Проекты печей, каминовСовременные отопительные системы в настоящее время развиваются в основном в сторону увеличения своей эффективности. Наибольший спрос в связи с увеличением цен на энергоносители получают нагревательные устройства с высоким уровнем энергоэффективности – получающие максимальные показатели тепла при равной загрузке топливом. Настоящим прорывом в разработке энергоэффективных топочных устройств стали котлы на угле длительного горения.
Котел длительного горения на угле DEFRO
Основные характеристики котлов
Современный угольный котел длительного горения способен работать долгое время без человеческого вмешательства. Его не нужно контролировать, в него нет необходимости постоянно подбрасывать топливо. При этом в котле долгое время поддерживается постоянная высокая температура, предающая тепло в теплообменник на теплоноситель.
За счет чего достигается эффект длительного горения?
Основным принципом работы котлов длительного горения на угле является процесс сжигания топлива сверху вниз. В процессе горения не сжигается сразу все поступившее топливо, процесс растягивается, но при этом температура в топке остается достаточно высокой.
Схема котла длительного горения
Преимущества котлов длительного горения
Котлы длительного горения на различных типах твердого топлива, в том числе на угле имеют множество неоспоримых преимуществ:
- Экономия энергоносителей. В таком устройстве происходит не одномоментное сгорание всего поступившего топлива, а процесс, скорее напоминающий тление, при котором поступившее в топку топливо-уголь сжигается послойно, сверху вниз. Процесс поступления воздуха для химической реакции горения регулируется автоматическими устройствами. Постепенный процесс горения также приводит к тому, что топливо сгорает практически полностью, на долю несгоревших остатков приходится не более 2 процентов от первоначально загруженной массы.
- Котел длительного сгорания не требует постоянного присутствия оператора и постоянного обслуживания. В некоторые модификации таких котлов может одновременно загружаться до 500 литров горючего материала. В результате процесс сгорания такой массы топлива может растянуться до нескольких дней. Регламентные работы производятся в промежутках между закладками топлива. Кроме того, контролируемое автоматикой сгорание производит гораздо меньше сажи, что также приводит к сокращению времени обслуживания устройства.
- Обычно отопительные котлы на твердом топливе подвержены перегреву. Это происходит вследствие неравномерности процесса сгорания. В котла длительного сгорания весь процесс регулируется автоматически, что приводит к равномерному распределению температуры. Такой режим наиболее выгоден для отопительных систем, так как постоянно поддерживает комфортные условия в жилище.
Недостатки котлов длительного сгорания
Но за очевидные преимущества приходится платить и видимыми недостатками. Наличие сложной автоматики существенно повышает стоимость котлов длительного сгорания и они могут стоить до двух раз дороже, чем обычная конструкция с аналогичной мощностью.
Топочная камера в работе
Кроме того, поскольку процесс сгорания полностью автоматизирован – оператор не может вмешаться в работу котла во время самого процесса. Таким образом продлить срок сгорания угля в таком устройстве во время действующего цикла не представляется возможным, что может создать определенные неудобства в процессе эксплуатации.
Физические основы процесса длительного горения
Современные котлы используют все те же старые законы физики и химии, которые все мы проходили в школе. Всем известно, что для того, чтобы какой-либо предмет сгорел быстрее – его необходимо поджечь снизу. Также горение ускоряет при притоке воздуха в нижнюю часть области горения. Собственно на этом факте и устроены обычные традиционные топки, которые снабжены снизу колосниковыми решетками для обеспечения притока воздуха.
Но вот если подавать воздух на загруженную в топку массу топлива сверху, а не снизу, можно добиться замедления процесса горения. Для проверки этого факта возьмите обычную спичку и зажгите ее. Если вы повернете спичку огнем вниз – она сгорит очень быстро, но вот если вы развернете спичку огнем вверх – она будет гореть достаточно долго. Время горения спички при таком эксперименте увеличивается примерно в два раза.
Создается эффект подачи воздуха сверху
Именно на творческом подходе к этому физическому свойству и основаны данные отопительные приборы.
Пошаговый процесс от загрузки угля до сбора золы
Процесс длительного горения в отопительных устройствах обеспечивается следующим способом:
В топочную камеру загружается большой объем топлива. В отдельных модификациях он может достигать объема в 500 литров.
Через верхний воздуховод устройства в топочную камеру осуществляется подача воздушного потока. Воздух подается в ограниченном количестве, что приводит к тлению, не к горению с открытым огнем.
Отопительная система имеет специальным образом расположенный теплообменник. В традиционных печах теплообменник располагается в верхней части топки – в месте наибольшего нагрева. В камерах змеевик теплообменника проходит по стенкам всей внутренней поверхности топочной камеры. Это приводит к повышению эффективности системы до 95 процентов.
Весь процесс длительного сгорания контролируется чувствительными автоматическими приборами. Автоматика обеспечивает равномерную подачу воздушного потока последовательно во все слои сгораемого топлива, обеспечивая тем самым его полное и равномерное сгорание. Полное сгорание загруженного топлива, равномерность выдачи тепла повышает эффективность устройств по сравнению с традиционными до 75 процентов.
Где лучше устанавливать котел длительного сгорания?
Котлы длительного сгорания на угольном топливе являются одной из самых выгодных альтернатив для бесспорного лидера – газового отопления. Такой вариант строительства автономной отопительной системы можно порекомендовать владельцам домов, которые расположены в местности, не имеющей магистрального газового снабжения. Естественным выбором будет для тех местностей нашей страны, вблизи которых находятся залежи этого полезного ископаемого.
Котел с бункером для угля
Однако, при выборе установки стоит знать и о возникающих негативных моментах:
Котлы длительного сгорания должны быть в обязательном порядке подключены к источнику электрического питания. Собственно сам процесс и обеспечивается работой сложной автоматики, которая работает на электрических приборах и датчиках. Если в вашем доме пропадет электричество – то автоматически прекратится работа и котла, при этом тление в топочной камере остановится.
Котел длительного горения имеет довольно высокую стоимость. Хорошая модификация котла обойдется вам в стартовую сумму от тысячи долларов. Поэтому такие устройства, как правило, размещаются в загородных домах, предназначенных для постоянного, круглогодичного проживания. Устанавливать такой котел в небольшом дачном домике попросту невыгодно с экономической точки зрения. Впрочем, полностью цена устройства окупится уже через пять лет просто за счет значительной экономии в объеме закупаемого топлива.
Необходимое оборудование
Помимо собственно котла – при монтаже автономной системы отопления, основанной на таком устройстве вам потребуется следующее дополнительное оборудование:
- Источник бесперебойного питания. ИБП поможет вам разобраться с перебоями питания и не замерзнуть из-за отключения системы отопления.
- Насос для циркуляции теплоносителя. Ряд котлов использует естественный процесс циркуляции жидкости. Но в рядке зданий естественное течение теплоносителя попросту невозможно. Если вы будете принудительно прогонять теплоноситель циркуляционным насосом – эффективность работы вашей отопительной системы значительно увеличится.
- Подумайте об установке бойлера косвенного нагрева. В этом случае вы сможете не только обеспечить теплоснабжение вашего здания, но и создать горячее водоснабжение, пригодное для бытового использования. Это безусловно повысит уровень комфорта в вашем доме.
Такие системы являются вершиной современной технологической мысли, а инженеры ведущих концернов постоянно работают над совершенствованием этих устройств и увеличением КПД.
