Эффективность и критерии выбора котлов длительного горения на угле

Как отапливается дом с помощью котла длительного горения на угле

От традиционной печи прибор отличается продолжительной работой. В аппарате используется принцип действия верхнего горения. Если печь и стандартные котлы на твердом топливе берут кислород снизу, через предусмотренную колосниковую решетку, то в подобных агрегатах есть специальный элемент. Через него воздух проникает в отсек сверху. Это помогает сделать процесс сжигания топлива полностью управляемым.

При подаче воздуха основная масса угля не затрагивается, а горение происходит практически послойно. Наблюдается тление – от верха сырьевой закладки к низу, что помогает обеспечивать равномерную теплоотдачу.

Конструкция котла включает такие компоненты, как:

1. Загрузочная камера, занимающая большую часть внутреннего пространства корпуса.
2. Вход в топку, который находится в верхней части котла.
3. Воздушная камера, выполняющая одновременно и функции рекуператора.
4. Подвижный распределитель, благодаря которому происходит дозирование кислорода.
5. Теплообменник, который называется также «водяной рубашкой». Он встроен в корпус котла, проходит по всему периметру камеры сгорания. Так нагревается теплоноситель, обеспечивающий повышение температуры в доме.
6. Телескопический воздуховод, соединяющий камеру с распределителем.
7. Зольник, находящийся в нижней части корпуса. Закрывается герметично, в отличие от котлов, работающих на дровах.

Дымоходный канал отличается ломаной формой. Поэтому при прохождении газов энергия аккумулируется, и они выводятся через трубу уже остывшими, а тепло остается в доме.

Способы экономии угля

Расход угля на протяжении отопительного сезона большой, поэтому владельцы домов хотят уменьшить его. Существует несколько способов, помогающих немного сэкономить:

1. Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
2. Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
3. Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
4. В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.

1. Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
2. Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
3. Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
4. В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.

Некоторые вовсе убирают задвижку, ошибочно предполагая, что это поможет быстрее прогреть помещение. Вследствие этого уголь сгорает моментально, а тепла в доме нет. Если ни один из способов не помог сократить количество используемого топлива и в комнатах по-прежнему прохладно, рекомендуется еще раз проверить все окна и двери, а также исключить возможность попадания холодного воздуха через отверстия в полах. Довольно часто они незаметны под плинтусами и не позволяют добиться оптимального температурного режима.

Разновидности котлов на угле

Не все агрегаты относятся к оборудованию длительного горения. Есть эффективные котлы пиролизного типа, отличающиеся высоким коэффициентом полезного действия. В них предусмотрены 2 связанные между собой топки. В 1 камере происходит тление угля, причем образуются горючие газы, которые потом дожигаются во 2 отсеке. Так топливо расходуется практически полностью. Это не только повышает эффективность оборудования, но и продлевает время его работы. 1 закладка горит в течение 24-30 часов.

А если есть специальный резервуар, то процесс может растянуться на 7 дней. Иногда бункерные котлы с автоматической подачей топлива выделяют в отдельную категорию.

Бункерные автоматические котлоагрегаты

Автоматические угольные котлы отличаются от предыдущих версий тем, что в них регулировка всех рабочих процессов полностью или частично (если речь идёт о полуавтоматических моделях) осуществляется программируемым микропроцессорным контроллером, подключённым к датчикам и терморегуляторам.

Поддержка долгого горения реализована за счёт принудительно подающих воздух вентиляторов (нагнетателей) и тяговой системы удаления продуктов сгорания.

Модель Zota Стаханов 20. Уголь подается автоматическим механизмом из подключенного к котлу бункера, объемы подачи регулируются автоматикой котельного агрегата.

Для бесперебойности процесса дозаправки предусмотрен загрузочный бункер – металлический короб с установленным снизу шнековым транспортёром.

Вместимости встроенного топливного резервуара в бункерном угольном котле, хватает в среднем на 2–7 дней, а если подача топлива осуществляется из отдельного механизированного хранилища, то в зависимости от площади его вместимости может хватить на 3–4 недели или даже на весь отопительный сезон.

Достоинства и недостатки оборудования

Угольный агрегат длительного горения обладает такими преимуществами, как:

• экономия ресурсов, поскольку отопительный аппарат расходует на 20-30% сырья меньше, чем другие модели;
• автономность (большинство представленных на рынке приборов длительного горения не нуждаются в подключении электричества);
• простота обслуживания (не нужно часто чистить котел, а сама процедура не занимает много времени);
• возможность поддерживать стабильную температуру;
• экологическая чистота – пылеугольная смесь в помещении практически не скапливается (как и дым);
• надежность (благодаря простой конструкции котел служит долго и без поломок).

Есть у такого оборудования и недостатки. Например, невозможность дозаправки, поскольку нужно дожидаться полного сгорания топлива. Кроме того, угольный агрегат обязательно устанавливается в отдельном помещении. Оборудование, особенно с бункером, занимает много места, поэтому расходы на устройство котельной возрастают.

Пользователи отмечают и более высокую стоимость по сравнению с другими видами отопительных устройств.

Принцип работы

Увеличение продолжительности процесса горения достигается не только большой топкой. Существенное воздействие на эффективность и теплопередачу имеет организация топочного горения в виде слоевого сжигания с верхним горением и верхней подачей дутьевого воздуха, поэтому в нижних топливных слоях газовоздушные потоки не циркулируют совсем.

Принцип работы котлоагрегата с длительным горением твердого топлива: Воздух, требуемый для сгорания топлива, отбирается непосредственно из топочного помещения и проходит через стадию предварительного нагрева в верхней камере подогрева котлов верхнего горения.

В камеру нагрева вмонтирован трубный воздухораспределитель, для подачи горячего воздуха в топочное устройство. Система подачи может быть гравитационной и принудительной.

Воздухораспределитель оборудован каналами, направленными вертикально. Перед топливозагрузкой его поднимают с помощью встроенного механизма, далее засыпают топливо и опускают распределитель, который опирается на верхний топливный уровень. По мере выгорания он опускается вниз топочного пространства. Такое движение распределителя обеспечивает воздухоподачу в верхний слой горячего топлива.

В контактной зоне воздухораспределителя с топливным слоем расположен стальной диск — стаскоблин. Обходя его, огонь поступает в пиролизную камеру, расположенную между диском и камерой нагрева воздуха.

Здесь полностью догорают горючие вещества, передавая тепло через стенки топки греющему теплоносителю, циркулирующему во встроенном теплообменнике. Дымовые газы отводятся через газоотводящий патрубок в дымовую трубу. Зола собирается в зольном коробе, расположенным внизу котлоагрегата, под топкой. Объем ящика позволяет чистить его с периодичностью от 2 до 5 загрузок.

Какой уголь лучше всего подходит и как рассчитать расход

Большинство котлов длительного горения не требовательны к качеству сырья. Но подходят для отопления не все его виды. Например, древесно-угольные модели не встречаются на рынке. Антрацит рекомендуется только для специализированного оборудования. Однако по качеству к нему близок каменный уголь марки «длиннопламенный». Этот вариант считается лучшим выбором для автономного отопления дома.

Бурый уголь для бытовых котлов лучше не использовать, если только это не оговорено специально производителем. Коричневый обладает низким КПД, поэтому его применение нецелесообразно.

Имеет значение и фракция сырья для автоматизированных систем, поскольку последние разработаны для топлива размером 5-25 мм.

Расход угля указывает в технической документации производитель. Но можно произвести самостоятельно усредненный расчет. Если принять, что для отопления площади в 10 кв. м требуется 1 кВт тепловой энергии в час, то в сутки при площади здания в 100 кв. м необходимо 240 кВт. При сгорании 1 кг сырья выделяется в среднем 7,75 кВт. За 24 часа потребуется около 31 кг топлива.

Однако нужно принимать во внимание калорийность угля и его зольность. Также пропорцию необходимо адаптировать для площади дома. Например, при 200 кв. м – 500 кВт в сутки, поскольку учитываются большие теплопотери.

Водяная рубашка

предусматривает два уголка: один внизу, другой вверху

Особенности водяной рубашки бытового аппарата для отопительной системы частного загородного дома или дачи являются такими:

1. Внутреннее расстояние от корпуса до ее стенки должно составлять 4-6 см.
2. Толщина листового металла может составлять 2,5 мм. Если хочется сделать рубашку своими руками более правильно, то нужно учитывать, что на 1 мм должно приходиться на 1 бар эксплуатационного давления. Это при условии, если рубашка не выше 2 м.

Согласно видео рубашку можно сделать как из листового металла. так и попытаться найти подходящую трубу.

Правила топки

В инструкции прописано, что:

1. Закладка топлива производится так, чтобы засыпать сразу весь объем угля.
2. Для растопки поверх сырья раскладывают сухую бумагу или щепки, которые поджигаются автоматически. Верхняя дверца при этом открыта, но воздуховод закрыт.
3. Когда процесс горения начался, дверцу надо закрыть, а регулятор телескопического воздуховода – включить.

Выбор необходимой температуры в подобных котлах производится автоматически. Но в некоторых моделях корректировка осуществляется с помощью заслонки воздуховода.

Когда цикл сгорания завершится, из загрузочной камеры убирают остатки сырья, чистят зольник и засыпают новую партию.

Правила эксплуатации

Для бесперебойной работы отопительного приспособления необходимо соблюдать несколько правил, которые помогут продлить срок его службы. Поджигать непосредственно уголь не получится, поскольку для этого необходимо создать температуру не менее +400 °C. Именно поэтому необходимо использовать дрова для разжигания.

При горении дров все задвижки рекомендуется оставлять открытыми, чтобы обеспечить доступ воздуха. Через некоторое время дрова сгорают до тлеющих поленьев.

На них и необходимо насыпать уголь слоем, толщина которого составляет не более 15 см. После разгорания разрешается добавить его еще. Рекомендуется использовать куски примерно одинакового размера.

Чтобы вода в котле не закипала, следует контролировать горение и при необходимости закрывать все заслонки. Для эффективной работы котла нужно регулярно вычищать зольник, чтобы отходы не препятствовали поступлению воздуха. Если добавлять чрезмерное количество топлива, котел может потухнуть. В этом случае следует дождаться его полного остывания, вычистить и снова начать растопку.

Не рекомендуется ставить в непосредственной близости от работающего отопительного прибора деревянную мебель, чтобы исключить вероятность пожара.

Рейтинг лучших моделей угольных котлов

Хорошие агрегаты предлагают зарубежные и отечественные производители.

Наиболее популярными приборами считаются:

1. Heiztechnik Q Alfa 15. Это котел мощностью 15 кВт и с достаточно высоким КПД. Подходит для небольших домов площадью 110 кв. м. Главные преимущества – универсальность (работает на угле, дровах и брикетах), прочные чугунные колосники и корпус, изготовленный из котловой стали толщиной в 5 мм. Прибор при правильной эксплуатации служит до 20 лет.
2. Stropuva S15U. Представляет собой котел мощностью в 15 кВт. Работает на угле, пеллетах. Особенность оборудования – наличие биметаллического регулятора тяги. Это дает возможность обходиться без подключения к электросети.
3. LIEPSNELE L20U. Это агрегат литовского бренда. Мощность составляет 20 кВт. Прибор работает на угле, дровах, пеллетах, торфе и деревянной стружке. При полной закладке поддерживает горение в течение недели.
4. Galmet «CARBO» 21. Представляет собой аппарат польского производства мощностью 22 кВт. Особенность – высокий уровень автоматизации. Прибор имеет манометр, термодатчик и сенсор дымовых газов. Также в этой модели установлен PID-регулятор, который позволяет контролировать работу основных узлов и управлять процессом горения.
5. «НЕДЕЛЬКА КО-60». Это российский котел мощностью 60 кВт. Прибор используется для отоплении частного дома площадью до 250 кв. м. На 1 закладке угля модель работает 2-4 дня. Современное оборудование оснащено микропроцессорным блоком, нечувствительным к перепадам напряжения и сбоям в сети.

Цены: итоговая таблица

Ценовой рейтинг угольных котлов длительного горения (таблица):

Критерии выбора

Главным аспектом при покупке считается мощность котла. Принцип расчета показателя такой же, как и для дровяного агрегата – на 10 кв. м площади нужен 1 кВт энергии.

Учитывают материал теплообменника. Есть несколько вариантов – нержавеющий стальной сплав, медные и чугунные изделия. Последние надежнее, служат дольше, но стоят больше, увеличивают вес котла. Прочным и дорогим вариантом считается медь. Приборы со стальными элементами самые дешевые.

Другие критерии выбора:

1. Степень автоматизации рабочего процесса. Есть модели, в которых предусмотрена загрузка топлива вручную, а остальное (розжиг, поддержание горения) происходит без участия человека. Но есть и полностью автоматические приборы. Их конструкцией предусмотрено наличие бункера, через который топливо периодически подается в котел.
2. Объем загрузочной камеры. Размер топки напрямую зависит от мощности. Пропорция считается так: на 1 кВт энергии – 3,3-5,1 л. Для наиболее распространенного варианта котла в 25 кВт загрузочная камеры на 110 л считается нормой.
3. Возможность использования других видов топлива. Существуют модели, работающие не только на угле, но и дровах, опилках, стружке, пеллетах (для этого устанавливается отдельная горелка).
4. Функционал и тип управления. Современные агрегаты часто оснащены терморегуляторами, системой самоочистки и погодозависимой автоматикой. За безопасность отвечают аварийные выключатели и клапаны. Есть и такие котлы, которые снабжены GSM-модулем.

Расчет необходимой мощности нагрева

Расчет тепловой мощности котлоагрегата должен покрывать все тепловые потери здания с запасом не менее 20 %. Если котел должен вырабатывать тепловую энергию для подогрева воды, мощность соответственно должна увеличиваться по объему водопользования в каждом конкретном случае.

Расчет теплопотерь здания является довольно сложным, он зависит от климатического района расположения объекта и материала стен и кровли.

Для приблизительного расчета в центральном районе России для домов, с кирпичной кладкой не менее, чем в 2 кирпича и межэтажной высотой 2,7 м можно воспользоваться практической формулой из расчета 1 кВт на 10 м2 площади объекта с запасом 20 %.

Например, для коттеджа с площадью 150 м2 тепловая мощность котлоагрегата на отопление будет равна:

150:10х1,2 = 18,0 кВт

Для семьи из трех человек необходим бак ГВС не менее 100 л с мощностью 5.8 кВт.

Таким образом, общая нагрузка на котел будет:

18.0 + 5.8 = 23.8 кВт

Особенности установки и выбор места

Монтировать угольный котел для отопления частного дома нужно в отдельном помещении. Причем комната должна быть достаточно просторной и с хорошей вентиляцией. В котельной обязательно используются негорючие отделочные материалы. Часто под тяжелый аппарат приходится делать дополнительное основание из бетона.

Работы по установке агрегата выполняют профессионалы. Нужно не просто поставить котел, но и сделать его обвязку с системами отопления и вентиляции. Одновременно монтируется различное вспомогательное оборудование – вентилятор, клапаны, датчики, фильтр очистки воды, расширительный бак. После установки обязательно делается пробный пуск.

В последнее время все большей популярностью пользуются комбинированные агрегаты. В качестве примера можно привести газоугольный котел, который отличается более высоким КПД и автономностью.

Возможно вас заинтересует информация о том, что представляет собой котел ДКВр и где он используется.

Надежная отопительная система для загородного дома

Поддержание дома в жилом состоянии, при условии его отдаленности от основных коммуникаций, становится довольно сложной задачей, сопряженной со множеством трудностей и проблем. Если обеспечить дом электричеством и водой относительно просто – достаточно установить генератор и наладить поставки привозной воды -, то с теплом все обстоит несколько иначе. Отопление помещений требует более существенных трудовых, временных и финансовых затрат, однако решения здесь также имеются. Одним из наиболее рациональных способов отопления помещений дома является установка твердотопливного котла, то есть котла, который вырабатывает тепло, сжигая твердое топливо. В качестве топлива тут может служить уголь, дрова и прочие источники энергии, способные дать достаточное количество тепла для обеспечения комфортной температуры во всем доме.

Изготовление

Согласно многим видео дровяные котлы для отопления делают так:

1. Отрезают необходимый для корпуса отрезок трубы.
2. Вырезают отверстия для дверок и дымохода. Последний должен находиться возле верха на расстоянии, равном высоте распределителя воздуха с ребрами плюс 2 см .
3. Вырезают днище и верх. В центре верха вырезают отверстие.
4. Вырезают блин и приваривают к нему ребра. По центру делают отверстие. Приваривают трубу для подачи воздуха. Делают в ней заслонку.
5. Приваривают днище, вставляют распределитель воздуха, приваривают верх.
6. Фиксируют уголки и водяную рубашку.
7. Приваривают горловины и дверцы.