Твердопаливний котел

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Твердопа́ливний коте́л — це пристрій для утворення і передавання теплової енергії теплоносію з метою подальшого її використання в цілях опалення.

Твердотопливные котлы длительного горения Котэко Watra.jpg

Паливом для твердопаливних котлів є дрова, вугілля або паливні гранули (пелети) — недорога альтернатива газу і нафти. Спалювання такого виду палива (тирси, тріски, соняшникового лушпиння) також дозволяє вирішити проблему утилізації відходів деревообробки та сільськогосподарського виробництва.

Сучасні твердопаливні котли забезпечують якісне екологічно чисте спалювання і високий ступінь автоматизації. В умовах постійного зростання ціни на газ в Україні почали користуватися шаленим попитом.

Класифікація котлів на твердому паливі[ред. | ред. код]

За принципом завантаження палива:

  • ручні;
  • автоматичні:
    • ретортний пальник;
    • факельний пальник.
  • універсальні (ручні і автоматичні);

За матеріалом теплообмінника:

  • стальні;
  • чавунні.

За кількістю контурів обігріву:

За видом палива:

За принципом горіння:

  • пошарове горіння;
    • верхнє;
    • нижнє.
  • пряме повне горіння;
  • піролізні;
  • горіння у пальнику.

Механізм автоматичної підтримки температури у традиційних твердопаливних котлів[ред. | ред. код]

На твердопаливному котлі встановлений датчик, що відслідковує температуру води в котлі. Цей датчик за допомогою сталевої ланцюжка з'єднаний із заслінкою повітря. У випадках, коли температура теплоносія стає вище заданої, заслінка автоматично прикривається і процес горіння уповільнюється. Коли температура знижується, то заслінка відкривається. Також практично на всі твердопаливні котли можна утсановити повноцінну автоматику: електронний контролер і вентилятор наддуву. Для цього потрібно, щоб на котлі були кріплення для вентилятора.

Переваги твердопаливних котлів[ред. | ред. код]

  • доступність;
  • невисока вартість палива;
  • економніші за газові котли

Система автоматичної подачі палива[ред. | ред. код]

Будова[ред. | ред. код]

Звичайні, найчастіше бюджетні, твердопаливні котли складаються з водяної сорочки і зовнішнього кожуха. Між ними може розташовуватися утеплювач, для зменшення тепловтрат. Товщина металу від 3 до 6 мм.

По водяній сорочці циркулює теплоносій (вода або незамерзайка), який вбирає тепло в процесі роботи котла і віддає її в систему опалення. Сучасні твердопаливні котли мають різні модифікації, з яких складається будова — водоохолоджувані колосники, конвекційні канали (інша назва: газохід, водяні полиці), форсунки для зонної подачі повітря, камера догорання піролізних газів (тільки в котлах шахтного типу і піролізних).

Складніші твердопаливні та піролізні котли облаштовуються системою автоматичної подачі палива. Вона складається із механізму шнекової подачі і бункера. До пальника котла шнеком підводиться паливо — вугілля або пелети. Для подачі повітря в зону горіння під пальником встановлений вентилятор.

Вугілля, що застосовується в цих котлах, має фракцію 5-25 мм. Пелети мають розміри 6-10 мм в діаметрі і 5-70 мм завдовжки.

Принцип дії[ред. | ред. код]

Процес роботи котла з бункером для вугілля та пелет повністю автоматизований і контролюється за допомогою пульта управління, на якому задаються всі необхідні настройки, включаючи необхідну температуру, денний цикл роботи котла, його вмикання і вимикання. Для безпечної роботи котла часто передбачений автоматичний клапан, що розриває електричний ланцюг у разі перегрівання котла.

Встановлену на виході з котла температуру води відстежує терморегулятор. Якщо ця температура знизилася на задану в налаштуваннях величину щодо встановленої, за його сигналом на кілька секунд вмикається електродвигун шнека, і порція палива подається в пальниковий пристрій, в якому постійно підтримується тліючий заряд. Вентилятор нагнітає повітря в пальниковий пристрій, і температура води в котлі підвищується. Однак, як тільки вона досягає верхньої межі, автоматика вимикає вентилятор.

Щоб вогонь по шнеку не проник в бункер пеллетного котла, в конструкції можуть бути передбачені захисні системи. При підвищенні температури до критичної, спеціальний термостат вимикає вентилятор нагнітання і подачу палива. При відсутності подачі повітря горіння повністю припиняється. На сучасних твердопаливних котлах також встановлюються системи автоматичного пожежогасіння. При температурі подавального кожуха 70-80 °С шнек і пальниковий пристрій заливаються водою.

Система опалення на основі твердопаливного котла — це Система індивідуального опалення житлових чи виробничих приміщень, особливістю якої є використання як джерела тепла — опалювального котла на твердому паливі.

Будова системи опалення з тп котлом[ред. | ред. код]

Система складається з двох основних вузлів:

  • Котла, який генерує тепло;
  • Теплоаккумулятора — завданням цього елемента є стабілізація температури теплоносія в котлі, та забезпечення максимально ефективного згорання палива.

Особливості та принцип роботи[ред. | ред. код]

Твердопаливний котел передає тепло утворене в результаті згорання палива теплоносію, який через радіатори опалення віддає його внутрішньому середовищу приміщення.

Бак-накопичувач додає системі інерційність, акумулює тепло на піку продуктивності котла і віддає його в систему опалення та водопостачання в разі необхідності. Це стабілізує роботу твердопаливного котла і дає можливість системі функціонувати навіть після перегоряння палива в котлі (час може коливатися від 6 годин до декількох діб, залежно від об'єму).

Всередині накопичувача також можливо вбудувати бак непрямого нагріву гарячої води, що дає можливість стабільно отримувати гарячу воду у кількості необхідній для забезпечення декількох точок розбору гарячої води.

Також невід'ємною частиною системи опалення на основі твердопаливного котла є термостатичні змішувачі — вони забезпечують стабільну температуру в котлі, системі гарячого водопостачання і опалення.

Робота твердопаливних котлів (особливо чавунних) вимагає стабільної температури теплоносія — перепад температури між подавальною лінією і зворотною не повинен перевищувати 5-10° C. Для досягнення цієї мети служить термостатичний клапан біля котла у зв'язці з циркуляційним насосом. Наступний термостатичний клапан знаходиться на лінії подачі гарячої води і стабілізує її температуру на заданому значенні — як правило від 55 до 65° C. Останній клапан у зв'язці з циркуляційним насосом забезпечує стабільну температуру теплоносія в системі опалення.

Сучасні види твердопаливних котлів[ред. | ред. код]

Котел верхнього горіння[ред. | ред. код]

Котел верхнього горіння (котел довгого горіння) це різновид твердопаливного котла, в якому подача повітря і процес горіння обмежуються верхньою частиною шару палива і багатоденним запасом палива в робочому резервуарі котла. Сукупність цих факторів дозволяє котлу верхнього горіння самостійно здійснювати обігрів приміщення на протязі кількох днів, не потребуючи при цьому додавання палива і господарського догляду.

Котли верхнього горіння економічніші за класичні твердопаливні вони дозволяють зекономити 20-30% палива, так як в них паливо згорає більш якісніше і рівномірніше. У твердопаливних котлах тривалого горіння як правило в якості палива використовуються дрова, деревні брикети, або вугілля. Тобто ті види палива які горять найдовше[1]. Інколи котли верхнього горіння обладнюються вентилятором нагнітачем повітря. Тривалість горіння одного паливного завантаження, в залежності від режиму в середньому становить від 5-8 годин до 31 годин (на дровах) і до 5 днів (на вугіллі). В той же час тривалість горіння звичайного твердопаливного котла становить від 2 до 8 годин.

Автоматичний котел[ред. | ред. код]

Автоматичний твердопаливний котел, це котел що обладнаний механізмом поступового подавання твердого палива до котла, з бункера. Бункер може бути як приставним так і включеним в конструкцію самого котла. Такий механізм може бути гвинтовим або пневматичним. Гвинтовий працює за рахунок обертання гвинта (шнека), принцип його дії аналогічний принципу дії звичайної м'ясорубки. Пневматичний транспортер працює за принципом подавання палива по трубі за допомогою повітряних мас[2]. Існують автоматичні твердопаливні котли як паливо використовують пелети, вугілля, дрова (дров'яні нещодавно заявилися у продажі).

Головною перевагою автоматичних твердопаливних котлів є те, що вони можуть працювати самостійно без обслуговування людиною. Інколи в автоматичні котли обладнюються вентилятором нагнітачем повітря. Автоматичні котли економічніші за класичні твердопаливні вони дозволяють зекономити 30-40% палива, так як в них паливо згорає більш якісніше і рівномірніше. Час самостійної роботи автоавтоматичного котла на пелетах або дровах складає до 7 днів, на вугіллі до 20 днів[3].

Піролізний котел[ред. | ред. код]

Піролізний котел (газогенераториний котел) це котел конструкція  якого передбачає дві камери згорання. У першій камері здійснюється горіння деревини при недостатній кількості повітря. При цьому паливо починає виділяти піролізний газ, що разом з димовими газами перетікає у другу камеру. У другій камері згорання газогенераторного котла (так ще називають піролізні) подається вже об’єм повітря, який достатній для повноцінного горіння. Піролізний газ запалюється і згорає, нагріваючи водяну сорочку агрегату.

Розташування двох камер буває різним, тому що піролізні котли можуть мати різну конструкцію. Як правило піролізні котли мають вентилятор подачі повітря в другу камеру згорання. В зразках що використовують природну тягу, вторинна камера розташована вище первинної і повітря проходить через паливо знизу вверх. При примусовій тязі за допомогою вентилятора, первинна камера згорання знаходиться поруч або вище вторинної[4]. Піролізні котли працюють на пелетах, дровах,|тирсі, корі та інших видах органічного палива забезпечують економію палива до 50%, це забезпечується тим що в піролізних котлах процес горіння проходить повністю до повного згорання палива, не майже не залишається викидів в атмосферу, що робить піролізні котли надзвичайно екологічними і безпечними для здоров'я. Піролізний котел працює на одному завантажені палива до 12-14 годин.

Види твердого палива[ред. | ред. код]

Види твердого палива, що використовується в Світі для спалювання у твердопаливних котлах, можливість використовувати певне паливо в конкретній моделі котла має бути зазначене в інструкції котла, або принаймні таке використання має погодити спеціаліст по котлам, в такому разі в перші місяці використання нового палива котел потребує посиленого контролю і уваги:

Не можна в якості палива для твердопаливних котлів використовувати:

  • ДВП, ДСП;МДФ, ОSB (ОСБ), стружку і будь які залишки від них, тому що вони при горінні виділяють шкідливі речовини;
  • Будь які полімери, стружку та будь які залишки від них так як при горінні вони виділяють шкідливі речовини;
  • Будь які гумові матеріали, стружку та будь які залишки від них так як при горінні вони виділяють шкідливі речовини.

Див. також[ред. | ред. код]

Джерела[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]

  1. Котли тривалого горіння на твердому паливі. Архів оригіналу за 18 травня 2021. Процитовано 3 січня 2022.  Проігноровано невідомий параметр |deaurl= (довідка)
  2. Найкращі автоматичні котли на твердому паливі (рос.). Архів оригіналу за 3 січня 2022. Процитовано 3 січня 2022. 
  3. Промисловий котел на дровах та на пелетах KRONAS PROM COMBI 97 кВт з автоматичною подачею палива. 
  4. Що таке піролізний котел?. Архів оригіналу за 3 січня 2022. Процитовано 3 січня 2022.