Водогрейные твердотопливные котлы

Котлы водогрейные твердотопливные

Котлы водогрейные твердотопливные применяются для горячего водоснабжения и отопления зданий и сооружений площадью до 30 000 кв.м. В качестве топлива могут использоваться каменные и бурые угли, антрацит, дрова, торфяные брикеты и отходы деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства.

В российской энергетике широкое распространение и признание благодаря высоким эксплуатационным характеристикам получили водогрейные котлы серии КВ мощностью от 0,17 до 4 МВт. Они обеспечивают температуру воды на выходе до 115 °С при рабочем давлении в котле 3-6 МПа. При необходимости котел может быть оснащен вентилятором и дымососом. Циркуляция теплоносителя в котле также принудительная, что существенно снижает риск возникновения накипи и перегрева.

Котлы водогрейные твердотопливные имеют весьма высокий КПД, что обусловлено особенностями их конструкции, оптимальной для использования любого вида твердого топлива, в особенности для бурых и каменных углей. Существенно снижены теплопотери через дымовые газы и ограждающие поверхности, а также минимизированы потери от механического и химического недожога топлива.

Для достижения необходимой газоплотности между охлаждаемыми стальными трубами распределительной решетки вваривается стальная полоса, что практически полностью исключает возможность присасывания холодного воздуха в топку и непосредственно в зону сгорания топлива.

Конвективные пакеты из стальных труб располагаются в шахматном порядке друг напротив друга, что обеспечивает большую площадь нагрева, усиливает коэффициент теплопередачи и охлаждает горячие дымовые газы на выходе до 180-200 °С.

Дополнительным преимуществом такой конструкции является компактность котла.

Для предотвращения излишнего нагрева наружных стенок их изолируют плитами ПТЭ со стальной обшивкой, что позволяет поддерживать наружную температуру в пределах 30 °С.

Котлы водогрейные твердотопливные отличаются низкой требовательностью к качеству питательной воды, что исключает необходимость монтажа сложной системы водоподготовки. Для снижения рисков солеобразования в котле используется специальная гидравлическая система, позволяющая повысить скорость теплоносителя до 1-1,5 м/с.

результате возникновения турбулентности в трубах возможность появления накипи существенно уменьшается. Чтобы предотвратить образование зон застоя и местного перегрева, в коллекторах могут быть установлены перегородки, с помощью которых поток воды распределяется равномерно по всей системе. Благодаря комбинации высокой скорости теплоносителя и многоходовой системы его движения обеспечивается устойчивость котла к перегреву и тепловому напряжению, что делает его весьма маневренным по мощности.

Котлы водогрейные твердотопливные изготавливаются двухблочными – непосредственно котел и топка. В зависимости от типа топки котел может быть как механизированным, так и ручным. Трубная система котла изготавливается из труб большого диаметра и располагается горизонтально. В передней части котла размещается топка, в задней – конвективный пучок труб.

В комплект поставки котла обычно входят вентиляторы поддува, предохранительные клапаны, вентили, термометры и манометры, водомерная колонка, паспорт котла и топки.

Котлы водогрейные твердотопливные монтируются относительно легко, поскольку поставляются потребителю блоками в максимальной заводской готовности. Котел устанавливается на заранее подготовленную бетонированную площадку и крепится на ней анкерными болтами. После этого к нему подключаются все необходимые питательные и отводящие системы, монтируется запорная арматура, дымосос и КИП. Котел отличается простотой обслуживания и эксплуатации и после запуска способен выйти на номинальную мощность в течение 2-4 часов.

kotel-kvr.su

Конструкция водогрейного тт котла

Существует несколько типов водогрейных тт котлов, отличающихся по принципу работы, устройству теплообменника и степени автоматизации процесса горения. Основными техническими характеристиками, на которые следует обращать внимание при выборе, являются:

• Классические котлы – работают по типу обычной дровяной печи. Топливо сгорает в топочной камере, в которой расположен водяной контур, изготовленный по типу змеевика. Контур подключен к системе отопления. На полное сжигание топлива уходит 3-4 часа.

• Котлы длительного горения – имеют две топочных камеры. В первой сжигается топливо, во второй осуществляется дожиг отходящих газов. Основы сжигания твердого топлива в топке водогрейного котла, в данном случае, были изменены.
  Конструкция топочной камеры модифицирована. Используется ломаный дымовой канал, окруженный жидкостной средой теплоносителя, что позволяет извлечь максимальное количество тепла. Горение осуществляется при ограниченном доступе воздуха и температуре сжигания свыше 600°С.

• Автоматические котлы – во внутреннем устройстве предусмотрено горелочное устройство, соединенное со шнековой или вакуумной передачей. Топливо подается постепенно, по мере сжигания. Автоматические котлы работают в режиме модуляции, плавного регулирования температуры нагрева, в диапазоне 30-100%.

Принцип работы водогрейных отопительных котлов на твердом топливе, влияет на время работы от одной закладки, автоматизацию процесса горения, КПД. Экономия, в случае установки современных моделей, использующих принцип длительного горения, составляет 30-40%.

Время автономной работы от 8 часов до нескольких суток. Полностью автоматизированные станции, способны проработать без остановки в течение всего отопительного сезона.

Типы теплообменников

Водогрейный твердотопливный котел, в отличие от конвекционных устройств, передает тепло в помещение не напрямую, а посредством нагретого теплоносителя. Подогрев осуществляется посредством теплообменника.

По своей конструкции и используемому материалу, принято различать несколько типов устройств:

• Тип материала – большинство производителей выпускают стальные теплообменники, изготовленные из жаропрочного и нержавеющего металла. Чугун, используется реже, по причине высокой себестоимости и сложности производственного процесса.

• Конструкция – по своему устройству, теплообменники делятся на трубчатые, пластинчатые, кожухотрубчатые и объемные. Бытовые водогрейные твердотопливные котлы, чаще всего используют кожухотрубчатые и трубчатые устройства.

Теплообменник подключается к системе отопления и горячего водоснабжения. Одноконтурные котлы работают исключительно на обогрев помещений. Чтобы обеспечить потребности в горячей воде, дополнительно подключают бойлер косвенного нагрева.

Какой теплоноситель допустим

Бытовой водогрейный отопительный котёл на твердом топливе, в качестве теплоносителя, использует специальную незамерзающую жидкость или обычную воду. Чтобы определить какой теплоноситель можно использовать, исследуют техническую документацию. Обычно, производитель прямо указывает допустимые жидкостные среды.

Даже если внутреннее устройство водогрейного котла позволяет применять антифриз, потребуется учесть некоторые нюансы его эксплуатации:

• Антифриз разъедает ржавчину – при плохой герметизации резьбовых соединений, система отопления дает течь.
• Нагрев и теплоотдача у незамерзающей жидкости хуже, поэтому, КПД водогрейного тт котла падает, приблизительно на 15%.
• В системе используется не чистый, а разбавленный антифриз. Чем сильнее разбавлена жидкость, тем меньший порог замерзания она имеет.

Как подобрать водогрейный твердотопливный котел

Помимо подбора отопительного оборудования по материалу и типу теплообменника, при выборе учитывают несколько важных параметров:

1. Мощность.
2. Компания – производитель.
3. Себестоимость.

При выборе водогрейного котла на твердом топливе, учитывают функциональные и конструктивные особенности: наличие контура ГВС, автоматизация процесса горения, тип используемого топлива, материал теплообменника.

Как правило, чем лучше оснащение и качество сборки, тем дороже стоит теплогенератор. Полностью автономные станции, изготовленные в ЕС, предлагаются по цене, начиная от 450 тыс. руб.

Как рассчитать водогрейный котёл

Водогрейные отопительные котлы на твердом топливе, малой мощности, рассчитывают по формуле 1 кВт = 10м². Для расчета более производительных моделей, используют специальные калькуляторы, способные учесть все возможные теплопотери в отапливаемом здании.

Определение тепловой мощности осуществляют следующим образом:

• Высчитывают общую площадь помещения.
• Подсчитывают производительность котла по формуле, указанной выше. Так, для помещения на 100 м², необходим теплогенератор на 10 кВт, на 200 м² – 20 кВт и т.п.
• Твердотопливные котлы с водогрейным контуром, расходуют определенное количество тепловой энергии на нагрев горячей воды. Поэтому, к результату расчетов, добавляют 20%.

Наиболее надежные марки котлов

Индивидуальные водогрейные котлы на твёрдом топливе, изготавливают несколько зарубежных и отечественных производителей. Лучшими считаются модели, изготавливаемые в Германии.

Российский потребитель, смог оценить продукцию, изготавливаемую следующими заводами по производству котлов:

1. Германия – Roda Brenner, De Dietrich.
2. Чехия – Wettek.
3. Италия – Sime Solida.
4. Россия – Alpine Air, Marten, KotlOFF, Stoker Pro, Termotechnik.
5. Латвия – Stropuva.
6. Украина – Megavatt.

Все эти модели считаются лучшими в своем классе отопительного оборудования и, судя по отзывам покупателей, являются достаточно надежными и экономичными.

Эксплуатация и обслуживание котла водогрейного типа

Общие требования безопасности при эксплуатации твердотопливных котлов, описаны в ППБ и СП. Некоторые дополнительные правила, можно найти в инструкции по эксплуатации, предоставленной заводом изготовителем.

Срок службы котла и безопасность эксплуатации, полностью зависят от соблюдения требований. Общими правилами установки являются:

• Монтаж выполняется на ровном негорючем основании.
• Обязательна установка группы безопасности. В обвязку входит запорная и регулирующая аппаратура: трехходовой клапан, регулятор тяги и т. п. Целью установки группы безопасности является предотвращение аварийных ситуаций, по причине перегрева теплоносителя.
• Автоматические котлы заземляют. Между теплогенератором и топливным хранилищем выдерживают расстояние в 1 м., устанавливают негорючую перегородку.
• Система дымоотведения устанавливается с соблюдением противопожарных разделок. При прохождении через кровельное покрытие и плиты перекрытия, вокруг трубы, оставляют зазоры, заполняемые негорючим теплоизоляционным материалом.

Все работы выполняют в согласии с руководством производителя, указанным в технической документации. Эксплуатационные характеристики водогрейного котла, во многом зависят от правильного подбора и дальнейшего использования отопительного оборудования. Соблюдение рекомендаций изготовителя, гарантирует длительную и безопасную эксплуатацию тт котла.

avtonomnoeteplo.ru

Общая информация

Принцип работы водогрейного котла на твердом топливе аналогичен любому другому устройству, которое нагревает теплоноситель в отопительном контуре с помощью тепловой энергии. Использоваться могут самые разные виды твердого топлива – дрова, уголь, пеллеты и брикеты, а также любые другие органические ископаемые, которые хорошо горят и доступны в больших объемах.

Выбор в пользу твердотопливных водогрейных котлов делают обычно в тех местах, где есть неограниченный доступ к твердому топливу, необходимому для его работы. В частности, на деревообрабатывающих предприятиях устанавливают дровяные котлы, которые работают, в том числе, и на отходах деревообработки. В небольших котельных для растопки оборудования используют бурый и каменный уголь, а иногда – пеллеты или торф в брикетах. С точки зрения теплоемкости наилучшими характеристиками обладает антрацит или обогащенная руда, а также кокс.

Водогрейные твердотопливные котлы отличаются высоким коэффициентом теплоотдачи, а благодаря большой площади поверхности теплообменника они способны подогревать большое количество воды.

Так, при использовании 1 кг антрацита в процессе горения выделяется до 7,16 кВт тепловой энергии, в то время как хорошо высушенные дрова из твердых пород древесины дают не более 2,78 кВт.

Стоит отметить, что КПД водогрейных твердотопливных котлов существенно ниже, чем у газовых – 70 % у дровяных и 78 % у угольных. Однако подогрев большого количества воды даже при таких затратах вполне целесообразен.

В отличие от всех прочих твердотопливных аппаратов, водогрейные твердотопливные котлы могут функционировать при постоянной высокой нагрузке, поскольку имеют запас мощности. Такой эффект достигается благодаря использованию большого числа теплообменников, которые подогревают воду для отопления и горячего водоснабжения.

Чем водогрейные котлы отличаются от прочих отопительных приборов

Водогрейный твердотопливный котел представляет собой прибор, внутри которого в результате сгорания твердого топлива температура носителя достигает 95-115 ℃. При этом горячая вода в теплообменнике циркулирует под давление 0,6 МПа. Это главная отличительная черта водогрейных котлов от прочих приборов, в которых движение теплоносителя сначала в котле, а затем и в отопительном контуре, происходит свободно.

Обратите внимание, что при использовании водогрейных котлов теплоносителем выступает обычная водопроводная вода с добавлением определенных примесей и присадок. Эти добавки необходимы, чтобы максимально продлить срок эксплуатации сложного водогрейного контура, то есть трубопровода, по которому циркулирующий теплоноситель нагревается до определенной температуры.

Когда вода внутри контура нагревается да близкой к кипению температуры, на его стенках начинают активно откладываться растворенные в воде примеси. Ни в коем случае нельзя допустить закипания котловой воды. Поскольку подогрев теплоносителя производится под давлением, он не доходит до кипения. При этом давление теплоносителя внутри водяного контура всегда выше, тем давление воды в точках максимального нагрева. Особенность водогрейных котлов на твердом топливе заключается в том, что в них необходимо больше котловой воды для нагрева системы, чем для всех прочих.

Теплоноситель, который разогрелся до 115 ℃, отдает тепловую энергию в систему отопления. При этом давление в трубопроводах отопительного котла удерживается на стабильном уровне. В такой системе повышение давления внутри теплообменника благоприятно скажется на ее работе, поскольку при этом выравнивается температура теплоносителя по всей протяженности трубопровода, а накипь не выпадает на его стенках.

Что касается топочной камеры, то в водогрейных котлах она выглядит практически так же, как и в любых других твердотопливных аппаратах. Выбранный вид твердого топлива, чаще всего уголь, поступает в топку, где и сгорает. Тепловая энергия сквозь стенки топливника передается циркулирующей внутри теплообменника воде. При производстве водогрейных котлов производители конструируют их таким образом, чтобы топливо сгорало интенсивно и максимально эффективно отдавало тепло.

Чтобы остудить образующиеся внутри топки продукты горения, котлы оборудуют конвективными пакетами. Соприкасаясь с их широкой поверхностью, угарные газы остывают до 200 ℃. Примечательно, что более интенсивное охлаждение продуктов горения может привести к выпадению конденсата.

Конструкция водогрейных твердотопливных котлов

Чтобы представить, как именно работает данное оборудование, рассмотрим устройство водогрейного котла на твердом топливе. Традиционно, это сварная металлическая конструкция, в которой предусмотрена опорная рама, то есть каркас, обшитый защитными теплоизолирующими материалами. Основу агрегата составляет сложная система водяных трубопроводов, то есть теплообменник, по которым циркулирует нагретая в котле вода. Снаружи вся конструкция закрыта листовым железом.

Само по себе строение водогрейного котла, а также принципы его функционирования, свидетельствуют о больших габаритах такого оборудования. Кроме того, в зависимости от моделей, топливные камеры могут быть оборудованы различными системами подачи твердого топлива.

Если рассмотреть твердотопливный котел промышленного производства, то он представляет собой единый блок, все элементы которого можно условно разбить на две группы – с экранной и с конвективной поверхностью (прочитайте: “Какие бывают котлы водогрейные промышленные – виды, преимущества и недостатки”).

Элементы конструкции производят из цельнокатаных стальных труб сечением 76 мм. Между ними обязательно устанавливают плавники. Подобная конструкция теплообменника позволяет минимизировать теплопотери и предотвратить утечку продуктов горения сквозь корпус котла. Соединение отрезков трубы между собой производится с помощью сварных швов, рассчитанных на давление до 10 атмосфер.

Обратите внимание, что водонагревательный контур должен иметь только сварные соединения. Причем все работы должны быть выполнены очень тщательно, поскольку оборудование эксплуатируется в условиях высокой температуры и давления.

Дрова или уголь подаются в топливную камеру, оснащенную стандартными или поворотными колосниками (они используются в котлах с ручной подачей). В процессе монтажа водогрейного котла в каркас под топливником устанавливают воздуховод, по которому будет подаваться воздух для сгорания топлива.

Любое оборудование нуждается в периодической очистке. Если в котле предусмотрена ручная подача топлива, то удалять сажу и золу придется через специальный люк. А вот в тех водогрейных котлах, которые оборудованы механической системой подачи, вся работа производится с помощью особых приспособлений – механических транспортеров.

Виды водогрейных отопительных котлов на твердом топливе

В первую очередь, водогрейные котлы, равно как и любые другие отопительные приборы, различаются по уровню мощности. В частности, те модели, которые для работы используют каменный уголь, отличаются большей мощностью.

По уровню мощности их можно разделить на такие группы:

• маломощные агрегаты – выдают в пределах 4 кВт-65 кВт;
• приборы средней мощности – от 70 кВт до 1,8 МВт;
• оборудование с большим уровнем мощности способно генерировать от 1,8 МВт тепловой энергии и более.

Что касается дровяных водогрейных отопительных котлов, то по мощности они уступают оборудованию, работающему на угле. В моделях котлов данной группы мощность колеблется в рамках от 4 кВт до 1,3 МВт.

Обратите внимание, что дровяные котлы, как правило, оборудованы достаточно объемной топливной камерой для загрузки большего количества топлива за один раз. В них сгорание топлива происходит очень интенсивно и эффективно, практически без недожога.

Обычно конструкцией водогрейных дровяных котлов предусмотрена поворотная камера, которая позволяет удалять несгоревшие остатки топлива.

Примечательно, что твердотопливные водогрейные котлы на дровах обычно загружаются вручную. Таким же способом производится и последующая очистка топливника от золы и шлака, а также сажи.

Помимо различий в виде используемого топлива, водогрейные твердотопливные котлы можно разделить по типу циркуляции теплоносителя.

Чаще всего встречаются следующие варианты аппаратов:

• котлы с естественным типом циркуляции;
• приборы с принудительной циркуляцией;
• котлы с комбинированным типом циркуляции;
• прямоточные водогрейные котлы.

Первый вариант предполагает, что движение теплоносителя осуществляется благодаря разнице в плотности воды. Вторая группа котлов оборудована специальным циркуляционным насосом. Третий тип котлов функционирует с использованием обоих типов процесса в зависимости от ситуации. К последней группе относят аппараты, в которых теплоноситель принудительно по прямой движется к выходу из котла.

Чтобы обеспечить доступ в камеру сгорания достаточного количества воздуха, в котлах большой мощности обычно предусмотрены нагнетающие вентиляторы. Кроме того, в мощных отопительных приборах встроены специальные дымососы, которые уравновешивают тягу. Они обычно устанавливаются в специально оборудованных отдельных котельных, где соблюдены все правила пожарной безопасности и присутствуют специальные средства пожаротушения.

Выводы

Твердотопливные водогрейные отопительные котлы по праву пользуются спросом среди потребителей. Особенно востребованы они для организации отопления больших производственных мощностей и объектов малой инфраструктуры города.

Популярность водогрейных котлов обусловлена их эффективностью и экономным потреблением топливных ресурсов. Кроме того, для установки твердотопливных котлов, сжигающих дрова, уголь или любой другой вид органических ископаемых, нет необходимости в получении специального разрешения.

Благодаря простоте конструкции такой прибор можно быстро смонтировать непосредственно на месте и подключить к системе отопления. Дальнейшая эксплуатация и обслуживание прибора не представляет сложности и не требует наличия технической подготовки. Чтобы потребителям было легче разобрать в принципе работы оборудования, на нем ставят минимум управляющих элементов и автоматики.

Примечательно, что сжигать в водогрейном котле можно не только распространенные виды твердого топлива, но и практически все, что горит. При этом топливо сжигается практически без остатка, за счет чего достигается высокая эффективность. Такие агрегаты считаются экологически чистыми и практически не вредны для окружающей среды.

teplospec.com

Водогрейные котлы серии КВАТ 0,05-1,2 МВт/час разработаны для сжигания твёрдых видов топлива с повышенным содержанием влаги и низкой калорийностью топлива.

Водогрейные котлы серии КВАТ оснащены топкой с камерным сжиганием топлива, без водяного объёма в зоне горения, что позволяет исключить химический недожог углерода.

Котёл может работать с рабочим избыточным давление воды до 0,6 МПа (6 кг/см²) и температурой нагрева воды до 95 °С.

При работе водогрейного котла с максимальной температурой нагрева воды до 115 °С рабочее давление в системе должно быть не ниже 0,35 МПа ( 3,5 кг/см²).

Чтобы правильно сжигать топливо, надо знать его химический состав и какая химическая фракция вступает в реакцию окисления.

Возьмём к примеру химический состав дров и древесных отходов:

• Углерод (С) – 50%
• Водород (Н) – 6%
• Кислород (О) – 43,3%
• Азот (N) – 0,6%

Содержание тугоплавкой золы на сухую массу составляет А – 1-2%.

Содержание влаги 20-60%.

Теплота сгорания древесины на рабочую массу составляет в среднем Q = 18 МДж/кг (4280 ккал/кг).

Основной рабочей массой в любом виде топлива является углерод – С.

Так с горением водорода H2 нет проблем – H2 + 0 = H2O.

Реакция горения водорода экзотермическая т.е. с выделением тепла. При химической реакции горения водорода выделяется 121091 КДж (28900 ккал) теплоты.

Горение же углерода сложное. Углерод горит по двум химическим формулам.

Первая химическая реакция горения углерод так же экзотермическая:

С+О = СО +10,056 МДж/кг (2400 ккал/кг).

Вторая же химическая реакция горения углерода так же экзотермическая и зависит она во многом от температуры горения топлива, т.е. температура горения дров и древесных отходов должна быть t=1000 °С и более.

С+02 = С02 + 33,9 МДж/кг (8100 ккал/кг).

Как видно из второй химической реакции горения углерода тепла выделяется в 3,375 раза больше, чем при первой химической реакции. С того же количества сжигаемого топлива.

В водогрейных, твёрдотопливных котлах серии КВАТ нет теплосъёма в зоне горения топлива, а наоборот происходит возврат тепла в виде лучистой энергии. Это повышает температуру горения топлива до t=1000 °С и более, исключая химический недожог углерода.
КПД водогрейных котлов серии КВАТ по замерам агентства Энергосбережения составляет на дровах 87,6%.

Водогрейные котлы серии КВАТ производительностью выше 0,3 МВт на древесных отходах по желанию заказчика комплектуются гидравлической подачей топлива в топку котла. Водогрейные котлы серии КВАТ защищены патентом РФ на изобретения. Патент №2004125108 от 20.12.2006.

А как на практике?

Установка водогрейных котлов серии КВАТ окупается за один, максимум два отопительных сезона.

В Июле-Августе 2005 г. была произведена реконструкция котельной ЗАО “Сувенир” с заменой семи котлов Е-1/9 Бийского котельного завода работающих в водогрейном режиме. На два котла серии КВАТ производительностью 0,69 МВт работающих на отходах деревообработки.

До реконструкции на котлах Е-1/9 сжигалось 700 тонн угля и потреблялось 405 928 КВт/час электроэнергии. После замены котлов необходимость использования угля в качестве топлива полностью отпала. Два котла КВАТ 0,69 МВт полностью работали на отходах деревообработки.

Потребление электроэнергии снизилось до 144480 КВт/час (экономия составила 261448 КВт/час).

По сравнительным данным администрации Архангельского сельского округа Шабалинского района, после установки водогрейного котла КВАТ-0,58 МВт потребление угля снизилось со 156 до 92 тонн, дров с 648 до 476 куб.м. за один отопительный сезон.

Очень важно, что все водогрейные котлы серии КВАТ работают без установки дополнительных дымососов так как при полном горении топлива основной состав дымовых газов СО2(углекислый газ). Объёмная масса СО2 легче воздуха, СО2 в составе с водяными парами Н2О, попадая в дымовой тракт стремятся его покинуть и создают разряжение в котле(тягу), необходимое для нормальной работы котла.

teploteh43.ru

Виды водогрейных ТТ котлов

Твердотопливный котел – это отопительное устройство, которое использует энергию горящего твердого топлива. Чаще всего это дрова или уголь. Однако некоторые производители выпускают модели, работающие на пеллетах и топливных брикетах.

По виду используемого твердого топлива котлы делят на:

• дровяные

  К этой категории относятся обычные котлы на дровах. Минус их в том, что древесина обладает низкой теплоотдачей и быстро прогорает. Поэтому необходимо добавлять дрова в топку каждые 2-4 часа.

• угольные

  Угольные котлы работают на буром или черном угле, антраците, коксе. Теплоотдача угля в 2 раза больше чем у древесины, к тому же уголь компактнее. Одной закладки хватит на 8-10 часов.

• пеллетные

  Пеллетные водогрейные отопительные котлы работают на особых гранулах – пеллетах. Они обладают высоким КПД 85-95%. Существенным их недостатком является высокая стоимость самих устройств, так и топлива для них.

• универсальные

  Могут работать на дровах, угле или пеллетах на выбор. КПД универсальных котлов ниже чем у использующих один вид топлива. Производители выпускают также двухтопочные модели. Для каждого вида топлива своя камера сгорания и свой теплообменник.

По материалу теплообменника их делят на:

• чугунные

  Плюсом теплообменника из чугуна является высокая теплоемкость и устойчивость к коррозии. Такие изделия прослужат на 30% дольше чем стальные аналоги. Недостаток чугунных теплообменников – хрупкость и чувствительность к перепадам температур. Также отметим, что чугунные в 2-3 раза тяжелее стальных, вследствие чего даже маломощные модели приходится устанавливать на бетонный фундамент.

• стальные

  Котлы со стальным теплообменником дешевле на 30-60% чем чугунные аналоги. Недостаток стального теплообменника это образование коррозии из-за водного конденсата.

Существует два способа сжигания твердого топлива: классический и пиролизный. В зависимости от того какой способ используется, все модели делятся на два вида:

• классические

  В классических котлах процесс горения проходит естественным путем. Для них характерна простота конструкции, и как следствие низкая цена. Недостатком их является низкий КПД (75-85 процентов) вследствие неполного сгорания топлива.

• пиролизные (или газогенераторные)

  Особенностью данных устройств в том, что твердое топливо и выделяемый им газ сгорают раздельно. Этим достигается больший КПД по сравнению с классическими (порядка 85-92%). Такие устройства значительно более экономичные и экологичные чем классические. Современные отопительные котлы пиролизного горения дороже традиционных примерно в 1.5 раза.

По способу загрузки выделяют твердотопливные котлы:

• с ручной загрузкой

  Для поддержания постоянной температуры отопления, необходимо вручную закладывать новую порцию твердого топлива каждые 2-4 часа.

• с автоматической загрузкой

  Конструкция системы отопления дополняется бункерами для автоматической подачи топлива. В зависимости от объема бункера и количества твердого топлива в нем, время автономной работы достигает от нескольких десятков часов до одного месяца.

По степени зависимости от электричества они делятся на:

• энергонезависимые

  В энергозависимых котлах воздух в камеру сгорания нагнется механическим термосифоном.

• энергозависимые

  Энергозависимые котлы для нагнетания воздуха в камеру сгорания используют электрический вентилятор. Этот процесс управляется электронным блоком который требует подключения к электросети.

С классификацией мы разобрались, теперь давайте рассмотрим устройство и принцип работы ТТ котла отопления. Он состоит из следующих узлов и агрегатов:

• Топочная камера

  В этом отсеке котла происходит процесс горения топлива;

• Теплообменник

  Это устройство из чугуна или стали. Оно передает энергию горящего топлива теплоносителю;

• Люк очистки

  Специально отверстие в зольнике. Через него извлекают золу и отходы горения;

• Колосниковая решётка

  Металлическая решетка между топочной камерой и зольником на которой происходит процесс горения. Зола сквозь дырки в решетке падает в зольник, откуда затем удаляется вручную;

• Терморегулятор

  Механическое или автоматическое устройство которое регулирует интенсивность горения, а следовательно и температуру теплоносителя;

Процесс работы котла с водяным контуром отопления очень прост. Твердое топливо через загрузочную дверцу укладывается в топочную камеру. В процессе горения теплообменник нагревается и передает энергию теплоносителю, например воде. Теплоноситель циркулирует по системе отопления обогревая помещение. Зола и другие отходы от горения скапливаются в зольнике.

kotlydlyadoma.ru

Устройство водогрейного котла на твердом топливе

Основными компонентами данного агрегата являются:

1. Топка: обычно изготавливается из толстых чугунных листов, но иногда вместо них производители используют огнеупорный кирпич.
2. Зольная камера (расположена под топкой и отделяется от нее колосниковой решеткой).
3. Теплообменник (расположен в верхней части топки). Обычно выполняется из чугуна.
4. Водогрейный бак для хозяйственно-бытовых нужд, устанавливается как над топкой, так и сбоку.
5. Патрубок для подключения к дымоходу.
6. Корпус с дверцами напротив топки и зольной камеры. Изнутри утеплен теплоизолятором на основе базальтового волокна с теплоотражающими экранами.
7. В некоторых моделях — вентилятор.

Принцип работы

Данный агрегат относится к котлам прямого горения, то есть топливо сжигается в нем самым обычным незамысловатым образом. Образующаяся при этом зола ссыпается в зольную камеру, откуда ее периодически нужно удалять.

Наиболее удобными в обслуживании являются котлы, у которых в зольной камере производитель установил выдвижной поддон.

Загрузка топлива и удаление золы осуществляется традиционно — через соответствующие дверцы в корпусе. Отличие от обычных твердотопливных отопителей состоит в увеличенных размерах топки и наличии водогрейного бака. Заметим, что котлы этой разновидности не являются двухконтурными. Здесь, скорее, речь идет о бойлере косвенного нагрева (и частично прямого), встроенном в корпус котла.

Но и косвенный нагрев здесь не совсем обычный. Как известно, в бойлерах косвенного нагрева тепло нагреваемой среде доставляется при помощи воды или другого жидкостного теплоносителя (масло, антифриз), которым заполнен отопительный контур. В водогрейном же котле тепловая энергия передается при помощи воздуха: внутри водогрейного бака имеются трубки, связанные с установленным в топке теплообменником, и вся эта система по сути является пустой, то есть она заполнена воздухом, который в ней циркулирует.

На первый взгляд такое решение может показаться странным, ведь мы привыкли в роли теплоносителя видеть именно воду, теплоемкость которой в 800 раз превышает теплоемкость воздуха. Но все становится на свои места, если вспомнить, что интенсивность теплообмена зависит не от теплоемкости, а от перепада температур. Воздух за счет малой теплоемкости нагревается быстрее, чем вода, а значит, и тепло он будет отдавать более активно. Поскольку все компоненты расположены внутри корпуса котла, теплопотери отсутствуют, так что необходимости в применении теплоносителя с большой теплоемкостью нет.

Расположение бака влияет на эффективность работы системы нагрева воды. Наилучшие показатели демонстрируют котлы, у которых водогрейный бак расположен над топкой, а не сбоку от нее. Это объясняется стремлением нагретого воздуха подниматься вверх.

Котлы, оснащенные вентилятором, могут дольше работать на одной закладке топлива, чем не имеющие такового. Работает такая система следующим образом:

1. Пользователь устанавливает на специальной панели температуру, которая должна поддерживаться в водогрейном баке, после чего закрывает дверцу топки (в таких моделях она является герметичной) и запускает вентилятор, установленный в подсоединенном к топке воздуховоде.
2. Как только температурный датчик зафиксирует нагрев воды до желаемой температуры, он подаст сигнал на контроллер и тот отключит вентилятор. При этом в воздуховоде опустится под собственным весом так называемая гравитационная заслонка (она открывается только во время работы вентилятора — потоком воздуха), так что подача кислорода в топку будет полностью перекрыта. Это приведет к затуханию огня, но угли при этом останутся — котел перейдет в режим ожидания.
3. При остывании воды датчик снова просигналит контроллеру и тот запустит вентилятор. Последний раздует угли в топке и там снова разгорится огонь.

Благодаря такой схеме время работы на одной порции топлива удается продлить с 4-х часов до 8 – 10.

Достоинства и недостатки

Как было сказано выше, данная разновидность водонагревателей пользуется сегодня завидным спросом. Это можно объяснить следующими преимуществами:

1. Устройство является полностью автономным, то есть его работа не зависит от функционирования какой-либо централизованной сети энергоснабжения.
2. Топливо обходится дешевле газа, особенно если в этом качестве используются отходы деревообрабатывающей промышленности или сельского хозяйства.
3. Для установки твердотопливного водогрейного котла не нужно оформлять разрешение и приглашать специалистов, как в случае с газовым котлом.
4. По сравнению с обычными твердотопливными котлами водогрейные имеют небольшой вес, а предъявляемые к ним требования являются более мягкими.
5. Такие приборы редко снабжаются автоматикой, поэтому отказы в работе у них почти никогда не случаются.
6. Обслуживание котла состоит в очень простых действиях (удаление сажи и золы), так что для него не требуются какие-то специальные знания или высокая квалификация.
7. Долговечность. Водогрейный котел может эксплуатироваться десятилетиями, что подтверждается предоставляемой производителем гарантией: обычно она составляет 15 лет.
8. Стоимость является более чем доступной.

Вместе с тем, потенциальному пользователю следует заранее знать и о характерных недостатках:

1. Работа водонагревателя не может быть автоматизирована. Пользователю самому приходится подкладывать топливо и следить за температурой воды в баке.
2. Поскольку водогрейный котел стремятся делать предельно простым и дешевым, какие-либо меры по повышению его экономичности не предусматриваются. Соответственно, он является весьма прожорливым и запас топлива для него потребуется довольно большой.

Котлы с водяным контуром

Сегодня обеспечить работу системы отопления и нагрев воды для хозяйственно-бытовых нужд можно при помощи всего одного устройства — котла с водяным контуром.

Это устройство представляет собой обычный отопительный котел, в который вмонтировали бойлер. Последний, как и в случае с водогрейным котлом, может располагаться как над топкой, так и сбоку от нее.

Наиболее простым и в то же время самым известным представителем данной категории оборудования является титан.

Расположенный внутри топки теплообменник подключается к отопительному контуру, вследствие чего через него прокачивается теплоноситель — теперь уже вода. Часть этого теплоносителя по отдельной ветке подается на теплообменник, установленный внутри бойлера, благодаря чему и осуществляется нагрев имеющейся в бойлере воды.

Чтобы отопитель мог снабжать теплом две системы одновременно, он должен обладать значительной производительностью. Поэтому разработчики применяют различные конструктивные решения, обеспечивающие полное сгорание топлива и усвоение максимально возможного количества выделяющейся при этом энергии.

Стоимость

Для водогрейных котлов характерен довольно большой разброс цен. Дешевле всего обходится оборудование отечественного производства, как например:

• котел «Каракан 8-ТПЭ» (мощность — 8 кВт): 12200 руб.;
• котел «Сибирь КВО 15 ТПЭ» (мощность — 15 кВт): 17400 руб.;
• котел «Гефест-15» (мощность — 15 кВт): 21570 руб. (комбинированный, то есть имеет встроенный ТЭН);
• котел «Каракан 12-ТГЭВ» (мощность — 12 кВт, дополнительно имеются газовая горелка, ТЭН, водогрейный бак): 21700 руб.

Импортные котлы обходятся значительно дороже, например:

• котел «BURNit WBS 25» (Болгария, 25 кВт, дополнительно может работать на газу, дизельном топливе и масле): 86250 руб.;
• Viadrus Hercules U22C-2 (Чехия, 11,7 кВт): 44 тыс. руб.;

Buderus Logano S111-2 (Германия, 12 кВт) стоит 53440 руб.

Изготовление своими руками

Простенький водогрейный котел несложно изготовить самостоятельно. Вот что при этом нужно учитывать:

1. Выбирать материал топки следует с учетом того, какой вид топлива планируется использовать. Для угля характерна гораздо более высокая температура горения, чем для древесины, поэтому листы для изготовления топки угольного котла следует брать потолще — тонкая сталь быстро прогорит.
2. Идеальный материал — специальная жаропрочная котловая сталь. На втором месте — легированная жаропрочная сталь с добавками хрома и молибдена, например, марок 12ХМ или 12Х1МФ. Если предполагается использовать обычную сталь, то она должна иметь марку ниже сталь 35. В сталях более высоких марок при нагреве возникает эффект прикаливания, вследствие чего они становятся хрупкими.

В продаже имеются комплекты из вентилятора, термодатчика и контроллера (например, польской компании KG Elektronik), при помощи которых легко организовать принудительную подачу воздуха в топку (см. выше описание работы котла с вентилятором).

microklimat.pro