Влаштування і принцип роботи твердопаливного котла – теорія й практика

Зміст:

Загальні відомості
Особливості конструкції
Топка
Водяна сорочка
Система димовидалення
Контроль і регулювання температури
Різновиди твердопаливних котлів
Принцип роботи
Підсумки

Не секрет, що з точки зору економічності та зручності експлуатації найбільш зручним є газове опалення. У тих випадках, коли населений пункт знаходиться на значній відстані від газової магістралі, автономне теплопостачання раціональніше всього оснастити твердопаливним колом.

Загальні відомості

Через високу вартість дизельного палива та електрики, а також додаткових витрат на підключення газового обладнання, в багатьох випадках роблять вибір у бік котла на твердому паливі. У результаті виходить обзавестися опалювальною системою, на роботу якої не впливає наявність або відсутність зовнішніх енергоносіїв. Як правило, більша частина приладів даного типу не потребують електричної енергії, або ж споживають її в дуже невеликих кількостях.

Найчастіше твердопаливними котлами комплектуються індивідуальні системи опалення у віддалених районах, що зазнають серйозні труднощі з подачею магістрального газу. Існують цілі галузі нашої країни, де в якості основного обігрівального агрегату використовуються дров'яні котли.

Особливості конструкції

УВАГА!
Не робіть ПОМИЛОК у розрахунку!
Використовуйте будівельні калькулятори онлайн - розрахунок будівельних матеріалів та конструкцій для ремонту і будівництва швидко та точно.

Для розуміння принципу роботи твердопаливного котла пропонується розглянути його конструкцію, до складу якої входить кілька елементів.

Топка

Ця назва застосовується до камери, де відбувається згоряння палива. Зазвичай вона виконує також роль теплообмінника. Конструкція топки складається з порталу для подачі палива, зони виведення продуктів згоряння, колосника, місткості для збору золи та повітряного отвору. Коли тверде паливо згорає, це сприяє нагріванню стінок топки. Надалі теплова енергія передається воді в спеціальній сорочці, яка оточує топку з усіх боків.

Водяна сорочка

Принцип дії твердопаливного котла передбачає наявність у його топці подвійних стінок: а проміжки між ними заповнюють теплоносієм. Таку конструкцію називають водяною сорочкою. У міру горіння палива відбувається нагрівання рідини у водяній сорочці. Це призводить до появи теплових потоків, які підіймають гарячий теплоносій у верхню частину місткості. Звідси гаряча вода перетікає в теплопровід. Після того, як рідина пройде по всьому опалювальному контуру і віддасть тепло оселі, вона повертається в остиглому стані назад. Для цих цілей є нижній патрубок.

Для пришвидшення циркуляції води всередині опалювальної системи на деяких твердопаливних котлах монтуються спеціальні насоси. Однак велика частина моделей випускається для відкритих опалювальних систем у вигляді схеми, де теплоносій рухається не за рахунок працюючої помпи, а завдяки невеликому нахилу трубопроводу. Це пояснюється простотою, надійністю та економічністю інерційних систем. До того ж вони повністю незалежні від наявності електричної енергії. Завдяки цьому їх можна застосовувати у віддалених районах, позбавлених благ цивілізації.

Система димовидалення

Принцип роботи твердопаливного котла пояснює утворення всередині топки значної кількості диму. Для видалення продуктів горіння використовують теплоізольовані труби, прокладені від котла за межі будинку.

Контроль і регулювання температури

Як відомо, обов'язковою умовою для процесу горіння є подача повітря. При чому від інтенсивності цієї подачі безпосередньо залежить швидкість горіння. Цей принцип використовується в конструкції твердопаливних котлів, де для регулювання надходження повітря є механічні засувки та шибери.

Для такої схеми пристрою твердопаливного котла опалення характерна простота та надійність: заслінку міцно скріплюють зі спеціальним регулятором. Якщо температура надмірно підніметься, це провокує розширення стінок регулятора та наступне за цим опускання заслінки. У результаті знижується інтенсивність надходження кисню в топкову камеру. Процес остигання регулятора активізує зворотний процес підняття заслінки: повітря отримує можливість надходити в більшому обсязі, збільшуючи тим самим інтенсивність горіння.

На перший погляд, може здатися, що враховуючи принцип роботи твердопаливного котла тривалого горіння, така схема керування процесом горіння занадто примітивна й архаїчна. Однак саме простота служить запорукою її ефективності та надійності. Це пояснює широке поширення шиберного регулювання в більшості моделей твердопаливних опалювальних котлів. Строго кажучи, такий підхід по цей час не відчуває особливої конкуренції, оскільки в цьому випадку не потрібна дорога електроенергія.

Різновиди твердопаливних котлів

Принцип дії твердопаливних котлів дозволяє їм бути частиною різних сучасних схем. Мова йде як про самі прості одноконтурні прилади, так і про найпотужніші багатофункціональні агрегати з високою продуктивністю. Існує кілька способів класифікації твердопаливного обладнання.

За матеріалом виготовлення:

Зі сталі. Вартість на сталеві прилади нижче, ніж чавунні. До того ж вони простіші в обслуговуванні: чистка проходить без особливих проблем. З недоліків можна виділити чутливість моделей до температури у зворотній трубі: вона повинна бути не менше +60 градусів. Це передбачає використання спеціальних клапанів для підтримання необхідного температурного режиму шляхом підмішування у зворотку гарячої води з подаючої труби.
З чавуну. Відрізняються вищою довговічністю, однак вимагають складного догляду. Використання чавунних твердопаливних котлів рекомендується у разі їх безперервного використання. Придбання наднадійного чавунного агрегату тільки для аварійних випадків є непрактичним рішенням. З подібними завданнями в змозі впоратися дешевші сталеві моделі.

Принцип роботи

Працює котел на твердому паливі, як правило, на дровах, торфі, відходах пиломатеріалів, спеціальних деревних брикетах, вугіллі та пелетах (гранулах, виготовлених з подрібненої деревини, смоли, хвої тощо). Особливою популярністю користуються прилади універсального типу, здатні споживати практично всі види твердого палива.

За способом теплопередачі котли бувають:

Повітряними.
Паровими.
Водяними (зустрічаються найчастіше).

За принципом спалювання палива:

Традиційні. Працюють на дровах та вугіллі. Принцип дії такий же, як у звичайної дров'яної печі.
Тривалого горіння. Інноваційна розробка в галузі обладнання для опалення. Твердопаливні котли тривалого горіння мають вигляд видовженої топкової камери, оточеної з усіх боків водяною сорочкою. При горінні полум'я поширюється не знизу вгору, а зверху вниз, нагадуючи в цьому відношенні процес горіння свічки. Принцип роботи котла тривалого горіння дозволяє досягати повного згоряння палива. При цьому збільшується проміжок горіння однієї закладки палива (до 7 діб). Працює котел тривалого горіння, як правило, при стабільно високій температурі теплоносія, що на порядок підвищує його ККД. Безперебійне і безпечне функціонування таких моделей досягається за рахунок включення в конструкцію вентиляторів для екстреного гасіння, запобіжного клапана та циркуляційної помпи.

Пелетні. В якості палива тут використовуються спеціальні пелети. Такі котли додатково оснащуються автоматичною системою подачі пелет і бункером для зберігання палива. Завдяки електронним датчикам здійснюється контроль наявності палива всередині топки. Для роботи такої системи необхідне стабільне електричне живлення.
Піролізні. Унікальне обладнання, де поряд з енергією від горіння твердого палива використовується також тепловиділення газів. Це дає можливість невеликий об'єм палива перетворити у значну порцію теплової енергії. В результаті досягається підвищення ККД котла та зниження шкідливих викидів.

Принцип роботи твердопаливних котлів тривалого горіння дає можливість застосувати автоматизацію. Керування агрегатами даного типу настільки просте, що його може осилити дитина.

Підсумки

УВАГА!
Не робіть ПОМИЛОК у розрахунку!
Використовуйте будівельні калькулятори онлайн - розрахунок будівельних матеріалів та конструкцій для ремонту і будівництва швидко та точно.

Для організації системи опалення можна застосувати кілька схем пристрою котла на твердому паливі. Будь-який з різновидів агрегату являє собою універсальний прилад, що перевершує своїх електричних і дизельних побратимів в плані економічності.

УВАГА!
Не робіть ПОМИЛОК у розрахунку!
Використовуйте будівельні калькулятори - онлайн розрахунок будівельних матеріалів та конструкцій для ремонту і будівництва швидко та точно.