Котел на угле и дровах: характеристики и принцип работы

Уголь с дровами по сей день являются наиболее распространенным видом топлива для котельных агрегатов. Твердотопливное оборудование выгодно отличается простотой управления и привычной конструкцией. Современные модели дополнительно обеспечиваются функциональными средствами автоматики, позволяющей эффективнее обслуживать эти агрегаты. Значительные усовершенствования имеются и в их конструкциях. В частности, котел на угле в современных модификациях может сопрягаться с системами горячего водоснабжения (ГВС). Но и это не все преимущества данного оборудования.

Устройство котла

Простейшие конструкции твердотопливного котла демонстрируют компактные печи-буржуйки. Их составляет камера сгорания, вытяжка, зольник и корпус. Но сегодня даже такие модели оборудования усложняются в конструкциях, позволяя наращивать производственную мощность. Полноценные модели состоят из более чем десятка конструкционных компонентов и функциональных устройств, обеспечивающих работу котла. В их числе воздуховоды, патрубки, смотровые окошки, теплообменники, разделительные конструкции, трубопроводы и камеры сгорания с зольниками. И это касается только непосредственно устройства котла на угле. Кроме того следует учитывать коммуникационные системы, за счет которых оборудование можно связывать с другими инженерными сетями. Это может быть и система отопления, и водоснабжение, а также электросеть. Не только электрические, но и твердотельные котлы перестают быть автономными на фоне снабжения автоматическими регуляторами.

Материалы изготовления конструкции

Новые стальные сплавы активно набирают популярность среди производителей, старающихся максимально использовать положительные свойства данного металла. Сталь хороша тем, что не образует нагар, выступает оптимальным проводником тепла и отличается высокой степенью прочности. В изделиях из нее, если и возникнут мелкие повреждения конструкции, их можно будет исправить. Единственным недостатком стальных агрегатов является подверженность коррозии. В свою очередь, чугунный котел на угле по-прежнему пользуется популярностью благодаря своей антикоррозийности, долговечности и теплопроводности. Однако в процессе использования таких моделей на поверхности теплообменника образуется нагар, который в дальнейшем может помешать замене поврежденной секции. Другое дело, что в обычных бытовых условиях вероятность деформирования чугунного теплообменника очень низка.

Принцип работы оборудования

Рабочий процесс основывается на сгорании топлива в соответствующей камере. Важно отметить, что в качестве топлива могут использоваться разные материалы. Например, для комбинированного котла дрова и уголь не являются единственными источниками энергии. Такие модели могут принимать брикеты, гранулы, шелуху и стружку. Но для этого необходимо, чтобы конструкция камеры была ориентирована на работу с другими видами твердого топлива.

Независимо от типа потребляемого сырья, топка выделяет тепловую энергию, которая может непосредственно конвертироваться в горячие потоки воздуха, либо уходить в теплообменник для нагрева воды. Если используется котел на угле, то процесс горения будет долгим, а потенциал тепловой энергии высоким. И напротив, сухие дрова низкой плотности или брикеты со стружкой сгорают быстро, оставляя небольшой объем тепла, но много пепла и золы.

Технические характеристики агрегатов

Совсем недавно мощность среднего по характеристикам котла варьировалась в среднем от 5 до 10 кВт. Сегодня даже в бытовом сегменте не составляет труда найти модель на 20-30 кВт. Повышение потенциала мощности вызвано расширением функциональности агрегатов.

Что касается базовой задачи отопления, то рассчитывать котел по этому показателю следует исходя из формулы 1 кВт на 1 м². Далее учитывается размер поленьев, которые теоретически сможет принимать котел на дровах и угле в свободном режиме. Средняя длина составляет 400-500 мм. Чем выше этот показатель, тем больше тепловой энергии выдаст закладка. Здесь же следует отметить и расход топлива, то есть интенсивность горения. В случае с дровами расход составляет 4-6 кг/ч в среднем, а уголь горит при скорости 2-3 кг/ч. Опять же, речь идет об усредненных величинах и соотношение активности сгорания разных видов топлива может меняться, в зависимости от конструкционных особенностей модели котла. Немаловажной величиной является и диаметр дымохода, но сегодня большинство агрегатов выполняются по стандартному формату – 150 мм.

Особенности моделей с поддержкой ГВС

Существуют котлы, которые уже в базовой комплектации имеют бойлерную установку, позволяющую нагревать воду по мере сгорания топлива. Другие модели допускают возможность опционального дополнения резервуарами для воды, но это решение обойдется дороже и в плане надежности будет менее выгодным.

Поэтому планировать опцию поддержки ГВС следует заранее. Основу ее, как уже было отмечено, составляет бойлерная установка, то есть емкость для нагрева воды, которая обычно располагается рядом с оборудованием. Ее объем может варьироваться от 50 до 200 л, если речь идет о домашнем применении твердотопливного котла. Уголь в этом случае выступит базовым энергетическим ресурсом и для теплового обеспечения, и для горячего водоснабжения. По мере нагрева и расхода воды средства регуляции будут открывать запорный клапан или закрывать его. Жидкий ресурс можно направлять и на отопительные нужды, и на обслуживание санузла с кухней. Для каждого из этих случаев предусматривается своя конфигурация водоснабжающих и отопительных контуров.

Особенности котлов длительного горения

Конструкционно модели с поддержкой возможности длительного горения принципиально новых решений не предлагают. Сам эффект такой эксплуатации котла давно известен, но в последнее время инженеры решили довести его до оптимальных параметров.

Чем же отличаются котлы длительного горения на угле? Расширенными возможностями регуляции доступа кислорода в топку через воздуховод и систему шиберов. Иными словами, прекращая поступление воздуха, оператор котельной установки может притормозить интенсивность сгорания и закладка топлива, которая прежде расходовалась за 2 ч, к примеру, будет гореть 5-6 ч. Для полной оптимизации рабочих процессов оборудования можно обратить внимание на пиролизные модели. В этом случае выпускаемые продукты сгорания будут вторично перерабатываться в дополнительной топке котла. Это так называемый древесный газ, который при повторном сжигании тоже выделяет немало энергии, минимизируя вредные выбросы через дымоход.

Автоматизация котлов

Как и другие разновидности котельного оборудования, твердотопливные модели обеспечиваются термостатами, регуляторами, датчиками давления и температуры. Отличительной чертой таких агрегатов можно назвать наличие автоматического загрузчика топлива. Если в моделях прежних поколений топки наполнялись закладками вручную, то автоматизированные котлы отопления на угле обеспечиваются шнеками, избавляющими оператора от подобного труда. Но это относится только к моделям, которые работают с древесным калиброванным углем, подходящим по размеру для конкретного шнека.

Нюансы выбора оборудования

Правильно определиться с выбором котельной установки поможет изначально подготовленный проект. В нем должны быть указаны требования к тепловой мощности оборудования, параметрам конструкции, возможностям коммуникационного подключения, средствам управления и т.д. Отдельное внимание уделяется техническим возможностям для монтажа и подключения агрегата. Заранее следует определить, где расположится техника и к каким инженерным системам будет подключена. Также рассчитывается тип установки – будет ли это пиролизное оборудование или котел длительного горения. Уголь позволит увеличить производительность модели длительного горения, но стоят подобные установки значительно дороже. Кроме того, такие котлы гораздо требовательнее в обслуживании, так как предусматривают особый подход к содержанию дымохода. И напротив, пиролизные модели оптимально подходят для домашнего применения, поскольку оставляют после себя минимум отходов. Некоторые модификации даже зольника не имеют в силу отсутствия такой надобности.

Заключение

Несмотря на появление новых топливных материалов, уголь с дровами сохраняют свою актуальность. Это вполне оправдано, так как традиционные материалы привычны и доступны большинству целевых потребителей. В то же время само оборудование модернизируется и оснащается новыми технологическими и конструкционными решениями. Причем направления таких модернизаций совершенно разные. Если котел на угле длительного горения отличается энергоэффективностью и удобством эксплуатации, то пиролизные агрегаты ориентируются на повышение производительности. Особую популярность получили и котлы с ГВС, позволяющие вместе с отоплением решать задачи водоснабжения. Но усовершенствование конструкции и включение новых возможностей с опциями ощутимо сказывается и на повышении цен, что не очень нравится многим потребителям.