Шахтные твердотопливные котлы длительного горения

Твердотопливные котлы, несмотря на широкую газификацию и электрификацию, очень популярны. Древесина как топливо повсеместно доступна, стоит недорого.

Конструкторская мысль постоянно работает над усовершенствованием отопительного оборудования, так как архаичные конструкции обладают низким КПД и очень неудобны.

Для облегчения эксплуатации придуманы топки длительного горения.

Выбор конструкции

Чтобы обеспечить максимальный КПД котла, конструкторам приходится решать следующие задачи:

  1. Эффективное сжигание топлива. Есть два подхода: сжигание с избытком кислорода и пиролитическое разложение газов.
  2. Дозированная автоматическая подача топлива или послойное горение.
  3. Размещение теплосъемника вокруг камеры сгорания или на пути продуктов горения.

В зависимости от реализации этих задач конструкции разных производителей существенно отличаются.

Разновидности котлов по мощности

Выбор зависит от задач, которые ставятся перед отоплением. Первое, что нужно определить — назначение котла.

Промышленный

Предназначен для отопления крупных зданий, сушильных камер, обогрева оборудования. Мощность рассчитывается исходя из нужд в тепловой энергии, зачастую котёл выбирается на 25—30% мощнее. Конструкция требует отдельного котельного помещения, сложной обвязки и автоматического управления, эксплуатация и обслуживание проводятся обученным персоналом кочегаров.

Фото 1. Твердотопливный котел длительного горения промышленного типа, подключенный к контуру отопления.

Конструкция направлена на автоматическую дозагрузку и пиролизное разложение древесины. На предприятиях, где отходами являются стружка и опилки, именно это топливо используется преимущественно. В этом случае применяются системы бункерной дозагрузки со шнековыми трассами.

Бытовой

Предназначен для повышения комфорта использования. Максимальное время автономного горения, возможность контролировать температуру теплоносителя в зависимости от сезона, энергонезависимость, вид топлива — все эти особенности учитываются при выборе типа котла.

Виды по способу сжигания топлива и конструкционным особенностям

Горение — процесс быстрого разложения древесины на газы с последующим окислением углерода до углекислоты. Оптимальное горение всегда выделяет большое количество тепла. Увеличить время и эффективность горения древесины можно различными способами.

Колосниковые

Горение происходит на колосниковых решётках, через которые проходит воздух. Топливо горит во всём объёме, интенсивность пламени регулируется подачей воздуха через зольную дверцу.

В режиме длительного горения такой котёл неэффективен, так как горение замедляется задержкой подачи воздуха.

Бо́льшая часть разложившейся до пиролизных газов древесины не сгорает и оседает на стенках дымохода в виде сажи. Оптимальным вариантом использования такого котла является режим форсированного горения и накопление тепловой энергии в теплоаккумуляторе.

Пиролизные

Пиролизный котёл обеспечивает длительное горения одной закладки дров благодаря послойному разложению дров на пиролизные газы с последующим сгоранием. Горение в такой топке происходит не по всей массе загрузки, в камере газификации горит только нужное количество топлива. Тепло получается при сжигании пиролизных газов и улавливается теплообменником на дымоходе. Использование пиролиза возможно только в довольно узком диапазоне мощности, к этому параметру стоит отнестись очень щепетильно.

Фото 2. Внутреннее устройство и принципы работы твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

Существенным недостатком пиролизных котлов является их энергозависимость. Для поддержания горения газов и разложения твёрдого топлива воздух нагнетается вентиляторами. Этот недостаток сопровождается несомненным достоинством — благодаря принудительной подаче воздуха есть возможность точно регулировать температуру теплоносителя при устойчивом горении. Оборудование автоматизируется, при бункерной подаче топлива (опилок, пеллет) достигается феноменально долгое время автономной работы.

Большое преимущество пиролизных котлов — их относительная всеядность. При некоторых регулировках и конструктивных особенностях пиролиз происходит на шелухе, соломе, опилках. пеллетах, кусковой древесине, коре.

Верхнего горения

Революционный взгляд на увеличение длительности горения на одной закладке — заставить гореть топливо не во всём объёме снизу вверх, а послойно, сверху вниз.

Фото 3. Внешнее и внутреннее устройство твердотопливного котла с верхним типом горения. Стрелками указаны части прибора.

Устройство простое: камера сгорания заполняется дровами, воздух подаётся через дифференцированную систему воздуховодов. Горение происходит только сверху закладки, при достаточной подаче воздуха топливо сгорает полностью.

Конструктивные особенности котла определяют вид используемого топлива. По возможности, закладка должна быть плотной, чтобы угольки не проваливались вниз и не образовывали новых очагов горения. Оборудование работает на крупных кусках древесины, но их придётся пересыпать опилками, щепой, пеллетами. Главное — равномерное распределение топлива по площади камеры.

Топить углем или торфобрикетами невозможно, т. к. это топливо с высокой зольностью. А также из-за повышенного образования золы нельзя применять влажную древесину.

Шахтного типа

Усовершенствованная конструкция котлов верхнего горения. Воздух подаётся через специальный телескопический воздуховод, на котором установлен «блин» груза.

Топливо сгорает постепенно сверху вниз, прижатое массивным раскалённым металлом. Пламя раздувается подаваемым непосредственно в зону горения воздухом.

Конструкция блестяще реализована в изделиях фирмы «Стропува», многократно скопирована и усовершенствована тысячами конструкторов и народных умельцев.

Конструкция привлекает внимание поразительной гибкостью настроек, простотой, долговечностью, феноменальным КПД и длительностью горения. Котёл работает самостоятельно, без применения вентиляторов и воздуходувов.

Читайте также:  Пена монтажная зеленого цвета

Загрузка топлива должна быть максимально равномерной. Котёл прекрасно работает на любой сухой древесине: щепа, опилки, солома, кусковые дрова, небольшие поленья, пеллеты. На пеллетах время горения значительно увеличивается, соответственно загрузка котла требуется реже.

Как выбрать твердотопливный котёл длительного горения

На выбор влияет следующее:

  1. Бюджет. Стоимость оборудования иностранного производства бывает настолько высокой, что вместо приобретения такого оборудования дом можно отапливать на протяжении десятка лет электричеством или провести газ. Цена котла должна быть оптимальной.
  2. Доступное топливо. Самое удобное топливо — прессованные пеллеты. Они обладают хорошей теплотворной способностью, удобны для механизации загрузки. Проблема — цена и доступность. Если есть возможность приобретать сухое топливо твердолиственных пород или сушить самому — можно приобрести любой котёл.

Фото 4. Пеллеты в форме небольших цилиндрических гранул. Они используются в качестве топлива для твердотопливных котлов длительного горения.

  1. Условия эксплуатации. Для мощных отопителей придётся построить отдельное котельное помещение и установить утеплённый дымоход из нержавеющей стали или керамики. Это значительно усложняет задачу и раздувает бюджет.
  2. Задачи, которые ставятся перед котлом. Если есть необходимость посещать топочную только один раз в неделю, придётся приобретать устройство шахтного типа с возможностью работы на угле, либо пеллетный котёл с бункерной загрузкой и топить пеллетами. Такая система дорого стоит, и если нет необходимости, лучше обратить внимание на более простые «всеядные» устройства.
  3. Долговечность оборудования. Чем сложнее конструкция, чем выше температуры сгорания, чем хуже металл, тем чаще придётся чинить или менять котёл. В зависимости от конструкции стоимость обслуживания и ремонта будет значительно отличаться.

Как эксплуатировать устройство

Оптимальная работа любого оборудования зависит от режима работы и характеристик топлива. Чтобы в воздуховодах не образовывалась сажа и конденсат, топка должна работать в оптимальном режиме. «Придушенная» работа при недостатке воздуха ведёт к резкому снижению КПД: котёл потребляет много дров. Горит долго, но греет слабо.

Котельная

Котельное помещение обладает следующими важными параметрами:

  1. Изолированность. Дым при растопке не должен попадать в жилые помещения. Оптимально, если котельная будет устроена вне жилого помещения, в отдельном здании или помещении с доступом с улицы.
  2. Объем и удобство обслуживания. Устанавливается оборудование на фундамент, вокруг предусматривается свободное место для беспроблемного доступа к узлам обвязки, шиберу, прочисткам.
  3. Наличие дымохода и вентиляции. Твердотопливные котлы длительного горения склонны к повышенному образованию конденсата. Кирпичный дымоход не годится — конденсат проникнет через кладку. Стоит применять гильзы из нержавеющей стали, керамику.

Топливо

Твердотопливные котлы будут работать в режиме длительного горения только при наличии соответствующего топлива. Чудес не бывает — для получения киловатта энергии нужно сжечь определённое количество энергоносителя. Рассчитывается количество топлива просто: нужно знать теплотворную способность и умножить её на КПД котла.

Дрова. Применять стоит только сухую древесину, желательно лиственных твёрдых пород. Затраты на подготовку окупятся беспроблемной работой отопления.

Пеллеты. От производителя поступает уже готовое высококалорийное и технологичное топливо. Пеллеты сыпучие, но не оставляют мусора. Их придумали для облегчения транспортировки отходов промышленности. Пеллетные топки легко автоматизировать, при больших бункерах без участия человека котёл способен гореть месяцами!

Опилки, щепа. Применение отходов деревообработки имеет 2 проблемы: влажность и мусор. Опилки обладают довольно низкой плотностью, следовательно, низкой теплотворной способностью.

Это окупается дешевизной топлива, на многих предприятиях их отдают даром или за бесценок.

Сыпучие растительные остатки: солома, жмых, лузга. Новое слово в альтернативной энергетике — применение возобновляемого топлива. Остатки от производства, солома, стебли подсолнуха и прочее местное топливо раньше утилизировалось как мусор. Применение такого топлива окупается за счёт дешевизны, но применять стоит, если есть постоянная возможность приобрести новую партию.

Сложности при хранении и транспортировке сыпучего топлива решаются при помощи ёмкостей, биг-бэгов, расфасовке в бумажные пакеты.

Внимание! Хранить такое топливо в большой куче нельзя! Влага конденсируется, топливо начинает гнить, перегревается, есть риск самовозгорания.

Хранить удобнее в мешках, сложенных на полки для доступа воздуха.

Правила безопасного использования

  1. Устройство дымохода. Именно в месте прохождения дымохода через перекрытия начинаются пожары. Хорошая теплоизоляция дымохода и соблюдение правил эксплуатации защитят от пожара.
  2. Периодическая чистка от сажи теплообменника и дымохода. В непрочищенных дымоходах сажа может загореться. Температура горения сажи выше 1000 °C, из трубы при этом летит огромное количество искр. Опасно! Есть огромный риск пожара!
  3. Не оставляйте открытое пламя без присмотра. Не поручайте протопку детям или людям с психическими отклонениями.
  4. Котлы длительного горения — технологичные устройства. Внимательно изучите инструкцию и придерживайтесь рекомендаций производителя.

Как определить эффективность котла

После установки котёл нужно испытать. Для этого в топку заправляется взвешенная порция однородных сухих дров, подключается система отопления.

Измеряются три параметра: объем воды, начальная температура, конечная температура, длительность горения. Исходя из этих данных рассчитывается количество энергии, переданной теплоносителю.

Получившееся значение сравнивается с теплотворной способностью топлива. Если цифры отличаются на 20% — система работает «отлично».

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается об особенностях и принципах работы твердотопливных котлов длительного горения.

Заключение

Правильно выбранный котёл выполняет возложенные на него обязательства — долго обогревает помещение, работает без затуханий, дымления. Образование сажи минимальное. Хороший котёл требует минимума человеческого внимания, прост в обслуживании и не требует ремонта.

Читайте также:  Пенофол из чего сделан

    Содержимое:

  1. Устройство и принцип работы шахтного котла
  1. Как топить шахтный котел дровами
  2. Какие дрова лучше для котла шахтного типа
  • Как правильно укладывать дрова в шахтный котел
  • Плюсы и минусы дровяных котлов шахтного типа
  • Главным отличием, которое имеют шахтные котлы длительного горения на дровах, от аналогичного оборудования, является неприхотливость к качеству топлива. Технические характеристики котла шахтного типа, позволяют использовать для топки поленья, с влажностью до 45%. При этом сохраняются хорошие теплотехнические параметры и возможность автономной работы в течение 6-8 часов от одной закладки.

    Устройство и принцип работы шахтного котла

    На практике, бытовые шахтные ТТ котлы на дровах нижнего горения, работают следующим образом:

      Дрова укладываются в вертикальную топочную камеру и поджигаются через специальное отверстие внизу котла.

    Существуют разновидности шахтных котлов, обычно называемые по фамилиям их создателей (Холмов, Ефимов и т.п.). Конструктивной особенностью каждой модели является вместительная топочная камера с вертикальной закладкой дров.

    Как топить шахтный котел дровами

    Как показывает практика, большинство потребителей затрудняются перевести обычное горение дров в шахтном котле в режим газогенерации. Для этого выполняют следующие шаги:

    1. Разжигают дрова в обычном режиме.
    2. Ждут в течение 15-20 минут, пока котел выйдет на рабочую мощность.
    3. Переводят прибор в режим газогенерации.

    Если дрова подобраны и уложены правильно, топка котла не принесет никаких неудобств.

    Какие дрова лучше для котла шахтного типа

    Но основным видом топлива для котла на дровах с шахтной топкой, остаются дрова. Даже если планируется использовать альтернативные типы топлива, необходимо позаботиться, чтобы как минимум около 40% закладки составляли хорошо просушенные поленья. Так, можно обеспечить максимальную теплоотдачу оборудования.

    Как правильно укладывать дрова в шахтный котел

    Подробные инструкции, относительно закладки топлива и розжига, находятся в инструкции по эксплуатации, прилагаемой заводом – изготовителем.

    Преимущества и недостатки дровяных котлов шахтного типа

    Хорошие технические характеристики шахтного котла и при этом простота конструкции, и внутреннего устройства, привели к тому, что появилось множество схем и чертежей, указывающих, как сделать теплогенератор данного типа своими руками.

    Полностью повторить качество заводской сборки в домашних условиях нереально. Результатом самостоятельного производства, стали участившиеся несчастные случаи. Безопасность могут обеспечить только отопительные агрегаты, изготовленные на заводе и имеющие соответствующую сертификацию.

    В настоящее время существует множество моделей котлов на твёрдом топливе. Интерес вызывают шахтные котлы длительного горения, так называемые котлы Холмова.

    Котёл Холмова шахтного типа

    Что такое — котёл Холмова?

    Котлы Холмова – это твердотопливные устройства длительного горения. Их конструкция имеет две вертикальные камеры. Первая шахта, побольше, необходима для топливной закладки и процесса горения. Сжигание топлива осуществляется только в закрытом пространстве в нижней части закладки, из-за этого агрегат ещё называют котлом шахтного типа с нижним горением. Вторая шахта, что поменьше, дожигает топливные газы. К тому же в ней находится теплообменник, и именно здесь вода для отопительной системы подогревается с наибольшей силой.

    Узнать цену и купить отопительное оборудование и сопутствующие товары вы можете у нас. Пишите, звоните и приходите в один из магазинов в вашем городе. Доставка по всей территории РФ и стран СНГ.

    Шахтный котёл функционирует на различном твёрдом топливе. Производится котёл мощностью 10, 12, 25 кВт. Полная загрузка топки обеспечивает обогрев помещения агрегатом в среднем 12-16 часов. Изготавливаются зависимые и независимые агрегаты.

    Устройство котла на дровах и угле шахтного типа

    Устройство котла Холмова

    Котёл данного типа в своей структуре имеет следующие основные элементы:

    • корпус;
    • камера для закладки топлива;
    • камера с теплообменником;
    • колосники ;
    • двери;
    • зольник ;
    • расширительные компенсаторы;
    • патрубок для дымохода;
    • выходы и входы для слива, подачи и обратки, для крепления группы безопасности либо клапана предохранения;
    • термостат .

    Твердотопливный котёл Холмова мощностью 12 кВт весит почти 255 кг. Его габариты: высота – 124 см, ширина – 48,5 см, длина – 66 см. Перенести данный агрегат через дверной проём не доставит трудностей. Котлы мощностью 10 кВт по внешнему оформлению и размерам аналогичны предыдущей модели, разница лишь в конструкции изнутри.

    Верхние двери агрегата двойные, внутри располагается тепловой изолятор, из-за которого температура не поднимается выше отметки 80 °С. Края обклеены уплотнителем. Окрашены стойкой к температурам краской. Крышка сзади закрывается четырьмя быстросъёмными винтами, а другие – специальными запорами. Дверь зольной камеры внизу закрыта теплоизолятором только на 40 %, причём температура не поднимается выше 90 °С из-за охлаждения постоянными воздушными потоками.

    Самая нижняя часть отопительного агрегата – это именно специальная пластина с внутренним тепловым изолятором и парой длинных ножек, а не дно шахты котла.

    Такое устройство повышает коэффициент полезного действия котла Холмова и защищает систему обогрева и помещение от пожара. Таким образом, шахтный котёл можно монтировать даже на пол из дерева.

    Зависящие от энергии агрегаты дополнительно в своей конструкции имеют дымосос либо вентилятор, контроллер для регулировки процесса горения. Однако всё же большей популярностью пользуются котлы, для работы которых энергия не нужна. В энергонезависимых устройствах контроль производится термостатом типа RT3. Находится он на стенке спереди. С использованием цепочки термостат и небольшую дверцу поддува соединяют через специальное ушко.

    Дверца поддува нужна для кислородной подачи в агрегат, чтобы держать на должном уровне горение топлива в нём. Находится она на большой двери зольной камеры. Полностью не бывает закрытой никогда, потому что предусмотрен специальный зазор для минимального прохода кислорода.

    Читайте также:  Зонтик для крепления пенопласта

    Сзади, в верхней части, располагается патрубок. К нему присоединяется дымоход. За счёт патрубка осуществляется естественная тяга. Через дверь поддува в отопительный агрегат начинает поступать воздух, который проходит в подколосниковую камеру с парой колосников из чугуна. За ними находится резервный сварной колосник (горбик), что располагается выше предыдущих.

    Под колосниками располагается ёмкость для сбора золы. При очистке её можно с лёгкостью достать. Для слива жидкости в нижней части котла есть полудюймовый патрубок, аналогичный предназначен и для группы безопасности либо клапана предохранения.

    Расширительные компенсаторы предназначены для того, чтобы исключить расширение котла Холмова до аварийных размеров и разрыв сварных швов.

    Расширительные компенсаторы находятся по всему периметру котла. Есть они и во внутренней части корпуса.

    Принцип работы котла

    Тепло в котле Холмова получается путём двух видов теплогенерации:

    • прямого топливного сжигания;
    • дожигания твердотопливных газов.

    Пиролизный котёл сконструирован таким образом, что входящий воздушный поток не даёт достаточного объёма воздуха для хорошего горения. Поэтому некоторое количество топлива просто горит, а часть попросту тлеет. Из-за тления появляется много дыма с большим содержанием сажи и смолы. Газы дыма, когда проходят через горячие угли, дополнительно обогащаются веществами и создают ещё более активные газы.

    Пиролизный котел шахтного типа Холмова

    Такой котёл шахтного типа на дровах может стабильно функционировать около 12 часов на единичной закладке, что в несколько раз дольше, чем у стандартных агрегатов на угле или дровах. Как раз из-за этого котёл Холмова и называется котлом длительного горения. Топка устройства очень большая и вмещает намного больше топлива, чем камера классических твердотопливных котлов.

    Агрегат с мощностной характеристикой 15 кВт имеет топочную камеру на 180 л топлива. Горение осуществляется лишь в нижних 20 см всей закладки. «Резервное» топливо сверху в то время ждёт, пока топливо снизу догорит и постепенно занимает его место. Газы дыма скапливаются на высоте 30 см над тлеющими углями. Больший объём входящего воздуха движется под колосники и проходит под ними в другую топку пиролизного дожига. Данный воздух притягивает газы дыма, которые находятся над слоем горения. Дым движется через угли и обогащается, тем самым повышая качество пирогазов.

    Вторую и первую шахты отделяет вертикальная перегородка. Лишь снизу данной стенки есть маленький просвет. Через это отверстие при помощи тяги огонь засасывается из одной камеры в другую. Здесь внизу происходит полный дожиг древесных газов, а вверху находится конвекционный тепловой обменник. Наиболее высокий нагрев достигается в нижней части второй камеры (температура до +800 °С). Большая часть теплоэнергии в данной области переходит в водяную рубашку отопительного агрегата как радиационное излучение. Остальное тепло от газов горения собирается водотрубным тепловым обменником конвекционного типа.

    Шахтные котлы могут работать как на дровах, так и на угле, пеллетных гранулах, брикетах, щепках, опилках. Чтобы повысить коэффициент полезного действия отопительного агрегата, использование угольного топлива лучше сделать минимальным. Дело в том, что уголь – это продукт органического разложения и при его сжигании пирогазов почти не появляется.

    Достоинства и недостатки

    Твердотопливные котлы шахтного типа имеют следующие положительные характеристики:

    1. Универсальность. Котёл Холмова может функционировать почти на любом типе твёрдого топлива. Можно топить конструкцию даже влажными дровами (не более 45 %).
    2. Высокий КПД . Отопительные котлы отличаются высокой производительностью и, в зависимости от модели, предназначены для загородных домов, коттеджей, помещений под склад и т.д.
    3. Автономность. Этот параметр относится к энергонезависимым котлам обогрева. Модели могут работать без электричества, в экономном режиме, на одной закладке топлива 12-16 часов.
    4. Простота эксплуатации. Работы по загрузке топлива и чистке шахты производятся через разные люки. Для обслуживания топочных камер не нужно выключать котёл. Зола выбрасывается в специальную ёмкость, откуда её можно удалить.
    5. Безопасность. Для пользования агрегатом не нужно устанавливать сложную автоматику . Попадание в помещение дыма и отравление угарным газом практически невозможно.

    Что касается недостатков, можно выделить следующий пункт.

    Оседание сажи и смолы. Отходы появляются в процессе топливного горения. И не всё количество газов пиролиза удаляется во вторую камеру для сжигания. Поэтому часть газов дыма постоянно есть в загрузочной камере, что приводит к скапливанию смолы на её стенках.

    Отзыв на котёл Холмова производства ТеплоПром

    Чертежи котла длительного горения Холмова

    Отличные технические характеристики твердотопливного котла Холмова и его простая конструкция поспособствовали тому, что появились различные чертежи и схемы, которые указывают на то, как правильно сделать агрегат такого типа самостоятельно.

    Однако в полной мере и качественно выполнить дома такой котёл практически нереально. К тому же работы могут стать причиной несчастных случаев. Безопасность могут гарантировать лишь обогревательные котлы, выполненные в заводских условиях и имеющие сертификаты.

    Как свидетельствуют отзывы пользователей, котлы на твёрдом топливе шахтного типа из всего модельного ряда устройств нагрева являются наиболее удобными, эффективными и простыми в обслуживании. Цена на них сравнительно невысокая, а наличие сложных элементов и механизмов в конструкции сведено к минимуму. Для тех, кто хочет иметь автономное отопление, котлы Холмова обеспечат много свободного времени и достаточный уровень комфорта.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *