Принцип и схема работы твердотопливного котла

Отопительное оборудование, представленное на современном рынке, бывает самых разных видов, мощности, дизайна, уровня оснащения. Но принцип его работы практически всегда осуществляется по единой схеме – сгорая, топливо генерирует тепловую энергию. Конечно, например, дизельные котлы, газовые котлы и твердотопливные котлы, то есть работающие на дровах, торфе, угле или брикетах, будут различаться между собой по принципу сгорания этого самого топлива.

А вот такая подкатегория, как твердотопливные агрегаты, будет иметь почти одинаковый принцип сжигания, а также генерации тепловой энергии. Отличия могут заключаться только в уровне комплектации разными технологиями и системами и, соответственно, в методах их реализации в конкретной модели.

В данной статье будет рассмотрен принцип работы именно твердотопливных котельных установок и приведены основные схемы их работы.

Виды твердотопливных котлов

Видов твердотопливных агрегатов, на самом деле, не так уж и много. Так как устройство данных теплогенераторов не отличается сложностью и основывается на главном принципе – сжигании древесного топлива для получения тепловой энергии, то и их устройство лишено глобальных различий. Иными словами, дровяной котел – он и в Африке дровяной котел. Наибольшая разница, пожалуй, присутствует в методе загрузки дров или угля или торфа в каждой конкретной модели:

• ручная загрузка
• автоматическая загрузка

Всего два вида. Далее, отличия заключаются в методе горения и сжигания твердого топлива в тех или иных моделях. Например, некоторые котлы поддерживают пиролизный метод горения, а некоторые – более знакомый российскому потребителю принцип «длительного горения». Рассмотрим более подробно эти два отличия, как одни из главных.

Два разных метода сжигания топлива – пиролизный и длительное горение

Работа котла с пиролизным методом сжигания топлива основан на намеренном недостатке воздуха, подаваемого в топочную камеру. За счет этой хитрости, углерод, при взаимодействии с малыми количествами кислорода, вместо того, чтобы превратиться в двуокись углерода, достигает только состояния окиси СО, становясь главным компонентом, входящим в состав так называемого генераторного газа. Этот газ не сравнится с обычным газом природного происхождения, повсеместно использующийся в России в быту и задачах теплогенерации. Но он, сгорая, выделяет дополнительное количество тепла – в этом и есть цель, так как дополнительное тепло тоже идет на отопительные цели.

Работа котла по принципу длительного горения и сжигание в нем топлива происходит в совсем иной последовательности. После загрузки древесины в топочную камеру реализуется ее активное возгорание и дальнейшее горение. Но потом, после активной фазы горения, подача воздуха в топку существенно сокращается, угли начинают тлеть, продлевая тепловой эффект и сильно увеличивая интервалы между несколькими последующими загрузками дров.

Пиролизный метод горения: конструкция агрегатов и принцип работы

Пиролизные котлы имеют продуманную и надежную конструкцию, в которую включаются следующие устройства:

• Верхняя камера сгорания, в которой происходит процесс получения газа
• Нижняя камера сгорания, в которой горит непосредственно твердое топливо
• Колосники разделительного типа
• Корпус (изготавливается из стали, либо из чугуна)
• Панель управления и с контрольно-измерительной информацией
• Дверца камеры загрузки топлива и топки
• Дымосос

Процесс генерации тепловой энергии и обогрева помещений реализуется в пиролизных агрегатах по следующему принципу:

• На колосник в топочной камере выкладываются дрова, поленья
• Дрова поджигаются, затем закрывается дверца топки
• Заслонка на дымососе открывается, что провоцирует поступление воздуха в верхнюю топку за счет образования разницы в давлении
• Газ генераторного вида, который выделяется в условиях сгорания дров при намеренно недостаточном количестве кислорода, имеет удельный вес бОльший, чем воздух, поэтому опускается ниже – во вторую топку. В нижней топке генераторный газ начинает сгорать, выделяя дополнительное тепло
• Из-за разницы в давлении между двумя топками налаживается процесс постоянной циркуляции воздуха. Пользователю нужно лишь контролировать стабильность процесса и наличие достаточного количества дров в камере сгорания наверху. Периодически также надо удалять из нижней топки золу

Преимущества котлов с пиролизным принципом работы

Пиролизные котлы пользуются довольно высоким спросом – и это неспроста. Конструкционные, эксплуатационные и другие достоинства данного типа теплогенераторов сделали их востребованными и повсеместно применяемыми.

Перечислим основные преимущества данных агрегатов:

• за счет механического регулятора для подачи на горение воздуха, временной период между несколькими загрузками топлива можно увеличить на восемь и более часов. Некоторые аппараты позволяют делать загрузку новой порции топлива спустя целых 18 часов после первой загрузки, что очень удобно для пользователя
• топливо сгорает настолько тщательно, что количество золы сводится к минимуму
• полное, практически без остатка сгорание дров минимизирует вредные выбросы в атмосферу вместе с отходящим дымом, а также экономит ресурсы пользователя
• при правильной эксплуатации: долгий срок службы

Котлы с методом длительного горения: конструкция и принцип работы

Котельные установки, функционирующие по принципу длительного горения, реализуют несколько иную схему работы, по сравнению с пиролизными. Конструкция агрегатов второго типа состоит из следующих функциональных элементов и систем:

• Внешний корпус, изготовленный из стали или чугуна
• Внутренний корпус, ориентированный по первому таким образом, чтобы между двумя контурами был зазор, в котором размещается теплоноситель – вода
• Топочная камера: как правило, располагается внизу установки
• Распределитель телескопического вида: периодически он перемещается вниз, чем провоцирует горение следующего за сгоревшим слоя дров
• Система воздуховодов – труб для подвода и вывода воздуха
• Системы для контроля и автоматизации работы оборудования
• Переключатель между разными видам используемого топлива (уголь, дров, торф)
• Разные узлы оборудования для подключения к системе отопления
• Патрубок для подключения дымовой трубы

Принцип работы котельного оборудования с функцией длительного горения основан на определенной последовательности и следующих этапах:

1. В камеру сгорания, в ее нижнюю часть закладывается требуемое количества древесного топлива, как правило – в довольно большом объеме
2. С помощью специального переключателя пользователем настраивается вид топлива, которым планируется топить агрегат в конкретный момент
3. Заслонка для поступления воздуха открывается, топливо поджигается
4. Топливо начинает прогорать слой за слоем, во время этого процесса распределитель воронкообразного вида постепенно опускается вниз, подавая воздух на новый слой древесины и обеспечивая ее стабильное и равномерное прогорание
5. Вещества и дым, образующиеся в процессе горения, выводятся от оборудования по дымоходу

Главными плюсами котла, работающего по принципу длительного горения, являются:

• топливный ресурс расходуется очень экономно
• комфорт эксплуатации: отсутствие необходимости часто подкладывать топливо в топочную камеру
• некоторые модели позволяют увеличивать интервалы между несколькими загрузками дров, угля или торфа вплоть до двух суток
• эксплуатация и обслуживание аппарата отличается комфортом
• процесс горения топливного ресурса характеризуется постоянством и стабильностью, что влияет и на теплоноситель, который имеет стабильную, комфортную для пользователя температуру, которая, за счет постоянной циркуляции теплоносителя, сохраняется и во всех подключенных к агрегату элементах системы отопления и ГВС – в батареях, радиаторах, бойлере
• стабильная работа, неприхотливое и недорогое обслуживание
• при правильной эксплуатации: долгий срок службы

В качестве заключения

Как видно, и пиролизные, и котлы длительного горения имеют отличия, но сходств между ними намного больше: они стабильны, надежны, экономичны, неприхотливы, требуют от пользователя минимального участия в процессе своей работы. В ассортименте нашей компании представлено котельное оборудование обоих видов в различном ценовом диапазоне, комплектации, мощности и габаритах.