Найекономніші твердопаливні котли

Найекономніші твердопаливні котли: як вибрати, чи можна зробити прилад самостійно

Прагнути до зниження витрат на опалення власників будинків змушує постійне зростання вартості енергоресурсів. Вибрати відповідний генератор тепла буває складно через відсутність достовірної інформації про реальні переваги різних моделей. Розібратися в технічних характеристиках і придбати найекономніший твердопаливний котел допоможе огляд варіантів.

Спалювання органічного палива — звичний спосіб отримання тепла. Але за останнє сторіччя каміни і печі були технологічно вдосконалені. У конструкції твердопаливного котла (ТК) з’явився теплообмінник для підігріву води.

економні твердопаливні котли (головний ключ)
економні твердопаливні котли (головний ключ)

Що таке твердопаливний котел

Спочатку це був дійсно звичайний чавунний агрегат, з якого брали гарячу воду для господарських потреб. Потім котел з водою замінили герметичним теплообмінником. З’явилася можливість рівномірно розподіляти тепло по всіх кімнатах. Навіть сучасні каміни тепер забезпечуються регістрами труб для максимального відбору тепла від димових газів і підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД).

Незважаючи на архаїчність способу опалення шляхом спалювання дров, торфу або вугілля, ТК і раніше застосовуються в місцях, де немає газопроводів. Наявність централізованого електропостачання котеджу кардинально не змінюють ситуацію. Електричний котел вважається найдорожчим способом обігріву приміщень.

Останнім часом все більш популярними стають автоматизовані ТК на пеллетах — гранульованому паливі з торфу і органічних відходів: деревної тріски, тирси, соняшникового лушпиння і т. П. Пелетні ТК обладнані автоматичними системами подачі палива з бункера в камеру згоряння, видалення золи та сажі, контролю полум’я, температури теплоносія і повітря.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Пристрій

Економічні твердопаливні котли виготовляються з чавуну або сталі. Перші більш довговічні і стійкі до корозії. Другі коштують дешевше, але більш вимогливі до температури теплоносія на вході в котел.

Якщо температура зворотного трубопроводу менше 60 градусів, то на поверхні теплообмінника утворюється кислотний конденсат з водяної пари, які утворюються при згорянні органічного палива. Цей недолік можна виключити підмішуванням більш гарячого теплоносія з трубопроводу, що подає в зворотний через термоклапан.

Всі твердопаливні котли складаються з наступних частин:

  • топка;
  • теплообмінник;
  • газоходи;
  • димохід;
  • повітряний тракт;
  • водяна сорочка;
  • зольна камера;
  • корпус.

Піролізні котли мають більш складну конструкцію. Згоряння палива відбувається в двох камерах, що мають підвищений аеродинамічний опір. Для отримання стабільної тяги в конструкцію піролізного ТК додається димосос, що забезпечує рівномірне згоряння палива протягом тривалого часу.

У звичайних котлах тривалість повного спалювання палива при одноразової закладці становить 2-4 години, а в піролізних тривалого горіння — від 12 до 24 годин, що є їх головною перевагою в порівнянні з іншими типами ТК.

Процес піролізу, тобто термічного освіти горючих газів, відбувається при будь-якому способі спалювання органічного палива. Але в піролізному ТК горіння палива і газів відбувається окремо і контрольовано. Такий агрегат іноді називають газогенераторних котлом. По суті дрова в ньому не горять, а тліють, причому тільки їх нижній шар.

Основна частина тепла виходить при згорянні газів в камері вторинного допалювання, куди забезпечується додатковий приплив повітря. Щоб дрова не запалюється одночасно, конструктивно забезпечується потік повітря зверху вниз. Це друге принципова відмінність від звичайних котлів, де припливне повітря спрямовується знизу або збоку, тому горить відразу вся закладка палива.

Саморобні піролізні котли іноді обладнають вентиляторами замість димососів, тому в топці виникає підвищений тиск, дим надходить в котельне приміщення, що може привести до отруєння чадним газом (СО). Димосос створює розрідження, тому через щілини повітря прагне проникнути в топку, що забезпечує безпечну експлуатацію агрегату.

Читайте також:  Інструкція для твердопаливних котлів
економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Від чого залежить економічність котла

Високий ККД залежить від конструктивних особливостей всіх деталей обладнання та грамотної настройки термічних процесів. Побутові котли найчастіше регулюються вручну, тому періодично вимагають уваги під час розпалювання і в процесі горіння. Інтенсивність спалювання палива залежить від кількості припливного повітря, який подається через зольник і колосникові грати.

Економічність ТК забезпечується теплообмінниками з труб, а також «водяною сорочкою» — порожніми поверхнями газоходів і стінок котла, в яких циркулює теплоносій. Просуваючись з топки до димоходу, газоподібні продукти згоряння віддають тепло опалювальній системі. Оптимальна температура газів на виході з димоходу дорівнює приблизно 170-200 градусів для котлів з природною тягою. При дотриманні цієї умови можна розраховувати на максимальну економію палива.

Піролізні і пелетні ТК обладнані димосмоками, які забезпечують регульовану примусову тягу, тому газоходи роблять довшими для збільшення поверхні теплообміну і більш повного згоряння палива. В результаті відбір тепла відбувається ефективніше, а температура димових газів знижується до 120-140 градусів.

У пелетному ТК подача палива шнековим транспортером з бункера може бути повністю автоматизована. Для регулювання інтенсивності полум’я використовуються системи контролю температури теплоносія, зовнішнього і внутрішнього повітря, димових газів. Таким чином досягається максимально можливий ККД котла.

На ефективність ТК впливає також якість теплоносія опалювальної системи. Непідготовлена ​​вода часто містить надмірну кількість солей жорсткості, яка осідає на внутрішній поверхні теплообмінника. Ця накип має низький коефіцієнт теплопровідності, тому сильно уповільнює поглинання тепла теплоносієм.

Уникнути зниження економічності котла можна шляхом застосування дистильованої води в якості теплоносія. Знизити жорсткість водопровідної води також можна тривалим кип’ятінням з подальшим відстоюванням осаду протягом 2-3 діб.

Високий вміст вологи значно знижує ККД генератора тепла будь-якого типу. На марне випаровування води витрачається значна кількість енергії. Піролізні котли взагалі не працюють на деревині з вологістю більше 25%. Перевага в цьому плані мають ТК, що працюють на пелетах. Це паливо в процесі виготовлення проходить етап сушіння, а потім зберігається у вологозахищених бункерах.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Економічність котлів різних видів

Ефективність традиційних ТК обмежена циклічністю процесу горіння. При розпаленні котла тепловіддача мінімальна. Після повного займання всієї закладки виникає максимальна тяга, що перешкоджає повному відбору тепла від димових газів. Відносно стабільна фаза починається, коли залишаються тільки тліюче вугілля.

Всі три етапи, що тривають 3-4 години, потрібно візуально контролювати, вчасно змінюючи інтенсивність припливу повітря вручну за допомогою заслінок або дверцята зольной камери. При таких умовах максимально можливий ККД не перевищує 60%, а найчастіше набагато менше. Забезпечити стабільну температуру теплоносія опалювальної системи теж складно. Єдиний вихід — постійно перебувати поруч з котлом, підкладати дрібними порціями дрова чи вугілля, контролювати інтенсивність полум’я.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Отримати максимально можливий ККД, рівний 85%, на твердому паливі вдається тільки при експлуатації повністю механізованих пелетних котлів. Незважаючи на високу вартість, вони набувають все більшої популярності.

При відповідних розмірах бункера можлива невпинна робота до тих пір, поки не закінчиться запас палива. Автоматичне золовидалення і очищення сажі з поверхні димоходу не вимагають стороннього контролю.

економні твердопаливні котли (головний ключ)
економні твердопаливні котли (головний ключ)

Піролізні ТК мають доступну ціну, зручні в експлуатації і ефективні — мають ККД на рівні 70-75%. Час повного згоряння палива складає 6-20 годин. Тепловіддача відносно стабільна, оскільки зміна теплової потужності не перевищує 20% за весь час горіння однієї закладки дров.

Цей тип ТК має ще ряд переваг:

  • можливість використання великих нерозколенні дрова;
  • наявність димососа дозволяє автоматизувати управління і регулювання;
  • двоступенева спалювання гарантує максимально можливий ККД.
Читайте також:  Обв'язка твердопаливного котла

Піролізний ТК не позбавлений недоліків. Димосос під час роботи створює неприємний шум, тому теплогенератор рекомендується встановлювати в підсобному приміщенні.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли
 

Як правильно вибрати котел

Щоб вибрати відповідний ТК, власнику приватного житлового будівництва необхідно заздалегідь визначити характеристики придбаного генератора тепла. Тоді легко буде розібратися в великому асортименті котлів, пропонованих сучасними виробниками: Viessmann, Olimp, Atmos, Dakon, Opop.

 

По виконуваних функцій ТК розділені на два типи:

  • одноконтурні — використовуються тільки для опалення;
  • двоконтурні, до них підключається бойлер гарячого водопостачання.

При виборі варто визначитися, який варіант найбільш вигідний, чи використовує агрегат зручний тип палива: дрова, вугілля, торф, пелети. Для піролізного ТК підійдуть тільки сухі дрова, для зберігання пелет знадобиться бункер поруч з котлом, вугільний або торф’яної сарай повинен бути розташований в місці, зручному для вивантаження з самоскида.

Найважливіша характеристика піролізного ТК — обсяг завантажувальної камери. Від її розміру буде залежати, наскільки часто доведеться наповнювати котел дровами. Корисний об’єм камери з верхнім завантаженням більше, ніж у інших, укладка палива зручніше.

ТК можуть бути оснащені засобами автоматичного контролю і регулювання, димососом, паливним живильником, механізмами золовидалення і очищення сажі. Всі ці пристрої вимагають безперервного енергозабезпечення. Стабільну роботу генератора тепла можна забезпечити аварійним джерелом живлення. Причому не обов’язково їм повинен бути генератор з двигуном внутрішнього згоряння.

На випадок раптового відключення електропостачальної мережі підійде автомобільний акумулятор ємністю 300 А · год. Цього достатньо для 12 годин безперервної роботи механізмів сумарною потужністю 200 Вт.

Перетворити постійний струм в змінний з підвищенням напруги з 12 до 220 В допоможе інвертор. Його необхідно підключити через електронний блок, який автоматично задіє резервні потужності. Тоді опалювальна система буде працювати незалежно від проблем з електроживленням.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Як розрахувати потужність опалювального агрегату

Використовуйте спочатку спрощену формулу: на 10 квадратних метрів площі будівлі потрібно 1,2 кВт теплової потужності. Наприклад, для будинку площею 200 м 2 підійде ТК з номінальною потужністю 24 кВт. Щоб забезпечити котедж гарячою водою, підсумкову цифру помножте на 20%. Для точного розрахунку застосовуйте методику з «Будівельних норм і правил» (СНИП).

Тоді необхідно враховувати:

  • кліматичні умови;
  • конструктивні характеристики приміщень;
  • розмір опалювальної площі;
  • кількість зовнішніх стін, їх орієнтацію по сторонах світу — південь, схід, захід, північ;
  • температуру зовнішнього повітря в найхолоднішу тиждень зими;
  • тепловий опір зовнішніх стін, залежне від товщини і теплопровідності матеріалу;
  • висоту стель;
  • що знаходиться знизу і зверху: опалювальна або холодна кімната, горище — утеплений чи ні;
  • ступінь утеплення підлог;
  • наявність підвалу;
  • кількість і розмір вікон;
  • тип віконних конструкцій: дерево або металопластик, подвійне або потрійне засклення;
  • наявність і розмір дверей на вулицю або балкон.

Розрахунки треба проводити для кожної кімнати окремо. Потім підсумувати тепловтрати, і тоді можна буде отримати необхідну потужність теплогенеруючого агрегату.

економні твердопаливні котли (головний ключ)
економні твердопаливні котли (головний ключ)

Як зробити самому економний котел піролізного типу

Інтернет наповнений великою кількістю красивих картинок піролізних котлів, але більшість цих досягнень образотворчого мистецтва не має ніякого відношення до роздільного згорянню палива. При уважному розгляді стає зрозуміло, що всередині такого пристрою палає звичайне багаття, запалюється вся закладка палива. Замість піролізного малюють звичайний ТК з додаванням камери допалювання газоподібних продуктів у верхній частині топки.

Така схема внутрішньої будови ТК підвищує ККД, але не забезпечує тривалого регульованого горіння однієї закладки палива протягом 6-24 годин. Гази з топки повинні виходити тільки вниз через поздовжні щілини у внутрішній горизонтальній перегородці.

Процеси всередині піролізного ТК можна уявити в такому вигляді:

  1. В камеру газифікації через дверку, розташовану у верхній частині корпусу, закладають разову порцію палива, а потім підпалюють знизу з зольной камери.
  2. Димосос направляє виділяється при горінні дим в газоходи.
  3. У камері допалювання відбувається підмішування припливного повітря для остаточного догорання газів.
  4. Топку, камеру допалювання і газоходи оточує «водяна сорочка», яка є частиною теплообмінника, а також зберігає стінки котла від перегріву.
  5. Теплоносій надходить в ТК через нижній штуцер і відводиться через верхній.
Читайте також:  Твердопаливні котли тривалого горіння

В котлі верхні шари паливної закладки тільки прогріваються, але не запалюються. Жар, прогорить повністю, поступово падають в зольную камеру. Паливо під власною вагою притискається до розпеченого колосників і запалюється. Таким чином підтримується багатогодинна безперервна робота ТК.

економні твердопаливні котли (головний ключ)
економні твердопаливні котли (головний ключ)

Необхідні інструменти та матеріали

Умілий господар здатний виготовити самостійно піролізний ТК потужністю до 25 кВт. Для складання котлів з більшою продуктивністю необхідно використовувати технологію зварювання товстих листів жароміцної сталі. Це можна зробити тільки в заводських умовах.

Для роботи знадобляться такі інструменти та матеріали:

  • зварювальний апарат;
  • електроди;
  • відрізний інструмент типу «болгарка»;
  • шліфувальні та відрізні диски;
  • дриль;
  • набір свердел по металу;
  • 10 м 2 листової сталі товщиною 5 мм;
  • 6 м 2 оцинкованої сталі товщиною 1,5 мм;
  • фурнітура для дверцят — ручки, засувки;
  • відрізки сталевих труб: ∅ 32 мм, товщина стінки 3,2 мм — 0,5 м; ∅ 57 мм, товщина стінки 3,5 мм — 8 м; ∅ 159 мм — 0,7 м;
  • шамотна цегла для футерування топки;
  • чавунний колосник;
  • температурний датчик;
  • термоклапан;
  • джерело безперебійного живлення;
  • димосос.

Специфікація повинна бути уточнена за робочими кресленнями. Для ТК потужністю 25 кВт літерні символи мають такі фактичні значення, виражені в міліметрах: a — 1039, b — 1190, c — 430, d — 618, e — 1289, f — 1101, g — 1126, h — 765, k — 880, l — 41, m — 990, n — 980, o — 137, p — 373, r — 725, s — 255, t — 145, u — 200, v — 198, w — 202.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

виготовлення котла

Потрібно підготувати заздалегідь монтажний майданчик і деталі для виготовлення ТК. Розкроїти листовий метал найкраще в заводських умовах на гільйотині. Там же плазмовим різаком можна зробити прямокутні отвори в передній стінці котла, а в задній — круглі отвори для димоходу і патрубків. Тепер можна приступати до виготовлення котла.

З’єднайте зварюванням бічні і передню зовнішні стінки.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Послідовно встановіть деталі «водяної сорочки» зольной камери.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Приварите дно і задню стінку завантажувального бункера.

економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли

Сформуйте газоходи, приварите всі деталі «водяної сорочки», змонтуйте під кришкою котла регістр теплообмінника. Тільки після цього встановіть зовнішні нижню, верхню і задню стінки.

економні твердопаливні котли (головний ключ)
економні твердопаливні котли (головний ключ)

Залишається тільки виконати заключні роботи:

  1. Приварите монтажні скоби для димососа, петлі для дверцят і штуцери теплообмінника.
  2. На дно прикріпіть ніжки з регулювальними болтами, за допомогою яких можна буде встановити котел вертикально.
  3. Видаліть окалину, зварювальний шлак, іржу.
  4. Встановіть дверки.
  5. Знежирте розчинником всі поверхні.
  6. Рівномірно покрийте корпус жаростійкої фарбою.
  7. Після закінчення всіх робіт можна приступати до установки, підключення до опалювальної системи і налагодження ТК.
економічні твердопаливні котли
економічні твердопаливні котли
 

Відео

Майстер ділиться секретами виготовлення піролізного ТК власної конструкції.

Ми сподіваємося, що ця інформація буде вам корисною.І не забувайте відвідувати наш сайт! ©-7588.com.ua.

328 переглядів

Leave a Reply

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *