Вся правда об автоматических твердотопливных котлах длительного горения

Классический угольный котел чаще нуждается в обслуживании чем автоматический. В автоматическом котле залив топлива и чистка от золы происходит раз в неделю.

Принцип работы автоматических угольных котлов

В устройстве и принципе действия современных автоматизированных котлов важно разобраться даже не имея интереса, ведь эти знания помогут определиться с моделью. Для того, чтобы угольный котел и основанная на нем система обогрева и ГВС могли работать длительное время автономно, безопасно и экономически эффективно должны быть автоматизированы следующие процессы:

  • загрузка порций угля или другого топлива;
  • уборка золы из зоны горения в накопитель;
  • подача воздуха от вентилятора наддува к горелке должна регулироваться;
  • температура в разных комнатах соответствовала заданной;
  • теплый пол нагрет как задано;
  • горячая вода доступна во всех точках разбора;
  • циркуляционные насосы и смесительные клапана правильно направляют теплоноситель и теплую воду.

Функция пользователя состоит в выборе режима работы (установка приоритета или расписания), либо температуры теплоносителя, либо температуры в каждой комнате. Динамические процессы, зависящие от смены погоды, расхода воды, количества и качества топлива, поступления воздуха отлеживаются и интерпретируются процессором. Полный набор опций автоматического угольного котла стоит дорого, поэтому часто автоматизируют только наиболее трудоемкие процессы: загрузку топлива и наддув воздуха.

Устройство угольных котлов с бункером автоматической подачиОрганизация автоподачи с помощью шнека, наиболее типичное устройство для современных моделей.

Принцип работы самого котла не изменился: через поддувало кислород поступает в горящий уголь, поддерживая горение, отработанные газы уходят в дымоход. Тепловая энергия разогревает теплоноситель, находящийся в емкости вокруг горящего угля, и носитель по трубам уходит к радиаторам. Отдав тепло жидкость возвращается в котел для разогрева.

Варианта горения угля два:

  1. Классический. Уголь сгорает, а пиролизные газы уходят в атмосферу.
  2. Пиролизный. Отводящиеся газы насыщают кислородом и дожигаются, повышая тем самым КПД котла и увеличивая время прогорания одной порции угля минимум в два раза, но и стоимость пиролизных моделей также минимум в два раза выше.

Конструктивно котел тоже традиционен. При классическом горении угля одна топка, уголь горит на колосниках, снизу подается воздух естественным путем, его уровень регулирует дверца поддувала, отводящиеся газы регулируются заслонкой дымохода. Корпус котла, он же емкость с теплоносителем, окружает горящий уголь. При пиролизном варианте над классической топкой размещается система принудительной подачи воздуха для дожигания газов и твердых частиц в них, поэтому хорошо работающий такой котел не дымит.

Реализаций угольных котлов с разным уровнем автоматизации на рынке множество.

Система подачи топлива

Самым трудоемким и достаточно грязным делом при эксплуатации угольных котлов с автоматической подачей является загрузка в него топлива. Автоматизировав этот процесс, уже можно обеспечить себе наполнение бункера не чаще чем раз в неделю. Если же бюджет позволяет автоматизировать подачу угля в бункер котла из сезонного склада, это сделает жизнь в доме комфортной весь отопительный период.

Автоматическая подача топлива к котлу из внешнего хранилищаПример организации автоподачи в бункер из внешнего склада при подвальном размещении котельной. Однако такие системы не продаются в готовом или даже модульном виде.

В угольных котлах получили две разновидности конструкций системы автоматической подачи угля: шнековая и барабанного типа.

Бункер с углем для загрузки пиролизного (а часто и классического) котла установлен сбоку котла. В низу короб оснащен шнеком, который вращается электродвигателем по команде компьютера при работе в автоматическом режиме или от кнопки – в ручном. Продолжительность работы двигателя задает компьютер определяя тем самым порции угля, загружаемого в котел. Одновременно включается наддув для управления процессом горения.

Котел с такой автоматизацией сохраняет высокий КПД при колебаниях номинальной мощности от 30% до 100%, с заполнением бункера до 1 раза в неделю, эффективно отрабатывая изменения погоды и установки пользователя. Заполнение бункера углем высокого качества (фракцией от 5 мм до 25 мм) в зависимости от модели необходимо раз в неделю.

В котлах классического горения бункер с углем часто размещается над котлом и автоматическая загрузка происходит с помощью барабана (вращающегося колосника). Он, вращаясь вокруг собственной, оси поставляет порцию твердого топлива в топку. После прогорания шлак и зола падают в накопитель. В этом случае требования к топливу ниже, а конкретных конструктивных решений для автоматизации таких котлов много.

Удаление золы

Вторая неприятная процедура после загрузки угля в бункер — это удаление шлака, спекшейся корки и очистка от золы накопителя. Если котел не завязан транспортером с сезонным складом топлива, желательно, чтобы обе процедуры происходили с одинаковым циклом – один раз в неделю. Модели с самоочисткой все равно требуют внимания, но уже каждые 4-6 недель.

Автоматическое удаление золыСистема автоматизеского золоудаления во внешний ящик довольно проста, но организовать ее непросто и не дешево, поэтому это большая редкость в угольных моделях.

На количество золы в накопителя впрямую влияет такое качество угля как зольность. Котлы прямого горения не слишком требовательны к качеству топлива и могут топиться даже бытовым мусором. Но золоудаление придется делать чаще, а заявленные характеристики может дать на угле с влажностью ниже 30% и зольностью меньше 25%.

Пиролизные котлы кроме пониженной влажности до 20% и зольности меньше 15% требуют и определенного размера фракций угля от 5 мм до 25 мм. Отклонение от этих требований снижает характеристики агрегата и увеличивает количество золы. Часть не сгоревшего угля может быть использована вторично после просеивания золы накопителя

Автоматический розжиг котлов при помощи жидкостей, удаление из их накопителя золы не вручную и самоочистка горелок могут быть предложены как дополнительные опции к очень дорогим проектам котлов и достаточно редки. Рассчитывать на систему самоочистки в угольных моделях, в отличие от пеллетных, не стоит.

Описание угольных котлов с автоматической подачей

Горючее непрерывно поступает в топку малыми порциями. Похожий принцип реализован в пеллетных котлах. Скорость подачи регулируется микропроцессорным контроллером с учетом температуры теплоносителя или воздуха в помещении (подключаются термодатчики).

Схема имеет следующие достоинства:

  • реже требуется участие пользователя;
  • уголь сгорает полностью (КПД на уровне 90%);
  • регулируется мощность (до 30% номинальной);
  • отсутствует инерционность — производительность можно резко свести к нулю.

Благодаря способности долго работать на одной закладке топлива агрегаты этого вида получили название котлов длительного горения. Возможность менять теплоотдачу в широких пределах позволяет эксплуатировать их в низкотемпературном режиме, что необходимо в межсезонье или для подогрева пола.

Из-за отсутствия инерционности отопитель выключается в любой момент. Таким образом предотвращаются закипание котловой воды и перерасход угля.

Особенности котлов с автоматической подачей

Элементы котельной установки, отвечающие непосредственно за сжигание топлива и передачу тепла в систему отопления дома, не имеют значительных отличий от обычных твердотопливных устройств.

Основное эксплуатационное преимущество приборов с автоматической подачей обеспечивается наличием в их конструкции трех базовых составляющих:

  • топливного бункера для единоразовой загрузки больших объемов горючих материалов;
  • шнекового конвейера для регулярной передачи топлива в камеру сжигания;
  • сложной автоматики, отвечающей за работу всей системы.

Перечисленные элементы конструкции обеспечивают возможность длительного горения без дополнительного обслуживания котельной установки. Для работы такого оборудования участие человека требуется не более 1 раза в 1–2 недели, а иногда и реже.

Автоматика также регулирует количество подаваемого топлива, которое зависит от текущей температуры теплоносителя и установленной в настройках. Когда бункер практически пуст, система уведомляет о необходимости его заполнить.

Во многих моделях также реализована возможность автоматического удаления продуктов сгорания. То есть весь процесс от розжига до очистки в таких агрегатах осуществляется без участия человека.

VIP-объявления

  • Продам автоматический угольный котел

200 000 

Кемеровская область, Новокузнецкий г.о., Новокузнецк

150 000 

Ремонт и строительство

Челябинская область, Челябинск

Бытовая техника

Краснодарский край, Краснодар

110 000 

Ремонт и строительство

Краснодарский край, Новороссийск

250 

Ремонт и строительство

Компания

200 000 

Ремонт и строительство

Красноярский край, Красноярск

125 000 

Ремонт и строительство

Кемеровская область, Прокопьевский г.о., Прокопьевск

107 000 

Ремонт и строительство

Пензенская область, Пенза

163 700 

Ремонт и строительство

Компания

Красноярский край, Красноярск

367 000 

Ремонт и строительство

Краснодарский край, Краснодар

110 000 

Ремонт и строительство

Нижегородская область, Балахнинский муниципальный округ, рабочий пос. Первое Мая

175 000 

Ремонт и строительство

15 000 

Ремонт и строительство

Тамбовская область, Тамбов

235 500 

Ремонт и строительство

Тюменская область, Тюмень

Логотип

130 000 

Ремонт и строительство

Компания

235 500 

Ремонт и строительство

Смоленская область, Смоленск

Логотип

220 000 

Ремонт и строительство

217 900 

Ремонт и строительство

Республика Татарстан, Казань

235 500 

Ремонт и строительство

Оренбургская область, Гайский г.о., Гай

Логотип

177 500 

Ремонт и строительство

Республика Коми, Сыктывкар

Логотип

235 500 

Ремонт и строительство

Свердловская область, Екатеринбург

Логотип

235 500 

Ремонт и строительство

Оренбургская область, Орск

Логотип

130 000 

Ремонт и строительство

Компания

225 900 

Ремонт и строительство

Красноярский край, Красноярск

Логотип

168 000 

Ремонт и строительство

Компания

Новосибирская область, Новосибирск

25 000 

Ремонт и строительство

Компания

Омская область, Черлакский р-н

237 900 

Ремонт и строительство

Красноярский край, Красноярск

Логотип

539 000 

Ремонт и строительство

Свердловская область, Екатеринбург

Логотип

539 000 

Ремонт и строительство

Архангельская область, Архангельск

Логотип

235 500 

Ремонт и строительство

Белгородская область, Белгород

Логотип

165 000 

Бытовая техника

Республика Хакасия, Абакан

Цена не указана

Ремонт и строительство

Московская область, г.о. Подольск

268 900 

Ремонт и строительство

Красноярский край, Красноярск

Логотип

235 500 

Ремонт и строительство

Иркутская область, Иркутск

Логотип

539 000 

Ремонт и строительство

Свердловская область, Серовский г.о., Серов

Логотип

539 000 

Ремонт и строительство

Логотип

235 500 

Ремонт и строительство

Ярославская область, Рыбинск

Логотип

220 820 

Ремонт и строительство

Свердловская область, Каменск-Уральский

Логотип

163 000 

Ремонт и строительство

Красноярский край, Красноярск

235 500 

Ремонт и строительство

Тюменская область, Ноябрьск

Логотип

199 999 

Ремонт и строительство

177 500 

Ремонт и строительство

Владимирская область, Владимир

Логотип

235 500 

Ремонт и строительство

Логотип

220 820 

Ремонт и строительство

Логотип

Дрова и уголь в ТТ котлах

На сегодняшний день отапливаться углем в России невыгодно, чего не сказать о дровяном отоплении. Дрова во многих регионах России дрова дешевле газа, но с практической точки зрения обладают ощутимыми недостатками:

  • дрова нужно правильно заготовить;
  • в печном отсеке топливо быстро сгорает, поэтому процесс надо контролировать;
  • при полном выгорании дрова приходится периодически подкладывать в котел.

В качестве альтернативы многие выбирают уголь. Это тоже твердое топливо, к тому же более дешевое, чем газ. Если прикупить  автоматический твердотопливный котел длительного горения на автоматике, то решаются задачи экономии средств и времени (не надо дежурить у топки). Однако надо учитывать, что не всякий уголь хорош для ТКДГ.

Устройство и принцип работы

Твердотопливный автомат спроектирован на базе классического котла: в корпусе имеется камера сгорания с теплообменником, ниже — зольник.

В конструкцию добавлены следующие узлы:

  1. Бункер для топлива.
  2. Питатель с электроприводом.
  3. Специальная горелка с механизмом розжига.
  4. Поворотные колосники.
  5. Электронная автоматика.
  6. Вентиляторы для подачи воздуха. При сжигании угля расходуется большое количество кислорода. Естественная тяга не в состоянии обеспечить такой объем, топливо будет сгорать не полностью.

Устройство котла

Пользователь засыпает уголь в емкость и включает блок управления. Тот приводит в действие мотор питателя и дает команду горелке поджечь поступившую порцию топлива. Розжиг осуществляется электрической дугой. Если в дальнейшем случится затухание горючего, автоматика по сигналу датчика пламени снова сгенерирует искру.

Управляя мотором питателя, контроллер регулирует подачу угля. Колосники периодически поворачиваются, чтобы сбросить золу в ящик. Есть модели с функцией удаления сажи со стенок ломаных дымовых каналов. Она счищается пружинами, затем вращающимся шнеком сбрасывается в зольник.

При необходимости угольные котлы-автоматы выключаются, прекращая подачу топлива и воздуха. Находящийся в стороне от горелки теплообменник энергии от тлеющего угля не получает. После остывания воды в трубах термодатчик дает сигнал контроллеру возобновить нагнетание воздуха. Горючее воспламеняется; увлекаемый вентилятором дым направляется на теплообменник и нагревает рабочую среду.

Разновидности по типу топливного бункера

Резервуары отличаются объемом и местоположением. Есть два их вида.

Встроенный

Представляет собой часть котла, крепится к корпусу.

Преимущества:

  • быстрый монтаж;
  • не требуется отводить под хранилище смежное помещение.

Недостаток — малый объем. Запаса угля хватает на 3-7 дней.

Механизированный

Вместительный бункер, устанавливаемый в соседнем помещении. Оно должно быть отделено от котельной стеной из негорючего материала.

Преимущество — большой объем. Загружается всего раз за отопительный сезон.

Недостаток: монтаж занимает 2-3 дня.

На что обратить внимание при выборе

В таблице ниже мы привели основные эксплуатационные характеристики автоматических угольных котлов, которые считаются нормой.

Параметр Классический Пиролизный
КПД 78%-84% 85%- 95%
Заправка бункера До 5 дней 4-7 дней
Влажность топлива 20%-30% 7%-15%
Фракция угля 25 мм — 50 мм 5 мм – 25 мм
Зольность До 25% До 15%

Коэффициент полезного действия (КПД) — это отношение количества потребляемого топлива к количеству тепловой мощности выданного котлом, чем он выше, тем лучше. Мощность котла определяется расчетами для обогрева конкретного помещения и необходимым потреблением горячей воды, сам принцип расчета мы рассмотрим позже.

После выбора основных характеристик нужно обратить внимание на дополнительные свойства будущего агрегата, наличие которых увеличивает комфорт и цену:

  • степень автоматизации оборудования (дополнительные опции от выгрузки золы до управления от мобильного телефона);
  • материал теплообменника (чугун долговечнее, сталь дешевле, легче и ремонтопригоднее);
  • объем камеры сгорания. Чем больше, тем реже включается подача топлива, издающая шум и потребляющая электроэнергию;
  • размер и устройство дымохода;
  • пожаробезопасность.

Желательный набор свойств котла современный рынок готов обеспечить в полной мере, вопрос лишь в бюджете.

Расчет минимально необходимой мощности

Правильный расчет мощности позволит без волнений прожить любые морозы и всегда иметь теплую воду в достаточном количестве. Минимально необходимая мощность рассчитывается из расчета 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади для стандартного дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков не более 2,7 метра.

По технологии для каждой комнаты расчет ведется отдельно, но на практике часто суммарную площадь делят на 10 и умножают на 1 кВт. Затем добавляют потери и неточности расчетов для увеличения полученной мощности на 20%, если планируется и контур ГВС, необходимо добавить еще 20% запаса.

К примеру, стандартная мощность котла на отопление и ГВС при работе на площадь 150 м2 может составить: (150х1)/10 = 15 кВт на отопление. Но необходим запас мощности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт запас на непредвиденные морозы, потери и неточности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт на ГВС. Минимально необходимая мощность котла в таком случае должна быть не менее 15 + 3 + 3 = 21 кВт.

Перебор по мощности дает недогруз котла, но сохраняет возможности для расширения использования его в дальнейшем. Ошибка в нехватке мощности обещает потерю комфорта и неизбежную переделку системы отопления.

Это во многом прикидочный расчет, можно для точного расчета привлечь теплотехника или самому опираясь на СНиП 2.04.01-85 пересчитать расход ГВС в соответствии с нормами, но учесть запас прочности все равно придется, а на выборе конкретной модели такая смета скажется мало. Для частного дома до 400 м2 в более, чем 90% случаев достаточно простого расчета, приведенного выше.

Выбор места установки

Котел размещают в отдельном помещении.

Место установки должно соответствовать таким условиям:

  1. Минимальное расстояние от прибора до стены — 50 см.
  2. Пол выполнен из негорючего материала (керамической плитки, бетона).
  3. Под агрегат мощностью свыше 50 кВт на грунте возводят отдельный фундамент, не связанный с конструкциями здания и стяжкой.

Деревянный пол защищают настилом из жести на несгораемой теплоизолирующей подложке. Рекомендуется использовать в этом качестве базальтовый картон — материал недорогой и экологически безопасный. Ранее применяемый асбест признан канцерогеном.

По бокам и сзади настил выступает за пределы котла на 50 см, со стороны топочной дверцы — на 1 м.

Если отопитель установлен возле деревянной стены, ее тоже защищают жестяным экраном с подложкой или покрывают вермикулитовой штукатуркой.

Какой дымоход лучше установить

Выхлоп угольного котла характеризуется:

  • высокой температурой — 650 ˚С против 300 ˚С у древесины;
  • большим количеством серы и других элементов, образующих при конденсации влаги едкую смесь кислот.

В таких условиях к дымоходу предъявляются особые требования. В случае применения конструкции типа «сэндвич» внутренняя (рабочая) часть должна быть выполнена из жаропрочной и кислотостойкой стали. Аналогичными свойствами обладают керамические дымоходы. Кирпичные необходимо загильзовать.

Сечение дымоотводящего канала подбирается в соответствии с номинальной мощностью теплогенератора. Производитель приводит его в инструкции. Можно ориентироваться на дымоотводящий патрубок: по диаметру канал должен быть таким же либо превосходить его.

Дымоходы

Функции, плюсы и минусы

Автоматика для твердотопливного котла
К основным функциям автоматического блока управления относят:

  1. Дозированную подачу воздуха для горения.
  2. Контроль над производительностью теплогенератора.
  3. Косвенное регулирование тепловой мощности в зависимости от температуры теплоносителя.
  4. Непосредственное регулирование мощности относительно температуры воздуха в доме или погодных условий.
  5. Обеспечение работоспособности водогрейной установки в безопасном режиме.
  6. Автоматическая подача топлива.
  7. Розжиг и погашение топки агрегата.

Положительные моменты использования автоматики:

  1. Увеличился показатель работоспособности котла.
  2. Нет необходимости осуществлять постоянный контроль над процессом горения.
  3. Экономный расход топлива.
  4. Поддержание постоянной температуры в системе отопления.
  5. Повышается уровень безопасности при эксплуатации агрегата.
  6. Увеличивается интервал между плановыми проверками.
  7. В случае выхода из строя детали, специальными датчиками подается сигнал на блок управления, и система отопления автоматически выключается (прекращает свою работу).

Недостатки:

  1. Высокая стоимость. Наличие дополнительных опций у автоматики существенно сказывается на цене прибора.
  2. Учитывая энергозависимость блока управления, есть необходимость в приобретении бесперебойного источника питания, либо можно пользоваться механическим регулятором тяги.

Какую систему отопления выбрать

Предпочтителен вариант с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Его преимущества:

  • тепло распределяется по дому равномерно;
  • котел работает в щадящем режиме (разница между показаниями термометров на подаче и обратке невелика);
  • возможны низкотемпературный режим и подключение теплого пола.

Систему конструируют так, чтобы при отключении электричества или поломке насоса теплоноситель циркулировал естественным образом.

Для этого:

  • используют трубы увеличенного диаметра;
  • монтируют их с уклоном в 3 мм/м;
  • подающую трубу от котла начинают вертикальным участком (разгонным коллектором);
  • помпу устанавливают на байпасе.

Оптимальной является двухтрубная схема.

Объем топливного бункера — маленький или большой? 

Топливный бак большего размера, в котором хранится недельный запас топлива для работы котла, или стандартный топливный бак, на 3-4 дня? Это вопрос комфорта, который каждый решает для себя сам.

Момент, на который хотим обратить ваше внимание: при обслуживании или ремонте топливный бак демонтируют или опустошают. В такие моменты большой бункер становится проблемой — необходимо удалить гораздо больше топлива чтобы пробраться к податчику.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...