1 год, когда у аналогов выше – 5 лет.

Стоимость: 151 000-211 000 руб.

Pereko KSP Duo 18

Крайне дорогостоящий автоматический котел высшей ценовой категории с одной загрузкой бункера на 7 дней. Выдает 18 кВт тепловой мощности. PSQ горелка, технологичная автоматика и более сложная конструкция теплообменника, позволяющая аккумулировать больше тепловой энергии, позволили достичь КПД 92%. В ручном режиме специальная горелка может сжигать любое твердое топливо, программа компьютера экономит расход топлива до 30%, управляет всей системой обогрева дома (даже работой смесительного клапана, при необходимости) и не допускает нештатных ситуаций. Удобное решение по удалению золы, в базовой комплектации имеется GSM-модуль для управления с помощью SMS.

Единственный недостаток, помимо цены, – допустимое рабочее давление 1,5 бар, что не позволяет использовать котел в системах отопления, например, многих двухэтажных домов, где рабочее давление в системе часто 1,7-2 бар.

Стоимость: 283 000-327 000 руб.

Обзор дорогостоящих твердотопливных котлов Pereko Одни из наиболее технологичных и надежных

Heiztechnik Q Eko Lux 15

Польский угольный автоматический котел длительного горения с ретортной горелкой из чугуна, не допускающей спекание топлива. При фракции угля от 5 до 25 мм может автономно работать до несколько недель, поскольку опционально имеет возможность автоматического удаления золы. В ручном режиме можно топить дровами и другим твердым топливом. Тепловая мощность в диапазоне от 5 до 15 кВт, КПД 88%. Уровень автоматики позволяет встраивать в «умный дом» и ДУ от интернета, однако в базовой комплектации никаких систем внешнего управления нет.

Сейчас снят с производства, но на многих складах еще в наличии.

Стоимость: 154 000-179 000 руб.