Устройство и принцип работы твердотопливных котлов с варочной поверхностью

Устройство и принцип работы твердотопливного котла – теория и практика

Не секрет, что с точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее удобным является газовое отопление. В тех случаях, когда населенный пункт находится в значительном удалении от газовой магистрали, автономное теплоснабжение рациональнее всего оснастить твердотопливным колом.

Общие сведения

Из-за высокой стоимости дизельного топлива и электричества, а также дополнительных расходов на подключение газового оборудования во многих случаях выбор делают в сторону котла на твердом топливе. В результате получается обзавестись отопительной системой, на работу которой не влияет наличие или отсутствие внешних энергоносителей. Как правило, большая часть приборов данного типа не нуждаются в электрической энергии, или же потребляют ее в очень небольших количествах.

Чаще всего твердотопливными котлами комплектуются индивидуальные системы отопления в отдаленных районах, испытывающих серьезные затруднения с подачей магистрального газа. Существуют целые области нашей страны, где в качестве основного обогревающего агрегата используются дровяные котлы.

Особенности конструкции

Для понимания принципа работы твердотопливного котла предлагается рассмотреть его конструкцию, в состав которой входит несколько элементов.

Топка

Это название применяется к камере, где происходит сгорания топлива. Обычно она выполняет также роль теплообменника. Конструкция топки состоит из портала для подачи топлива, зоны выведения продуктов сгорания, колосника, емкости для сбора золы и воздушного отверстия. Когда твердое топливо сгорает, это способствует нагреванию стенок топки. В дальнейшем тепловая энергия передается воде в специальной рубашке, которая окружает топку со всех сторон.

Водяная рубашка

Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке. Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно. Для этих целей имеет нижний патрубок.

Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем. Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии. Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Система дымоудаления

Принцип работы твердотопливного котла объясняет образование внутри топки значительного количества дыма. Для удаления продуктов горения используют теплоизолированные трубы, проложенные от котла за пределы дома.

Контроль и регулировка температуры

Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.

Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором. Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру. Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.

На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности. Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.

По материалу изготовления:

  1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
  2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

  • Воздушными.
  • Паровыми.
  • Водяными (встречаются чаще всего).

По принципу сжигания топлива:

  • Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
  • Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

  • Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
  • Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения дает возможность применить автоматизацию. Управление агрегатами данного типа настолько простое, что его может осилить ребенок.

Итоги

Для организации системы отопления можно применить несколько схем устройства котла на твердом топливе. Любая из разновидностей агрегата представляет собой универсальный прибор, превосходящий своих электрических и дизельных собратьев в плане экономичности.


Какие бывают твердотопливные котлы с варочной поверхностью

Как устроены котлы с варочной плитой

Классические бытовые твердотопливные котлы с варочной поверхностью для приготовления пищи, имеют простое устройство, по своей конструкции напоминающее то, что используется в дровяных печах. Газогенераторные и пиролизные модели, отличаются длительным временем работы от одной закладки и высоким КПД, достигаемым благодаря дожигу углекислого газа.

Котел на твердом топливе для обогрева помещений с варочной панелью, имеет следующие особенности и технические характеристики:

  • Нагрев помещения — в зависимости от модели, котлы отапливают помещение разогретым воздухом (конвекционные) или посредством теплоносителя.
  • Подогрев воды — котлы на твёрдом топливе с плитой и водяным контуром, подключаются непосредственно к системе горячего водоснабжения. Вода нагревается проточным способом, как в обычном водонагревателе. Если в котле не предусмотрен контур ГВС, подогреть воду можно на варочной поверхности. До комфортной температуры, ведро воды нагревается приблизительно за 20 минут.
  • Приготовление пищи — кухонные котлы с варочной поверхностью на твердом топливе, изначально предназначены не только для отопления, но и приготовления пищи. Некоторые современные модели, также оснащены духовым шкафом для приготовления выпечки.

В большинстве моделей предусмотрен «летний» режим, позволяющий готовить пищу без включения системы отопления.

Широкий ассортимент продукции, предлагаемой европейскими и отечественными производителями, позволяет подобрать модель котла, оптимально соответствующую техническим параметрам помещения.

Материал теплообменника и плиты

Теплообменник котла изготавливают из жаропрочной стали и чугуна. У каждого материала есть свои преимущества:

  • Стальной теплообменник — стоит дешевле и имеет меньший вес. Масса котла на 40 кВт, не превышает 130-150 кг, что облегчает установку. Недостатком стали является относительно небольшой срок эксплуатации и подверженность теплообменника к коррозии и деформации.
  • Чугунный теплообменник — большинство отечественных производителей отказались от данного металла, по причине трудоемкого и дорогостоящего производства. Теплообменник из чугуна, изготавливается посредством литья металла. Главным достоинством чугуна остается длительный срок эксплуатации (около 35 лет), а также медленное остывание после нагрева.

У каждой конструкции котла есть свои преимущества и недостатки. При выборе, ориентируются на предполагаемую интенсивность эксплуатации котла и на свои материальные возможности.

Возможные виды топлива

Классические отопительные котлы с возможностью подогрева пищи, практически «всеядны». Во время топки, допускается применение угля, дерева, торфа, топливных брикетов, отходов древесины.

Пиролизные модели с водяным контуром и варочной поверхностью, имеют ограничения, связанные с внутренним устройством и используемым принципом сгорания:

  • Максимальная влажность топлива не более 20%.
  • Использование коксующегося и бурого угля запрещено. В некоторых моделях, допускается сжигание бурого угля, с небольшим процентом зольности, при условии предварительного подогрева воздуха, поступающего в топочную камеру.
  • Не разрешается сжигать отходы дерево-стружечных плит и любых других строительных материалов, при производстве которых использовались клеящие составы на основе формальдегидов.

Конструкция камеры сгорания в пиролизных агрегатах соединена с топкой для дожига отходящих газов, обложенной шамотом.

Нагрев теплоносителя и ГВС

В котлах с варочной поверхностью, производители нередко устанавливают контур горячего водоснабжения, работающий по принципу проточного водонагревателя. Если змеевик на ГВС отсутствует, нагрев воды осуществляется посредством бойлера косвенного нагрева или варочной панели.

Двухконтурный комбинированный твердотопливный котел для обогрева помещений, ГВС и конфорками для приготовления пищи, подключается к системе отопления и горячего водоснабжения, посредством специальных отводов с диаметром ¾.

Конструкция теплообменника имеет несколько вариантов:

  1. В виде контура или змеевика.
  2. Водяная рубашка, окружающая топочную камеру. Такое решение используют чаще.

Современные конструкции дополнительно снабжены встроенным ТЭНом. Производительность трубчатого нагревательного элемента, варьируется от 3 до 9 кВт.

Поддержание температуры теплоносителя электрическим ТЭНом, выполняется в автоматическом режиме. На обратном трубопроводе системы отопления, установлен датчик, фиксирующий температуру нагрева. При остывании теплоносителя, по причине сгорания дров, включается ТЭН.

С помощью электрического нагревателя, в системе отопления поддерживается температура, достаточная, чтобы предотвратить охлаждение жилых помещений.

Марки твердотопливных котлов с плитой для приготовления

Сколько стоит тт котёл с варочной панелью

Стоимость котлов на твердом топливе с варочной панелью, очень сильно зависит от производителя. Так, российская продукция обойдется в пределах 20-60 тыс. руб. Не сильно отличается стоимость на украинские котлы, изготавливаемые в Харькове и Житомире.

Котел водяного отопления дома на твердом топливе с варочной поверхностью компании Klover, относится к продукции элит и премиум класса. Стоимость агрегатов, изготовленных компанией, находится в диапазоне 400-600 тыс. руб.

За и против использования отопительно-варочных котлов

Сразу стоит выделить, что варочно-отопительные котлы, в связи с особенностями конструкции, имеют меньшую теплоотдачу и КПД, чем обычное твердотопливное оборудование, используемое исключительно для обогрева. По этой причине, модели редко используются для центрального отопления жилых помещений, но являются оптимальным решением для эксплуатации в загородных домах, при условии отсутствия газификации.

Срок службы плиты не менее 12 лет. Главным преимуществом наличия варочной поверхности является возможность приготовления пищи. Для оснащения кухни подойдут котлы с вмонтированным духовым шкафом.

Еще одним плюсом данного типа котлов, являются сравнительно небольшие габариты, что упрощает размещение котла на кухне.

Единственным существенным недостатком моделей является небольшая, по сравнению с обычными котлами, производительность и КПД. Современное отопительное оборудование имеет красивое оформление, хорошо впишется в интерьер кухни и без проблем отопит жилое помещение с максимальной площадью до 300 м².

Разновидности твердотопливных котлов

Котлы на твёрдом топливе изготавливаются из стали или чугуна и применяются для обеспечения отопления и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий. Совмещают в себе экономичность и возможность обустройства автономной системы отопления, что особенно актуально для негазифицированных регионов и районов с нестабильной подачей электроэнергии. Принцип действия данного вида котлов основан на выделении тепловой энергии в результате сгорания таких видов твёрдого топлива, как уголь, торф, дрова, пеллеты и других.

Конструкция и принцип работы твердотопливных котлов

Основные элементы конструкции:
1. Теплообменник является одной из важнейших деталей котла, с его помощью осуществляется передача тепловой энергии разогретого дымового газа непосредственно теплоносителю. Скорость прохождения газа регулируется дымососом. В среднем срок эксплуатации теплообменника составляет около 20 лет. Для изготовления может применяться сталь или чугун.
Стальной теплообменник обходится дешевле, однако быстрее изнашивается. Желательно поддерживать температуру теплоносителя не ниже 65° С, чтобы не допускать образования конденсата. К преимуществам стального теплообменника можно отнести его устойчивость к резким перепадам температур.
Чугунный теплообменник более долговечен, меньше подвержен образованию коррозии и требует поддержания температуры теплоносителя от 50° С и выше.

2. Топочная камера с дверцей предназначена для загрузки и сжигания топлива.

3. Колосниковая решётка должна иметь высокую теплокоррозийную устойчивость, для изготовления часто применяется сплав железа и графита (серый чугун). Решётка обеспечивает доступ воздуха для поддержания горения, равномерное распределение топлива, а также отсев несгоревших остатков в зольник.

4. Люк для прочистки верхних ходов.

5. Регулятор температуры может быть как механическим (регулятор тяги), так и автоматическим (микропроцессорный контроллер).
Для более комфортной и безопасной эксплуатации котла могут применяться дополнительные устройства: регулятор тяги, газовая горелка для розжига, термостатический клапан для предотвращения перегрева и другие.

Работа котла начинается с розжига, в процессе которого происходит быстрое повышение температуры с 30-35° С до 500-600° С за 5-10 минут. В это же время температура теплообменника возрастает до 40-70° С в зависимости от настроек системы. На следующем этапе температура в топке достигает 1000-1300° С в зависимости от применяемого топлива, а теплоноситель прогревается до рабочей температуры. На данном этапе важно не допустить превышения температуры 95° С, что достигается посредством регулировки поступления воздуха в камеру сгорания при помощи задвижки. На заключительном этапе топливо полностью прогорает, и образуются тлеющие угли, после чего происходит постепенное затухание и снижение температуры.

Большинство современных котлов оснащаются датчиком предназначенным для автоматического поддержания температуры в диапазоне от 65° С до 90° С. Датчик соединяется с заслонкой, которая регулирует доступ воздуха в топочную камеру для поддержания процесса горения.

Преимущества и недостатки котлов на твёрдом топливе

Применение твердотопливных котлов в системах отопления и горячего водоснабжения имеет ряд преимуществ:
1. Главным преимуществом котлов на твёрдом топливе является возможность их автономной работы. Работа котла не зависит от наличия электричества, газа или других внешних источников энергоснабжения, что позволяет эксплуатировать его в удалённых районах, а также использовать в качестве дублирующего источника тепла в случае отключения электроэнергии или возникновении проблем с подачей газа.
2. Применяемые виды топлива (уголь, торф, пеллеты и другие) обходятся намного дешевле использования газа, электроэнергии или дизельного топлива. Однако стоит учитывать дополнительные расходы на доставку, погрузочно-разгрузочные работы и хранение.
3. Максимальный КПД у стандартных котлов может достигать 84,9%.
4. Простое устройство котла существенно повышает его надёжность и продлевает срок службы.
5. Большинство моделей котлов может работать на разных видах топлива.
6. Стоимость твердотопливного котла ниже газового или электрического аналогичной мощности.

Читайте также:  Мощные и универсальные твердотопливные котлы Медведь: модельный ряд

К недостаткам твердотопливных котлов можно отнести потребность в отдельном помещении для установки котла и хранения запасов топлива. Эксплуатация более трудоёмка, так как требует регулярной ручной загрузки топлива, вычистки золы и сажи.

Классические твердотопливные котлы

Стандартные твердотопливные котлы имеют предельно простую конструкцию, что обуславливает довольно низкую стоимость и простоту эксплуатации. Такие котлы имеют объёмное топочное отделение и неприхотливы к виду и качеству топлива. Полная энергонезависимость позволяет применять их в условиях отсутствующего или нестабильного электроснабжения.

Простота конструкции имеет и отрицательные стороны – сравнительно низкий КПД, необходимость частой загрузки топлива, механическая регулировка температуры теплоносителя, чувствительность к уровню влажности топлива и другие. Также требуется довольно частая очистка котла – накопление золы снижает производительность котла и может привести к перегреву и поломке. При эксплуатации таких котлов следует учитывать их большую инерционность – возможно только постепенное и относительно медленное снижение или повышение температуры, быстрый разогрев или выключение котла невозможны. Учитывая невысокую цену, такие котлы целесообразно применять в качестве запасного варианта на случай перебоев с поставками электроэнергии или газа.

Котлы длительного горения

Принцип действия котлов длительного горения направлен на продолжительное и экономное сжигание топлива. Период работы таких котлов на одной загрузке составляет до 5 суток при использовании угля и до 30 часов при использовании дров. Для увеличения времени работы и количества выделяемого тепла применяется метод «верхнего» или «верхне-нижнего» горения. Наглядно этот метод можно рассмотреть на примере горения обычной спички, повернув её сначала пламенем в направлении пола, а потом перенаправив вверх – при направлении пламени вверх время сгорания существенно возрастёт.

Камера подогрева воздуха соединяется с топочной камерой при помощи телескопической трубы с воздухораспределителем, через которую подаётся подогретый воздух. По мере прогорания топлива труба опускается под собственным весом, что обеспечивает равномерное оптимальное сгорание тонкого верхнего слоя топлива.

Отличительной особенностью таких котлов является большой объём топочной камеры, позволяющий загрузить до 50 кг топлива. За счёт ограниченной подачи воздуха происходит не столько сгорание, сколько тление топлива. Благодаря объёму камеры и медленному сгоранию, одной закладки топлива достаточно для работы котла от 12 часов до 5 суток. КПД таких котлов достигает 90%, они просты в эксплуатации и обслуживании.
Подобная, но более совершенная и экономичная технология применяется и в газогенераторных котлах.

Пиролизные котлы

Эффективность работы пиролизных (газогенераторных) котлов достигается за счёт раздельного сжигания твёрдого топлива и выделяемых в процессе горючих газов в отдельных камерах сгорания. Другое название явления пиролиза – сухая перегонка. Под воздействием высокой температуры (200-800° С) и при ограниченном доступе воздуха в камеру сгорания происходит разложение топлива на твёрдый остаток и пиролизный газ (смесь азота, водорода, угарного газа и углеводородов). Горючий газ с помощью вентилятора подаётся по керамической форсунке во вторую камеру, где происходит подмешивание кислорода и сжигание газа. В результате происходит дополнительная подсушка органического топлива (преимущественно используются дрова или щепа), что способствует более полному сгоранию и образованию меньшего количества золы и сажи. КПД пиролизных котлов может достигать 85-92% в зависимости от качества исходного топлива. Применяемая технология обеспечивает возможность работы котла на одной загрузке до 12 часов, более экономно расходует топливо по сравнению с классическими твердотопливными котлами и является более чистой и экологичной за счёт снижения количества твёрдых и газообразных отходов.

К недостаткам пиролизных котлов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, повышенные требования к влажности органического топлива (не более 25-30%), необходимость полной загрузки для эффективной работы, обязательная установка трёхходового клапана для подмешивания горячей воды в обратную трубу (температура не должна опускаться ниже 65° С, чтобы не допустить образования конденсата) и предохранительного клапана для аварийного сброса излишка воды при закипании. Учитывая относительную сложность конструкции и потребность в дополнительном оборудовании, большинство таких котлов энергозависимы, что лишает их основного преимущества твердотопливных котлов – автономности.

Использование в качестве дополнительного оборудования бойлеров косвенного нагрева или теплоаккумулирующих баков позволяет сократить расход топлива до 20%, увеличить период между закладками, а также иметь постоянный запас воды для горячего водоснабжения.

Пеллетные котлы

Для работы таких котлов применяется специальный вид топлива – пеллеты. Пеллеты производятся в основном из отходов деревообрабатывающей промышленности методом прессования. Склеивание древесных частиц происходит без применения химических добавок: под воздействием температуры древесина выделяет лигнин, который и служит связующим веществом. При сгорании одной тонны пеллет выделяется 3500 кВт/ч тепловой энергии, что в полтора раза больше, чем в процессе сгорания аналогичного количества дров или древесной щепы. Влажность составляет всего 8-12%. Пеллеты представляют собой сыпучий гранулированный материал, что существенно облегчает процесс траспортировки и хранения и являются экологически чистым продуктом, не выделяя в процессе горения токсических веществ.

Конструктивной особенностью пеллетных котлов является обязательное наличие ёмкости (загрузочного бункера) для хранения и подачи пелет в камеру сгорания посредством шнекового механизма. При этом время непрерывной работы котла зависит исключительно от объёма бункера и составляет в среднем от 3-7 суток.

В зависимости от модели котла могут применяться различные способы сжигания пеллет. Ретортная горелка представляет собой стальную или чугунную чащу на поверхность которой снизу подаётся топливо. В зону горения осуществляется подача воздуха поддерживающего процесс горения и предотвращающего перегрев горелки. Могут использоваться как подвижные, так и неподвижные ретортные горелки. Подвижные (оборотные) позволяют эффективно сжигать топливо с большим содержанием золы, влаги и пыли.

КПД пеллетных котлов может составлять до 95% в зависимости от качества топлива и модели котла. Работа большинства котлов полностью автоматизирована и безопасна.

Пеллетные котлы являются энергозависимыми, так как для функционирования шнекового механизма, автоматического розжига и системы подачи воздуха необходимо наличие электроэнергии.

Расчёт мощности и основные принципы монтажа котлов на твёрдом топливе

При расчёте требуемой мощности котла нужно учитывать множество факторов – погодные условия для конкретной климатической зоны, степень утепления дома, герметичность стеклопакетов, тип применяемых радиаторов (стальные, алюминиевые, чугунные), наличие тёплого пола и многое другое. Очень приблизительный расчёт мощности можно сделать исходя из потребности 1 кВт на 10 м² при высоте потолков 3 метра, однако такие данные пригодны только для предварительного выбора модели котла, окончательный расчёт должен проводиться только специалистом.

Установка твердотопливного котла наиболее целесообразна в негазифицированных регионах и регионах где могут иметь место перебои с подачей электрической энергии. От того, насколько правильно смонтирован котёл и сделана его обвязка зависит эффективность и надёжность всей системы отопления в доме. Для оборудования топочной выделяется отдельное помещение, обязательно оборудованное системой приточно-вытяжной вентиляции. Монтаж котла производится на ровное бетонное или кирпичное основание на расстоянии не ближе 70 см от стен помещения. Преимущественно котёл используется в комплекте с теплоизолированным накопительным баком. Бак служит для защиты системы от перегрева, позволяет адаптировать различные источники тепла (котёл на твёрдом топливе, электрический котёл, газовый котёл или другие) в одну систему с системой отопления, оптимизирует работу котла, повышая его КПД и снижая расход топлива. Вода в таком баке может сохранять температуру в течение нескольких дней и применяется как для систем отопления, так и для бытовых нужд. Также могут применяться бойлеры косвенного нагрева, оборудованные как спиралевидными теплообменниками для использования тепловой энергии котла, так и электрическим тэном для нагрева воды в летнее время. Важным элементом обвязки котла является расширительный бак, предназначенный для компенсации излишков воды возникающих в процессе нагревания. Объём бака должен составлять не менее 1/10 общего объёма воды в системе.

На выходе из котла устанавливается группа безопасности, состоящая из манометра, автоматического воздухоотводчика (для предотвращения завоздушивания системы и возникновения воздушных пробок) и предохранительного клапана.
Особенностью твердотопливных котлов является невозможность контролировать подачу топлива, соответственно довольно высока вероятность перегрева. С целью предотвращения перегрева применяется охлаждающий теплообменник. Некоторые модели стальных котлов оснащены им изначально, в остальных случаях он устанавливается на выходе из котла перед системой отопления. При разогреве котла до 95° С срабатывает термостатический клапан и в теплообменник подаётся холодная вода из водопровода или специально предназначенной для этого ёмкости. После охлаждения котла и снижения температуры клапан закрывается.

Другим, более простым, способом борьбы с перегревом является применение сливного клапана. В случае превышения допустимого значения температуры горячая вода перенаправляется в канализацию, а в систему отопления подаётся холодная вода из водопровода.
При установке твердотопливного котла нужно учитывать его инерционность, затухание топлива и снижение температуры происходит постепенно. Учитывая, что за принудительную подачу теплоносителя отвечает циркуляционный насос, должна быть предусмотрена установка аккумуляторной батареи для его бесперебойной работы в случае отключения электрического снабжения. В противном случае неравномерный прогрев различных участков может вывести из строя всю систему отопления.

Эффективная и производительная работа котла во многом зависит от хорошей тяги и правильно рассчитанного и установленного дымохода. При выборе дымохода нужно обратить внимание на его высоту, диаметр, длину разгонного участка и качество утепления трубы. Высота и диаметр трубы рассчитываются исходя из мощности котла, при недостаточной высоте трубы дымовые газы будут плохо вытягиваться, а в худшем случае поступать в обратном направлении, в помещение. Обычно минимальная длина трубы указывается в инструкции к котлу, а диаметр соответствует выходному отверстию котла. Утепление трубы не позволяет дымовым газам остывать слишком быстро, при остывании тяга может ухудшиться. Для изготовления дымоходов применяется преимущественно труба из оцинкованной нержавеющей стали диаметром 120, 150 или 200 мм. Также производятся дымоходные трубы квадратного сечения. Такая труба слабо подвержена коррозии под воздействием атмосферных осадков и конденсата, удобна в сборке и установке, а также имеет привлекательный внешний вид что позволяет устанавливать её по фасаду дома. В нижней части дымохода оборудуется кран для слива конденсата и лючок для прочистки.

По желанию заказчика котлы могут дополнительно оборудоваться системами автоматической подачи топлива из загрузочного бункера. В этом случае может применяться только мелкоразмерное топливо.

Для подключения и обвязки котла могут применяться только металлические трубы (медные, стальные и другие), использование полипропиленовых, металлопластиковых и труб из сшитого полиэтилена недопустимо.

Классика среди отопительных устройств! Схема твердотопливного котла, его размеры

Твердотопливный (ТТ) котёл – энергонезависимый компонент автономной системы отопления. Он продолжает нагревать теплоноситель даже при перебоях с подачей электричества или газа.

Прибор «заправляют» не только древесиной, но и другим сырьём: торфом, щепой, опилками, углем, пеллетами (гранулами).

Такие отопительные системы часто устанавливают в домах небольших населённых пунктов, где отсутствуют центральные коммуникации.

Принцип работы твердотопливных котлов

Котлы имеют модульную конструкцию, состоящую из нескольких устройств в одном корпусе:

  • теплообменника;
  • топки с дверцей;
  • колосниковой решётки;
  • зольника с люком для прочистки;
  • терморегулятора.

Отопительный котёл работает по следующему принципу:

  1. В камеру загружают топливо, поджигают. Дрова или альтернативные материалы сгорают, образуя СО.
  2. Температура воздуха увеличивается и газы поднимаются выше в дымоход.
  3. Горячие воздушные потоки, вытесняя холодные, перемещаются по отопительной сети.
  4. По мере их продвижения жидкость в теплообменнике нагревается.

За подведение воды отвечает впускной патрубок, а за поступление горячего носителя в радиаторы — коллектор обратки. Обе точки подключения контура рекомендуют оборудовать температурными датчиками.

Популярные схемы твердотопливных котлов и их особенности

Проекты ТТ котлов в основном различают по:

  • направлению сжигания топлива;
  • материалу;
  • дополнительным функциям.

Чаще используют чертежи котлов с верхним или нижним горением. Котлы строят из кирпича и/или металла. При необходимости, систему оборудуют варочной панелью.

С верхним горением

Стандартные модели котлов имеют вертикальную цилиндрическую конструкцию с теплообменником, устроенным по типу «водяной рубашки».

Фото 1. Три твердотопливных котла верхнего горения. Устройства имеют цилиндрическую форму.

Кислород в котёл подаётся сверху вниз через телескопическую трубу. В таком же направлении в котле происходит и сгорание топлива.

По мере прожигания дров, подвижный распределитель постепенно опускается под воздействием собственного веса. Под давлением начинается тление следующей части древесной массы в закладке. Топливо сжигается поэтапно и выделяет большой объем газа.

Нижнего горения

В конструкции котла чаще используют две камеры:

  • Топочная с вертикальной или горизонтальной закладкой. В ней происходит сжигание дров.
  • Секция дожига. Здесь углекислый газ, выделяемый древесиной, сгорает полностью, нагревая воздух и теплоноситель.

Поэтапное сжигание топлива в традиционных схемах твердотопливных котлов обеспечивает обратная тяга. Пламя охватывает только нижний слой. По мере его прогорания, верхний объем закладки опускается на место углей, а последние ссыпаются в зольник. В котлах из чугуна устанавливают «рубашку» вокруг камеры закладки, в стальных используют «змеевик».

Справка. Чтобы исключить потерю энергии в твердотопливных котлах, секцию дожига отделывают шамотным кирпичом. Устанавливать вентилятор для принудительной тяги при сборке необязательно.

С варочной поверхностью

Технически приборы напоминают обычную дровяную печь. Котлы выполняют сразу несколько функций:

  • отапливают помещение посредством конвекции или теплоносителя;
  • греют воду проточным способом при наличии соответствующего контура и подключения к сети ГВС;
  • выполняют функцию плиты.

Фото 2. Твердотопливный котёл с варочной поверхностью. Конфорки устройства изготовлены из чугуна.

Учитывая склонность стали к деформации, под варочную поверхность в котле используют чугун. Для изготовления теплообменника котла подходит любой металл достаточной прочности. Конструкцию регистра выполняют по схеме змеевика или «водяной рубашки». Панель под плиту оборудуют непосредственно над камерой сгорания топлива.

Из кирпича, его размеры

Устройства этого типа котла представляют собой обычную печь с теплообменником внутри. Есть два варианта установки регистра в котле:

  • В системе дожига. Из-за меньшей температуры нагрева воды, такой метод чаще применяют в хозяйственных и подсобных помещениях малой площади.
  • В зоне горения закладки. В этом случае необходимо увеличить габариты камеры. Основа для регистра — жаростойкая сталь толщиной от 3 миллиметров и более.

Котлы работают по принципу пиролиза. Продукты горения выводятся за счёт естественной тяги через дымоход.

Типовая конструкция котла включает:

  • бункер — камеру для закладки топлива;
  • колосники для подачи воздуха в топку;
  • теплообменник в виде трубчатого змеевика или накопительной ёмкости;
  • дымоход для выведения газов;
  • механический регулятор тяги.
Читайте также:  Твердотопливный котел Дакон: популярные модели и цены

В бытовых котлах на 25 кВт используют детали следующих размеров:

  • контроллер контура — 1039 мм;
  • загрузочный люк — 1190 мм;
  • дверца зольника — 430 мм;
  • дымосос — 618 мм;
  • муфта — 1289 мм;
  • аварийный патрубок — 1101 мм;
  • подающая магистраль контура — 1126;
  • подведение холодной воды — 765;
  • выход в сеть — 880 мм;
  • обратка — 41 мм;
  • расширительный бак — 990 мм.

Размер элементов котла напрямую зависит от мощности оборудования.

Справка. Кирпич — слабый проводник тепла. Он сохраняет энергию с минимальными потерями, хорошо нагревает воздух и воду в регистре.

Как выбрать проект и построить устройство своими руками

При разработке чертежа котла учитывают следующие характеристики:

  • Площадь отапливаемого объекта. От неё зависит необходимый диапазон мощности и (иногда) тип топлива.
  • Высота потолков. Показатель принимают во внимание при разработке вентиляции и дымовой трубы.
  • Уровень теплопотерь здания. Определяют с учётом толщины стен и перекрытий, типа материала в основе сооружения. На теплопотери также влияет количество и размер проёмов — окон и дверей.

Проще и безопаснее заказать профессиональную схему котла. При отсутствии такой возможности используют стандартную формулу: 1 кВт номинальной мощности на каждые 10 квадратных метров площади, при высоте потолков равной 3 м. К результату прибавляют запас 1—2 кВт.

В проекте пиролизного котла обязательно присутствует труба для подачи воздуха и груз, который оказывает давление на топливо при горении. Ёмкость топочной камеры котла рассчитывают с учётом типа оборудования и удельной теплоты сжигания, чтобы обеспечить оптимальную частоту загрузки.

Материалы и инструменты

Проще и быстрее сделать пиролизный котёл из использованного газового баллона. Помимо него, понадобятся:

  • металлические листы на основе углеродистой 5-миллиметровой стали;
  • обрезок уголковой трубы D110—120;
  • труба под воздуховод D80—90;
  • труба под стояк дымохода D120—140;
  • переходник для труб соответствующего диаметра;
  • асбестовый шнур или стеклоткань;
  • металлические уголки под ножки котла;
  • обрезки стального прутка и лента 1х50 мм;
  • сухая бетонная смесь для строительства фундамента.

Из инструментов используют электросварочный аппарат, болгарку и углошлифовальную машину. Заранее подготавливают 10—12 шлифовальных кругов для зачистки стыков и швов котла.

Крупные отверстия выполняют газовым или плазменным резаком. Также понадобится стандартный набор слесарных инструментов. Чтобы заготовки были точными и ровными, предварительно размечают материал маркером.

Конструкция из газового баллона: пошаговая инструкция, чертежи

Перед использованием из ёмкости стравливают остатки пропана и промывают. Для этого:

  1. Выкручивают фиксирующие болты на горловине, сливают газолин.
  2. Баллон заполняют водой и выдерживают 2—3 дня.

Фото 3. Чертёж твердотопливного котла из газового баллона. Устройство демонстрируется с разных сторон.

Чтобы подготовить топочную камеру для котла, изделие распиливают болгаркой по поперечной линии «плеч» ёмкости. Длина полученного цилиндра составляет около 130 см — в этой секции происходит розжиг топлива.

Важно! Отпиленную горловину не выкидывают. Она пригодится в качестве крышки для готового котла.

Для топки котла изготавливают колено-вытяжку:

  1. В боковой стенке баллона вырезают отверстие под уголковую трубу D110—120 и выводят её перпендикулярно цилиндру.
  2. На верхний край устанавливают переходник, уплотняют асбестовым шнуром или стеклотканью.
  3. Через переходник к трубе подключают стояк дымохода из трубы большего диаметра — 120—140 мм.

Фото 4. Чертёж котла на твёрдом топливе, изготавливаемого из газового баллона. Указаны размеры устройства.

За счёт разницы в ширине эффективность оборудования возрастает.

Из горловины делают крышку для котла:

  1. Для удобного использования к заготовке приваривают ручки из металлического прутка.
  2. По центру устанавливают короткий патрубок, направляющий «поршень».
  3. В патрубке резаком выполняют отверстие под систему воздуховода из разграничительной пластины с телескопической трубой.

По краю цилиндрического корпуса котла в месте соединения с крышкой приваривают металлическую ленту, чтобы ограничить сдвиг горловины. Под разграничитель используют один из двух «блинов», полученных при вырезке отверстий под цилиндр. Эта деталь отделяет горящий газ от топлива:

  1. Заготовку обтачивают, чтобы уменьшить диаметр на 1/20 часть и оставить зазор между её краями и стенками баллона.
  2. К пластине приваривают лопасти из металлической ленты в количестве 6 единиц. Они обеспечивают равномерное прогорание дров в топке и дожиг древесных газов.
  3. Посередине выполняют отверстие и приваривают трубу.

Готовый разграничитель с трубой воздуховода устанавливают в крышку через вырез. Система обеспечивает необходимую подачу кислорода в топку котла сверху вниз.

Справка. По желанию, в центре распределителя устанавливают вторую менее широкую пластину с отверстием D30—40 мм. Благодаря ей, между топливной массой и лопастями сохраняется промежуток для беспрепятственного вывода газов.

Большую эффективность можно получить, если дополнить котёл «водяной рубашкой». При наличии контура, твердотопливный котёл одновременно прогревает сразу несколько комнат. Теплообменник в котёл устанавливают двумя способами:

Воплотить схему по первому методу проще. Чтобы подготовить теплообменник (внешний корпус), из листов стали вырезают 6 металлических пластин:

  • квадратные 600х600 мм — х2;
  • прямоугольные 120х60 мм — х4.

Элементы конструкции котла собирают по следующей схеме:

  1. В центре пластин 600х600 мм выполняют круглые отверстия точно под наружный диаметр цилиндра.
  2. Все заготовки сваривают. Из квадратных делают дно и крышку котла, из прямоугольных — стенки.
  3. Полученную «рубашку» надевают на цилиндр, а все открытые торцевые части закрывают обрезками металла.
  4. В верхней части выполняют отверстие под входной, а в нижней — под выходной патрубки. Через них устройство подключается к отопительной системе.

КПД пиролизных котлов 85%. Такая эффективность использования котла достигается только за счет оптимального качества дров — в этом случае дрова должны быть максимально сухими. Котёл монтируют на высоту не менее 50 см относительно уровня пола на ровном основании из бетона. Между «рубашкой» и стеной оставляют зазор. В конструкции используют жестяную дымоходную трубу с выводом в потолок и крышу котельной. Оптимальная длина — 2 метра.

Твердотопливный котел с варочной плитой: особенности и преимущества

В этой статье речь пойдет о твердотопливном котле с варочной плитой, принципе его работы и преимуществах с недостатками. В конце статьи вас ждет обзор популярных производителей.

p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

Существует два типа котлов на твёрдом топливе: обычные агрегаты и конструкции с варочной встроенной плитой. Отличаются они по функциональности. Котёл с варочной поверхностью чаще покупают для дачных участков и владельцы небольших домов. Его популярность растёт с каждым годом (в частности, дровяной модели), так как газ дорожает, а естественное желание пользователя – сэкономить и сохранить бюджет.

p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

Сразу оговоримся, что котёл твердотопливный с плитой – это не только обогрев помещения. Он может служить и как плита для приготовления пищи. Согласитесь, довольно просто и экономично.

p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

Существует несколько видов твердотопливных котлов. Различаются они по используемому типу топлива, а именно:

Данные котлы считаются довольно выгодным приобретением еще и потому, что могут «принимать» в качестве горючего разные материалы. К тому же они просты в эксплуатации.

p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

Перед приобретением агрегата определите, что будет выступать в качестве твёрдого топлива и для чего будет применяться котёл чаще всего.

p, blockquote 6,0,1,0,0 –>

Преимущества и недостатки

Отметим еще несколько достоинств твердотопливных котлов для отопления с плитой:

p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

  • Создают комфортное отопление в тех местах, где нет возможности провести газ либо электричество.
  • Топливо для такого котла – чистые материалы: торф, отходы древесины и пр.
  • Вариативность выбора топлива.
  • Разнообразие цен на котлы, что позволяет подобрать агрегат для любого бюджета.
  • Простота установки. Для эксплуатации в частном доме вам не потребуются выполнение сложных действий и дополнительные расходы.

Котёл-плита Wirbel TEMY 15

Недостатки котла заключаются в следующем:

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

  1. Несмотря на простоту установки, всё же для хранения твёрдого топлива будет нужна определённая площадь, возможно, отдельная постройка или хозяйственное помещение. А чтобы коэффициент полезного действия был максимально высоким, потребуются определённые условия.
  2. Второй минус твердотопливного котла в том, что если вы приобретёте более дешёвую модель, то комфорт пользования будет несколько снижен: постоянная чистка, копоть и сажа. Регулярный уход.
  3. Любой котёл данного вида требует самостоятельной ручной загрузки горючего.
  4. КПД в котлах длительного горения составляет 70 %.

Устройство и принцип работы твердотопливного котла с варочной плитой

По своей конструкции твердотопливные котлы напоминают дровяные печи.

p, blockquote 9,0,0,0,0 –>

Твердотопливный котёл с варочной поверхностью имеет следующие технические особенности:

p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

  • Нагрев помещения разогретым воздухом либо с помощью теплоносителя .
  • Как мы указали в начале статьи, приготовление еды – еще одна важная функция и характеристика для такого котла. А в некоторых моделях наличествуют и духовые шкафы для выпекания.
  • Котлы с водяным контуром подключаются прямиком к системе водоснабжения горячей водой. Подогрев воды осуществляется проточным способом. В случае, если в агрегате нет контура горячего водоснабжения, то подогреть воду возможно на варочной плите.

Во многих моделях существует «летний» режим. Он даёт возможность приготовить еду и при этом не включать систему отопления.

p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

Котёл-плита на твёрдом топливе включает в себя отопительный прибор и варочную плиту. Возможен вариант оснащения и камином. Это позволяет сэкономить средства на топливо, а также площади помещения (так как не возникает необходимости дополнительной установки камина). Некоторые котлы могут отлично «вписаться» в дизайн интерьера и выглядеть эстетично.

p, blockquote 12,1,0,0,0 –>

Устройство котла с плитой Zota Master

Поверхность котла нагревается от прямого огня, поэтому все модели имеют варочную плиту из чугуна. Теплообменник делают из стойких к высокой температуре чугуна или стали.

p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

Стальной теплообменникЧугунный теплообменник
  • Более низкая стоимость, чем у чугуна.
  • Относительно малый вес.
  • Более простая установка вследствие малого веса.
  • Небольшой срок пользования.
  • Подверженность деформации и коррозии.
  • Дорогостоящее и трудоёмкое производство.
  • Изготавливается путём литья металла.
  • Длительный срок эксплуатации чугуна. В среднем 35 лет.
  • Медленное остывание после нагрева.

При выборе подобного агрегата покупатели отталкиваются в первую очередь от финансовых возможностей и частоты пользования котлом.

p, blockquote 14,0,0,0,0 –>

Обзор производителей

На российском рынке отопительно-варочные котлы предлагают следующие компании:

p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

  • «ZOTA Master»;
  • «Мистер ХИТ АОТВК»;
  • «Каракан»;
  • «Stoker Aqua»;
  • «Жарсталь Добрыня»;
  • «Термокрафт Uragan»;
  • «Дымок»;
  • «Прометей»;
  • «Очаг»;
  • «Сибирь».

Зарубежные марки котлов представлены следующими производителями:

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

  • «Wirbel TEMY» (Австрия);
  • «Klover Smart» (Италия);
  • «Atem Житомир» и «MaxiTerm Харьков» (Украина).

Все марки отличаются мощностью, используемым топливом и другими характеристиками. От используемого материала (торф, древесные отходы или другое) зависит продолжительность времени обогрева (будет ли это 3 часа или 12 и более часов). От мощности зависит площадь обогрева.

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

Рассмотрим подробнее несколько моделей популярных производителей котлов с варочной поверхностью.

p, blockquote 18,0,0,1,0 –>

Wirbel TEMY

Первым производителем будет австрийская компания Wirbel TEMY, которая производит широкий ассортимент подобных устройств.

p, blockquote 19,0,0,0,0 –>

Модель котлаМощность, кВтОтапливаемая площадь, м²Особенности и преимущества
Wirbel TEMY10-25до 280Топка выполнена из стали толщиной 5 мм.
Поверхность варочная из листовой стали 6 мм.
Дверцы из серого чугуна.
Внешняя обшивка из листовой стали.
Стекло дверцы огнеупорное и самоочищающееся.
Wirbel TEMY L10-25до 280Имеет встроенный ТЭН .
Контроль и управление производится с помощью расположенного на передней стороне котла пульта.
На пульте имеются лампочки-индикаторы функционирования, главный выключатель, термо- манометр , термостат , клавиши режимов работы ТЭНа .
Wirbel TEMY Plus12-30до 280Топка выполнена из стали толщиной 5 мм.
Поверхность варочная из листовой стали 6 мм.
Дверцы из серого чугуна.
Имеет встроенный ТЭН.
Летом может работать без включения отопления в режиме приготовления пищи.
Wirbel TEMY Plus L12-30до 280Имеет встроенный ТЭН.
Контроль и управление производится с помощью расположенного на передней стороне котла пульта.
На пульте имеются лампочки-индикаторы функционирования, главный выключатель, термо-манометр, термостат, клавиши режимов работы ТЭНа.
Wirbel TEMY Plus P25до 280Имеет встроенный духовой шкаф, отделение для хранения посуды, а также рычаг механического переключения режимов работы.
Топка выполнена из стали толщиной 5 мм.
Поверхность варочная из листовой стали 6 мм.
Дверцы из серого чугуна.
Имеет встроенный ТЭН.

Каракан

Следующий производитель «Каракан» (Россия) предполагает котлы для жилых помещений до 300 м². В качестве топлива можно использовать дрова, торф, бурый уголь и прочее топливо.

p, blockquote 20,0,0,0,0 –>

Модель котлаМощность, кВтОтапливаемая площадь, м²Особенности и преимущества
8ТПЭ-3840-80Длинная топка (48,5 см), вертикальный дымоход, вмонтированный в варочную панель.
9ТЭГ 3990Цельносварная конструкция котла, корпус с двойными стенками из стали 3 мм.
Водяная рубашка охватывает топку с пяти сторон.
Это повышает КПД котла и сильно снижает температуру пола под днищем котла.
В верхней части топки размещен съёмный отсекатель пламени.
На корпусе котла есть место для регулятора тяги.
При желании можно установить газовую горелку мощностью 12 кВт.
10ТПЭВ10100Его главное преимущество – малые габариты и вес.
При желании есть возможность использования проточного водонагревателя.
11ТПЭ11110Характеризуется более глубокой топкой и большей мощностью, чем у предыдущей модели.
Для таких котлов выпускаются подставки.
12ТЭГВ12120Возможность установки газовой горелки мощностью 15 кВт, малый вес и большая мощность.
Можно использовать проточный водонагреватель.
20ТЭГВ20200Возможна установка газовой горелки мощностью 24 кВт.
КПД — 75 / 82 %.
Масса — 109 кг.
Большая мощность и размеры.
Контур ГВС повышенной производительности.
Имеет встроенный ТЭН.

Сибирь

Производитель «Сибирь» выпускает пять типов моделей котлов серии «КВО» из стали, которая хорошо противостоит жаре. Несколько деталей чугунные. Эти модели были разработаны для владельцев загородных домов и дач, которые имеют желание немного сэкономить. Цель была – создать универсальный и удобный агрегат для отопления.

p, blockquote 21,0,0,0,0 –>

Модель котлаМощность, кВтОтапливаемая площадь, м²Особенности и преимущества
КВО 10 ТПЭ10100Чтобы работа котла была более эффективной, в конструкции использована водотрубная колосниковая решетка.
На колоснике , состоящем из труб с водяной рубашкой , происходит горение топлива.
Это увеличивает площадь теплосъёма и производительность котла.
Этот котёл является подобием кухонной плиты.
При желании возможна установка ТЭНа на 3 кВт.
Ёмкость теплообменника — 33 л.
Диаметр дымохода — 150 мм.
КВО 12 ТПЭ12120Водотрубная колосниковая решетка.
При желании возможна установка ТЭНа на 3 кВт.
Ёмкость теплообменника — 45 л.
Диаметр дымохода — 150 мм.
КВО 15 ТПЭ15150Водотрубная колосниковая решетка.
При желании возможна установка ТЭНа на 3 кВт.
Ёмкость теплообменника — 46 л.
Диаметр дымохода — 150 мм.
КВО 20 ТПЭ20200Водотрубная колосниковая решетка.
При желании возможна установка ТЭНа на 3 кВт.
Ёмкость теплообменника — 49 л.
Диаметр дымохода — 150 мм.
КВО 25 ТПЭ25250Водотрубная колосниковая решетка.
При желании возможна установка ТЭНа на 3 кВт.
Ёмкость теплообменника — 54 л.
Диаметр дымохода — 150 мм.

Отзывы пользователей

Какой твердотопливный котёл вы выберете, зависит только от вас. Однако изначально следует отметить, что достоинства и недостатки приобретения того или иного вида зависит от условий: площади помещения, уровня теплоизоляции , отсутствия или наличия центральных систем коммуникаций.

p, blockquote 22,0,0,0,0 –>

Отзывы пользователей подтверждают их широкий ассортимент у большого количества производителей. Стандартные котлы с плиточной поверхностью обладают возможностью приготовления пищи и к тому же работают на разном твёрдом топливе: торфе, древесине, угле… Купив этот вид котла, вы уже не будете зависеть ни от электричества, ни от газа.

p, blockquote 23,0,0,0,0 –>

Цены зависят от производителя. На российском рынке цена варьируется от 20 до 60 тысяч рублей. Есть котлы премиум-класса.

p, blockquote 24,0,0,0,0 –> p, blockquote 25,0,0,0,1 –>

Пользователи уже успели убедиться в их высоком качестве и умеренной цене.

Устройство и принцип работы паровых котлов

Паровые котлы (ПК) – комплекс технологического взаимосвязанного оборудования установленного для выработки пара из питательной воды используемого в различных отраслях: энергетика, жилищно-коммунальное хозяйство, металлургия, нефте-химия, медицина и строительство.

По сферам применения они подразделяются на промышленные парогенераторы большой мощности и бытовые, которые могут работать на разных видах топлива, в том числе, как утилизационные установки для выработки вторичных энергоресурсов от выбросов тепла промышленными предприятиями.

Паровой котел способен вырабатывать пар 2-х видов: насыщенный и перегретый. Существующие агрегаты различают по давлению пара в МПа: низкого до 1.0, среднего в диапазоне от 1.0 до 10.0, высокого свыше 14.0, сверхвысокого от 18 до 20 и сверхкритического более 22.5.

Насыщенный широко применяется в устройствах жилищно-коммунального хозяйства, а перегретый из-за своих опасных свойств и высоких требований к применению – исключительно на объектах промышленного масштаба.

Для каких целей нужен пар

Знание того, где используется паровой котел и с какими режимами, позволяет эффективно выбрать оборудование.

ПК применяются в таких отраслях:

  1. ЖКХ в центральном отоплении устанавливают модификации ПК низкого или среднего давления для парового отопления. Теплоноситель поступает либо непосредственно в сеть, либо через теплообменные аппараты подготавливает воду для центрального отопления и ГВС.
  2. Промышленность применяет более мощные парогенераторы, вырабатывающие перегретый пар с повышенной теплоотдачей.
  3. Энергетика, паровые котлы высокого давления участвуют в схемах генерации электроэнергии, передавая пар турбине.
  4. Промышленность, ПК обеспечивают механическое движение производственных аппаратов.
  5. Железнодорожный транспорт, ПК установлены на тепловозах.

Принцип работы парового котла

Для функционирования паровых котлов высокого давления используют химически обработанную воду, нагреваемую через пакеты экранных труб, под воздействием горячих уходящих газов, образующихся, как продукт от горения природного топлива.

С ростом температуры вода преобразуется в пар, поступающий на участок применения для передачи тепловой энергии или кинетической энергии струи.

  1. Природная вода поступает на водоподготовку, где проходит очистку от взвешенных веществ и умягчается. Затем она подается в баках химочищенной воды и подаётся в агрегат с помощью питательных насосов для паровых устройств.
  2. Прежде чем попасть в барабан питательная среда поступает через экономайзер – чугунное теплонагревающее устройство расположенное в хвостовой части агрегата для снижения температуры уходящих газов и повышения кпд парового котла.
  3. Из верхнего барабана вода по необогреваемым трубам попадает в нижний барабан, а поднимается из него по подъемным конвективным трубам в виде пароводяной смеси.
  4. В верхнем барабане проходит процесс его сепарации от влаги.
  5. Сухой пар через паропроводы направляется к потребителям.
  6. Если это парогенератор, то пар повторно проходит нагрев в пароперегревателе.

Устройство парового котла

Конструкцию ПК упрощенно можно представит, в виде емкости, где вода преобразовывается в пар. Она изготовлена из труб разного диаметра. Кроме трубной системы ПК имеет топочное пространство, в которой сжигают природное топливо.

Устройство парового котла и его конструктивные особенности, определяются видом топлива. Например, угольные топки оборудованы колосниками, на которых размещен горящий топливный слой, через них в топку поступает кислород.

Вверху топки установлен дымоход, создающий тягу в парогазовом тракте агрегата, чем поддерживается нормальный режим. Паровые котлы на газе имеют газовую или мазутную горелки.

Горячие уходящие газы, получаемые в процессе горения топлива, нагреваю воду до кипения, после этого с зеркала испарения начинает выделяться пар, поступающий потребителю, а дымовые газы через трубу уходят в атмосферу.

Главные конструкционные элементы паровых котельных связываются в одну целостную котловую систему с помощью гарнитуры, арматуры, циркуляционных насосов, КИПиА дымососов и вентиляторов.

Схема парового котлоагрегата

ПК устанавливаются в котельном зале, который может располагаться в отдельно стоящих, примыкающих и встроенных зданий нежилого назначения.

Обозначения по схеме:

  1. Система топливоподачи газового парового котла, No1.
  2. Устройство для горения – топка, No2.
  3. Циркуляционные трубы,No3.
  4. Зона пароводяной смеси, зеркало испарения,No4.
  5. Направление движения питательной воды, NoNo5,6 и 7.
  6. Перегородки, No8.
  7. Газоход, No9.
  8. Дымовая труба, No10.
  9. Выход циркуляционной воды, из емкости парового котла, No11.
  10. Слив продувочной воды, No12.
  11. Подпитка котла водой, No13.
  12. Паровой коллектор, No14.
  13. Сепарация пара в барабане, NoNo15,16.
  14. Водоуказательные стекла, No17.
  15. Зона насыщенного пара, No18.
  16. Зона пароводяной смеси, No19.

Типы паровых котлов

ПК классифицируются по нескольким параметрам и их надо знать, потому что от этого зависит, как работает паровой котел.

По видам сжигаемого топлива:

  • газообразное топливо;
  • паровые котлы на твердом топливе;
  • жидкотопливные: мазут, солярка;
  • электрическая энергия.
  1. Котел утилизатор — участвует в схемах экономии топлива и переработки вторичного тепла, выбрасываемого в процессе производства или от уходящих газов на ТЭЦ.
  2. Энергетические – паровые котельные участвуют в схеме генерации электроэнергии, как источник пара для турбин, работают с высокими расходом и параметрами пара.
  3. Отопительные для центрального теплоснабжения и ГВС, на которые распространяются правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
  4. Промышленные – участвуют в производственных процессах предприятия.

Классификация паровых котлов по конструкции топки:

  1. Камерные – используют пылевидное топливо.
  2. Слоевые твердотопливные – сжигающие твердое топливо.

Водотрубные

Работа водотрубных котлов (ВК) характерна тем, что основной теплоноситель – питательная вода проходит по экранам, а топочные газы по межтрубному пространству. Достигая точки кипения, вода переходит в пар.

Эффективность парообразования зависят от схемы устройства экранных труб и типа циркуляции питательной воды, эти показатели учитывают, перед тем как рассчитать мощность. Самые применяемые схемы ВК — барабанные и прямоточные. Конструкция парового котла первого типа выполняется горизонтально или вертикально.

Типовая схема барабанного котла — топка ограниченная трубными экранами , пакеты которых внизу соединены коллекторами, а верх закреплен в верхнем барабане. Второй пучок котловых труб соединяет оба барабана ВК в один контур, работающий в зоне более низких температур.

Тепло от сгорания топлива через трубную систему передается конвекцией и радиацией воде, пароводяная смесь поступает в верхний барабан, где происходит сепарация пара от влаги.

Освобожденная вода в нижний барабан и топочные коллекторы. Скорость циркуляции внутреннего контура ВК зависит от его типа. Самые популярны на российском рынке котлы с естественной циркуляцией.

Производство паровых котлов выполняют на Бийском котельном заводе: ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20.

Жаротрубные

Газотрубные или жаротрубные котлы – это ВК «наоборот», то есть вода движется по межтрубному пространству, а уходящие газы в одной или нескольких трубах. Эти паровые котлы малой мощности остались в эксплуатации от довоенного периода 19 века.

Процесс получения пара:

  1. Топка размещена непосредственно в трубной части котла, где протекает горение топливной смеси и образование дымовых газов.
  2. Эти устройства ы изготавливаются с жаровыми или дымогарными трубами.
  3. В первом процесс горения протекает прямо в трубе, для чего на входе устанавливают газомазутная горелка с вентилятором, способствующему равномерному сжиганию по длине топки.
  4. В дымогарных трубах, топливо непосредственно не сжигают, а вода нагревается за счет нагретых дымовых газов.

Для этих котлов с давлением пара ниже 0.7 Мпа не распространяется правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Котловая вода, движется по межтрубному пространству и нагреваясь превращается в пар, процесс завершается в верхней части котла и с помощью перепускного клапана пар переходит в магистраль.

Дизельные котлы имеют ограничение по температуре уходящих газов на выходе до 150 С. Это требование вызвано необходимостью технологического обеспечения тяги в дымовых трубах. Этот факт снижает мощность котлов — порядка 400 кВт, с давлением пара до 10 кгс/см2.

Чугунные секционированные

Котлы с чугунными пакетами или секциями широко распространены в сетях отопления и ГВС. Конструкция таких агрегатов имеет преимущества из-за возможности быстрой сборки или демонтажа, а также простого увеличения мощность котла путем добавления секций.

Эксплуатация паровых котлов при удачной конструкции, имеет существенный недостаток, в случае поломки одного пакета, придется демонтировать все секции агрегата.

Для владельцев котлов не требуется разрешительных документов, поскольку на них не распространяются правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Эти котлы эффективные, и быстро разогреваются, поскольку топочная камера образуются непосредственно внутренними поверхностями секций.

Блоки хорошо противостоят коррозионным процессам в агрессивной среде дымовых газов и обладают повышенной теплопроводностью, но не способны работать при высоких параметрах пара, максимальные показатели по давлению менее 100 кПа, по мощности не более 200 кВт, паропроизводительность – до 4,3 т/час, расход твердого топлива – 300 кг/ час.

Прямоточные

Прямоточные паровые агрегаты относятся к вертикальным паровым котлам и сконструированы так, чтобы вода в экранных трубах принудительно выполнила только один цикл и при этом полностью перешла в парообразное состояние, поэтому в этих типах парогенераторах кратность циркуляции равняется 1.

Такие котлы конструктивно намного проще и не требуют сложной автоматики процесса горения. Они энергонезависимы и не могут обходиться без питательного насоса, поэтому намного взрывоопаснее циркуляционных котлов, при том, что их тепловая эффективность и производства пара невысоки.

В прямоточном агрегате движение воды происходит благодаря гравитационной конвекции, поскольку вода тяжелее пара. В последнее время, для устройств, наработавших нормативный ресурс, для снижения нагрузки выполняют перевод паровых котлов в водогрейный режим.

Особенности работы одновиткового ПК:

  1. Топка выполнена из труб, которые обогреваются дымовыми газами.
  2. В нижнюю часть водяного контура нагрева поступает котловая вода, а из противоположной верхней отбирается сухой пар.
  3. В экономайзере поступающий теплоноситель подогревается до температуры насыщения, а в экранных трубах и перегревательном контуре – происходит дальнейший рост параметров пара до проектных значений.
  4. Эти поверхности не имеют четкого разделения между собой, а геометрия их зависит от проектной нагрузки агрегата. С уменьшением температуры уходящих газов и увеличения скорости котловой воды границы экономайзера и испарителя смещаются, а длина соответственно растет и наоборот.
  5. Паропроизводительность ограничена ростом гидравлических сопротивлений и не может быть более 10 т/ч. Для более мощных котлов, требуется многовитковые конструкции агрегата.

Паровые БМК

Блочно-модульная котельная (БМК) изготовленная в виде компактного модуля с полным набором вспомогательного оборудования.

Она предназначена для отопления и ГВС, а также выработки пара на технологические нужды предприятий, расположенных в районах с энергодефицитом. БМК не требует постоянного участия оперативного персона, а в случае аварийной ситуации срабатывает защита с сигнализацией.

Работа агрегата полностью автоматизирована: датчики следят за внутренней температурой помещения, данные передаются на пульт управления, где происходит корректировка работы БМК.

Блок может оперативно подключаться к действующей системе отопления в качестве независимого аварийного источника тепловой энергии.

Транспортировка к месту монтажа БМК выполняется в полной заводской готовности и с дымовой трубой, на месте ее только подключают к действующим инженерным сетям. Такая заводская сборка сводит к минимуму монтажно-наладочные работы и повышает КПД установки до 93%.

Схема обвязки парового котла

Типовая схема обвязки ПК зависит от типа парогенератора и его рабочих параметров.

Для систем центрального теплоснабжения системы жилищно-коммунального хозяйства типовая схема состоит:

  1. Парогенератор.
  2. Деаэратор.
  3. Умягчитель по схеме химической очистки.
  4. Дозатор и бак реагентов.
  5. Ресивер.
  6. Регулируляторы давления.
  7. Насос подачи питательной воды в котел.
  8. Насос подачи воды из деаэратора в ресивер.

В конструкцию котла также могут входить:

  • пароперегреватель — для повышения температуры насыщенного пара;
  • сепаратор пара и внутрибарабанные устройства — для удаления влаги из пара.

Как правильно эксплуатировать

Паровые котлы относятся к объектам повышенной опасности, поэтому многими нормативными документами котлонадзора, проектом установки, технической документацией завода-изготовителя и правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов закреплены требования по безопасной эксплуатации таких сосудов, которые обязаны выполнять ответственные должностные лица и обслуживающий персонал.

Безопасная эксплуатация начинается с химической водоподготовки воды, которая имеет важное значение для технического обслуживания современных парогенераторов и котлов. Минеральные соли, содержащиеся в природной воде, при температуре выше 70 оС, образуют накипь на внутренних поверхностях труб.

Это приводит к ухудшению теплопередачи от дымовых газов к питательной воде, она перестает охлаждать трубы, которые перегреваются, перегорают в следствии чего, образуется разрыв стен, резкое падение давления во внутреннем контуре агрегата, мгновенное парообразование перегретой воды и взрыв котла.

Уровень очистки сырой воды зависит от источника водоснабжения и устанавливается специалистами в проекте водоподготовки котлоагрегата, где описаны не только режимы, но и схема подключения с необходимым оборудованием.

Управление котлов бывает ручным и автоматизированным. Современные ПК без автоматики и защиты безопасности к эксплуатации не допускаются. Ручное управление с защитой безопасности допускаются только в маломощных угольных котлах низкого давления.

Структура управления котла:

  1. Устройства розжига и отключения горения топлива.
  2. Регулирования расходов: топливо, воздух и вода.
  3. Сбор и анализ данных работы ПК.
  4. Система аварийной остановки котла.

Обслуживание

Ремонт и обслуживание паровых котельных выполняется в соответствии с законодательными нормами и рекомендациями заводов-изготовителей промышленных паровых котлов, строго по отраслевым и производственным инструкцияма, а также согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Техобслуживание ПК в общем случае включает следующие виды работ:

  1. Плановые осмотры работоспособности котельного оборудования, по графику.
  2. Определение нарушений работы котла: перегревы, возгорания, засорения.
  3. Устранение нарушений правил пожарной безопасностм и условий препятствующих безопасной эксплуатации.
  4. Проверка целостности парогазовых систем с последующим устранением неисправностей в арматуре.
  5. Проверка питательной системы котлоагрегата.
  6. Проверка плотности газовоздушного тракта и отсутствие несистемных шумов в топке.
  7. Профосмотр и проверка вспомогательного оборудования.
  8. Проверка работы КИП и А, дифманометров, систем безопасности и аварийной сигнализации.
  9. Контроль за работой насосов, дымососов, вентиляторов и проверка их блоков управления.
  10. Проверка работы электрооборудования и автоматики защиты.
  11. Проверка работы гарнитуры котла.
  12. Проверка работы водоподготовительных устройств и деаэратора паровой котельной.

Российский рынок имеет достаточно предложений, как от отечественных, так и от зарубежных производителей современных паровых котлов, выбор определяется техническим заданием на проектирование, чтобы специалисты смогли подобрать оптимальные варианты оборудования.

Добавить комментарий