Водогрейные твердотопливные котлы

Все более популярными и востребованными становятся специальные твердотопливные водогрейные котлы. В процессе работы устройства используют исключительно твердое топливо, которое считается в настоящее время наиболее доступным и недорогим. Несомненное достоинство этого оборудования – создание автономной отопительной системы при отсутствии возможности подключения к газовой магистрали.

Содержание

• Классификация: угольные и дровяные котлы
• Универсальное твердотопливные и промышленное оборудование
• Преимущества и недостатки

Классификация: угольные и дровяные котлы

Твердотопливные котлы успешно применяют для устройства системы отопления и горячего водоснабжения жилых помещений и промышленных объектов.

Котлы на твердом топливе можно разделить на три группы:

• обычные;
• пиролизные (газогенераторные);
• многотопливные или универсальные.

Современные устройства, которые осуществляют свою работу на твердом топливе, выпускаются в нескольких основных модификациях. Несмотря на некоторые отличия, они характеризуются определенным количеством общих особенностей.

Например, для работы системы отопления используется тепло, получаемое от сгорания определенных материалов – уголь, торф или дрова (например, котел водогрейный дровяной). Температура теплоносителя в процессе выхода из отопительного агрегата не превышает 100 градусов.

Водогрейные котлы используются для обеспечения дома горячей водой и теплом. Поэтом сегодня такая услуга, как установка водогрейных котлов стала сегодня весьма популярной.

Подробнее о водогрейных котлах читайте здесь.

Современные производители предлагают покупателям устройства, изготовленные из стали, которая отличается высокой устойчивостью к разрушительной коррозии при высокой температуре, и чугунные, которым также не страшна коррозия, при этом присутствуют более высокие показатели прочности.

Чугунные считаются более долговечными в сравнении со стальными, но характеризуются достаточно большим весом. Даже при относительно невысокой мощности, требуется установка оборудования на прочный фундамент.

Универсальное твердотопливные и промышленное оборудование

При необходимости можно приобрести универсальные твердотопливные устройства, которые в состоянии работать на нескольких видах горючего.

Процесс их эксплуатации отличается относительной простотой. Подобные устройства, в отличии от котлов, работающих на одном виде топлива, имеют более низкий показатель КПД.

Универсальный твердотопливный котел оснащается  камерой для сжигания дров, кокса, угля, брикетов. Кроме того, при необходимости можно установить специальные горелки для газа или жидкого топлива.

Промышленные котлы на твердом топливе используются для отопления помещений и получения горячей воды для таких объектов, как производственные цеха, школы, больницы, многоквартирные дома и другие административные здания.

Почти все промышленное отопительное оборудование образует в результате работы отходы в виде дыма, газа или пепла. Для обеспечения безопасности необходимо устанавливать дополнительные дымоходы, обеспечивать естественную или принудительную вентиляцию. При сгорании, например, пеллетов, образованный пепел можно использовать как удобрение.

Современные котлы оснащаются системами автоматического регулирования различной степени сложности, предназначенными для обеспечения безопасной работы котла без постоянного присутствия людей.

О том, какие бывают марки водогрейных котлов, читайте здесь.

Наиболее бюджетным вариантом среди твердотопливных устройств является отопительное оборудование, которое работает на дровах и торфе, а самыми дорогими считаются  – котлы угольные водогрейные.  Чем дешевле топливо для системы, тем больше будет стоимость отопительного устройства.

В настоящее время становятся популярными пиролизные промышленные котлы. В своей работе они не только используют энергию сжигаемого топлива, а и вторичный газ. Стоимость пиролизного устройства несколько выше, чем других видов твердотопливных котлов, но система быстро окупается.

kotlotech.ru

Общая информация

Принцип работы водогрейного котла на твердом топливе аналогичен любому другому устройству, которое нагревает теплоноситель в отопительном контуре с помощью тепловой энергии. Использоваться могут самые разные виды твердого топлива – дрова, уголь, пеллеты и брикеты, а также любые другие органические ископаемые, которые хорошо горят и доступны в больших объемах.

Выбор в пользу твердотопливных водогрейных котлов делают обычно в тех местах, где есть неограниченный доступ к твердому топливу, необходимому для его работы. В частности, на деревообрабатывающих предприятиях устанавливают дровяные котлы, которые работают, в том числе, и на отходах деревообработки. В небольших котельных для растопки оборудования используют бурый и каменный уголь, а иногда – пеллеты или торф в брикетах. С точки зрения теплоемкости наилучшими характеристиками обладает антрацит или обогащенная руда, а также кокс.

Водогрейные твердотопливные котлы отличаются высоким коэффициентом теплоотдачи, а благодаря большой площади поверхности теплообменника они способны подогревать большое количество воды.

Так, при использовании 1 кг антрацита в процессе горения выделяется до 7,16 кВт тепловой энергии, в то время как хорошо высушенные дрова из твердых пород древесины дают не более 2,78 кВт.

Стоит отметить, что КПД водогрейных твердотопливных котлов существенно ниже, чем у газовых – 70 % у дровяных и 78 % у угольных. Однако подогрев большого количества воды даже при таких затратах вполне целесообразен.

В отличие от всех прочих твердотопливных аппаратов, водогрейные твердотопливные котлы могут функционировать при постоянной высокой нагрузке, поскольку имеют запас мощности. Такой эффект достигается благодаря использованию большого числа теплообменников, которые подогревают воду для отопления и горячего водоснабжения.

Чем водогрейные котлы отличаются от прочих отопительных приборов

Водогрейный твердотопливный котел представляет собой прибор, внутри которого в результате сгорания твердого топлива температура носителя достигает 95-115 ℃. При этом горячая вода в теплообменнике циркулирует под давление 0,6 МПа. Это главная отличительная черта водогрейных котлов от прочих приборов, в которых движение теплоносителя сначала в котле, а затем и в отопительном контуре, происходит свободно.

Обратите внимание, что при использовании водогрейных котлов теплоносителем выступает обычная водопроводная вода с добавлением определенных примесей и присадок. Эти добавки необходимы, чтобы максимально продлить срок эксплуатации сложного водогрейного контура, то есть трубопровода, по которому циркулирующий теплоноситель нагревается до определенной температуры.

Когда вода внутри контура нагревается да близкой к кипению температуры, на его стенках начинают активно откладываться растворенные в воде примеси.
в коем случае нельзя допустить закипания котловой воды. Поскольку подогрев теплоносителя производится под давлением, он не доходит до кипения. При этом давление теплоносителя внутри водяного контура всегда выше, тем давление воды в точках максимального нагрева. Особенность водогрейных котлов на твердом топливе заключается в том, что в них необходимо больше котловой воды для нагрева системы, чем для всех прочих.

Теплоноситель, который разогрелся до 115 ℃, отдает тепловую энергию в систему отопления. При этом давление в трубопроводах отопительного котла удерживается на стабильном уровне. В такой системе повышение давления внутри теплообменника благоприятно скажется на ее работе, поскольку при этом выравнивается температура теплоносителя по всей протяженности трубопровода, а накипь не выпадает на его стенках.

Что касается топочной камеры, то в водогрейных котлах она выглядит практически так же, как и в любых других твердотопливных аппаратах. Выбранный вид твердого топлива, чаще всего уголь, поступает в топку, где и сгорает. Тепловая энергия сквозь стенки топливника передается циркулирующей внутри теплообменника воде. При производстве водогрейных котлов производители конструируют их таким образом, чтобы топливо сгорало интенсивно и максимально эффективно отдавало тепло.

Чтобы остудить образующиеся внутри топки продукты горения, котлы оборудуют конвективными пакетами. Соприкасаясь с их широкой поверхностью, угарные газы остывают до 200 ℃. Примечательно, что более интенсивное охлаждение продуктов горения может привести к выпадению конденсата.

Конструкция водогрейных твердотопливных котлов

Чтобы представить, как именно работает данное оборудование, рассмотрим устройство водогрейного котла на твердом топливе. Традиционно, это сварная металлическая конструкция, в которой предусмотрена опорная рама, то есть каркас, обшитый защитными теплоизолирующими материалами. Основу агрегата составляет сложная система водяных трубопроводов, то есть теплообменник, по которым циркулирует нагретая в котле вода. Снаружи вся конструкция закрыта листовым железом.

Само по себе строение водогрейного котла, а также принципы его функционирования, свидетельствуют о больших габаритах такого оборудования. Кроме того, в зависимости от моделей, топливные камеры могут быть оборудованы различными системами подачи твердого топлива.

Если рассмотреть твердотопливный котел промышленного производства, то он представляет собой единый блок, все элементы которого можно условно разбить на две группы – с экранной и с конвективной поверхностью (прочитайте: «Какие бывают котлы водогрейные промышленные – виды, преимущества и недостатки»).

Элементы конструкции производят из цельнокатаных стальных труб сечением 76 мм. Между ними обязательно устанавливают плавники. Подобная конструкция теплообменника позволяет минимизировать теплопотери и предотвратить утечку продуктов горения сквозь корпус котла. Соединение отрезков трубы между собой производится с помощью сварных швов, рассчитанных на давление до 10 атмосфер.

Обратите внимание, что водонагревательный контур должен иметь только сварные соединения. Причем все работы должны быть выполнены очень тщательно, поскольку оборудование эксплуатируется в условиях высокой температуры и давления.

Дрова или уголь подаются в топливную камеру, оснащенную стандартными или поворотными колосниками (они используются в котлах с ручной подачей). В процессе монтажа водогрейного котла в каркас под топливником устанавливают воздуховод, по которому будет подаваться воздух для сгорания топлива.

Любое оборудование нуждается в периодической очистке. Если в котле предусмотрена ручная подача топлива, то удалять сажу и золу придется через специальный люк. А вот в тех водогрейных котлах, которые оборудованы механической системой подачи, вся работа производится с помощью особых приспособлений – механических транспортеров.

Виды водогрейных отопительных котлов на твердом топливе

В первую очередь, водогрейные котлы, равно как и любые другие отопительные приборы, различаются по уровню мощности. В частности, те модели, которые для работы используют каменный уголь, отличаются большей мощностью.

По уровню мощности их можно разделить на такие группы:

• маломощные агрегаты – выдают в пределах 4 кВт-65 кВт;
• приборы средней мощности – от 70 кВт до 1,8 МВт;
• оборудование с большим уровнем мощности способно генерировать от 1,8 МВт тепловой энергии и более.

Что касается дровяных водогрейных отопительных котлов, то по мощности они уступают оборудованию, работающему на угле. В моделях котлов данной группы мощность колеблется в рамках от 4 кВт до 1,3 МВт.

Обратите внимание, что дровяные котлы, как правило, оборудованы достаточно объемной топливной камерой для загрузки большего количества топлива за один раз. В них сгорание топлива происходит очень интенсивно и эффективно, практически без недожога.

Обычно конструкцией водогрейных дровяных котлов предусмотрена поворотная камера, которая позволяет удалять несгоревшие остатки топлива.

Примечательно, что твердотопливные водогрейные котлы на дровах обычно загружаются вручную. Таким же способом производится и последующая очистка топливника от золы и шлака, а также сажи.

Помимо различий в виде используемого топлива, водогрейные твердотопливные котлы можно разделить по типу циркуляции теплоносителя.

Чаще всего встречаются следующие варианты аппаратов:

• котлы с естественным типом циркуляции;
• приборы с принудительной циркуляцией;
• котлы с комбинированным типом циркуляции;
• прямоточные водогрейные котлы.

Первый вариант предполагает, что движение теплоносителя осуществляется благодаря разнице в плотности воды. Вторая группа котлов оборудована специальным циркуляционным насосом. Третий тип котлов функционирует с использованием обоих типов процесса в зависимости от ситуации. К последней группе относят аппараты, в которых теплоноситель принудительно по прямой движется к выходу из котла.

Чтобы обеспечить доступ в камеру сгорания достаточного количества воздуха, в котлах большой мощности обычно предусмотрены нагнетающие вентиляторы. Кроме того, в мощных отопительных приборах встроены специальные дымососы, которые уравновешивают тягу. Они обычно устанавливаются в специально оборудованных отдельных котельных, где соблюдены все правила пожарной безопасности и присутствуют специальные средства пожаротушения.

Выводы

Твердотопливные водогрейные отопительные котлы по праву пользуются спросом среди потребителей. Особенно востребованы они для организации отопления больших производственных мощностей и объектов малой инфраструктуры города.

Популярность водогрейных котлов обусловлена их эффективностью и экономным потреблением топливных ресурсов. Кроме того, для установки твердотопливных котлов, сжигающих дрова, уголь или любой другой вид органических ископаемых, нет необходимости в получении специального разрешения.

Благодаря простоте конструкции такой прибор можно быстро смонтировать непосредственно на месте и подключить к системе отопления. Дальнейшая эксплуатация и обслуживание прибора не представляет сложности и не требует наличия технической подготовки. Чтобы потребителям было легче разобрать в принципе работы оборудования, на нем ставят минимум управляющих элементов и автоматики.

Примечательно, что сжигать в водогрейном котле можно не только распространенные виды твердого топлива, но и практически все, что горит. При этом топливо сжигается практически без остатка, за счет чего достигается высокая эффективность. Такие агрегаты считаются экологически чистыми и практически не вредны для окружающей среды.

teplospec.com

Конструкция водогрейного тт котла

Существует несколько типов водогрейных тт котлов, отличающихся по принципу работы, устройству теплообменника и степени автоматизации процесса горения. Основными техническими характеристиками, на которые следует обращать внимание при выборе, являются:

• Классические котлы – работают по типу обычной дровяной печи. Топливо сгорает в топочной камере, в которой расположен водяной контур, изготовленный по типу змеевика. Контур подключен к системе отопления. На полное сжигание топлива уходит 3-4 часа.

• Котлы длительного горения – имеют две топочных камеры. В первой сжигается топливо, во второй осуществляется дожиг отходящих газов. Основы сжигания твердого топлива в топке водогрейного котла, в данном случае, были изменены.
  Конструкция топочной камеры модифицирована. Используется ломаный дымовой канал, окруженный жидкостной средой теплоносителя, что позволяет извлечь максимальное количество тепла. Горение осуществляется при ограниченном доступе воздуха и температуре сжигания свыше 600°С.

• Автоматические котлы – во внутреннем устройстве предусмотрено горелочное устройство, соединенное со шнековой или вакуумной передачей. Топливо подается постепенно, по мере сжигания. Автоматические котлы работают в режиме модуляции, плавного регулирования температуры нагрева, в диапазоне 30-100%.

Принцип работы водогрейных отопительных котлов на твердом топливе, влияет на время работы от одной закладки, автоматизацию процесса горения, КПД. Экономия, в случае установки современных моделей, использующих принцип длительного горения, составляет 30-40%.

Время автономной работы от 8 часов до нескольких суток. Полностью автоматизированные станции, способны проработать без остановки в течение всего отопительного сезона.

Типы теплообменников

Водогрейный твердотопливный котел, в отличие от конвекционных устройств, передает тепло в помещение не напрямую, а посредством нагретого теплоносителя. Подогрев осуществляется посредством теплообменника.

По своей конструкции и используемому материалу, принято различать несколько типов устройств:

• Тип материала – большинство производителей выпускают стальные теплообменники, изготовленные из жаропрочного и нержавеющего металла. Чугун, используется реже, по причине высокой себестоимости и сложности производственного процесса.

• Конструкция – по своему устройству, теплообменники делятся на трубчатые, пластинчатые, кожухотрубчатые и объемные. Бытовые водогрейные твердотопливные котлы, чаще всего используют кожухотрубчатые и трубчатые устройства.

Теплообменник подключается к системе отопления и горячего водоснабжения. Одноконтурные котлы работают исключительно на обогрев помещений. Чтобы обеспечить потребности в горячей воде, дополнительно подключают бойлер косвенного нагрева.

Какой теплоноситель допустим

Бытовой водогрейный отопительный котёл на твердом топливе, в качестве теплоносителя, использует специальную незамерзающую жидкость или обычную воду. Чтобы определить какой теплоноситель можно использовать, исследуют техническую документацию. Обычно, производитель прямо указывает допустимые жидкостные среды.

Даже если внутреннее устройство водогрейного котла позволяет применять антифриз, потребуется учесть некоторые нюансы его эксплуатации:

• Антифриз разъедает ржавчину – при плохой герметизации резьбовых соединений, система отопления дает течь.
• Нагрев и теплоотдача у незамерзающей жидкости хуже, поэтому, КПД водогрейного тт котла падает, приблизительно на 15%.
• В системе используется не чистый, а разбавленный антифриз. Чем сильнее разбавлена жидкость, тем меньший порог замерзания она имеет.

Как подобрать водогрейный твердотопливный котел

Помимо подбора отопительного оборудования по материалу и типу теплообменника, при выборе учитывают несколько важных параметров:

1. Мощность.
2. Компания — производитель.
3. Себестоимость.

При выборе водогрейного котла на твердом топливе, учитывают функциональные и конструктивные особенности: наличие контура ГВС, автоматизация процесса горения, тип используемого топлива, материал теплообменника.

Как правило, чем лучше оснащение и качество сборки, тем дороже стоит теплогенератор. Полностью автономные станции, изготовленные в ЕС, предлагаются по цене, начиная от 450 тыс. руб.

Как рассчитать водогрейный котёл

Водогрейные отопительные котлы на твердом топливе, малой мощности, рассчитывают по формуле 1 кВт = 10м². Для расчета более производительных моделей, используют специальные калькуляторы, способные учесть все возможные теплопотери в отапливаемом здании.

Определение тепловой мощности осуществляют следующим образом:

• Высчитывают общую площадь помещения.
• Подсчитывают производительность котла по формуле, указанной выше. Так, для помещения на 100 м², необходим теплогенератор на 10 кВт, на 200 м² — 20 кВт и т.п.
• Твердотопливные котлы с водогрейным контуром, расходуют определенное количество тепловой энергии на нагрев горячей воды. Поэтому, к результату расчетов, добавляют 20%.

Наиболее надежные марки котлов

Индивидуальные водогрейные котлы на твёрдом топливе, изготавливают несколько зарубежных и отечественных производителей. Лучшими считаются модели, изготавливаемые в Германии.

Российский потребитель, смог оценить продукцию, изготавливаемую следующими заводами по производству котлов:

1. Германия – Roda Brenner, De Dietrich.
2. Чехия – Wettek.
3. Италия – Sime Solida.
4. Россия – Alpine Air, Marten, KotlOFF, Stoker Pro, Termotechnik.
5. Латвия – Stropuva.
6. Украина – Megavatt.

Все эти модели считаются лучшими в своем классе отопительного оборудования и, судя по отзывам покупателей, являются достаточно надежными и экономичными.

Эксплуатация и обслуживание котла водогрейного типа

Общие требования безопасности при эксплуатации твердотопливных котлов, описаны в ППБ и СП. Некоторые дополнительные правила, можно найти в инструкции по эксплуатации, предоставленной заводом изготовителем.

Срок службы котла и безопасность эксплуатации, полностью зависят от соблюдения требований. Общими правилами установки являются:

• Монтаж выполняется на ровном негорючем основании.
• Обязательна установка группы безопасности. В обвязку входит запорная и регулирующая аппаратура: трехходовой клапан, регулятор тяги и т. п. Целью установки группы безопасности является предотвращение аварийных ситуаций, по причине перегрева теплоносителя.
• Автоматические котлы заземляют. Между теплогенератором и топливным хранилищем выдерживают расстояние в 1 м., устанавливают негорючую перегородку.
• Система дымоотведения устанавливается с соблюдением противопожарных разделок. При прохождении через кровельное покрытие и плиты перекрытия, вокруг трубы, оставляют зазоры, заполняемые негорючим теплоизоляционным материалом.

Все работы выполняют в согласии с руководством производителя, указанным в технической документации. Эксплуатационные характеристики водогрейного котла, во многом зависят от правильного подбора и дальнейшего использования отопительного оборудования. Соблюдение рекомендаций изготовителя, гарантирует длительную и безопасную эксплуатацию тт котла.

avtonomnoeteplo.ru

Водогрейные котлы серии КВАТ 0,05-1,2 МВт/час разработаны для сжигания твёрдых видов топлива с повышенным содержанием влаги и низкой калорийностью топлива.

Водогрейные котлы серии КВАТ оснащены топкой с камерным сжиганием топлива, без водяного объёма в зоне горения, что позволяет исключить химический недожог углерода.

Котёл может работать с рабочим избыточным давление воды до 0,6 МПа (6 кг/см²) и температурой нагрева воды до 95 °С.

При работе водогрейного котла с максимальной температурой нагрева воды до 115 °С рабочее давление в системе должно быть не ниже 0,35 МПа ( 3,5 кг/см²).

Чтобы правильно сжигать топливо, надо знать его химический состав и какая химическая фракция вступает в реакцию окисления.

Возьмём к примеру химический состав дров и древесных отходов:

• Углерод (С) — 50%
• Водород (Н) — 6%
• Кислород (О) — 43,3%
• Азот (N) — 0,6%

Содержание тугоплавкой золы на сухую массу составляет А — 1-2%.

Содержание влаги 20-60%.

Теплота сгорания древесины на рабочую массу составляет в среднем Q = 18 МДж/кг (4280 ккал/кг).

Основной рабочей массой в любом виде топлива является углерод — С.

Так с горением водорода H2 нет проблем — H2 + 0 = H2O.

Реакция горения водорода экзотермическая т.е. с выделением тепла. При химической реакции горения водорода выделяется 121091 КДж (28900 ккал) теплоты.

Горение же углерода сложное. Углерод горит по двум химическим формулам.

Первая химическая реакция горения углерод так же экзотермическая:

С+О = СО +10,056 МДж/кг (2400 ккал/кг).

Вторая же химическая реакция горения углерода так же экзотермическая и зависит она во многом от температуры горения топлива, т.е. температура горения дров и древесных отходов должна быть t=1000 °С и более.

С+02 = С02 + 33,9 МДж/кг (8100 ккал/кг).

Как видно из второй химической реакции горения углерода тепла выделяется в 3,375 раза больше, чем при первой химической реакции. С того же количества сжигаемого топлива.

В водогрейных, твёрдотопливных котлах серии КВАТ нет теплосъёма в зоне горения топлива, а наоборот происходит возврат тепла в виде лучистой энергии. Это повышает температуру горения топлива до t=1000 °С и более, исключая химический недожог углерода.
КПД водогрейных котлов серии КВАТ по замерам агентства Энергосбережения составляет на дровах 87,6%.

Водогрейные котлы серии КВАТ производительностью выше 0,3 МВт на древесных отходах по желанию заказчика комплектуются гидравлической подачей топлива в топку котла. Водогрейные котлы серии КВАТ защищены патентом РФ на изобретения. Патент №2004125108 от 20.12.2006.

А как на практике?

Установка водогрейных котлов серии КВАТ окупается за один, максимум два отопительных сезона.

В Июле-Августе 2005 г. была произведена реконструкция котельной ЗАО «Сувенир» с заменой семи котлов Е-1/9 Бийского котельного завода работающих в водогрейном режиме. На два котла серии КВАТ производительностью 0,69 МВт работающих на отходах деревообработки.

До реконструкции на котлах Е-1/9 сжигалось 700 тонн угля и потреблялось 405 928 КВт/час электроэнергии. После замены котлов необходимость использования угля в качестве топлива полностью отпала. Два котла КВАТ 0,69 МВт полностью работали на отходах деревообработки.

Потребление электроэнергии снизилось до 144480 КВт/час (экономия составила 261448 КВт/час).

По сравнительным данным администрации Архангельского сельского округа Шабалинского района, после установки водогрейного котла КВАТ-0,58 МВт потребление угля снизилось со 156 до 92 тонн, дров с 648 до 476 куб.м. за один отопительный сезон.

Очень важно, что все водогрейные котлы серии КВАТ работают без установки дополнительных дымососов так как при полном горении топлива основной состав дымовых газов СО2(углекислый газ). Объёмная масса СО2 легче воздуха, СО2 в составе с водяными парами Н2О, попадая в дымовой тракт стремятся его покинуть и создают разряжение в котле(тягу), необходимое для нормальной работы котла.

teploteh43.ru

Виды водогрейных ТТ котлов

Твердотопливный котел – это отопительное устройство, которое использует энергию горящего твердого топлива. Чаще всего это дрова или уголь. Однако некоторые производители выпускают модели, работающие на пеллетах и топливных брикетах.

По виду используемого твердого топлива котлы делят на:

• дровяные

  К этой категории относятся обычные котлы на дровах. Минус их в том, что древесина обладает низкой теплоотдачей и быстро прогорает. Поэтому необходимо добавлять дрова в топку каждые 2-4 часа.

• угольные

  Угольные котлы работают на буром или черном угле, антраците, коксе. Теплоотдача угля в 2 раза больше чем у древесины, к тому же уголь компактнее. Одной закладки хватит на 8-10 часов.

• пеллетные

  Пеллетные водогрейные отопительные котлы работают на особых гранулах – пеллетах. Они обладают высоким КПД 85-95%. Существенным их недостатком является высокая стоимость самих устройств, так и топлива для них.

• универсальные

  Могут работать на дровах, угле или пеллетах на выбор. КПД универсальных котлов ниже чем у использующих один вид топлива. Производители выпускают также двухтопочные модели. Для каждого вида топлива своя камера сгорания и свой теплообменник.

По материалу теплообменника их делят на:

• чугунные

  Плюсом теплообменника из чугуна является высокая теплоемкость и устойчивость к коррозии. Такие изделия прослужат на 30% дольше чем стальные аналоги. Недостаток чугунных теплообменников – хрупкость и чувствительность к перепадам температур. Также отметим, что чугунные в 2-3 раза тяжелее стальных, вследствие чего даже маломощные модели приходится устанавливать на бетонный фундамент.

• стальные

  Котлы со стальным теплообменником дешевле на 30-60% чем чугунные аналоги. Недостаток стального теплообменника это образование коррозии из-за водного конденсата.

Существует два способа сжигания твердого топлива: классический и пиролизный. В зависимости от того какой способ используется, все модели делятся на два вида:

• классические

  В классических котлах процесс горения проходит естественным путем. Для них характерна простота конструкции, и как следствие низкая цена. Недостатком их является низкий КПД (75-85 процентов) вследствие неполного сгорания топлива.

• пиролизные (или газогенераторные)

  Особенностью данных устройств в том, что твердое топливо и выделяемый им газ сгорают раздельно. Этим достигается больший КПД по сравнению с классическими (порядка 85-92%). Такие устройства значительно более экономичные и экологичные чем классические. Современные отопительные котлы пиролизного горения дороже традиционных примерно в 1.5 раза.

По способу загрузки выделяют твердотопливные котлы:

• с ручной загрузкой

  Для поддержания постоянной температуры отопления, необходимо вручную закладывать новую порцию твердого топлива каждые 2-4 часа.

• с автоматической загрузкой

  Конструкция системы отопления дополняется бункерами для автоматической подачи топлива. В зависимости от объема бункера и количества твердого топлива в нем, время автономной работы достигает от нескольких десятков часов до одного месяца.

По степени зависимости от электричества они делятся на:

• энергонезависимые

  В энергозависимых котлах воздух в камеру сгорания нагнется механическим термосифоном.

• энергозависимые

  Энергозависимые котлы для нагнетания воздуха в камеру сгорания используют электрический вентилятор. Этот процесс управляется электронным блоком который требует подключения к электросети.

С классификацией мы разобрались, теперь давайте рассмотрим устройство и принцип работы ТТ котла отопления. Он состоит из следующих узлов и агрегатов:

• Топочная камера

  В этом отсеке котла происходит процесс горения топлива;

• Теплообменник

  Это устройство из чугуна или стали. Оно передает энергию горящего топлива теплоносителю;

• Люк очистки

  Специально отверстие в зольнике. Через него извлекают золу и отходы горения;

• Колосниковая решётка

  Металлическая решетка между топочной камерой и зольником на которой происходит процесс горения. Зола сквозь дырки в решетке падает в зольник, откуда затем удаляется вручную;

• Терморегулятор

  Механическое или автоматическое устройство которое регулирует интенсивность горения, а следовательно и температуру теплоносителя;

Процесс работы котла с водяным контуром отопления очень прост. Твердое топливо через загрузочную дверцу укладывается в топочную камеру. В процессе горения теплообменник нагревается и передает энергию теплоносителю, например воде. Теплоноситель циркулирует по системе отопления обогревая помещение. Зола и другие отходы от горения скапливаются в зольнике.

kotlydlyadoma.ru

Особенность твердотопливных устройств

Достоинства водогрейного агрегата:

• Почти автономен – не зависит от электросети или газа, а работает только на твердом топливе. Модели длительного горения не нуждаются во вмешательстве до 7 дней.
• Невысокая стоимость котла. Котлы на твердом топливе стоят намного дешевле газовых или жидкотопливных моделей.
• Обогрев большой площади. В зависимости от мощности устройство может обогревать площадь в два раза больше, чем электрокотёл.
• Чистота. Котел на твердом топливе вырабатывает в процессе эксплуатации негативные для внешней среды вещества, но их уровень намного меньше, чем от жидкотопливного. Но больше, в сравнении с газовым или электрическим.
• КПД. От работы котла вырабатывается больше тепла, чем от обычной печи.

Недостатки:

• Хранение топлива. Для отопительного сезона расход от 6 до 10 м³, но запасы планируются в зависимости от отапливаемой площади и мощности котла.
• Нет автоматического контроля. Отрегулировать мощность агрегата можно только с помощью единственного датчика, который контролирует температуру теплоносителя в системе. Все остальные процессы по обслуживанию котла и контролю его работы нужно выполнять своими руками. На рынке существуют модели с автоматической подачей топлива из специального отдела, но данная функция есть только в пеллетных котлах, которые работают на торфяных или древесных брикетах.

Котёл на дровах

Корпус водогрейных котлов на дровах изготавливается из высокопрочной стали с внешними тепловыми экранами. Таким способом внутренние детали устройства защищены от негативного воздействия извне. Также тепловые экраны защищают корпус от перегрева. Это сделано специально для безопасности человека: прикосновение к корпусу, даже во время работы агрегата не приведёт к ожогу.

Устройство дровяного водогрейного котла простое:

• Водогрейный котел на дровах оборудован вместительной топкой, в которую и загружаются дрова на колосниковую решетку.
• Установленные под ней вентиляторы нагнетают процесс длительного горения, создавая в камере требуемый уровень тяги.
• Через верхнюю дверцу на корпусе загружаются дрова, а через нижнюю – производится чистка устройства от отходов.
• Зола в зольник попадает через решетку во время работы агрегата. В зависимости от конструкции котла зола выгребается из зольника или извлекается вместе со специальным контейнером, в котором скапливается.
• Тяга в печи образуется, стабилизируясь вентиляторами. Также она зависит от правильного размера дымохода.
• Нередко водогрейные котлы устанавливаются в комплекте с баком теплообменника. Он монтируется сбоку или сверху от котла. Благодаря этому устройству КПД вырастает до 85%.

Для дровяных котлов отопительной системы частного дома возможна установка дополнительной топки из чугуна или огнеупорного кирпича. Над топкой из кирпича монтируется пучок конвекционных труб для усиления эффективности устройства.

Устройство, работающее на угле

Водонагревательный угольный котел длительного горения удобен в том случае, если есть отдельное помещение для хранения запасов топлива. Этот вид топлива имеет большую теплопроводность, чем древесина. На одной закладке угля котел работает дольше, чем его дровяной аналог.

В современных агрегатах в виде топлива используется каменный или бурый уголь:

• Каменный уголь:
  • газовый;
  • длиннопламенный;
  • антрацит.
• Бурый уголь типируется по интенсивности и чистоте пламени в период горения. Их довольно много, но в основном классификация сравнения идет с каменным или древесным углём.

Для стабильной работы угольного агрегата нужны качественный дымоход и котельная, оборудованная вентиляционной системой по требованиям пожарной безопасности.

Существует три типа угольных котлов:

• Традиционные. Устройства, требующие загрузку угля вручную; обладают низким КПД и сажа в таких устройствах образуется довольно быстро, из-за чего дымоход потребует частой чистки.
• Современные (длительного горения). Модели с модификацией длительного горения обеспечивают более комфортные условия эксплуатации. Воздух подается принудительно при помощи вентиляторов, тем самым повышая теплообразование. Теплообменник заливается между двойными стенками котла, что гарантирует высокий уровень теплоотдачи. Современное устройство на одной загрузке может работать до 7 дней.
• Пиролизные. Эффективнее других моделей. Теплоноситель нагревается не только за счет жара угля, но и газов, которые выделяются при длительном горении. Камеры сгорания у пиролизных котлов обеспечиваются первичной и вторичной подачей воздуха.

Твердотопливные агрегаты длительного горения на дровах или угле подойдут лучше всего для обогрева частного дома в период отопительного сезона.

poluchi-teplo.ru

Общие сведения о данном виде нагревательной отопительной техники

Принципиально водогрейный котел ничем не отличается от работы другого отопительного прибора, нагревающего теплоноситель за счет тепловой энергии. В топку идет практически любое ископаемое или органическое топливо твердой фактуры и различных фракций. Дрова, уголь, топливные брикеты, все, что хорошо горит и имеется в постоянных объемах, есть является топливом для котельного оборудования этого вида.

Обычно такие агрегаты ставят в тех местах, где имеется в постоянных и больших количествах определенный вид топлива. На лесоперерабатывающих предприятиях стоят котлы, работающие на дровах и отходах деревообработки. В малых котельных используется для топки аппаратов каменный и бурый уголь. Реже в топку идут топливные брикеты из торфа, пеллеты. Максимально возможный тепловой эффект достигается при использовании антрацита или обогащенной руды, кокса. Для такого отопительного оборудования, каковым являются водогрейные котлы, характерным является высокий эффект теплоотдачи. За счет большой экранной поверхности теплообменника удается довести до необходимой температуры большие объемы воды.

К примеру: 1 кг угля марки «антрацит» во время горения выделяет при сгорании в топке отопительного котла до 7,16 кВт тепловой энергии. Сухие дрова твердых пород древесины выделяют всего 2,78 кВт.

Несмотря на то, что водогрейные котлы на твердом топливе в сравнении с газовыми котлами имеют низкий КПД (всего 78% на угле и 70% на дровах), экономические затраты, расходуемые на подогрев большого количества воды таким способа вполне оправданы.

Другие виды твердотопливных агрегатов имеют ограниченную нагрузку. Водогрейные аппараты наоборот, имеют большой запас мощности, способны работать при постоянной большой нагрузке. Наибольший тепловой эффект достигается за счет использования в конструкции большого количества теплообменных элементов, посредством которых осуществляется подогрев котловой воды для отопления и ГВС. Принцип действия отопительной техники этого вида отличается от работы других отопительных приборов на твердом топливе.

Принципиальные отличия

Водогрейный прибор в самом простом исполнении – это нагревательный отопительный котел, в котором за счет сгорания твердого топлива теплоноситель нагревается до максимально высоких температур (95-115⁰С). В момент работы отопительного агрегата вода в теплообменном устройстве находится под давление, которое составляет 0,6 МПа. В этом и лежит принципиальное отличие котлов этого типа от другой отопительной техники, где теплоноситель, сначала в котле, а потом и системе отопления циркулирует свободно.

На заметку: Как правило, в водогрейных котлах в качестве теплоносителя, используется обычная вода, в которую для большей технологичности добавляют определенные присадки и примеси. Такие меры необходимы для того, что бы продлить сроки эксплуатации основного элемента конструкции – водогрейный контур (сложную систему водяных труб в которых и происходит нагревание теплоносителя).

При температуре воды, близкой к кипению, начинается интенсивное отложение (накипь) на стенках сосуда примесей, растворенных в воде. Кипение котловой воды в данном случае принципиально не допустимо. За счет того, что нагрев воды до высоких температур осуществляется под давлением, кипения не происходит. Давление воды во всех точках водяного контура выше, чем давление воды в местах наибольшего нагрева, Следует помнить, что количество котловой воды, необходимой для нагрева в отопительных водогрейных котлах значительно больше, чем в обычных системах.

Нагретый до температуры в 115 ⁰С теплоноситель передает свое тепло в отопительную систему. Давление в системе трубопроводов котла поддерживается на постоянном уровне. Чем выше давление, тем лучше. С ростом давления воды уменьшается вероятность закипания жидкости в пристеночном слое, соответственно меньше образуется накипи и уравнивается температура жидкости на всех участках нагревательного контура.

Камера сгорания в котлах этого вида ничем от наших традиционных представлений не отличается. Твердое топливо, в основном уголь, подается в топку, где сжигается. Через стенки топочной камеры тепловая энергия передается котловой воде, которая циркулирует по теплообменнику. Каждый отопительный агрегат рассчитан таким образом, что бы достигалась высокая интенсивность горения топлива и при этом происходила максимальная теплоотдача. Для снижения температуры продуктов горения в оборудовании предусмотрены конвективные пакеты. Благодаря своей обширной поверхности пакеты позволяют снизить температуру уходящих газов до 200 ⁰С.

Для справки: Снижение температуры продуктов горения до меньших значений может привести к образованию конденсата.

Конструктивные особенности водогрейного котла

Традиционный агрегат этого вида представляет собой металлическую сварную конструкцию, в которой имеется обязательно опорная рама, каркас, оснащенный теплоизоляционными, защитными материалами. Основной элемент конструкции, как было сказано ранее, система водонагревательных труб – теплообменник, через которых происходит циркуляция котловой воды. Снаружи котлы обшиваются листовым железом.

Сама конструкция прибора и принцип действия говорят о том, что эти агрегаты имеют достаточно крупные размеры. В моделях разных типов имеются топочные камеры, рассчитанные на различные способы загрузки-подачи топлива.

Готовый водогрейный твердотопливный котел заводской сборки – это единый блок, в котором можно все элементы конструкции условно разделить на две части: экранную и конвективную поверхность. Поверхности изготавливаются из цельнокатаных стальных труб диаметром 76 мм. Между трубами предусмотрена установка плавников. Данная особенность конструкции теплообменника позволяет свести к минимуму тепловые потери, снизить утечку горячих газов через корпус агрегата. Все элементы соединяются в единую конструкцию при помощи сварочного соединения, способного выдерживать давление до 10 атм.

Важно! Все внутренние соединения водонагревательного контура должны иметь только сварное соединение. Высокие температуры и наличие давления в системе предъявляют особые требования к сварочным работам.

Загрузка угля или дров осуществляется через топочный блок, который оснащен обычными или поворотными колосниками (для котлов с ручной подачей топлива). Под топочной частью во время установки котла в опорную раму, в самой нижней части оборудуют воздуховод, через который в камеру сгорания будут нагнетаться воздушные массы.

Особенно интересно выглядит чистка отопительного оборудования. В агрегатах с ручной подачей удаление золы и сажи осуществляется через специальный люк. В приборах механической подачей все аналогичные процессы осуществляются специальными механизмами – транспортерами.

Разновидности водогрейных котлов

Как и все твердотопливные агрегаты, устройства водогрейные и котлы традиционного типа имеют свои определенные параметры мощности. Модели нагревательных приборов, работающих на угле мощнее. Диапазон мощности на разных агрегатах в данном случае варьируется в пределах:

• для оборудования малой мощности 4 кВт – 65 МВт;
• устройства средней мощности 70 кВт – 1,8 МВт;
• котлы большой мощности, начина от 1,8 МВт и выше.

Агрегаты, работающие на дровах слабее своих «угольных собратьев». В данном случае мощность моделей водогрейных котлов колеблется в пределах от 4 кВт до 1,3 МВт. Следует заметить, что оборудование, работающее на дровах, имеет объемную топочную камеру для большей разовой загрузки топлива. В таких аппаратах достигается высокая интенсивность горения и практически отсутствует недожог топливной массы.

С целью предотвратить скопление мелких остатков несгоревшего топлива, в конструкции котлов имеется поворотная камера, на выходе из основной камеры сгорания.

На заметку: Водогрейные агрегаты, использующие дрова в качестве основного вида топлива, как правило, загружаются вручную. Не менее затратной и тяжелой выглядит уборка и чистка этого оборудования. Удаление шлака и зольных компонентов выполняется ручным способом.

В дополнение к разделению нагревательной техники по видам топлива, следует разделять водогрейные котлы по способу циркуляции теплоносителя. Из наиболее часто используемых можно отметить следующие:

• котлы с естественной циркуляцией;
• техника с принудительной циркуляцией;
• оборудование, в котором используются комбинированный вариант циркуляции;
• водогрейные котлы прямоточные.

В первом случае речь идет об отопительных агрегатах, где циркуляция котловой воды осуществляется за счет разной плотности жидкости. Во втором случае можно говорить о циркуляции теплоносителя, вызванной работой электрического насоса. В комбинированных агрегатах используется и первый и второй варианты, в зависимости от технологической необходимости. К последнему варианту относятся нагревательные аппараты, где осуществляется принудительное прямоточное движение теплоносителя в сторону выхода.

Водогрейные котлы, обладающие большой мощностью, оснащены вентиляторами, нагнетающими воздух в камеру сгорания. Такие модели, как правило, оборудованы дымососами, для уравновешенной тяги и ставятся в отдельные помещения, оборудованные противопожарными средствами.

Заключение

Водогрейный котел на твердом топливе довольно распространенное явление в нашей жизни. Многие объекты малой городской инфраструктуры, предприятия отапливаются с помощью подобного оборудования. Экономичность топливного ресурса и высокая производительность агрегатов способствуют тому, что такая техника еще продолжает пользоваться спросом. Водогрейные аппараты, работающие в органическом или на ископаемом топливе, не требуют получения разрешения на установку.

Простота и понятность конструкции агрегата, быстрый монтаж позволяют в кратчайшие сроки непосредственно на объекте установить рабочее изделие. Во время эксплуатации нагревательного техники данного вида не требуется специальной подготовки и знаний. На большинстве моделей, которые сегодня эксплуатируются, установлено минимальное количество автоматики, других приборов контроля. Помимо распространенных видов топлива, угля и дров, в топку идет все, что может хорошо гореть. Практически полное сгорание топлива делает такие агрегаты экологически чистым видом промышленного оборудования.

znatoktepla.ru

Котлы водогрейные твердотопливные

Котлы водогрейные твердотопливные применяются для горячего водоснабжения и отопления зданий и сооружений площадью до 30 000 кв.м. В качестве топлива могут использоваться каменные и бурые угли, антрацит, дрова, торфяные брикеты и отходы деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства.

В российской энергетике широкое распространение и признание благодаря высоким эксплуатационным характеристикам получили водогрейные котлы серии КВ мощностью от 0,17 до 4 МВт. Они обеспечивают температуру воды на выходе до 115 °С при рабочем давлении в котле 3-6 МПа. При необходимости котел может быть оснащен вентилятором и дымососом. Циркуляция теплоносителя в котле также принудительная, что существенно снижает риск возникновения накипи и перегрева.

Котлы водогрейные твердотопливные имеют весьма высокий КПД, что обусловлено особенностями их конструкции, оптимальной для использования любого вида твердого топлива, в особенности для бурых и каменных углей. Существенно снижены теплопотери через дымовые газы и ограждающие поверхности, а также минимизированы потери от механического и химического недожога топлива.

Для достижения необходимой газоплотности между охлаждаемыми стальными трубами распределительной решетки вваривается стальная полоса, что практически полностью исключает возможность присасывания холодного воздуха в топку и непосредственно в зону сгорания топлива.

Конвективные пакеты из стальных труб располагаются в шахматном порядке друг напротив друга, что обеспечивает большую площадь нагрева, усиливает коэффициент теплопередачи и охлаждает горячие дымовые газы на выходе до 180-200 °С.

Дополнительным преимуществом такой конструкции является компактность котла.

Для предотвращения излишнего нагрева наружных стенок их изолируют плитами ПТЭ со стальной обшивкой, что позволяет поддерживать наружную температуру в пределах 30 °С.

Котлы водогрейные твердотопливные отличаются низкой требовательностью к качеству питательной воды, что исключает необходимость монтажа сложной системы водоподготовки. Для снижения рисков солеобразования в котле используется специальная гидравлическая система, позволяющая повысить скорость теплоносителя до 1-1,5 м/с. В результате возникновения турбулентности в трубах возможность появления накипи существенно уменьшается. Чтобы предотвратить образование зон застоя и местного перегрева, в коллекторах могут быть установлены перегородки, с помощью которых поток воды распределяется равномерно по всей системе. Благодаря комбинации высокой скорости теплоносителя и многоходовой системы его движения обеспечивается устойчивость котла к перегреву и тепловому напряжению, что делает его весьма маневренным по мощности.

Котлы водогрейные твердотопливные изготавливаются двухблочными — непосредственно котел и топка. В зависимости от типа топки котел может быть как механизированным, так и ручным. Трубная система котла изготавливается из труб большого диаметра и располагается горизонтально. В передней части котла размещается топка, в задней — конвективный пучок труб.

В комплект поставки котла обычно входят вентиляторы поддува, предохранительные клапаны, вентили, термометры и манометры, водомерная колонка, паспорт котла и топки.

Котлы водогрейные твердотопливные монтируются относительно легко, поскольку поставляются потребителю блоками в максимальной заводской готовности. Котел устанавливается на заранее подготовленную бетонированную площадку и крепится на ней анкерными болтами. После этого к нему подключаются все необходимые питательные и отводящие системы, монтируется запорная арматура, дымосос и КИП. Котел отличается простотой обслуживания и эксплуатации и после запуска способен выйти на номинальную мощность в течение 2-4 часов.

kotel-kvr.su