Выбор вентилятора для котла на твердом топливе

Монтаж на твердотопливном котле дутьевого вентилятора осуществляется для оптимизации топочных процессов горения, что приводит к увеличению КПД тепловой схемы и экономии топлива.

Вентилятор для котла на твердом топливе можно изготовить самостоятельно, что позволит собственнику сохранить значительные средства на приобретении заводского аналога.

Назначение вентилятора для котла

Современная система теплоснабжения предполагает установку блока автоматики для регулирования тепловых процессов котла. Она построена на изменении подачи воздуха, который подается в зону горения дутьевым вентилятором и считается более прогрессивной, по сравнению с гравитационными системами.

Полнота сгорания топлива, продуктивность функционирования твердотопливного агрегата в значительной мере зависит от объема подаваемого воздуха и размера тяги в топочной камере.

Блок автоматики оборудован контроллером, который по установленному алгоритму выполняет регулировку работы нагнетателя, подающего разный объем воздуха, тем самым поддерживает процесс горения и, соответственно, выработку определенного количества тепловой энергии.

Применение вентилятора в системе управления котла позволяет:

• соблюдать нужную температуру греющего теплоносителя в отопительной системе;
• повышает время выхода агрегата на рабочий режим;
• оптимизирует процессы сжигания твердого топлива;
• повышает КПД установки, работающего на твердом топливе;
• облегчает процесс обслуживания системы теплоснабжения;
• снижает удельные расходы топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии.

Конструкция и принцип действия

Вне зависимости от производителя, вентилятор состоит из алюминиевого или оцинкованного корпуса, внутри которого располагается электродвигатель, направляющие лопасти и защита, в виде решетчатого ограждения.

Эта конструкция при своей простоте и малых габаритах обладает надежностью. На нагнетателе установлена заслонка, которая предназначена для ограничения проникновения дымовых газов в помещение топочной, в случае появления обратной тяги.

Также, заслонка снижает естественную тягу, в то время, когда подача воздуха не осуществляется.

Соединительные патрубки могут располагаться в верхней части корпуса или на фронтальной части дутьевого агрегата и обладать различными формами разъемов для соединения с котлом.

Алгоритм функционирования системы управления котлом с применением дутьевого воздуха:

• отопительное устройство заполняется твердым топливом и поджигается;
• включается нагнетатель и регулируется расход воздуха;
• при подаче воздуха в зону горения, начинается интенсивное горение топлива, в связи с чем, начинает подниматься температура теплоносителя;
• когда температура достигнет установленной величины, контроллер блока управления дает сигнал на отключение нагнетателя;
• дефицит воздуха приведет к снижению интенсивности горения топлива и снижению температуры теплоносителя.

Разновидности

Сегодня в торговой сети, возможно, приобрести различные модели дутьевых вентиляторов, для твердотопливных отопительных агрегатов, как отечественной, так и европейской сборки.

Наиболее популярными являются варианты расположения дутьевых установок:

1. Накладной, устанавливается на вертикальный участок неизолированного дымовентиляционного канала.
2. Центробежный канальный, имеют два крепежных патрубка, устанавливаемых в разрыв дымовой трубы.
3. Котловой, устанавливаемый непосредственно на отопительном устройстве.

Следующая классификация дутьевых агрегатов производится по типу электрических двигателей: асинхронные, электро-коммутируемые ЕС и синхронные.

Электро-коммутируемый двигатель

Электронно-коммутируемый двигатель(ЕС), дает возможность выполнять очень точную регулировку производительности, используя сигнал широтно-импульсной модуляции.

В том случае, когда их устанавливают на дутьевых устройствах, появляется возможность за счет изменения скорости вращения рабочего колеса — крыльчатки изменять объем подающего в топку воздуха, тем самым снижая потреблении энергии от 50 до 80 %.

Невзирая на большую стоимость таких дутьевых устройств, они предпочтительны в установках современных котлоагрегатов, поскольку относятся к энергоэффективным устройствам, а их применение сокращает выбросы в окружающую среду, за счет снижения потерь тепловой энергии, за счет недожога топлива.

Двигатели ЕС работают в тихом диапазоне и обладают повышенным сроком эксплуатации.

Синхронный двигатель

Вентилятор поддува на котел с синхронным двигателем характеризуются несложной конструкцией и обладают низкой ценой. К минусам данной модели можно отнести ограниченный диапазон регулировки и невысокий крутящий момент при пуске двигателя. Как правило, такие дутьевые устройства устанавливают для подачи неизменного объема воздуха в топочную камеру.

Такими двигателями оснащаются котлы, с достаточно большими размерами. В основном такие движки монтируются в отдельном блоке.

При эксплуатации синхронных двигателей на невысоких оборотах часто имеет место перегрев обмотки. В котле вытяжного типа, вентиляторы устанавливаются на дымовой трубе, их еще называют дымососами.

Нагнетатели с асинхронным двигателем

Такие электродвигатели обладают многими достоинствами. Они удобны и просты в обслуживании и отличаются прочностью конструкции. К недостатку электропривода такого вида можно отнести высокие пусковые токи.

Следовательно, потребуется грамотное обустроить силовую часть, чтобы запускать в эксплуатацию такое, чувствительное к параметрам тока, устройство.

Асинхронный электродвигатель дает возможность с легкостью выполнять регулировку числа оборотов. На определенных модификациях имеется, в том числе и режим реверсирования. Основные положительные качества вентиляторов с асинхронным электродвигателем:

• несложны и удобны в эксплуатации;
• обладают долговечной конструкцией;
• традиционная схема управления;
• используется разнообразными системами управления в паре с терморегулятором, например, как у бюджетного вентилятора DP-02 от польского производителя.

Особенности выбора

Производительность котлоагрегата, функционирующего на твёрдом топливе, в значительной мере обусловливается профессионально выбранным нагнетателем.

Для того чтобы правильно выбрать вентилятор нужно обратить внимание на такие параметры:

1. Сопоставимость с отопительным котлом.
2. Производительность дутьевого устройства и рабочее напряжение.
3. Тип и принцип функционирования.
4. Металл корпуса и рабочей крыльчатки.

В случае неправильного выбора оборудования, когда вентилятор для твердотопливного котла не сможет подавать в топку необходимый объем воздуха, начнется процесс неполного сгорания топлива, КПД котла упадет, а температурный режим достигнут не будет.

В случае, когда нагнетатель будет установлен большой мощности, он выдаст большое количество воздуха в топку. Процесс горения будет интенсивным, котел быстро наберет необходимую температуру и контроллер блока управления подаст сигнал на отключение вентилятора, таким образом, дутьевое устройство попадет в процесс тактования, когда будет часто включаться и выключаться, что приведет к преждевременному износу оборудования и выходу его из строя.

Рекомендованные варианты установки вентиляторов WPA для котлов ЗОТ или Карбон, для отопительных агрегатов, работающих на антраците:

• WPA 120, объем поступающего воздуха — 285 м3, мощность — 32, кВт.
• WPA 140, объем поступающего воздуха — 395 м3, мощность — 44, кВт.
• WPA 142, объем поступающего воздуха — 505 м3, мощность — 56, кВт.
• WPA 160, объем поступающего воздуха — 600 м3, мощность — 67, кВт.

Делаем своими руками

Современные твердотопливные котлы повсеместно оснащают дутьевыми вентиляторами, что позволяет выполнять автоматизацию процесса горения.

Можно изготовить такое устройство своими руками в домашних условиях. Потребуется только уравновесить рабочее колесо, лопасти которого обязаны иметь равный вес и конфигурацию.

Для производства самодельного вентилятора будет нужно:

1. Направляющий стальной или алюминиевый короб в форме улитки.
2. Электрический движок на 150 Вт и вал и 1400 об/мин.
3. Крепежный материал, большие шпильки с гайками для закрепления на корпусе котла.
4. Вал с охлаждающей вентиляционной решеткой для рабочего колеса.
5. Электрокабель для организации питания вентилятора.
6. Блок управления с контроллером.
   

Значительно проще сделать нагнетательный вентилятор для котла, подобрав электродвигатель с рабочим колесом и крыльчатку. В таком варианте потребуется изготовить железный короб, поместить в центре движок, крыльчатку и подсоединить вентилятор к твердотопливному котлу.

Можно самостоятельно выполнить крыльчатку, используя соответствующие чертежи. Лопасти изготавливают из листа металла, затем немного прихватывают их электросваркой, выполняют балансировку на валу и проверяют качество вращения.

В профессионально сделанном вентиляторе должна полностью отсутствовать пульсация лопастей.

Блок автоматики для управления таким вентилятором состоит из простейших вариантов температурного датчика и диммера, уменьшающего либо увеличивающего число оборотов двигателя исходя от температуры горячей воды.

Кроме того в торговой сети возможно приобрести автоматические блоки, обладающие расширенной логикой, хорошо интегрирующиеся в автоматический режим управления котлом.

Потребуется только профессионально выбрать вентилятор, который по мощности обязан согласоваться с характеристиками отопительного котла.

Допускается изготовить вентилятор своими руками, для того чтобы максимально полно обеспечить полноту сгорания топлива и регулировку котла в зависимости от необходимого температурного режима.

Как выбрать вентилятор для котла на твердом топливе

Установив на твердотопливный или газовый отопитель дополнительный вентилятор, можно оптимизировать горение в топке, повысив КПД агрегата и одновременно сократив расход топлива. Если изначально такие нагнетатели использовались в промышленных установках, то сегодня они активно применяются и в быту. Вентилятор для котла может быть изготовлен самостоятельно, что позволяет сэкономить на покупке заводских агрегатов.

В зависимости от типа отопительного котла и разновидности топлива, на котором он работает, могут использоваться дутьевые и тяговые вентиляторы. Первые устанавливаются на входе подающего воздух патрубка и нагнетают кислород, необходимый для горения.

Тяговые вентиляторы монтируются непосредственно внутри дымоходного канала, создают разряжение, и котел сам начинает втягивать большее количество воздуха, который сжигается в топке.

Вытяжные нагнетатели, используемые в автономных твердотопливных котлах, могут включать следующие элементы:

• Крепежная плита.
• Жаростойкая металлическая крыльчатка с изогнутыми лопатками.
• Электродвигатель производительностью 20−50 Вт.
• Разъем для питания кабеля.
• Пульт контроля с органами управления.
• Капиллярная трубка и колба для температурного датчика.
• Силовой провод с вилкой.

Стандартные заводские вентиляторы крепятся к прочному металлическому корпусу, который располагается на задней стенке котла рядом с трубой дымохода. Температурный датчик находится в колбе и вставляется в гильзу в водяной рубашке. Пульт управления нагнетателем для удобства устанавливают отдельно или совмещают с блоком автоматики отопительного котла.

Принцип действия вентилятора заключается в принудительном отводе горячих газов из теплообменника напрямую в дымоход. Отдельные модели дымососов могут увеличивать или уменьшать интенсивность вращения крыльчатки, что позволяет оптимальным образом управлять работой топливного котла.

Принцип действия твердотопливного котла с установленным вентилятором выглядит так:

• Топливник отопителя заполняют дровами, после чего выполняют розжиг котла.
• Открывают поддувало и закрывают загрузочную дверцу.
• Включают с пульта управления вентилятор, устанавливают его производительность.
• Как только котёл разгорится и прогреется, частоту оборотов крыльчатки снижают до минимума.
• При разогреве теплоносителя до критических показателей встроенная в нагнетатель автоматика отключит работу дымососа.

Правильно отрегулированный вентилятор позволяет не только улучшить характеристики работы котла, но и полностью исключает попадание дыма внутрь помещения. Тем самым обеспечивается полная безопасность эксплуатации техники и комфорт проживания в частном доме. Домовладельцу потребуется лишь правильно настроить работу крыльчатки, так как при минимальных оборотах интенсивность горения уменьшается, а при повышении частоты вращения дымососа часть тепловой энергии будет уходить в трубу.

Сегодня в продаже можно найти различные модификации тяговых вентиляторов, предназначенных для дровяных каминов, твердотопливных и газовых отопительных котлов. Правильно подобрав тот или иной тип вентилятора, можно будет обеспечить существенное увеличение эффективности работы тепловых установок.

Наибольшее распространение получили следующие типы дымососов:

• Крышный каминный и печной.
• Накладной.
• Центробежный канальный.
• Котловой.

Накладные дымососы, предназначенные для бытовых отопительных котлов, имеют полукруглую площадку и фиксаторы стяжки. Монтируется такой вентилятор для котла на твердом топливе на вертикальный участок неутепленного дымохода. Накладные дымососы отличаются эффективностью работы, имеют простую и надежную конструкцию, но правильно настроить такое оборудование бывает затруднительно.

Канальные вентиляторы для котлов на твердом топливе имеют собственный корпус с двумя крепежными патрубками и фланцами. Агрегат устанавливают горизонтально или вертикально в разрыв дымоходной трубы. Принцип работы такого вентилятора аналогичен котловой вытяжке. Дымосос канального типа получил наибольшее распространение, что объясняется его функциональностью, простотой эксплуатации и возможностью тонкой настройки частоты вращения крыльчатки. Вся работа канального вентилятора может полностью управляться автоматикой.

Электрические вытяжки для печек и каминов насаживаются на оголовок дымохода, фиксируясь распорными болтами. Силовой кабель питания проводится по трубе и подключается напрямую к электрощитку или УЗО.

При выборе типа и мощности вентилятора необходимо исходить из трёх основных критериев:

• Тип монтажа на оголовке, трубе или внутри котла.
• Мощность электродвигателей выбирают в зависимости от производительности котла.
• Для накладных моделей необходимо учитывать диаметр неутепленного газохода.

Основой вентилятора для отопительного котла станет электродвигатель, который отвечает за работу этого оборудования. На сегодняшний день используется три основных типа электромоторов для нагнетателей:

• Асинхронные электродвигатели.
• Синхронные моторы.
• Электро-коммутируемый двигатель.

Чаще всего используется именно последний вариант, так как он позволяет оперативно изменять число оборотов крыльчатки и регулировать тем самым работу вентилятора. Однако при наличии такого привода появляются определенные сложности с выбором регуляторов температуры. Также недостатком вентиляторов с электро-коммутируемым двигателем является их высокая стоимость.

Вентиляторы с синхронными двигателями отличаются простотой конструкции и имеют доступную стоимость. К недостаткам этого типа оборудования относят ограниченные возможности регулировки и низкий крутящий момент при запуске мотора.

Асинхронный электродвигатель имеет многочисленные преимущества. Он удобен и прост в эксплуатации, отличается надежностью конструкции. К минусам привода этого типа относятся высокие пусковые токи. Соответственно, необходимо правильно организовать силовую часть, которая позволит запускать в работу такое требовательное к параметрам напряжения оборудование.

Использование вентилятора, который нагнетает кислород в топку и отбирает у продуктов горения их тепло, позволяет существенно повысить коэффициент полезного действия котельной установки. Топовые модификации газовых и твердотопливных котлов изначально оснащаются такими дымососами, работа которых полностью согласована с отопительной установкой. Но большинство заводских моделей отопителей и самодельных установок не имеют вентиляторов, что несколько снижает эффективность работы оборудования.

Установка вентилятора на газовый и твердотопливный котел будет необходима в следующих случаях:

• При проблемах с тягой, в том числе и по причине пробок в газоходе и многочисленных поворотов дымохода, завоздушивании ветром, сужения диаметра трубы.
• При трещинах в кирпичном дымоходе, что приводит к просачиванию в помещение гари.
• Из-за неправильно рассчитанной высоты дымохода появляются проблемы с тягой, когда срез трубы попадает в зону ветрового подпора.
• Когда из-за особенностей конструкции отопителя котел при открывании дверцы дымит в помещение.

Устанавливать вентилятор на котел, не согласовав работу отопителя и нагнетателя, не рекомендуется. В последнем случае может отмечаться существенное ухудшение показателей эффективности котла, могут появиться проблемы с растопкой дров, а после полного сгорания топлива в помещение из топки может попадать угарный газ.

Не стоит рассматривать вентиляторы для котлов как единственную возможность решения проблем с тягой. При таких неисправностях следует отремонтировать дымоход, провести сервисное обслуживание котла и настроить высоту трубы над крышей. Только такой комплексный подход позволит увеличить КПД котла и сделает его работу полностью безопасной.

Стоимость вентиляторов для котлов может существенно различаться. В зависимости от конкретной модели и ее типа дымосос обойдется покупателю в 3−6 тысяч рублей. Автоматика с учетом ее возможностей и функционала будет стоить 3−5 тысяч рублей. Экономить на вентиляторе и блоке управления не стоит, так как некачественное оборудование не сможет обеспечить необходимую эффективность функционирования отопителя, а нагнетатели будут далеко не самыми надежными.

Изготовить своими руками вентилятор для твердотопливного котла не составит особой сложности. Потребуется лишь сбалансировать крыльчатку, лопасти которой должны иметь одинаковый вес и форму.

Для изготовления самодельного дымососа потребуется следующее:

• Самодельный металлический короб или улитка.
• Электродвигатель с мощностью в 150 Вт и вал с 1400 оборотами в минуту.
• Шпильки с гайками и другой крепеж.
• Вал с вентиляционными отверстиями для охлаждения крыльчатки.
• Кабель питания.
• Блок управления.

Проще всего выполнить дымосос для котла, купив заводской электромотор, имеющий рабочее колесо и охлаждаемую крыльчатку. Всё, что потребуется сделать, — это сварить металлический короб, разместить внутри него электромотор, крыльчатку и подключить нагнетатель к отопительному котлу.

Если же планируется самостоятельное изготовление крыльчатки, то делать ее следует строго по имеющимся чертежам. Лопасти вырезают из металлического листа, после чего слегка прихватывают их сваркой и балансируют выполненный вал. Изготовленную своими руками крыльчатку устанавливают на электромотор и проверяют качество вращения. В правильно выполненном нагнетателе должно полностью отсутствовать биение лопастей, не только ухудшающее качество подсоса воздуха, но и приводящее к серьезным поломкам дымоотводящей системы и всего твердотопливного котла.

Используемая автоматика может существенно различаться в зависимости от функционала твердотопливного котла. Простейшие варианты имеют температурный датчик и диммер, который уменьшает или увеличивает количество оборотов в зависимости от нагрева теплоносителя. Также в продаже можно найти автоматические блоки управления с расширенной логикой, полностью интегрирующиеся в автоматику котла и позволяющие максимально эффективно управлять вентилятором в зависимости от параметров работы отопителя.

Установка дополнительного дымососа на твердотопливный котёл позволит существенно улучшить показатели его эффективности и топливной экономичности. Необходимо лишь правильно подобрать нагнетатель, который по мощности должен соответствовать параметрам отопительного оборудования. Возможно также изготовление вентилятора своими руками, чтобы сократить затраты на обогрев частного дома.