Устройство и принцип работы твердотопливного котла

Интересен тот факт, что твердое топливо так и не ушло со сцены отопления, как это прогнозировали в недавнем прошлом. Ведь раньше считалось, что дрова и уголь свои позиции сдадут электричеству и газу, что и произошло. Но время показало – рано радовались. И вот уже сегодня во многих загородных поселках стали возводить большие дома с водяной отопительной системой, где требуется эффективно работающий и экономичный котел. Еще совсем недавно об этом говорить в отношении твердотопливных агрегатов не приходилось, но это уже в прошлом. Потому что изменился принцип работы твердотопливного котла. О нем и поговорим в этой статье.

Типы котлов

Начнем именно с типов, потому что они определяют принцип работы. Здесь всего лишь два варианта:

1. Классические котлы.
2. Пиролизные.

Классические

Это совершенно простая конструкция, в топке которой происходит сжигание твердого топлива, за счет чего и производит нагрев теплоносителя. Сразу же оговоримся, что в твердотопливных котлах используется другая схема нагрева воды, чем, скажем, в газовых или электрических приборах, где устанавливается теплообменник трубного типа. Здесь же используется конструкция, которая носит название водяная рубашка. То есть, топка состоит из двух стенок, между которыми и циркулирует теплоноситель.

Сгорая, топливо нагревает стенки топки (они или чугунные, или стальные), а через них уже нагревается и сама вода. В принципе, устройство классического твердотопливного котла не очень сложное. Но у него есть несколько недостатков:

• Слишком низкий коэффициент полезного действия.
• Большой расход топлива.
• Неудобство эксплуатации в плане настройки и поддержания заданных теплотехнических параметров.

Все это в свое время сказалось на низкой популярности агрегатов данного типа. Поэтому такие котлы хоть и присутствовали на рынке, но раскупались слабо. Поэтому производителям пришлось искать конструктивные решения, чтобы повысить КПД и снизить расход используемого топлива.

Пиролизные

Итак, выход был найден – это котлы, в которых используется процесс пиролиза. Что это такое? Это выделение из твердого топлива в процессе сгорания так называемых топочных (пиролизных) газов, которые обогащаются  кислородом и сжигаются в дополнительной топке.

В процессе пиролиза есть один немаловажный нюанс, который и определяет его эффективность. Это небольшое количество кислорода, которого хватает поддерживать в зоне горения не пламя, а процесс тления. Именно таким образом можно выделить те самые топочные газы. Но сами газы просто так гореть не будут, их необходимо обогатить кислородом, чтобы получилась воздушно-газовая смесь. Так вот она и будет хорошо гореть, и при этом выделять большое количество тепловой энергии.

Внимание! Коэффициент полезного действия котлов пиролизного типа достигает уровня 90%. Если сравнивать с классическим вариантом, у которого КПД равен 65%, это значительный скачок и в плане эффективной работы, и в плане экономии топлива.

Об экономии топлива хотелось бы сказать более конкретно. Представьте себе обычный классический котел, куда закладываются, к примеру, дрова. Конечно, все зависит от мощности агрегата, но все же такая закладка сгорает в среднем за 4-5 часов. Владельцу такого котла придется несколько раз в день чистить прибор и «кормить» его дровами. Сложно и очень неудобно.

Так вот, пиролизные котлы позволяют экономить топливо в несколько раз. Да и закладку можно проводить раз в сутки или в несколько дней один раз, если в качестве топлива используется уголь. Правда, так работают не все пиролизные установки, а только так называемые отопительные агрегаты длительного горения.

Котлы длительного горения

Давайте рассмотрим схему твердотопливного котла длительного горения и определимся с принципом его работы.

• Во-первых, горение внутри топки происходит сверху вниз, что позволяет проводить процесс горения медленно, не захватывая новые слои топлива.
• Во-вторых, все происходит в закрытой камере, куда проникает мало свежего воздуха извне. Как такового горения не происходит, топливо просто медленно тлеет, выделяя топочные газы.
• В-третьих, пиролизные газы поднимаются вверх ко второй топке через соединительный патрубок, в котором сделаны отверстия. Через них поступает кислород, который смешивается с газами, образуя горючую смесь.
• В-четвертых, эта смесь поступает во вторую топку, где и сгорает.

В конструкции твердотопливных котлов длительного горения топки могут располагаться не только друг над другом, но и в соседних частях в горизонтальной плоскости. Это не принципиальная схема. Кстати, вот снизу фото такого котла.

Что сегодня предлагают производители? В принципе, на рынке котлов этой марки много. Они имеют различные конструкции, но принцип работы у них один и тот же. К примеру, очень популярные чешские котлы, изготовленные из чугуна, российские стальные модели, которые в последнее время потеснили конкурентов своей ценой, прибалтийская марка «Стропува». Каждый потребитель для себя найдет агрегат, соответствующий его требованием и по технологии, и по конструктивным особенностям.

Пару слов о «Стропува». Неплохой аппарат, с высоким КПД, практически автоматизированный. Но у него один недостаток – сложность чистки зольника и камеры сгорания, неудобство закладки дров или угля. Хотя длительность горения одной закладки достаточно большая: дрова до трех суток, уголь до семи.