Особенности конструкции автоматических твердотопливных котлов

Автономность большинства загородных домов и отсутствие газового подвода призывает их владельцев к установке отопительной твердотопливной системы. Традиционное оборудование может работать на различных видах топлива, среди которых: уголь, дрова, торф, опилки и другие. Это позволяет подобрать оптимальный источник энергии в зависимости от особенностей устройства и экономической эффективности.

Однако, существуют и отрицательные моменты при монтаже конструкции такого типа. Схема работы системы предполагает то, что несколько раз в сутки необходимо догружать в котел уголь или древесину для обеспечения круглосуточного обогрева. Чтобы освободиться от этих обязанностей все больше пользователей предпочитают устанавливать твердотопливные котлы, в которых автоматически подается топливо.

Автоматизированная подача превращает выработку тепла в непрерывный процесс, не зависящий от присутствия человека в доме. Если вам необходимо отлучиться на несколько дней, не требуется отключение котла, а по приезду вас будет ожидать полностью обогретый дом.

Приобретение автоматической установки является оптимальным решением для многих людей. Вы не только рационально и эффективно используете топливо, но и принимаете минимальное участие в обеспечении работы агрегата.

Именно поэтому, более подробно рассмотрим виды автоматических установок и принцип их работы.

Разновидности автоматических котлов на твердом топливе

Прежде, чем детально изучить принцип работы данного агрегата, необходимо разобраться какие существуют их виды:

1. Классические устройства – традиционный агрегат, который не зависит от энергии. Автоматизация этой установки настраивается вручную благодаря механическим элементам. Что же касается регулировки температурного режима, то она также осуществляется ручным способом (регулируется попадание потока воздуха с помощью специальной заслонки). Эта конструкция может работать на твердом топливе любого вида, что делает ее незаменимой для многих частных строений.
2. Комбинированный автоматический агрегат – может функционировать на различных видах твердого топлива. Для этого конструкция устройства предполагает наличие нескольких топок и даже дополнительной горелкой.
3. Пиролизный котел – один из самых популярных видов автоматического твердотопливного оборудования. Схема работы системы предполагает использование электроэнергии. Конструкция установки является наиболее удобной в эксплуатации, главное – энергоэффективной. Устройство использует для обогрева температуру сгораемого газа, а не самого угля, что повышает КПД установки до уровня 90%. Единственным недостатком системы является высокая стоимость.

Уникальность пиролизного агрегата состоит в том, что он может продолжать работать в автономном режиме целый месяц. Но в некоторых случаях данный срок может смещаться, в основном это зависит не только от конструкции оборудования, но и от вместительности емкости для твердого топлива и уровня ее наполненности.

Как работает автоматический котел отопления?

Автоматизированные твердотопливные установки имеют отличия в функционировании, по сравнению с другими моделями отопительных котлов. Зная эти отличия и особенности, можно правильно подойти не только к процессу выбора системы, но и ее монтажа. В дальнейшем это позволит получить качественную, экономную и эффективную конструкцию для комфортного отопления вашего дома.

Принцип работы твердотопливного котла с автоматикой аналогичен обычному твердотопливному оборудованию. Однако, есть дополнительная деталь в конструкции – бункер для запасов топлива. Этот бункер представляет собой емкость, в которую загружают гранулированное твердое топливо, которое в дальнейшем обеспечивает автономное функционирование системы.

В подобную емкость можно загружать любой вид древесного топлива. Это могут быть пеллеты, опилки, щепа и другие. Необходимо учитывать модель устройства, так как разные конструкции имеют особые требования к величине гранулированного топлива.

Совет: Не помещайте в бункер подачи топлива бревна больших размеров, так как это затруднит автоматизированный способ передачи в камеру.

В зависимости от выбранного вами режима и количества топлива, находящегося в бункере, установка подберет оптимальные условия горения и обогрева. Главное, чтобы размер и технические параметры древесины соответствовали требованиям к данной модели агрегата. В комплексе это поможет достичь эффективной и бесперебойной работы всей отопительной конструкции.

Когда уголь попадает в камеру сгорания, выделенный газ приводит к нагреву теплообменника, который в свою очередь подогревает жидкость для отопления. В качестве этой жидкости может использоваться, как обычная вода, так и антифриз. Нагревается теплообменник одним из способов: благодаря выделяемому от горения газу или же от непосредственного контакта с огнем. Это зависит от особенностей строения вашего котла.

Дополнительное оборудование для автоматического отопления твердотопливного котла

Кроме самого котла, автоматические установки имеют ряд устройств, которые обеспечивают простоту и удобство в эксплуатации отопительной системы, к ним следует отнести:

• устройства для контроля микроклимата в доме (представляют собой специальные датчики, которые фиксируют уровень температуры снаружи и в помещении, после чего регулируется подача потока воздуха и топлива в камеру котла);
• оборудование, отвечающее за розжиг твердого топлива (присутствуют в только в пиролизных котлах, которые могут инициировать процесс горения, что значительно упрощает процесс запуска отопительного оборудования).

Что же касается системы самоочистки, то она еще не изобретена. Поэтому необходимо самостоятельно очищать зольник от накопившейся пыли и отходов. Современные устройства неприхотливы и требуют очистки всего раз в неделю.

Более технологичные модели позволяют управлять работой системы и изменять режимы на расстоянии, что обеспечивает дополнительные удобства в процессе эксплуатации оборудования.

Видео: что нужно знать при выборе автоматического твердотопливного котла

Котлы отопления — принцип работы и классификация

Котлы отопления — принцип работы и классификация

Содержание

При строительства частного дома возникает вопрос: «А как обогревать дом и нагревать горячую воду?».

Для отопления коттеджа используют различные котлы отопление, работающие как правило на природном газе. Возможно использование и другого топлива, но газ на сегодняшний день самый дешёвый вид топлива.

Также большую популярность набирают многоэтажные жилые дома с индивидуальным отоплением.

Принцип работы котла

Нагрев здания происходит за счет нагрева теплоносителя в теплообменнике котла, потом вода перетекает по трубам в радиаторы. Передав тепло воздуху, вода (или антифриз) возвращается обратно в теплообменник котла и заного подогревается до указанной температуры. Нагревание теплоносителя осуществляется пламенем в результате сгорания топлива.

Теплоноситель(вода или антифриз) может двигаться по трубам самостоятельно (естественным путем) из-за разности давления между холодной и горячей жидкостями или механическим (принудительным) методом с применением циркуляционного насоса.

Газовые котлы бывают одноконтурными и двухконтурными.

В рамках данной статьи поговорим о Одноконтурных котлах отопления.

Классификация газового устройства

Котлы подразделяют по следующим признакам:

1. место установки — напольные и настенныее
2. тип горелки — атмосферная или наддув (турбинного типа)
3. материал теплообменника — чугунные, стальные и др.
4. способ движения теплоносителя — естественное или принудительное
5. способ отведения продуктов сгорания — естественная тяга или принудительная
6. тип камеры сгорания — открытая или закрытая
7. наличие или отсутствие автоматических датчиков контроля и безопасности

По месту установки

Котлы отопления могут быть настенными и напольными.

Напольные котлы отопления — это более мощные устройства, чем настенные, способные обогревать большие площади. В отличие от настенных, они требуют специального помещения котельной с оборудованным дымоходом, вентиляцией и отдельным входом.

Дымоход выводится через перекрытие на кровлю здания, его высота должна быть выше уровня конька на 0,5м. В напольных котлах применяются чугунные теплообменники, что значительно увеличивает срок службы этого котла.

Материал теплообменника

Теплообменники котлов изготавливаются из разных материалов — сталь, чугун или медь. Эти материалов имеют свои достоинства и недостатки.

Стальной теплообменник

Сталь сильнее подвергается коррозии. Толщина стенок теплообменника из стали, невелика, поэтому они быстрее выходят из строя в результате прогорания.

Срок эксплуатации котла со стальным теплообменником составляет не более 20 лет, в то время как чугунный функционирует более 50 лет.

Чугунный теплообменник

В теплообменнике из чугуна некоторые детали взаимозаменяемы, что служит большим преимуществом при ремонте по отношению к стальному.

Чугун устойчив к коррозии.

В современных газовых котлах используется новая модификация — серый чугун, имеющий лучшие качествами по стойкости к коррозии.

Но несмотря на множество плюсов чугунных котлов, у них есть и минусы:

1. Большой вес, что усложняет монтаж.
2. Хрупкость — При монтаже или транспортировки от сильного удара могут появиться микротрещины, которые в дальнейшем снизят срок его службы или приведут к аварии.
3. Нельзя допускать резкого перепада температуры теплоносителя в чугунных теплообменниках, поскольку это приводит к растрескиванию материала.
4. Необходимо следить за жёсткостью воды. От этого образуется накипь на внутренних стенках теплообменника, приводящая к растрескиванию чугуна.
5. Преимущество, которое является и недостатком — чугунный одноконтурный газовый котел отопления имеет большую тепловую инерционность.

При отключении отопления дольше будет сохраняться тепло, потому что вода в чугунном теплообменнике будет остывает медленнее. Это немного замедляет регулирование теплового режима в помещении, когда автоматика выключает котел при достижении определенной температуры, но теплоноситель продолжает оставаться горячим еще некоторое время.

Другие материалы теплообменника

Теплообменники изготавливают также из нержавеющей стали. Коррозия будет поражать стенки теплообменника очень медленно. Но толщина стенок теплообменника небольшая, поэтому будет легко прогорать.

Срок службы такого устройства значительно меньше стальных и чугунных теплообменников.

В современных газовых устройствах теплообменники изготавливают из стали с различными добавками. Это увеличивает их стойкость и к коррозии, и к температуре.

Сейчас появились конденсационные котлы, в которых конденсат, образованный при сгорании газа, преобразуется в тепловую энергию, что оказывает положительное действие на длительность эксплуатации котла и увеличивает его КПД.

По типу горелки

Горелки котла условно подразделяют на два вида — атмосферную и наддувную горелку, иногда называемую турбинированной, навесной, или вентиляторной.

Атмосферная горелка — самая простая по конструкции и обслуживанию. Такая горелка поставляется в комплекте с котлом, и её стоимость уже включена в цену газового оборудования. Атмосферная горелка использует воздух, которое находящийся в помещении.

Недостатки: при снижении или повышении давления в газопроводах увеличивается или уменьшается высота пламени, что может привести к прогоранию теплообменника или самой горелки.

Можно отрегулировать ее под определенное давление. Но для этого потребуется вызывать специалиста, что не всегда удобно. Ведь давление в газопроводах может меняться время от времени.

В тех регионах, где давление газа в магистральном газопроводе не всегда стабильное, лучше воспользоваться котлами с наддувными горелками.

Наддувные устройства не входят в комплектацию газового оборудования и покупаются отдельно. При их применении котел может работать на различных видах топлива:

газообразном — природном газе;

жидком — мазут, солярка;

твердом — дрова, уголь, пеллеты;

Данный тип горелок работает с помощью встроенного вентилятора, поэтому присутствует некоторый шум. Преимущество заключается в том, что они справляются с перепадами давления в газопроводе. Все виды горелок могут иметь функцию модуляции пламени и быть одно- или двухступенчатыми. Модуляция пламени — горелка автоматически регулирует мощность горения газа в зависимости от температуры теплоносителя в теплообменнике.

В одноступенчатой горелке пламя автоматически не регулируется — пламя либо горит, либо не горит. Двухступенчатая горелка может регулировать мощность пламени в автоматическом режиме, что сокращает расход газа и повышает КПД котла. При этом увеличивается время между включением и отключением горелки, что положительным образом влияет на длительность её эксплуатации.

По количеству контуров

Котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными.

Особенность конструкции котла с одним контуром предусматривает одну горелку и работу только на подогрев воды для системы отопления. Одноконтурные агрегаты могут быть на твердом топливе, газу, электричестве и на жидком топливе.

Двухконтурный газовый котел устроен так, что может работать в двух режимах: отопления и горячего водоснабжения. При отоплении нагревается теплообменник с теплоносителем. Он может прогреваться до температуры в интервале от 35 до 80° в зависимости от настроек.

У каждого производителя своя конструкция внутренней начинки описываемого оборудования. Но есть у них одинаковое решение — внутри корпуса помещаются два контура. Первый отвечает за отопление и работает по замкнутой схеме. Вода в нем циркулирует по кругу, обходя все точки обогрева, установленные в помещениях дома. Теплоноситель, который движется по замкнутой схеме, во второй контур не попадает. За это отвечает отдельный клапан.

Когда в смесителях в кухне и ванной комнате открывается кран с водой, клапан перекрывает доступ теплоносителя в систему отопления, нагревает холодную воду и подаёт горячую воду в контур ГВС. Когда краны на кухне или в ванной закрываются, происходит обратное действие.

Практически все газовые котлы имеют одинаковые технические узлы, а модели от разных производителей отличаются лишь несколькими деталями.

Способ отведения продуктов сгорания

Котлы делятся на устройства с естественной или принудительной тягой. Во-первых обязателен монтаж дымоходной трубы. Во-вторых отведение продуктов сгорания происходит принудительным способом — благодаря встроенному в дымоходную трубу вентилятору.

Газовые котлы, работающие на естественной тяге, называют еще устройствами с открытой камерой сгорания. Необходимый для горения газа кислород забирается из помещения — в этом их недостаток. Необходим доступ наружного воздуха в помещение с котлом. Из-за чего получается небольшой сковзняк. Недостаток кислорода отрицательно влияет на здоровье.

Некоторые котлы оборудованы коаксиальным дымоходм. Их называют газовыми котлами с закрытой камерой сгорания.

Продукты сгорания отводятся через коаксиальный дымоход, называемое «труба в трубе». Это две трубы разных диаметров, вставленных одна в другую. Через трубу меньшего диаметра удаляются продукты сгорания газа. А в пространство между труб поступает свежий воздух с улицы, который нагревается внутренней трубой. В итоге увеличивается КПД котла.

Преимущества такого дымохода очевидны:

1. Кислород забирается с улицы.
2. Небольшой размер дымохода, так как коаксиальный дымоход можно устраивать в наружной стене, расположенной рядом с газовым оборудованием.
3. Такой дымоход может устанавлен в любом месте помещения и быть горизонтальным, наклонным или вертикальным, что позволяет .
4. Котлы с коаксиальным дымоходом более экономичными, хотя их стоимость выше.

Энергозависимость котла

Большинство современных котлов имеют в комплектации различные датчики для безопасности работ: термостаты, поддерживающие нужную температуру в помещении и регулирующие подачу топлива в котел, циркуляционные насосы и вентиляторы. Все они работают при условии постоянного подключения к электрической сетия.

Обычно используют Источники Бесперебойного Питания (ИБП), также в качестве резервного источника электроэнергии можно использовать другие устройства, например, дизельные или бензиновые генераторы. Однако их применение в загородном доме нецелесообразно. Но иногда необходимо.