Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.

Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.Створення теплого затишного мікроклімату заміського будинку в холодну пору року, стає можливим завдяки наявності грамотно підібраного опалювального обладнання. Використання твердопаливних котлів, з кожним роком стає більш популярним. Це пов’язано із зростанням цін на ресурси, з допомогою яких працюють опалювальні системи. Доступність вугілля і дров витісняє більш дорогі джерела енергії, такі як електрика, газ, рідке паливо.

Як влаштований твердопаливний котел

Зміст статті

  • Як влаштований твердопаливний котел
  • Як працює твердопаливний котел
  • Види котлів за принципом роботи
    • Класичні
    • Тривалого горіння
    • Піролізні
    • На пеллетах

Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.Корпус агрегатів для спалювання дров і вугілля виготовляють із сталі. Він має прямокутну форму, а розміри залежать від теплової потужності. Як і будь-пічне обладнання, всередині остова знизу вгору розташовані: зольник, топкова камера, водяна сорочка, а у верхній частині – патрубок для відводу продуктів згоряння.

Через нижню дверцята агрегату виробляють чистку від попелу, вона ж регулює тягу, а відповідно теплову потужність котла. Топку від зольника відокремлюють колосники, які виготовляють з чавуну. Завдяки використанню такого матеріалу підвищується термін експлуатації колосникових решіток. Топкову камеру забезпечують окремої дверцятами, через яку дрова завантажують в агрегат.

Застосування різних матеріалів при виготовленні водяних сорочок поділяє твердопаливні обладнання на моделі:

  • з чавунним теплообмінником;
  • зі сталевою сорочкою.

Складність конструкції теплообмінників залежить від функцій, покладених на котел, потужності і призначення. Агрегати, які мають велику кількість різноспрямованих ходів продуктів згоряння у внутрішній порожнині сорочок, обладнують спеціальними заслінками. Відкриття або закриття цих шиберів регулює повітряні потоки гарячих мас при згорянні палива.

Деякі виробники опалювального обладнання встановлюють на верхній площині корпусу чавунні конфорки, які використовують у побуті для приготування їжі. Такі агрегати називають котлами-плитами.

Вихідний патрубок для димоходу обладнають спеціальним шибером, за допомогою якого регулюють потік гарячих повітряних потоків при горінні, спрямованих на канал для відпрацьованих газів.

ДОВІДКА! Існують моделі, призначені для опалення бань. Верхня поверхня таких банних печей призначена для розміщення каменів, які нагрівають повітря, а теплообмінник гріє проточну воду для використання.

Як працює твердопаливний котел

Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.Принцип роботи дров’яних котлів полягає в тому, що, після завантаження палива в камеру, його розпалюють, а топку закривають. Для горіння використовується повітря, що просочується крізь колосникові ґрати. Під дією природної тяги, гарячі потоки відпрацьованих газів проходять знизу вгору, вздовж порожнин водяної сорочки. За рахунок високої температури продуктів згоряння, теплообмінник нагрівається, а дим видаляється через вихідний патрубок – в димохід.

Використання заслінок, якими забезпечений агрегат, що дозволяє регулювати процес горіння. При розпалюванні котла відчиняють всі шибери, тим самим забезпечують доступ і відведення великої кількості повітря, необхідного для роботи котла. У міру розгортання дров чи вугілля, прикривають спочатку заслінку зольника, а після стабілізації горіння – теплообмінника, забезпечуючи необхідне переміщення гарячих повітряних мас з внутрішньої порожнини обладнання. Шибер на патрубку димоходу прикривають тільки в тому випадку, коли заслінка закрита зольника не може стримати збільшення температури теплоносія.

УВАГА! Виробники твердопаливних агрегатів не завжди забезпечують патрубок для відводу диму шибером! У цьому випадку, заслінку встановлюють на димарі.

Для підтримки постійної температури горіння використовують терморегулятори, які, в залежності від зміни параметрів теплоносія, керують нижній заслінкою котла. Встановлюють регулятор у верхній частині водяної сорочки. За рахунок жорсткого з’єднання, за допомогою важеля і ланцюги, змінюється положення шибера при повороті термоголовки, яка реагує на коливання температури теплоносія.

Пристрій більшості твердопаливних агрегатів передбачає ручне завантаження дровами або вугіллям. Виробники сучасного обладнання пропонують споживачеві моделі з автоматичною подачею палива. Така методика популярна при використанні гранульованих брикетів, спеціально виготовлених для спалювання при підготовці теплоносія.

Види котлів за принципом роботи

Спалювання дров чи вугілля в котельній камері може відбуватися різними методами. Використання того чи іншого способу поділяє твердопаливні обладнання на кілька категорій.

Класичні

Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.Сама назва говорить про звичному для пічного обладнання, метод спалювання палива. Топку завантажують дрова, розпалюють, закривають дверцята і регулюють подачу повітря, з допомогою піддувала вручну або терморегулятором. Гаряче повітря, піднімаючись, нагріває водяну сорочку котла і виходить назовні через димар. Потужність класичного агрегату регулює повітряна заслінка зольника. Але навіть при повністю закритому шибер, процес горіння буде продовжуватися, тільки з меншою інтенсивністю.

Такий спосіб популярний при виготовленні побутових котлів невеликої потужності. Завдяки простоті конструкції, умільці, які самостійно виготовляють опалювальний агрегат, часто вдаються до використання цієї методики. Рівні поверхні внутрішніх порожнин дозволяють легко обслуговувати і чистити внутрішню поверхню від золи і нагару.

Тривалого горіння

Основним недоліком використання твердопаливного котла є потреба частою закладки дров в топку. Для збільшення інтервалу часу між завантаженнями, розроблені різні технології. Один з таких методів називають тривалим горінням.

Особливістю цього методу є поступове пошарове спалювання великої кількості заставленого палива. Уповільнення процесу горіння досягають за рахунок зміни напрямків потоків гарячих повітряних мас у внутрішній частині теплообмінника. В залежності від кількості зустрічних потоків, агрегати тривалого горіння бувають:

  • двоходові;
  • триходові;
  • багатоходові.

Теплообмінники з великою кількістю ходів застосовуються в промислових котлах великої потужності від 100 кВт. Побутове обладнання тривалого горіння виготовляють з двох – або триходовий водяною сорочкою.

Широке застосування в побуті знайшли твердопаливні агрегати шахтного типу. Особливість конструкції яких полягає в тому, що піддувало розташоване у верхній частині, а димар, бере свій початок внизу. Такі котли мають один хід теплообмінника зверху – вниз. Горіння відбувається в незвичному для законів фізики напрямку, за рахунок зворотного напрямку тяги. Великим недоліком такого обладнання є постійна потреба очищення дымоотводного патрубка, розташованого в нижній частині корпусу. Завдяки невластивою спрямованості робочого процесу спалювання дров відбувається дуже повільно.

Крім котлів тривалого горіння, що використовують природну тягу в уповільненому режимі для збільшення проміжків часу між завантаженнями палива, існують агрегати з примусовою регулювання повітряних потоків за допомогою вентиляторів. Складність підбору обладнання, а згодом – управління переміщенням гарячими повітряними потоками, робить не дуже затребуваними котли з примусовим рухом відпрацьованих газів.

Піролізні

Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.Різновидом тривалого горіння є поділ процесу тепловіддачі на спалювання твердого палива і піролізного спалювання газу. Топку таких котлів поділяють на дві камери: у першій – дрова повільно тліє при нестачі кисню, за рахунок цього виділяється вторинний газ (вуглеводень, азот, чадний газ), який згорає у другій частині топкової камери.

Для уповільнення горіння в піролізних агрегатах часто використовують зворотну тягу, подібну до тієї, що створюється в агрегаті шахтного типу. Або застосовують спеціальні димососи, які регулюють рух продуктів згоряння всередині теплообмінника. В другу камеру топки подається повітря для горіння вторинного газу. Внутрішня порожнина такого обладнання має високе аеродинамічний опір, що дозволяє паливу не розпалюватися в першій камері. Робочий процес у другому відсіку спалює всі шкідливі гази, утворення яких властиво для звичайного горіння.

ВАЖЛИВО! Експлуатація піролізних котлів не допускає використання палива вологістю вище 30%! Надлишок вологи буде перешкоджати процесу виділення вторинних газів!

Подвійний процес горіння підвищує ККД твердопаливного котла. Використання меншої кількості дров або вугілля порівняно зі звичайними котлами змушує споживача задуматися про можливості використання такої технології для опалення власного будинку.

На пеллетах

Пристрій твердопаливного котла: як влаштований і працює класичний котел тривалого горіння, піролізний і на пеллетах.До дорогих відносять обладнання тривалого горіння, яке використовує в якості ресурсу гранульоване паливо. Складність конструкції обумовлена наявністю бункера для завантаження і механізму подачі пелет в топку. Від розміру завантажувальної ємності залежить кількість часу (до 7 днів) автономної роботи агрегату, вона має форму усіченого донизу конуса, де є отвір для з’єднання зі шнековим або іншим типом механізму, порційно відправляв брикети в топку, по мірі потреби.

Робота всіх вузлів і механізмів такого агрегату керується автоматикою. Сучасні моделі обладнають навіть механізмом очищення зольника від попелу. Єдине, що потрібно споживачеві зробити – це завантажити бункер і розпалити пелети. Подібні конструкції застосовують при використанні тріски, вугільних брикетів та інших видів сипучого палива.

ВАЖЛИВО! Завантажувальна ємність і механізм подачі, спроектований для одного виду палива, не може використовуватися для топки іншими сировинними ресурсами, не передбачених виробником обладнання! Подібне порушення виведе котел з ладу!

Використання різних методів горіння і завантаження позбавляє твердопаливні котли необхідності частого завантаження, при цьому значно підвищує вартість. Великий вибір опалювальної техніки дозволяє споживачеві правильно оцінити власні потреби і зробити грамотний вибір.