Угольный котел с автоматической подачей топлива — устройство, обзор популярных моделей

Проблема организации автоматической подачи твердого топлива всегда волновала разработчиков твердотопливных котлов. Если в случае с дровами организовать ее довольно проблематично, то при использовании угля и пеллет ситуация выглядит более реальной. Сегодня в нашем обзоре мы рассмотрим наиболее популярные автоматические угольные котлы, и то как в них реализован механизм доставки топлива в зону горения.

Автоматическая подача пеллет чаще всего производится с помощью мягкого или жесткого шнека. Доставлять уголь в топку шнековым транспортером можно только в том случае, если его фракции достаточно малого размера и однородны, а чаще всего это не так. Сегодня мы рассмотрим несколько угольных котлов, в которых по разному реализован механизм автоматической подачи топлива из бункера в камеру сгорания.

Автоматический котел «Ямал» длительного горения

Каждый, кто отапливал свой дом углем, знает о главной проблеме этого топлива, мешающей организовать его автоматическую подачу в твердотопливный котел. Обычно его фракции различаются в размерах, отсюда автоматизация подачи в том виде, в котором она реализована например в пеллетных котлах становится невозможной. Разработчики автоматического угольного котла «Ямал» решили эту проблему, применив совершенно новый способ подачи, способный эффективно работать даже с фракциями разного размера.

Фото 1: Бытовой угольный котел «Ямал» с автоматической подачей

Суть этого метода, как и все гениальное, чрезвычайно проста. Внутри бункера с наклонными стенками установлен транспортер, подхватывающий куски угля и поднимающий их все выше и выше. В самой верхней точке расположен зубчатый дробитель, который пропускает фракции подходящие по размеру, а те что больше, либо раскалываются о его зубья, либо падают обратно в бункер. Как видите, механизм не содержит сложных конструкций и даже при его выходе из строя, любой сможет наладить его работу своими руками.

Фото 2: Автоматическая загрузка угля в топку котла «Ямал»

Работа котла «Ямал» полностью автоматизирована. Подача топлива, розжиг, сброса шлака, регулировка мощности — все эти процессы происходят автоматически под надзором электронного блока управления. При полном заполнении топливного бункера и заправленной дизельной горелке, угольный котел способен самостоятельно отапливать помещение в течении 20 суток.

Компания производитель выпускает три модели «Ямал» разной мощности. Ниже приведены их основные технические данные:

Типоразмер	ЯМАЛ-15	ЯМАЛ-40	ЯМАЛ-100
Мощность, кВт	8-25	25-50	50-100
Объем бункера, м³	0,35	0,4	0,7
КПД, %	75-80
Цена, руб	175 000	210 000	398 000

С учетом того, что пеллеты пока не получили широкое распространение в нашей стране, роботизированный угольный отопитель, это пожалуй единственный доступный способ организовать автономную систему отопления на твердом топливе в нашей стране. Более подробно об автоматическом угольном котле длительного горения «Ямал» мы рассказывали в одном из наших прошлых обзоров.

Вернуться к оглавлению

Угольный котел «Барин» с автоматической подачей

В твердотопливном котле «Барин» автоматическая подача организована несколько другим способом. Здесь бункер расположен над котлом, и уголь под воздействием силы тяжести опускается в камеру сжигания. Его слеживание на стенках топливного бака предотвращает система обрушителей.

Пройдя соединяющую топку и бункер шахту, окруженную водяной рубашкой, уголь попадает на водонаполненные колосники, где и происходит его сгорание. Конструкция шахты дает возможность предварительно подсушить топливо, для его более эффективного сжигание в топке котла «Барин». Полые колосники заполняются теплоносителем как для увеличения площади теплосъема, так и для препятствованию пригорания угля к их поверхности. Прямо под ними расположен первый отсек зольника, в котором скапливается в основном мелкая зола.

Фото 3: Автоматический твердотопливный котел «Барин»

Прогоревший уголь при помощи шуровочного механизма сталкивается во второй отсек зольника. На пути дымовых газов, все еще содержащих несгоревшие частицы топлива, располагается камера вторичного дожига, выложенная шамотным кирпичом. Здесь происходит высокотемпературное дожигание газов, после которого они пройдя через систему трубчатого теплообменника выводятся в окружающую среду через дымоход.

Управление и контроль работы котла осуществляет автоматическая система управления. Он поддерживает процесс горения на необходимом уровне, контролирует температуру и давление, а также выполняет еще множество функций. Задача владельца сводится к тому, чтобы единожды установить необходимые параметры работы, а затем только добавлять уголь в бункер и периодически чистить зольники.

Ниже в таблице приведены некоторые технические характеристики автоматического котла «Барин»:

Мощность, кВт	18	30	45	60	100
Объем бункера, м³	0.17	0.192	0.262	0.328	0.8
КПД, %	80	85
Расход топлива, кг/ч	5,1	8,5	10,4	13	20
Цена, руб	98 500	155 000	175 000	185 000	290 000

Более детально об устройстве, работе, достоинствах и недостатках автоматического отопительного котла на угле «Барин» вы сможете узнать из специального обзора на нашем сайте kotlydlyadoma.ru, посвященного этой модели.

Вернуться к оглавлению

Твердотопливный котел-автомат «Карборобот»

Угольные котлы «Карборобот» выпускаются в двух модификациях: Classic и Classic Bio. Первый предназначен для сжигания исключительно бурого угля, а во втором возможно также использование различной биомассы, такой как щепа, пеллеты, лузга.

Конструктивно этот агрегат представляет из себя основной корпус с топкой и теплообменником, поверх которого закреплен топливный бункер. Внутри, стальной корпус разделен на две части перегородкой, в которой имеется отверстие, через которое раскаленные газы из передней части попадают в заднюю.

Фото 4: Угольный котел длительного горения «Карборобот»

Первый отсек котла «Карборобот» расположен прямо под бункером и представляет собой камеру сгорания и вместительный зольник. Процесс горения топлива происходит на вращающемся чугунном барабане, а образовавшаяся зола падает в зольный ящик.

Во втором отсеке, расположенном позади первого находится трубчатый теплообменник. Проходя через него, дымовые газы отдают свою энергию теплоносителю и затем выводятся в атмосферу.

Всем процессом работы котла управляет электроника посредством нескольких двигателей. По ее команде шаговый двигатель поворачивает колосниковый барабан сбрасывая прогоревшее топливо в зольник и подавая новую порцию из бункера. Двигатель дымососа создает принудительную тягу, направляя раскаленные газы в дымоход через теплообменник.

В одном из недавних обзоров на нашем сайте мы рассматривали российский угольный котел «Прометей» с автоматической подачей, который как две капли воды похож на «Карборобот» как по внутреннему устройству, так и внешне.

В таблице ниже представлены технические характеристики бытовых котлов «Карборобот» Classic:

Типоразмер	C 30	C 40	C 80
Мощность, кВт	3-30	5-40	15-80
Расход, кг/ч	7,5	10	20
Объем бункера, л	290	420	460
КПД, %	78-85
Цена, руб	161 700	186 800	350 460

В дополнение к вышесказанному посмотрите небольшое видео об угольном котле «Карборобот»:

Проанализировав несколько моделей автоматических котлов, мы можем сделать некоторые выводы. Большинство моделей требовательны к размеру угольных фракций и способны автономно работать длительное время только при загрузке топливом требуемого качества. Посему если у вас есть надежный поставщик мелкофракционного угля, можете смело покупать угольный автомат для отопления своего дома.

Бункерные автоматические угольные котлы

На данный момент, автоматический угольный котел, уже перестал быть редкостью, и заслужил репутацию автономного и надежного отопительного оборудования, способного составить конкуренцию пеллетным станциям.

Как устроены автоматизированные котлы на угле

Автономные водогрейные котлы на угле, работающие в автоматическом режиме, от классических версий отличаются тем, что все рабочие процессы, полностью регулируются контроллером. Для поддержания горения используется автоматический шнековый механизм подачи топлива, система принудительного нагнетания воздуха и удаления продуктов сгорания. В конструкции также предусмотрена функция самоочистки.

Принцип работы следующий:

После включения котла, запускается шнековая автоматическая подача угля в котёл. Первая порция топлива поджигается посредством электрической плазмы. По мере прогорания, в топку подается новая порция угля. Если необходимо увеличить интенсивность нагрева, увеличивается скорость шнекового транспортера. После достижения определенной температуры, подача топлива останавливается.

Одновременно с шнековой передачей, включается подача воздуха в топку. Контроллер следит за скоростью поступления воздушных масс, что влияет на интенсивность горения.

В топке установлены автоматические колосники. По мере сгорания угля, происходит сбрасывание зола и несгораемого остатка в зольный ящик. Колосники переворачиваются, зола падает вниз, прямо на еще один шнек, посредством которого и осуществляется удаление продуктов сгорания. Система самоочистки проходит и под ломаными дымовыми каналами.
Сажа, оставшаяся на стенках, очищается специальными пружинами, расположенными внутри каналов и осыпается на шнековую передачу системы самоочистки. Все продукты сгорания из топочной камеры и дымового канала, направляются в зольный ящик.

Микропроцессорный контроллер является «сердцем и мозгом» угольного котла. Но, бесперебойная работа зависит еще от нескольких элементов системы. Важную роль играют угольная горелка и бункер – дозатор для угля.

Принцип работы угольной горелки

Угольный котёл автомат не смог бы эффективно работать, без особого горелочного устройства. Сжигание топлива происходит порционно. В конструкции присутствует система электророзжига и принудительной подачи воздуха.

Основные задачи работы горелки заключаются в следующем:

Обеспечить оптимальные условия для полного сжигания топлива с минимальным количеством недогара.

Гарантировать поддержание факела огня, для максимальной теплоотдачи.

Предотвратить чрезмерный расход угля, посредством оптимизации порционной подачи топлива.

На практике, это означает, что горелочное устройство тесно связано с подающим уголь механизмом, дымососом, нагнетательными вентиляторами и контроллером. Все устройства работают как одно целое, что и обеспечивает достижение поставленных задач.

Производители используют два вида горелок, в зависимости от того, какой уголь для котлов с автоподачей используется:

Ретортная горелка – предназначена для сжигания угля, сорта Эко-горошек, без наличия штыбы, мелких частиц породы (угольной мелочи). Оптимальная фракция топлива 5-25 мм.

Горелочное устройство АКМ – допускается сжигание угля с большим, до 60% содержанием штыбы. Размеры фракции 5-25 мм.

Чтобы автоматизировать подачу топлива в угольный котел, используется микропроцессорный контроллер, практически, представляющий собой мини компьютер. На горелке устанавливают оптический датчик, следящий за наличием пламени. При затухании, подается сигнал на повторный розжиг.

Контроллер подключается к нескольким комнатным терморегуляторам, для автоматического управления котлом. Температура нагрева теплоносителя меняется, в зависимости от показаний датчиков. Современные модели используют погодозависимую автоматику, позволяющую менять настройки котла, с учетом температуры окружающей среды.

Уголь поступает на горелку точно вымеренной порцией, после чего сгорает. С горелочного устройства подается сигнал на контроллер, что запускает движение топливного транспортера. На горелку поступает новая порция угля, включаются вентиляторы. От слаженности действий, зависит высокий КПД котла, составляющий 87%.

Устройство бункера-дозатора для угля

Система автоподачи угля в котел, еще одно важное звено, обеспечивающее работоспособность автоматизированной станции. Шнековая или поршневая топливная передача, соединяет топливное хранилище и горелочное устройство. Угольные котлы автоматы с загрузочным бункером, подключаются к отдельно стоящему или встроенному хранилищу разного объема.

Загрузочный бункер устроен как металлическое хранилище с установленным внизу шнековым транспортером. В конструкции присутствует несколько важных узлов, предотвращающих заклинивание угля в шнеке и слеживания топлива.

Для автоматизации подачи угля в котел, используются следующие важные узлы:

Автоматическая угольная дробилка – горелочное устройство и шнековый транспортер, сконструированы под использование топлива определенной фракции (до 25 мм). Порода засыпается в специальный преемник, с установленной дробилкой угля. После измельчения, топливо попадает в движущийся транспортер.

Взрыхлитель угля – в бункере устанавливают специальное устройство, препятствующее сбиванию в комки хранящегося угля, что обеспечивает равномерную подачу фракции на шнек и предотвращает его заклинивание.

Мотор-редуктор подачи – в движение, транспортер приводит электропривод шнека. В зависимости от модели, потребление электроэнергии, необходимой для работы, составляют 130-180 Вт. Электропривод подключается к автоматике, включается и выключается по сигналу от контроллера.

Топливное хранилище – твердотопливные автоматические котлы на угле с бункером, бывают нескольких типов. Первые подключаются к механизированному, отдельно стоящему хранилищу. Преимуществом такого решения является практически полное отсутствие временных ограничений в автономной работе отопительного оборудования.
Вместительности хранилища достаточно, чтобы котел проработал без остановки в течение всего отопительного сезона. Автоматические отопительные котлы на угле с встроенным бункером, не требуют модифицирования отдельного помещения под механизированное хранилище. Вместимости топливного резервуара в бункерном угольном котле, хватает на 3-7 дней.

Порционный барабан – шнековая передача не подает уголь напрямую на горелочное устройство, как в случае с пеллетным оборудованием. Для начала, порция топлива загружается в специальный порционный барабан. После подачи сигнала от контроллера, барабан начинает крутиться. Порция топлива ссыпается на горелку, ровным тонким слоем. После прогорания угля, автоматика подает повторный сигнал и процесс повторяется.

Автоматические котлы на твердом топливе с встроенным резервуаром для угля, монтируются за несколько часов. Для монтажа механизированного хранилища, может потребоваться срок в несколько дней. Установка бункера осуществляется при помощи специальных разъемов, предусмотренных в конструкции. Топливное хранилище монтируется сбоку или сверху котла.

Какой уголь подходит для котлов-автоматов

Система загрузки в котел, сконструирована под использование определенной фракции топлива. Большинство транспортеров способны перемещать уголь с фракцией до 50 мм. Производители не рекомендуют применять крупный уголь, так как в процессе сгорания, остается большое количество зольного и несгораемого остатка.

Основными требованиями к качеству топлива для всех водогрейных твердотопливных отопительных котлов с полностью автоматизированной системой подачи угля, являются:

Сорт топлива «эко-горошек».

Рекомендуемый размер фракции от 5 до 25 мм.

Количество мелких частиц не более 60%.

Оптимально соответствует описанным выше требованиям, фасовочный уголь в мешках. Но если приобретение уже готового фракционного топлива экономически нецелесообразно, допускается использовать специальные дробилки.

Пропустив уголь через дробильное устройство, можно получить большое количество угля, строго установленной фракции. Недостатком решения является большое количество пыли и мелких частиц, штыбы. Полученный состав сжигают исключительно на горелке типа АКМ.

Как выбрать автоматический котел, работающий на угле

Экономные компактные бытовые автоматизированные котлы на угле, с КПД до 90%, предлагают несколько десятков производителей. Модели отличаются производительностью, особенностью конструкции и наличием водяного контура для ГВС.

Подбор отопительного котла выполняют, основываясь на следующих теплотехнических параметрах:

Степень автоматизации – современные бункерные автоматические угольные котлы отопления, оснащены микропроцессорным контроллером. По желанию покупателя, отопительное оборудование оснащается системой самоочистки и дистанционного управления.
После установки GSM модуля, работой котла управляют с помощью любого мобильного устройства. Контроллер нового поколения способен автоматически поддерживать работу нескольких отопительных контуров: радиаторного обогрева и «теплыми» полами.

Вместимость топливного хранилища – обычно, бункер рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить автономную работу котла в течение 3-7 дней.

Производительность – расчет выполняют по формуле 1 кВт = 10 м².

Особое внимание обращают на требования, предъявляемые к автоматизации системы дистанционного контроля за работой котла. Блок дистанционного управления, должен подключаться к сети интернет, иметь устойчивый радиосигнал и стабильно работать даже при помехах в электросети.

Дополнительно учитывается степень изоляции прибора. При использовании угля в котельной, высока вероятность скопления горючей пыли. Поэтому, блок управления должен иметь степень защиты не ниже IP 26.

Ведущие производители угольных бункерных котлов

Помимо подбора установки по техническим характеристикам, делают выбор котла по производителю. Потребителю предлагается оборудование разного ценового сегмента.

Наиболее дешевыми остаются котлы российского производства. При этом, модели имеют высокое качество сборки, надежность и длительный срок эксплуатации.

Европейские котлы, предлагаются в премиум классе. Модели отличаются высокой автоматизацией и функциональностью.

Наиболее популярными считаются:

Турецкие модели – Termodinamik, Emtas.

В последнее время, российские котлы становятся все более популярными. Причина заключается в постоянно улучшающемся качестве продукции и низкой стоимости, по сравнению с зарубежными агрегатами. Главным недостатком, считаются небольшие недочеты в системе автоматизации процесса горения.

Стоит обратить внимание на котлы ALTEP, TIS EKO, КАЗ Корди.

Азиатские твердотопливные котлы, представлены в небольшом ассортименте продукции. Внимание заслуживают модели Kentatsu, отличающиеся функциональными возможностями, но уступающие по теплотехническим характеристикам и надежности, российским и европейским аналогам.

Стоимость котлов-автоматов на угле

Отопительные угольные котлы с автоматической подачей топлива, выпускаются с минимальной производительностью в 15 кВт. Модели российского производителя, с встроенным бункером, обойдутся приблизительно в 160 тыс. руб.

Европейские аналоги стоят дороже, примерно в 2-3 раза. Котлы, изготавливаемые Buderus и Roda, обойдутся в 350-500 тыс. руб. Обвязка отопительного оборудования стоит приблизительно 5-10% от себестоимости станции.

Мнения об угольных котлах с автоподачей топлива

Настороженное поначалу мнение потребителей, относительно автоматического угольного оборудования, постепенно сменилось большим количеством восторженных отзывов в сети.

Несмотря на множество положительных сторон: длительного времени автономной работы, высокой степени безопасности, экономичности и надежности, у котлов существует несколько реальных недостатков:

Зависимость от электроэнергии – работа котла без электричества, невозможна. После отключения напряжения, останавливается шнековая передача, система принудительного нагнетания и удаления продуктов сгорания. Чтобы обеспечить работоспособность котла, подключение к электросети выполняют через ИБП и стабилизатор.

Отложение пыли – топка углем имеет один существенный недостаток. В процессе горения и подачи топлива, скапливается большое количество мелкой пыли. При ряде обстоятельств, мелкие частицы, достигнув определенной концентрации, способны вызвать взрыв. Борьба с пылью при загрузке бункера углем, включает установку специальных пылеуловителей. Также потребуется регулярная влажная уборка.

Несмотря на два существенных недостатка, угольные автоматические котлы пользуются особой благосклонностью у отечественного потребителя, о чем свидетельствует постоянный спрос на отопительное оборудование данного типа.