Купуємо твердопаливний котел (Купуємо твердопаливний котел)

Вибираємо твердопаливний котел. Сьогодні на ринку представлені найрізноманітніші їх види. Працюють вони на дровах, вугіллі, а також на торф'яні дерев'яних, дерев'яна дерев'яних, вугільних і інших брикетах. Такий котел функціонує за цілком зрозумілою класичною схемою, в якій все продумано, крім одного: закладка палива прогорає протягом 2-4ч. Значить, якщо з вечора затопити його, серед ночі доведеться встати і відправитися в котельню, щоб додати палива, інакше є ризик до ранку замерзнути. Погодьтеся, малоприємна перспектива: у три піднявся, до п'яти з працею знову заснув, о сьомій задзвонив будильник, закликаючи знову йти в котельню. А в середині робочого дня хто буде підкидати дрова? Саме годину опалювача наймати ...

Альо все ж вихід існує. Виробники котельного обладнання тепер постачають свої вироби збільшеними завантажувальними камерами, електричними тенами, вдосконаленими схемами горіння, а також пропонують автоматичні котли, що працюють на новому вигляді палива - пеллетах. Спробуємо розібратися, що собою представляє кожен з перелічених видів пристроїв і наскільки вони допомагають вирішити названу проблему.

Сучасні побутові твердопаливні котли увібрали у собі гідності своїх попередників. Основні з них: система опалення не вимагає електроживлення. Причому тепер котли можуть автоматично підтримувати задану температуру теплоносія. Відбувається це в такий спосіб: на котлі змонтований датчик, що стежить за температурою теплоносія; якщо вона перевищує встановлену, пристрій прикриває заслінку і горіння сповільнюється. Якщо ж температура опускається нижче заданого значення, заслінка відкривається. Найголовніше в сучасних котлах збільшений обсяг завантажувального або камери згорання (а в деяких випадках - і розмір дверцят, які ведуть у ці камери). У результаті тривалість горіння одного завантаження палива зросла в 1,5-2 рази і досягла 8 годин. Багато виробників оснастили камери згорання своїх котлів регульованими системами подачі вторинного повітря, використовуваного для допалювання димових газів, - це підвищує ККД обладнання. Тепер є можливість за допомогою димових клапанів регулювати кількість продуктів згорання, що йдуть через димохід, що дозволяє забезпечити оптимальну тягу. У конструкціях котлів передбачен додатковий захист від перегріву - спеціальний охолоджуючий контур. Завдяки йому можна досить швидко знизити температуру теплоносія як вручну (відкриваючи і закриваючи клапан), так і автоматично (команду клапану дає термостат).

Твердопаливні котли можуть бути оснащені сталевими і чавунними теплообмінниками. Кожен тип цих пристроїв має свої переваги і недоліки. Теплообмінники з чавуну стійкіше до корозії, ніж сталеві (чавун і сам по собі менш схильний до корозії, та до того ж чавунний теплообмінник має велику товщину). Чавун має більш високу теплоємність, тому теплообмінник з нього довго нагрівається, зате повільно остигає. Але оскільки чавун матеріал більш крихкий, ніж сталь, при експлуатації чавунних теплообмінників виникає проблема так званого температурного шоку (термоудара), через якого секції пристрої можуть тріснути. Причина цього значна різниця температур води у лінії подачі і "обратки" (виробники не даремно вказують у паспорті приладу мінімальну температуру в зворотній магістралі). Деякі фірми застосовують конструкторські рішення, що дозволяють уникнути небезпечних для чавуну перепадів температури всередині теплообмінника. Сталеві теплообмінники легші та ударостійкі, що важливо при перевезенні, навантаження і вивантаження. Крім того, такі пристрої зі сталі менш чутливі до перепадів температури. Нарешті, важливо, що котли зі сталевими теплообмінниками дешевше. Але ... ці апарати схильні до корозії, що викликається конденсатом, що утворюється при зниженні температури теплообмінника нижче точки роси. Термін служби сталевого теплообмінника залежить від якості сталі, її товщини і умов експлуатації.

Деякі котли, що працюють на твердому паливі, виробники обладнують (або пропонують зробити це на замовлення) вбудованим теном. Подібна ідея не нова - електричним нагрівачем укомплектовані так звані багатопаливних котли, здатні працювати на чотирьох основних видах палива: твердому, рідкому, газоподібному і електроенергії.

Слід врахувати, що твердопаливні котли додатково оснащують теном з дещо іншою метою, ніж багатопаливних. Тен тут покликаний лише підтримувати задану температуру теплоносія в перервах між горінням. Він включається, тільки коли тверде паливо прогорить і температура теплоносія знизитися до заданого межі (її, а також включення і відключення тена контролює спеціальний блок управління). Таким чином, тен тут є тім самим елементом, який позбавляє споживача від необхідності підніматися серед ночі, щоб підкинути дров у котел.

Подібні котли витрачають не дуже багато електроенергії: потужність тенів, які в них встановлюють, свідомо нижче, ніж необхідно для опалення будинку. Адже вони тільки підігрівають теплоносій, а для цього тепла потрібно значно менше.

Щоб збільшити тривалість горіння однієї закладки дров, виробники змінюють звичну схему спалювання палива і в зв'язку з цим майже повністю трансформують конструкцію котла. Особливо досягли успіху тут литовські виробники. Вони буквально навперебій пропонують котли, в яких дрова горять не за класичною схемою - від низу до верху, а зверху вниз.

Як влаштований такий котел? Він складається з двох сталевих циліндрів (один всередині іншого), а в просторі між ними знаходиться нагрівається теплоносій. У циліндрі малого діаметра розміщена топка, в яку паливо завантажують через дверцята на корпусі. Необхідний для горіння повітря надходить в топковий простір зверху (при цьому він підігрівається за рахунок тепла вихідних газів) і направляється в осередок горіння за допомогою розподільника повітря. Останній являє собою телескопічну трубу, на кінці якої прикріплено пристрій, за формою нагадує парасольку. Нижніми краями ця парасолька спирається на паливо, що знаходиться біля стін топки (в даній зоні горіння відбувається не так інтенсивно, як у центрі). Повітря подається в топку з таким розрахунком, щоб стимулювати спалювання тільки верхнього шару дров товщиною 15-20 см. Нижні шарі котел як би тримає про запас, немов хом'як як - їжу за щокою. У світові того як верхній шар прогорає, парасольку опускається нижче, але завжди тримається на паливі на рівні лінії горіння. Попіл практично не заважає горінню - його досить забирати 2-3 рази в місяць.

Які переваги котлів верхнього горіння? В їх круглої в перетині топці однаково добре згоряють як дрова, так і брикети з деревної тирси і торфу. Незважаючи на значно висоту, такі агрегати займають в котельні дуже невелику площу. Нарешті, оскільки в котлі горить тільки верхній шар палива, навіть при відключенні циркуляції теплоносія його температура підвищується тільки на 12-16 градусів.

В основі роботи газогенераторного (піролізного) котла - принцип піролізного горіння (сухий сублімації) палива. Суть методу полягає в наступному. Під дією високої температури (270-800 С) і в умовах нестачі кисню суха деревина розкладається на летючу складову (так званий піролізний газ і твердий залишок (деревне вугілля). Саме цим обумовлені конструктивні особливості піролізних котлів: вони мають не одну камеру згоряння, а дві-нижню і верхню. Вперше спочатку відбувається звичайне горіння палива (в такому режимі котел розпалюється), а після переходу в режим тривалого горіння (для цього треба вручну прикрити заслінки на шляху подачі повітря і відведення димових газів) - піроліз і спалювання деревного вугілля. За рахунок виділяється при цьому тепла не тільки нагрівається теплоносій, а й підігрівається надходить у верхню камеру повітря (його прийнято називати вторинним), необхідний для горіння піролізного газу. Останній надходить у камеру згоряння через особливу форсунку і утворює світло-жовте або майже біле полум'я. Його горінням можна автоматично управляти, як і спалюванням природного газу або рідкого палива. Альо головне, при горінні піролізного газу виділяється значно більше тепла, ніж при спалюванні дров.

У чому для споживача полягає різниця між традиційним і газогенераторним котлом? При експлуатації звичайного твердопаливного котла паливо закладають один раз в 3-4 години, а в піролізному годину між завантаженнями збільшується в 2 і більше разів. У результаті піролізного горіння димові гази на виході з котла практично не містять шкідливих домішок і представляють собою суміш вуглекислого газу і водяної пари. Альо при цьому такий агрегат буде викидати в атмосферу в 3 рази менше СО2, ніж традиційний дров'яної. При піролізному горінні утворюється мінімальна кількість сажі та золі, тому котел потребує чищення рідше, ніж звичайний. І саме головне, піролізні котли мають високий ККД (близько 85%) і дають можливість автоматично регулювати потужність в інтервалі 30-100% від номінальної.

Один з мінусів піролізних котлів - висока вартість (вони в 1,5 - 2 рази дорожче класичних аналогічної потужності). До того ж для роботи вентиляторів, що використовуються для наддуву повітря в камеру згорання піролізного газу або для відводу газів, що відходять, необхідно електроживлення. Але справедливості заради відзначимо, що не всі виробники використовують вентилятори в конструкції котлів, і піролізні агрегати бувають електронезалежними. Такі прилади оснащені пальником дифузного типу (вона нагадує перфоровану трубку особливої конструкції, що забезпечує природний струм газів) і механічними регуляторами відкривання / закривання заслінок, через які у піролізний котел надходить первинний і вторинний повітря.

Про паливі для піролізних котлів слід поговорити докладніше. Практично всі виробники пропонують використовувати будь-які віді деревини, а також відходи деревообробної промисловості та спеціальні деревні брикети, вологість яких не перевищує 20%. Тільки суворе дотримання цієї вимоги забезпечує роботу котла з максимальній потужністю і тривалий термін його служби. Варто скачати в котел сирі дрова - і ви отримаєте повний набір неприємностей: з труби почне валити сильний дим; в приміщенні, де встановлений агрегат, з'явиться неприємний запах, а одношаровий сталевий дімар "прикрасять" патьоки сажі і дьогтю. При цьому знизитися ефективність роботи котла і значно скоротиться термін служби не тільки самого приладу, але і димоходу.

Деякі виробники, застосовуючи двоступенева спалювання, надають можливість використовувати в своїх котлах альтернативні види палива: буре та кам'яне вугілля, вугільні брикети, кокс. Звичайно, при цьому ні про яке піролізі мови не йдеться - котел буде працювати в режимі звичайного горіння. Альо така опція може виявитися досить корисною, якщо закінчаться дрова.

Одним з технологічних нововведень сучасних газогенераторних котлів є система нижнього горіння. Від вже описаної вона відрізняється тім, що камера спалювання піролізного газу розміщена немає над топкою, а під нею. Дрова при цьому тліють в нижній частині топки - у колосника, а виділяється піролізний газ догорає в камері під колосником. Завдяки такій схемі дрова горять рівномірніше і довше, а тепло димових газів вдається використовувати більш повно, оскільки подовжується їх шлях всередині котла. На ринку також представлені агрегати, в яких камера спалювання газу розташована не під топкою, а збоку від неї. При цьому піролізний газ, що виділяється дровами, палаючими в нижній зоні топки, відводиться відповідно не вниз, а вбік. Ів тому і в іншому випадку для ефективної роботи системи краще застосовувати примусову тягу.

Не варто довіряти рекламним твердженнями фірм, що в таких котлах у справу можуть піти навіть вологі дрова (нібито вони підсохнуть в очікуванні доступу в зону горіння). Подібні заяви не підкріплені даними виробників. А значіть, як і для інших піролізних котлів, дозволено використовувати виключно сухі дрова.

У пелетних котлах як паливо використовують пелети. Це деревні гранули, виготовлені на спеціальному пресі з стружок, тирси та інших відходів деревообробної промисловості без застосування хімічних добавок. При пресуванні частки "склеює" лігнін, що міститься в деревині. Діаметр гранул - 4-10 мм, довжина - 5-30мм (1 т пелет займає обсягах 1,5 м3). Пелети продають у зручних для транспортування і зберігання упаковках.

Ці гранули є екологічно чистимо і дуже калорійним паливом (теплотворна здатність становить 4500 ккал / кг). Інше їх перевага-завдяки малому розміру їх подачу в пелетний котел можна автоматизувати.

У нижній частині топки котла вбудована спеціальна пальник. В неї пелети надходять по шнековому транспортеру з невеликого паливного живильника пальника. У нього гранули потрапляють з бункера-сховища, що розміщується поруч з котлом або в сусідньому приміщенні, і доставляє їх туди інший шнековий транспортер, роботою якого управляє вбудований в живильник фотосенсор - він стежить за наповненням живильника гранулами, включаючи / відключаючи зовнішній шнек. Поділ транспортера, що подає пелети, на дві частини підвищує протипожежну безпеку: якщо навіть полум'я вирветься з пальника, далі першого транспортера воно не пошириться.

У більшості випадків використовують пальник об'єднання від'ємного типу (вона нагадує сковороду з жароміцної сталі, чавуну і т. п.). Пелети подаються в цей пристрій в залежності від конструкції котла двома способами: їх насипають у пальник зверху або через отвір у її днище.

Якість пелет залежить як від складу сировини, що застосовується для їх виготовлення, так і від дотримання "гігієни" при використанні цього палива. Скажімо, світлий колір гранул свідчить про ті, що смороду зроблені з чистих тирси. Включення, видатні неозброєним оком, або темний колір вказують на те, що значно частку вихідного матеріалу становить кора дерева (при згорянні вона дає більшу кількість золі і знижує ККД котла). У корі іноді зустрічаються піщинки і земля, що застрягли в ній, наприклад, коли тягнув трактор стовбур з ділянки на дорогу. При спалюванні таких пелет частинки кварцу розплавляються; в результаті пальник покривається шаром скла і здатна вийти з ладу. Пісок, пил, земля потрапляють на гранули і при неправильному зберіганні. Пам " ятайте, що деревні пелети вбирають вологу, а щоб їх можна було ефективно використовувати, відносна вологість гранул не повинна перевищувати 8%. Купуючи пелети, спробуйте провести "вхідний контроль" їх якості. Вони не повинні легко ламатися, інакше вже на шляху до пальника почнуть розсипатися в пив. Якщо добротні гранули опустити в склянку з водою, вони ляжуть на дно і не розбухнуть як мінімум 5 хв.

Роботою котла і подають паливо механізмів "керує" спеціальний електронний блок. Контролюють діяльність агрегату за допомогою пульта управління, на якому задають всі необхідні налаштування, включаючи необхідну температуру, денний і навіть тижневий цикл роботи котла. Для безпеки в конструкції котла передбачений аварійний термостат, що розриває електричний ланцюг, якщо прилад перегріється. Розмикачі оснащені і дверцята котла.

Отримавши команду "Старт", транспортер починає виштовхувати пелети в сопло пальника. Встановлений під останньою вентилятор тім годиною подає в неї повітря, а перед-перегляду в конструкції спіраль розжарювання підпалює гранули (є й інший спосіб розпалювання - за допомогою розпеченої струменя повітря, що створюється тепловентилятором). Коли вони розгоряться, система управління сама вибере режим подачі пелет, відповідний заданій потужності, і стані підтримувати його до тих пір, поки теплоносій в системі не прогріється до необхідної температури. Після цього подача нових порцій палива припиниться, і пелети, що залишилися в соплі пальника, будуть потихеньку догоряти. Якщо вони не встигнуть повністю прогоріти до наступного включення системи, нова порція гранул запалиться від старої. А якщо встигнуть - не страшно: котел просто повторити увесь цикл.

Використання накопичувального бункера дозволяє побутовим пелетним котлам працювати на одній закладці гранул кілька діб. Наприклад, агрегат потужністю 24 кВт, обладнань баком на 240 л, при його повному завантаженні здатний автономно функціонувати близько 7 днів. Збільшивши обсяг накопичувального бункера або пристосувавши сусіднє з котельні приміщення для зберігання пелет, вдасться збільшити годину безперервної роботи котла практично настільки, наскільки ви бажаєте. Потрібно буде лише періодично заповнювати накопичувальний бункер пелетами і витягувати золу з зольного скриньки, причому робити це можна лише раз на тиждень. Такі котли зручні в транспортуванні, оскільки конструкція розділена на теплообмінник, транспортер для гранул, бункер і пелетних пальник. Ще одна перевага цих агрегатів полягає у тому, що смороду мают щодо компактну камеру згорання і, навпаки, більшу багатоходову конвективну частину, яка поглинає отримане тепло (температура вихідних газів не перевищує 120-130 C). При необхідності пальник можна видалити або закрити спеціальною кришкою і потім топити котел звичайними полінами. Деякі виробники оснащують свої агрегати додатковим контуром для системи ГВП (гарячого водопостачання).

Тепер про недоліки. На наш погляд, у котлів пеллетного типу їх два. Перший - вони дорожче класичних в 3-5 разів (в вартість включена ціна необхідного додаткового обладнання: бункера, транспортера та ін.). Другий-оскільки робота котла повністю залежить від що надходить ззовні електроенергії, для його безперебійної роботи слід створити систему аварійного живлення.

При виборі пелетного котла професіонали радять звернути увагу на ступінь вимогливості агрегатів до якості гранул.