Какие бывают топки котлов

Обновлено: 01.07.2024

КЛАССИФИКАЦИЯ ТОПОК И ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ

Сжигание топлива в котлах и в различных технологических аппаратах осуществляется в топочных устройствах (топках). При использовании в качестве источника энергии физической и химической теплоты отходящих газов промышленных печей для подвода к котлу такого теплоносителя применяют различные устройства.

Общая классификация топочных устройств показана на рис. 28

По назначению все топки можно разделить на тепловые, силовые и технологические.

Тепловые топки предназначаются для преобразования химической энергии топлива в физическую теплоту высокотемпературных газов для последующей передачи теплоты этих газов через поверхности нагрева нагреваемой среде (воде, пару).

Силовые топки служат для получения продуктов сгорания не только с высокой температурой, но и с повышенным давлением. Эти продукты сгорания используются непосредственно для силовых целей в газовых турбинах, соплах реактивных двигателей, поршневых двигателях и т. п.

Рис. 28. Общая классификация топочных устройств

В технологических топках сжигание топлива или протекание экзотермических реакций при переработке сырья совмещается с использованием в элементах котла выделяющейся при этом теплоты. Мы рассмотрим в основном тепловые топки котлов, а также некоторые непосредственно к ним относящиеся топочные устройства технологического назначения.

Как это показано ранее, тепловые топки подразделяют на слоевые для сжигания кускового топлива и камерные—для сжигания газообразного и жидкого топлива, твердого топлива в пылевидном (мелкодробленом) состоянии, а также для сжигания смеси топлив. Слоевые и камерные топки, в свою очередь, могут быть классифицированы по ряду признаков(рис.29).

Рис. 29. Классификация слоевых топок

Рис. 30. Схема подачи в топку газа и окислителя:

В_г— подача топлива; V I _в — воздух, подаваемый совместно с топливом; V II _в — воздух, подаваемый раздельно

Рис. 31. Схема горения капли жидкого топлива: 1— жидкость топлива; 2— пары топлива; 3 — зона горения; 4 — область диффузии окислителя и продуктов сгорания

При сжигании в камерной топке жидкого топлива физическими стадиями процесса являются этапы предварительного тонкодисперсного распыления топлива на мелкие капли, прогрев их, испарение и образование горючей смеси. Химической стадией процесса является этап горения этой смеси. Схема горения капля жидкого топлива показана на рис. 31.

Процесс горения твердого топлива также состоит из ряда последовательных этапов. В первую очередь происходят смесеобразование и тепловая подготовка топлива, включающая подсушку и выделение летучих. Получающиеся при этом горючие газы и коксовый остаток при наличии окислителя далее сгорают с образованием дымовых газов и твердого негорючего остатка — золы. Наиболее длительным оказывается этап сгорания кокса - углерода, который является основной горючей составляющей любого твердого топлива. Так, например, для антрацитов содержание углерода на горючую массу составляет 93—95, а для дров и торфа 50—60 %. Поэтому механизм горения твердого топлива в значительной степени определяется горением углерода.

15.2 Показатели работы топочных устройств

К современным топочным устройствам котлов предъявляется ряд требований: топочное устройство должно обеспечить заданную тепловую мощность установки с получением теплоносителя требуемых параметров; оно должно быть надежным в условиях длительной эксплуатации, безопасным и простым в обслуживании; при работе топки сгорание топлива должно быть по возможности более полным с минимальными потерями от химической и механической неполноты сгорания; должна иметься возможность изменения нагрузки котла в достаточно широком диапазоне; топка должна иметь относительно небольшой расход энергии на собственные нужды; должна быть предусмотрена возможность применения резервного топлива.

Основными показателями топочного устройства являются:

1) пригодность для сжигания данного топлива;

2) тепловая производительность МВт,

4) потеря теплоты от химической неполноты сгорания q_х.н, %;

5) потеря теплоты от механической неполноты сгорания q_м.н, %;,

6) видимая объемная плотность тепловыделения в топке q_v, МВт/м 3 , характеризующая возможность сжигания в единице объема топки топлива В_р, кг/с (или м 3 /с) при располагаемой теплоте Q р _н, МДж/кг (или МДж/м 3 с минимально допустимыми значениями q_х.н и q_м.н

7) видимая плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок) q_R , МВт/м 2 , характеризующая возможность сжигания на решетке площадью R, м 2 , топлива в количестве В_р, кг/с, с теплотой сгорания Q р _н, МДж/кг, при минимально допустимых значениях q_х.н и q_м.н

8) видимая плотность теплового потока, МВт/м 2 через сечение топки площадью F_т

Какие бывают топки

ручные, в которые загружают топливо и удаляют золу вручную;
полумеханические, в которых загружаемое топливо и выгрузка шлака частично механизированы;
механические, в которых все производственные процессы обслуживания производятся при помощи механизмов.

Топка камерная.

Данная конструкция используется для сжигания жидкого и газообразного топлива, которое сгорает во взвешенном виде, как факел. Для этих конструкций применяют такие виды топлива, как пылеугольное, газо-мазутное, фрезерный торф. Также могут применяться отходы деревообрабатывающего производства (опилки).

Конструкция вихревых топок, как то:специальные стены, компоновка горелок и способ подачи сжигаемого материала, предусматривает сгорание топлива при многократной циркуляции топливно-воздушной смеси. Это своеобразный вращающийся поток, который создается специальным циклоном в отделении предварительной топки.

Сжигание топлива в данном виде топок происходит в два этапа. Сначала твердое топливо, его часть, сгорает единым слоем, а другая часть, состоящая из легких мелких фракций и горючего газа, горит над слоем, в воздушной струе.

В чем состоит качество работы топки?

Какого бы типа ни была топка, ее основное назначение - обеспечить при сжигании топлива максимальную отдачу тепла. Получить эффективную отдачу тепла можно только при условии, что в топочную камеру должно входить достаточное количество воздуха, который будет обеспечивать горение. Для того, чтобы определить, достаточно ли в топочной камере воздуха, применяются газоанализаторы, которые осуществляют контроль над качеством сгорания топлива. Немаловажное значение имеет и коэффициент полезного действия (КПД) у топочной камеры, то есть ее эффективность по отдаче тепла. Так у слоевых топок КПД довольно низкое, в отличии от вихревых и комбинированных, но и камерные топки не уступают им по эффективности.

Типы топок

Топочное устройство, или топка, являясь основным элементом котельного агрегата, предназначена для сжигания топлива с целью выделения заключенного в нем тепла и получения продуктов сгорания с возможно большей температурой, В то же время типы топок служат теплообменным устройством, в котором происходит теплоотдача излучением из зоны горения на более холодные окружающие поверхности нагрева котла, а также устройством для улавливания и удаления некоторой части очаговых остатков при сжигании твердого топлива.

Рис. 14. Схемы процессов сжигания топлива: а - слоевого, б - факельного, в - вихревого

По способу сжигания топлива топочные устройства делятся на слоевые и камерные. В слоевых топках осуществляется сжигание твердого кускового топлива в слое, в камерных топках — газообразного, жидкого и пылевидного топлива во взвешенном состоянии.

В современных котельных установках обычно используются три основных способа сжигания твердого топлива (рис. 14): слоевой, факельный, вихревой.

Слоевые топки. Типы топок, в которых производится слоевое сжигание кускового твердого топлива, называются слоевыми. Эта топка состоит из колосниковой решетки, поддерживающей слой кускового топлива, и топочного пространства, в котором сгорают горючие летучие вещества. Каждая топка предназначена для сжигания определенного вида топлива. Конструкции топок разнообразны, и каждая из них соответствует определенному способу сжигания. От размеров и конструкции топки зависят производительность и экономичность котельной установки.

Слоевые топки для сжигания разнообразных видов твердого топлива. Эти типы топок делят на внутренние и выносные, с горизонтальными и наклонными колосниковыми решетками. Топки, расположенные внутри обмуровки котла, называют внутренними, а расположенные за пределами обмуровки и дополнительно пристроенные к котлу, - выносными.

В зависимости от способа подачи топлива и организации обслуживания слоевые топки подразделяют на следующие типы топок: ручные, полумеханические и механизированные. Ручными топками называют те, в которых все три операции - подача топлива в топку, его шуровка и удаление шлака (очаговых остатков) из топки - производятся машинистом вручную.

Эти топки имеют горизонтальную колосниковую решетку.

Полу механическими топками называют те типы топок, в которых механизированы одна или две операции. К ним: относят шахтные с наклонными колосниковыми решетками, в которых топливо, загруженное в топку вручную, по мере прогорания нижних слоев перемещается по наклонным колосникам под действием собственной массы. Механизированными топками называют те, в которых подача топлива в топку, его шуровка и удаление из топки очаговых остатков производятся механическим приводом без ручного вмешательства машиниста. Топливо в топку поступает непрерывным потоком.

Рис. 15. Схемы топок дня сжигания твердого топлива в слое: а - с ручной горизонтальной колосниковой решеткой, б - с забрасывателем на неподвижный слой, в - с шурующей планкой, г - с наклонной колосниковой решеткой, д - вертикальной, е - с цепной решеткой прямого хода, ж - с цепной решеткой обратного хода с забрасывателем

Слоевые топки для сжигания твердого топлива (рис. 15). Типы топок делят на три класса: топки с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива, к которым относят топку с ручной горизонтальной колосниковой решеткой (рис. 15, а и б).

На этой решетке можно сжигать все виды твердого топлива, но вследствие ручного обслуживания ее применяют под котлами паропроизводительностью до 1-2 т/ч. Топки с забрасывателями, в которые непрерывно механически загружают свежее топливо и разбрасывают его по поверхности колосниковой решетки, устанавливают под котлами паропроизводительностью до 6,5-10 т/ч;

топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива (рис. 15, в, г и д), к которым относят топки с шурующей планкой и топки с наклонной колосниковой решеткой. В топках с шурующей планкой топливо перемещается вдоль неподвижной горизонтальной колосниковой решетки специальной планкой особой формы, совершающей возвратно-поступательное движение по колосниковой решетке. Применяют их для сжигания бурых углей под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч;

в топках с наклонной колосниковой решеткой свежее топливо, загруженное в топку сверху, по мере сгорания под действием силы тяжести сползает в нижнюю часть топки. Такие топки применяют для сжигания древесных отходов и торфа под котлами паропроизводительностью до 2,5 т/ч; скоростные шахтные топки системы В. В. Померанцева применяют для сжигания кускового торфа под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч для сжигания древесных отходов под котлами паропроизводительностью 20 т/ч;

топки с движущимися механическими ценными колосниковыми решетками (рис. 15, е и ж) двух типов: прямого и обратного хода. Цепная решетка прямого хода движется от передней стенки в сторону задней стенки топки. Топливо на колосниковую решетку поступает самотеком. Цепная решетка обратного хода движется от задней к передней стенке топки. Топливо на колосниковую решетку подается забрасывателем. Топки с цепными колосниковыми решетками применяют для сжигания каменных, бурых углей и антрацитов под котлами паропроизводительностью от 10 до 35 т/ч.

Камерные (факельные) топки. Камерные топки (рис. 16) применяют для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива. При этом твердое топливо должно быть предварительно размолото в тонкий порошок в специальных пылеприготовительных установках - углеразмольных мельницах, а жидкое топливо - распылено на очень мелкие капли в мазутных форсунках. Газообразное топливо не требует предварительной подготовки.

Факельный способ позволяет сжигать с высокой надежностью и экономичностью самые различные и низкосортные виды топлива. Твердые топлива в пылевидном состоянии сжигают под котлами паропроизводительностью от 35 т/ч и выше, а жидкое и газообразное под котлами любой паропроизводительности.

Камерные (факельные) топки представляют собой прямоугольные камеры призматической формы, выполняемые из огнеупорного кирпича или огнеупорного бетона. Стены топочной камеры изнутри покрывают системой кипятильных труб - топочными водяными экранами. Они представляют собой эффективную поверхность нагрева котла, воспринимающую большое количество тепла, излучаемого факелом, в то же время предохраняют кладку топочной камеры от износа и разрушения под действием высокой температуры факела и расплавленных шлаков.

Рис. 16. Схемы камерных (факельных) топок:

а - для пылевидного топлива с твердым; шлакоудалением, б - для пылевидного топлива с жидким шлакоудалением, 1 - шлаковая холодная воронка, 2 и 8 - шлакоприемные устройства и ванна, 3 - горловина, 4 и 6 - топки, 5 - горелка, 7 - под, 9 - летка

По способу удаления шлака факельные топки для пылевидного топлива разделяют на два класса: с твердым и жидким шлакоудалением.

Камера топки с твердым шлакоудалением (рис. 16, а) снизу имеет воронкообразную форму, называемую холодной воронкой 1. Капли шлака, выпадающие из факела, падают в эту воронку, затвердевают вследствие более низкой температуры в воронке, гранулируются в отдельные зерна и через горловину 3 попадают в шлакоприемное устройство 2. Камеру топки 6 с жидким шлакоудалением (рис. 16, б) выполняют с горизонтальным или слегка наклонным подом 7, который в нижней части топочных экранов имеет тепловую изоляцию для поддержания температуры, превышающей температуру плавления золы. Расплавленный шлак, выпавший из факела на под, остается в расплавленном состоянии и вытекает из топки через летку 9 в шлакоприемную ванну 8, наполненную водой, затвердевает и растрескивается на мелкие частицы.

Топки с жидким шлакоудалением делят на однокамерные и двухкамерные.

В двухкамерных топка разделена на камеру горения топлива и камеру охлаждения продуктов горения. Камеру горения надежно покрывают тепловой изоляцией для создания максимальной температуры с целью надежного получения жидкого шлака.

Факельные топки для жидкого и газообразного топлива иногда выполняют с горизонтальным или слегка наклонным подом, который иногда не экранируют. Расположение горелок в топочной камере делают на передней и боковых стенках, а также по углам ее.

Горелки бывают прямоточными и завихривающими.

Способ сжигания топлива выбирается в зависимости от вида и рода топлива, а также паропроизводительности котельного агрегата.

Твердотопливные котлы отопления: виды, преимущества и недостатки

Это удивительно, но в России котлы на твердом топливе в частном секторе используются довольно часто. И хотя на первый взгляд котел на дровах для водяного отопления дома кажется экзотическим, в местах, где дрова или уголь стоят копейки (а порой и вовсе ничего не стоят), он весьма эффективен и выгоден.

При этом нужно понимать, что котлы на дровах и котлы на углях отличаются, и сделать из одного котла «2 в 1» получится не всегда. Дровяные устройства имеют большую камеру сгорания и тонкие стенки, а угольные – более компактную и с толстыми стенками. Потому что в первом случае требуется укладка большего количества дров, а во втором – топлива меньше, но температура, которую развивает при горении уголь, значительно выше. Но сейчас есть много и "всеядных" моделей, которые принимают и уголь, и дрова.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов отопления

К плюсам котлов на дровах можно отнести:

- Недорогое топливо, правда не везде;

- Простая и надежная, как автомат Калашникова, конструкция, которая прослужит многие годы.

- Котел требует периодического «питания», поскольку, теплоноситель довольно быстро остывает, когда прогорает топливо. Как вариант, сглаживающий этот недостаток, монтируется большой бак с водой – теплоаккумулятор, который «копит» тепло, пока дрова или уголь горит, и постепенно отдает его, когда топливо прогорело.

- Автономность просто нулевая, оставить дом надолго невозможно, так как одна закладка дров горит в среднем 5-8 часов, и если не подкинуть вовремя топливо, то вода в трубах системы просто замерзнет.

- Котел на дровах требует периодической чистке от золы, сажи. А это занятие достаточно грязное и малоприятное.

Конечно, котел на дровах или угле нельзя назвать удобным или очень выгодным вариантом отопления. Однако, если в деревне или селе нет магистрального газа, а электричество дорого или недостаточно мощное, это лучший вариант относительно котлов на жидком топливе или сжиженном газе.

К тому же, минус в виде автономности можно убрать, если установить пиролизный (газогенерирующий) твердотопливный котел.

Виды твердотопливных котлов отопления

Котел на дровах классический . Простая конструкция, состоящая из камеры сгорания топлива, камеры для золы, водяного бака-рубашки и дымохода. Прост в использовании, надежен, недорог. Кроме дров, можно топить углем, опилками, пеллетами. Недостаток – каждые 5-8 часов требуется загрузка топлива. Современные продвинутые модели имеют электронную начинку, которая регулирует подачу воздуха в камеру сгорания, тем самым контролируя интенсивность сгорания топлива исходя из заданной температуры.

Пиролизные котлы отопления. Для пиролизных котлов характерно наличие двух камер: первой, верхней, куда закладываются дрова, и второй, нижней, где скапливается горючий газ от горения дров в верхней камере. Для горения, а точнее тления, подается небольшое количество воздуха, и в результате одной закладки хватает на 10-12 часов, и КПД при этом достигает 80-90 процентов.

Пиролизные котлы заметно дороже обычных, поскольку для его работы применяют электронику для контроля, дымосос, да и сталь камер сгорания должна быть высокого качества и жаростойкой. Но несмотря на цену, экономическая выгода в долгосрочной перспективе очевидна, не один вид котлов отопления не дает КПД до 90%.

Пеллетные котлы отопления. Обладают еще большей автономностью - 7-8 суток. А все дело в бункере, где храниться запас топлива – пеллеты. Автоматика подкидывает топливо в топку котла по мере необходимости. Пеллеты – экологически чистое топливо в виде гранул, производится из опилок, древесных отходов и торфа.

Удобные и практичные котлы, с высоким КПД и широким диапазоном настроек, позволяющие регулировать работу котла до мелочей.

Недостатки – дорогое оборудование и недешевое топливо.

Твердотопливные котлы отопления длительного горения. Практически то же самое, что и пиролизные котлы, с небольшими отличиями. Конструкция котла состоит из двух камер: в нижней тлеет топливо, выделяя газ, который сгорает в верхней камере, смешиваясь с воздухом.

Модели котлов бывают двух- и трехходовыми, последние являются более эффективными.

Котел отопления: классификация и характеристики

Сегодня в загородных домах система отопления играет очень важную роль среди прочих систем жизнеобеспечения. Особенно такие системы актуальны в регионах с холодными зимами, а часто – и очень холодными.

И сердцем всех этих систем являются отопительные котлы. Но просто купить котел – это не решение проблемы, надо выбрать его правильно. Котлы имеют очень широкую классификацию по самым разным параметрам, но основной выбор производится по виду топлива и по типу установки, часто имеет значение и материал изготовления котельного теплообменника – сталь или чугун.

По виду топлива

Этот параметр очень важен, так как топливо для котлов отопления бывает разное, но основные варианты такие:

природный газ;
электричество;
дизельное топливо, жидкое;
твердое топливо (чаще всего – дрова и уголь);
пеллеты.

Также существуют и комбинированные котлы – такие аппараты можно топить несколькими видами топлива в зависимости от обстоятельств.

Газовые котлы

В нашей стране газ – это самый распространенный, и, по сути, самый дешевый вид топлива. Статистика показывает, что более половины населенных пунктов в России обеспечено газом на 90-100%. Те места, которые газом пока что централизованным газом не обеспечены, планируется газифицировать в ближайшем будущем. Поэтому если поблизости от того места, где планируется строить дом, проходит газовая магистраль, то никаких других котлов, кроме газового, планировать не следует.

Однако нужно хорошо продумать тип котла по конструкции, потому что моделей газовых котлов сегодня имеется в продаже очень много. Первое, на что необходимо обратить первейшее внимание — как именно планируется использовать котел.

Самые распространенные варианты – это одноконтурные, то есть чисто отопительные. Но можно выбрать и двухконтурный, который будет не только отапливать дом, но и греть воду для бытовых нужд, причем в любом нужном количестве. Одноконтурный котел в силу своего устройства работает только на отопление дома, а в случае, если необходимо нагреть воду для ванны, стирки или мытья посуды, то отдельно приобретается бойлер.

котел отопления котел отопления

Двухконтурные котлы имеют более сложную конструкцию, у них один теплообменник работает сразу на две функции – на отопление и горячее водоснабжение. Тут следует понимать, что если теплообменник выйдет из строя, то котел не будет работать корректно, то есть не будет ни отопления, ни горячего водоснабжения, пока его не отремонтируют.

Но есть и двухконтурные котлы с двумя раздельными теплообменниками, такие котлы и дороже, и более габаритные, чем первые, но зато они и более надежные. При выходе из строя одного теплообменника вторая функция будет работать.

В общем, все варианты хороши в разных условиях, поэтому перед выбором следует все правильно рассчитать.

Теплообменники в газовых котлах изготавливаются из стали и чугуна

К достоинствам чугунных теплообменников можно отнести их неподверженность коррозии и высокий параметр теплоемкости. Благодаря первому качеству срок эксплуатации чугунного оборудования может составить до 50 лет. Стальной же теплообменник прослужит вдвое меньше, зато сталь гораздо прочнее чугуна, хотя и очень быстро остывает после выключения котла. Также следует учитывать, что чугунный теплообменник гораздо тяжелее стального.

Теперь следует коснуться конструкции камеры сгорания – топки. Котлы бывают с открытой и закрытой топкой, каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки.

Открытая топка – самая распространенная

Правда, тяга у такого котла только естественная, что требует устройства очень длинной вертикальной вытяжной трубы, ведущей на крышу. Так как воздух для горения топлива берется прямо из того помещения, в котором стоит котел, то его где угодно не поставишь, потребуется отдельное помещение в качестве котельной.

Закрытая топка – менее распространенная, хотя имеет больше достоинств. Так как сгорание топлива происходит в герметично закрытой камере, воздух берется с улицы посредством короткой горизонтальной коаксиальной трубы, которую можно вывести прямо через стену. Через ту же трубу из котла на улицу выбрасываются и продукты сгорания газа. Такие котлы хороши тем, что устанавливать их можно практически в любом помещении, хоть на кухне, хоть в ванной. Однако у котла с закрытой топкой имеется минус – так как отвод газов осуществляется с помощью электрического вентилятора, то при перебоях с электроснабжением такой котел работать не будет.

Та же самая проблема возникает и при выборе типа розжига горелки. Имеются две системы – электрический розжиг и пьезорозжиг. Первый вариант более экономичен, так как такой розжиг позволяет регулировать работу горелки автоматически. Но зато если случаются очень частые перебои с электричеством, то лучше выбирать пьезорозжиг, который хоть и придется включать вручную, зато он работает без всякого участия электросети.

Еще один важный момент – разница между котлами конвекционными и конденсационными. Первый вариант – традиционный, простой, и потому относительно дешевый. В конденсационный же котел встроен специальный водяной экономайзер, который регулирует мощность котла, повышает его производительность, тем самым позволяет довольно заметно экономить на топливе. Однако такой котел и стоит почти в два раза дороже конвекционного, поэтому следует хорошо подумать – если дом маленький и мощный котел не требуется, то прекрасно подойдет оборудование без функции экономии. Но вот для большого дома, который для обогрева требует очень много топлива, лучше всего раскошелиться, но котел купить экономичный. Для таких условий конденсационный котел может окупиться буквально за 1-2 сезона.

Электрические котлы

Очень часто бывает так, что к газовой магистрали доступа нет, нет возможности получать и другие виды топлива, кроме электричества. Тогда наилучшим вариантом будет именно электрический котел. Кстати, в некоторых западных странах, особенно скандинавских, почти 100% загородного жилья отапливается исключительно электричеством.

Это очень выгодно тогда, когда в стране вырабатывается много электроэнергии, и она дешевая. В нашей стране электричества тоже много, и хотя оно не такое дешевое, как в Швеции или Норвегии, но все же этот вариант сбрасывать со счетов тоже нельзя.

Существует три основных вида электрических котлов отопления:

котлы на ТЭНах;
котлы электродные;
котлы индукционные.

В самых распространенных котлах отопления в качестве основного нагревательного элемента выступают электрические спирали, заключенные в металлические трубки, которые называются ТЭНами. Такие котлы демонстрируют очень много преимуществ – компактные размеры, малошумность, эстетически прекрасный внешний вид, возможность разместить котел в любом месте дома, хоть в гостиной. Цена на такие котлы также весьма демократическая, да и теплоноситель может быть самый разный – хоть вода, хоть антифриз, хоть масло. Однако на ТЭНах очень быстро образуется накипь, поэтому их постоянно надо чистить или вовсе менять, особенно если в котел заливается вода прямо из-под крана.

В электродных котлах в качестве нагревающего элемента, как следует из названия, выступают электроды, которые контактируют непосредственно с теплоносителем. Мощность у таких котлов при минимуме расхода электроэнергии довольно высокая, также высокий и КПД, так как вода нагревается не через «прокладку» кожуха ТЭНа, а непосредственно электричеством. В связи с этим довольно мощные электродные котлы могут иметь поистине портативные размеры. Однако в подобной схеме работы кроется и минус – электроды очень восприимчивы к чистоте теплоносителя, поэтому в систему следует заливать либо дистиллированную воду, либо масло, прошедшее высокую степень очистки.

Индукционные котлы

– самые совершенные, самые экономичные и самые при этом дорогие. Они не реагируют на качество теплоносителя, накипь в них не образовывается, КПД доходит до 100%. По сути, это идеальный тип котла отопления, невзирая на стоимость, которая, впрочем, быстро окупается. Благодаря очень простой конструкции такие котлы ломаются очень редко, что делает их самыми экономичными среди всех типов отопительных котлов. Благодаря своим качествам такие котлы сегодня завоевывают все большую популярность.

Твердотопливный котел. Как выбрать?

Рано или поздно в любом строящемся доме появляется отопление. Не важно, электрический ли это конвектор, или газовый котел, геотермальное отопление или твердотопливный котел. Вообще ситуация в поселках за пределами МКАД сейчас такова, что именно твердотопливный котел и становится первым источником тепла в доме. Уже потом, лет через пять - десять газовики протягивают трубу мимо участка, или владелец участка договаривается с местными электросетями, и получает от них повышенную мощность на участок. Но сначала идет твердотопливный котел.

Иллюстрация из сети интернет Иллюстрация из сети интернет

С учетом огромного разнообразия модификаций и мощностей, не подготовленному человеку очень легко ошибиться с выбором котла. Именно этому вопросу и посвящена сегодняшняя статья. Итак, твердотопливный котел. Какой из них выбрать? какой мощности котел взять? На что обратить внимание?

Начнем пожалуй с выбора типа твердого топлива: котел может быть приспособлен для работы на угле (или топливных брикетах), на дровах, или на пеллетах.

Котел на угле.

Типичный котел на угле. Дрова в такой котел загружать попросту не удобно, зато уголь - легко Еще одна конструкция угольного котла. Если в такой котел загрузить дрова, то они попросту застрянут Типичный котел на угле. Дрова в такой котел загружать попросту не удобно, зато уголь - легко

Если у вас есть доступ к недорогому углю, есть, где хранить уголь, и котельная у вас - отдельное помещение, в котором в том числе есть своя раковина, то пожалуй это лучший вариант для вас, так как в отличие от тех же дров уголь достаточно долго горит, выделяет больше тепла, и вам реже придется подходить к такому котлу. Котлы, приспособленные для работы на угле как правило имеют верхнюю загрузку (или дверцу, расположенную под наклоном в верхней части передней стенки), позволяющую насыпать уголь в топку из ведра. Дрова в таком котле тоже можно использовать, но если скажем это котел шахтного типа с нижним горением, то дрова в таком котле заклинивают друг друга и зависают в шахте, что приводит к затуханию котла. Так же в таком котле прекрасно горят топливные брикеты, но тепла с них получается немного меньше.

Котел на дровах.

Типичный дровяной котел (фото мое, котел мой, подробнее на канале "Строим мечту") Дверца дровяного котла как правило большая, размером не менее самой топки, что позволяет без проблем закладывать дрова Типичный дровяной котел (фото мое, котел мой, подробнее на канале "Строим мечту")

Если доступного угля рядом с вашим домом нет, брикеты продаются в 40-50 км от дома по цене, сопоставимой со стоимостью (или даже выше) угля, а за забором у вас начинается непролазный березовый лес (ну или хвойный как у меня), то вам однозначно стоит ставить котел, приспособленный для работы на дровах. Да, такой котел так же может работать и на угле или брикетах, но в таких котлах загрузочная дверца расположена так, что удобнее всего использовать дрова, да и топка таких котлов значительно больше, так как требуется больше топлива для того же количества получаемого тепла. Если вы выбираете для себя такой котел, то дополнительно к котельной вам потребуется построить еще и дровяник, в который будет вмещаться как минимум трехлетний запас дров: 1/3 запаса вы будете сжигать за зиму, еще 1/3 в это время будет сохнуть и служить неприкосновенным запасом на случай неожиданных холодов в конце мая - начале сентября, а последнюю треть вы будете зимой заполнять новой партией дров.

Типичный пеллетный котел Типичный пеллетный котел

Если рядом с вами фабрика по изготовлению ~~наполнителя для кошачьего туалета~~ пеллет для пеллетного котла, и размеры вашего кошелька и котельной позволяют поставить такой котел, то ставьте не задумываясь, так как это единственный твердотопливный котел, который может считаться автоматическим. Все, что от вас будет требоваться при его эксплуатации, это тщательно выбирать поставщика топлива, чтобы гранулы не рассыпались до того, как попадут в топку котла, а так же раз в несколько дней - неделю добавлять новую порцию топлива в бункер. килограмм так 100-200 примерно, но это уже мелочи жизни.

Котлы длительного горения

Типичный котел длительного горения. Один вопрос: как через такую маленькую дверцу его загружать? Типичный пиролизный котел Еще один вариант пиролизного котла Типичный котел длительного горения. Один вопрос: как через такую маленькую дверцу его загружать?

Если вы определились с типом твердого топлива, и это оказались не пеллеты, то вы наверняка задумаетесь о пиролизном котле или котле длительного горения. Такие котлы бывают как дровяные, так и на угле. Общим их недостатком является то, что такой котел необходимо постоянно чистить. Да и КПД таких котлов хромает на обе ноги. Все дело в том, что для того чтобы котел долго горел, в него подается меньше воздуха, что в свою очередь приводит к неполному сгоранию горючих газов, низкой температуре горения и как следствие выделению и осаждению на стенках котла большого количества сажи вперемешку с конденсатом. Согласитесь, не радужная перспектива, всю зиму топку котла начинать с того, что чистить его от сажи и дегтя, образовавшегося во время предыдущей топки. А если взять именно пиролизный котел, то с ним появляется еще одна проблема: очень жесткое требование к влажности топлива. Фактически нормально работать он будет только на топливных брикетах, обычные дрова до необходимого уровня влажности в кустарных условиях не высушить.

С другой стороны, если же взять котел с обычным режимом горения, то появляется проблема необходимости постоянного подкидывания топлива (на дровах каждые 1,5-2 часа, на угле каждые 3-4 часа), что тоже не совсем комфортно, да и энергии такой котел выделяет больше, и ее необходимо куда то деть. Решить эту проблему можно используя накопительную емкость. Скажем для моего дома в 180 м2 объем такой емкости должен быть порядка 2-2,5 м3. Такая емкость позволит раз в день топить котел в течении вечера, а всю ночь и весь следующий день использовать накопленное тепло для обогрева дома. Примерно по такому же принципу работает русская печь. В процессе топки она нагревает кирпичную кладку, которая медленно отдает свое тепло в дом. У использования теплоаккумулятора есть и свои минусы:

- во первых такую емкость необходимо где то разместить, причем разместить внутри дома, а не на улице (для понимания, 2м3 с учетом утепления, это бочка с водой размерами 1,3х1,3х2,4 метра как минимум, весящая без воды около 200 килограмм, а после заполнения ее вес будет уже 2,2-2,3 тонны);

- во вторых, чтобы нагреть такой объем воды, необходим достаточно мощный котел. Например мне на мои 180 м3 пришлось покупать котел мощностью 35 кВт, что фактически в 2 раза превышает потребности дома, но даже с таким котлом, для того чтобы нагреть 2 куба воды с 40 до 80 градусов потребуется минимум 3 часа (а если учесть тепло потери, потребление части тепла радиаторами и теплым полом, то три часа уверенно превращаются в 5-6 часов).

Так плавно мы подобрались к подбору мощности котла.

Существует распространенный простой способ подбора - 1 кВт на 10 м2 площади дома, но это на столько примерно, что подобранный таким образом котел в хорошо утепленном доме будет просто перегревать теплоноситель, а если ваш дом из 150-го бруса, плохо проконопаченного, с потолками в 4 метра, без утепления да еще где нибудь в Сургуте, то с котлом, подобранным по такой формуле вы замерзнете в первую же зиму.

Раз универсальной формулой пользоваться нельзя, то значит надо считать. Считать необходимо тепло потери дома. Сейчас достаточно много разного рода калькуляторов, облегчающих расчет, главное при пользовании любым из них помнить, что они считают тепло потери на 1 м2 ограждающей конструкции. Отдельно придется посчитать стены, окна, пол, первого этажа, чердачное перекрытие (или мансардное перекрытие), и даже дверь.

В моем случае с 150-м брусом, с холодным подполом, перекрытым доской 50 мм, с чердачным перекрытием, утепленным 250 мм теплоизоляции и с кучей окон тепло потери получились 22 кВт.

Что будет означать полученное значение тепло потерь? По сути, это то количество энергии, которое необходимо для того, чтобы в самый лютый мороз в вашем доме была комфортная температура (я в расчет вбивал +25). Т.е. это как раз та самая минимальная необходимая мощность котла. Но не спешите с радостью заказывать котел под полученную мощность, во первых, если вы все таки будете ставить буферную емкость, то необходимо дополнительно учесть и ее потребление. Грубо, для того чтобы нагреть тонну воды с 40 до 80 градусов (диапазон работы буферной емкости) необходимо 46,4 кВт. Умножьте данное число на объем вашей буферной емкости и разделите результат на желаемое количество часов топки котла, получите значение, на сколько необходимо увеличить мощность котла по сравнению с тепло потерями дома, но и сейчас заказывать котел еще рано. У любого котла есть КПД, и в подавляющем большинстве производитель пишет мощность котла без учета его коэффициента полезного действия, который в зависимости от вида твердотопливного котла варьируется от 60 до 80%. Делим полученное значение на КПД, умножаем на 100% (или просто делим на 0,6-0,8) и вот теперь уже получаем необходимую мощность котла для дома.

Честно, в моем случае получилось порядка 45 кВт, но эта мощность необходима 5 дней в году, все остальное время достаточно 35 кВт, а с учетом того, что брус у меня в ближайшие пару лет будет утепляться, то и 35 кВт хватит в холодную пятидневку

Итак, тип котла выбрали, с мощностью определились, даже уже варианты производителей наметились, но как выбрать скажем один из трех? В моем случае я выбирал между Zota Master, Partner (изготовитель - компания Костер) и Кобальт (компания СТЕН). Единственное что поможет выбрать, это проехать по магазинам и посмотреть каждый из выбранных котлов. Обращайте внимание на то, как каждый из котлов изготовлен, смотрите качество швов, удобство использования именно для вас, а так же обращайте внимание на разного рода нюансы, например:

Классификации топок

По способу сжигания топлива различают топки:
• Со слоевым сжиганием:

• С факельным сжиганием:

• С вихревым сжиганием:

Очень широко используются фронтальная, встречная и тангенциальная компоновка. Встречная и тангенциальная компоновки встречаются на котлах любой паропроизводительности при сжигании газа, мазута, и др. топлив с любым шлакоудалением. Фронтальная компоновка используется на котлах производительностью D≤320 т/ч при сжигании газа, мазута и твердых топлив с ТШУ. Остальные виды встречаются редко.

На котлах Е и Еп высокого давления используют в качестве испарительных экранов трубы диаметром ∅60х5 мм. Т.к. h_ш≈15мм, то толщина обмазки составляет ≈20мм. Шипы способствуют лучшему закреплению обмазки и отводу теплоты от обмазки к трубам.

Во всех современных котлах наружная теплоизоляция в заводских условиях наносится на наружную поверхность труб. Толщина тепловой изоляции , она не связана с каркасом котла. Она называется натрубной теплоизоляцией (обмуровкой). Экраны в топках подвешиваются за верхнюю часть к каркасу, а при переходе в рабочее состояние расширяются вниз.

На старых котлах встречается накаркасная обмуровка:
• Два слоя кирпича (огнеупорный и теплоизоляционный)
• Передает вес на каркас котла
• Предусматривает тепловые швы для компенсации расширений
• Трубы расширяются независимо от обмуровки

Общие сведения о топках котлов

Топка (топочное устройство) – техническое устройство, предназначенное для преобразования химической энергии предварительно подготовленного топлива в тепловую, для частичной передачи этой тепловой энергии рабочему телу и для отвода продуктов сгорания от топочного объема.

Классификация топок:
• По виду сжигаемого топлива
• По способу шлакоудаления
• По способу сжигания топлива
• По конфигурации топочного объема
• По способу размещения (компоновки) горелок

По виду сжигаемого топлива различают топки:
• Для газообразного топлива
• Природный газ
• Попутный газ
• Промышленный газ
• Для жидкого топлива
• Мазут
• Дизелин
• Сырая нефть
• Для твердого топлива
• Уголь
• Сланцы
• Торф
• Лигниты
• Дрова
• Отходы
• Комбинированные
• Различное топливо можно сжигать как по отдельности, так и вместе.
• Газо-мазутные
• Твердое топливо и газ

По способу шлакоудаления:
• Для твердотопливных топок, т.к. в топливе есть минеральная часть A p (зола).
• Зола поступает вместе с топливом в топку, частично откладывается на экранах топки, частично уносится вместе с дымовыми газами и частично удаляется виде шлака: A p = A_шл + A_ун + A_отл.

Читайте также: