Котел длительного горения – как работает, какой лучше и как выбрать
Учитывая конструкцию и принцип работы, все твердотопливные котлы независимо от вида, имеют достаточно высокие показатели КПД, и минимальные выбросы углекислого газа. Сегодня, мы попробуем разобраться, что такое котел длительного горения, в чем их превосходство над традиционными моделями, какие виды топлива пригодны для полноценной работы, и на что именно обратить внимание при выборе.
Твердотопливный котел длительного горения – это отопительное устройство, выполненное из стали или чугуна, способное путем утилизации (прогорания) твердого топлива вырабатывать тепловую энергию.
Сама конструкция, и принцип работы ее достаточно понятен:
-
первое, что необходимо сделать – это загрузить нужно количество твердого топлива в топку;
-
находясь под воздействием кислорода, топливо перегорает, вырабатывая при этом тепловую энергию;
-
в теплообменнике сложной формы, тепловая энергия достигает температуры 100-120 градусов;
-
после, тепловая энергия поступает к теплоносителю (чаще всего воде).
Преимущества твердотопливных котлов длительного горения над традиционными
Независимо от производителя и модели, все твердотопливные котлы работают по принципу «верхнего горения». Для того, чтобы иметь полное представление как работает котел длительного горения, предлагаем вам рассмотреть процесс поэтапно. Задолго, до подачи кислорода в топку, где производится процесс горения, он подогревается. Предварительный прогрев воздуха позволяет существенно снизить количество отходов после горения. После, производится подача кислорода в систему сверху в низ. Учитывая направление воздуха, в топке горит только верхний слой топлива, и полностью исключен процесс горения топлива в нижней части. Когда покрывной слой перегорает, воздух подается ниже, и пламя переходит на следующий шар. Так пошагово, слой за слоем, воздух подается с каждым разом все ниже, пока не достигнет дна конструкции.
Это и есть основным отличием котлов длительного горения от классического твердотопливного оборудования.
В классических котлах, дрова перегорают единым пламенем за достаточно короткий период, выделяя все тепло. В то время, как применяемая вертикальная подача воздуха в котлах длительного горения, позволяет топливу перегорать не сразу, а поэтапно, начиная с верхнего шара. За счет этого, вы можете не только контролировать сам процесс горения, но и значительно экономите на топливе, продлевая работу оборудования на одной загрузке до 5 суток.
Виды топлива, и их специфика
Перед тем, как найти ответ на вопрос: «Какой котел длительного горения выбрать?», предлагаем вам определится с видом топлива, от которого в дальнейшем может зависеть выбор отопительного оборудования.
Среди наиболее популярных видов топлива стоит выделить:
-
Дрова – куски дерева, в пиленом или колотом виде, длинной до 30 см. В качестве твердого топлива, могут применяться различные виды древесных пород (бук, береза, ясень, ольха, сосна, плодовые деревья, и т.д.), при этом стоит отметить, что не все они одинаково эффективны.
Речь идет о том, что выбирать дрова, нужно отталкиваясь от их приоритетных характеристик. К примеру, дрова из плодовых деревьев лучше выбирать для использования в камине, в то время, как дрова лиственных пород (дуба, березы, лещины и т.д.) отлично подойдут для полноценной работы котлов на твердом топливе. -
Брикеты – это отходы деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности, спрессованные в брикет (стружки и щепки от дерева, солома и т.д.). Для формы, сырье скрепляется механической прессовкой. Брикеты не содержат в составе вредных веществ, не выделяют чадный газ, обеспечивают равномерный огонь, и достаточно экономны в использовании. В зависимости от вида, выделяют 3 разновидности брикетов: RUF (выполнены в прямоугольной форме), NESTRO (напоминаю цилиндр с отверстием по центру), Pini&Kay (отличаются наличием 4-х, 6-ти или даже 8-ми граней).
-
Пеллеты – изготавливаются путем тщательного измельчения сырья (коры, стружки, соломы и т.
-
Уголь – ископаемое твердое горючее вещество растительного происхождения, в основу которого входит углерод и другие химические элементы. В зависимости от срока пребывания в земли, и условий углефикации изменяется состав угля, и его влажность. Классифицировать уголь можно по следующим параметрам: виду, сорту, классу крупности, марке, и т.д.
Речь идет о том, что выбирать дрова, нужно отталкиваясь от их приоритетных характеристик. К примеру, дрова из плодовых деревьев лучше выбирать для использования в камине, в то время, как дрова лиственных пород (дуба, березы, лещины и т.д.) отлично подойдут для полноценной работы котлов на твердом топливе.
Твердотопливный котел длительного горения: как выбрать и чему уделить особое внимание
Столкнувшись с вопросом оборудования отопительной системы, мимовольно возникает вопрос: как выбрать твердотопливный котел длительного горения, и какие именно критерии являются решающими при подборе?!
Предлагаем вам ряд вопросов, ответив на которые вы без труда сможете подобрать наиболее оптимальное оборудование для решения вопроса отопления:
-
Какая мощность необходима? Определяется мощность путем подсчета общей площади помещения, уровня его теплоизоляции, и климатических особенностей вашего региона.
-
Основной или резервный? Приобретая котел в качестве основного отопительного оборудования особое внимание стоит уделить его надежности, износостойкости, и уровню КПД. Если предполагается одновременная работа нескольких теплогенераторов, то естественно нагрузка на оборудование и частота использования будет снижена в разы, что позволяет сэкономить на материале конструкции и теплообменнике.
-
Комфорт или экономия? Внешний вид прибора, наличие функции автоматического розжига, загрузки, резервного бака для топлива и т.д. помогут вам значительно облегчить не только обслуживание, но и ежедневную эксплуатацию прибора. В то же время, если в приоритете у вас экономия, вы можете избежать лишних затрат, и приобрести бюджетную модель котла длительного горения.
Надеемся, вышеизложенная информация поможет вам определить какой лучше котел длительного горения подойдет именно вам, и какое топливо будет для вас наиболее удобным и экономично выгодным.
Как превратить обычный твердотопливный в котел длительного горения?
Традиционная система отопления на базе твердотопливного котла имеет ряд недостатков.
В этой статье мы расскажем, как решить проблемы при использовании котла, работающего на дровах или пеллетах, сделать систему отопления с твердотопливным котлом максимально автоматизированной и превратить обычный котел на твердом топливе в столь желанный всеми твердотопливный котел длительного горения.
Подробнее о проблемах
Частые загрузки. Одной из главных проблем при использовании твердотопливных котлов в традиционной прямоточной системе является то, что загрузку топлива (дров, угля) приходится производить достаточно часто. Интервалы между загрузками обычно измеряются несколькими часами. Естественно, это очень неудобно и отнимает много сил.
Не оптимальный режим работы котла – быстрый выход его из строя. Значительную часть времени твердотопливный котел работает с пониженной мощностью, что ведет к снижению КПД, низкотемпературной коррозии и увеличению образования сажи и дегтя.
Перегрев котла при отключении электроснабжения. В случае естественной циркуляции проблем не возникнет. Рассмотрим ситуацию, когда твердотопливный котел работает в системе с принудительной циркуляцией (с использованием насоса). При отключении электроэнергии, циркуляционный насос останавливается, движение теплоносителя прекращается, но твердотопливный котел не может быстро перестать вырабатывать тепло, как газовый, электрический или жидкотопливный. Избыток тепла в камере сгорания котла приводит к закипанию теплоносителя и выходу котла из строя.
Как решить проблемы?
Одним из основных способов решения проблем является использование твердотопливного котла совместно с тепловым аккумулятором: котел работает на полную мощность, независимо от погодных условий, а избыток тепла аккумулируется в баке, из которого оно постепенно расходуется на отопление помещения, в том числе и при выключенном котле.
При этом, конечно, важно выбрать качественный теплоаккумулятор и создать правильную систему регулирования, которая будет эффективно управлять работой котла совместно с теплоаккумулятором.
Регулирование такой системы осуществляется путем создания двух контуров, один из которых, котловой, будет использоваться для возврата части нагретой воды в котел, а второй, отопительный, – для раздачи тепла потребителям (радиаторам, водонагревателям, теплому полу и т.п.). Осуществляется распределение тепла между контурами специальным регулятором, а исполнительным механизмом служит трех- или четырехходовой смесительный клапан с сервоприводом, на который подается сигнал от регулятора.
Так проектировались твердотопливные системы отопления до недавнего времени. Но инженерная наука не стоит на месте, и недавно на рынке (в том числе на российском) появилось замечательное устройство Laddomat (Ладдомат), которое успешно заменяет собой классические соединения отдельных элементов и позволяет оптимизировать работу котла совместно с теплоакккмулятором. Производится устройство шведской компанией Termoventiler AB. Применение устройства Laddomat с теплоаккумулятором позволяет решить все вышеописанные проблемы.
Чем же система с Laddomat отличается от традиционной системы?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, для начала заглянем в аккумулирующий бак. Работа бака базируется на физическом принципе: горячая вода легче холодной. Горячая вода из котла поступает в верхнюю часть бака, в то время как холодная – в нижнюю. Для того чтобы этот процесс функционировал правильно, между слоями горячей и холодной воды должна быть резкая граница. Тогда горячая вода находится в верхней части бака и в системе отопления даже тогда, когда в нижней части бака вода уже остыла.
Если же горячая и холодная вода перемешиваются, эффективность процесса уменьшается, и в самом плохом варианте, теплой воды не хватит даже чтобы принять душ.
То есть главный секрет успешной работы системы с аккумулирующим баком – в резком перепаде температур между слоем горячей и слоем холодной воды. Стало быть, основная задача регулирующего устройства сводится к контролю скорости циркуляции воды так, чтобы он не нарушал границы температурных слоев.
Именно с этой целью (создание оптимальной температурной стратификации слоев при заполнении бака водой) было сконструировано устройство Laddomat.
Как же решает Laddomat проблемы твердотопливных систем?
Частые загрузки. Laddomat быстро выводит котел на рабочий режим, так как в начале цикла вода циркулирует по малому (котловому) контуру. После выхода котла на рабочий режим, нагретая вода начинает подаваться в бак и систему отопления. Когда бак заполнится горячей водой, котел начнет постепенно охлаждаться, но система продолжит отапливаться теплом из аккумулирующего бака.
При каждом запуске системы происходят потери тепла. Очевидно, что система с баком эффективнее: меньше запусков – меньше потерь.Оптимальный режим работы котла. Как уже было сказано, аккумуляция избытков тепла в баке позволяет котлу работать постоянно на полную мощность, даже в период относительно теплой погоды, что для котла является оптимальным режимом работы. Это также защищает котел от коррозии, которая возникает при работе на низких температурах.
Перегрев котла при отключении электроснабжения. При отключении электропитания Laddomat переключит режим циркуляции теплоносителя с принудительной (через насос) на гравитационную (естественную). Тепло из котла будет поступать в бак. Давление в системе естественной циркуляции заполнит котел холодной водой. Пламя будет поддерживаться в течение некоторого времени с небольшой производительностью, пока электричество вновь не появится или котел полностью не остынет.
Что такое твердотопливные котлы?
Твердое топливо относится к различным формам твердого материала, который можно сжигать с выделением энергии, выделяя тепло в процессе сгорания.
Наиболее часто используемым твердым топливом является уголь и биомасса.
Уголь:
Уголь доминирует на мировой арене энергетики благодаря его изобилию, доступности и широкому распространению по всему миру. Наиболее часто используемое угольное топливо для твердотопливных котлов включает антрацит, битуминозный уголь, полубитуминозный уголь, бурый уголь и торф.
ТЕПЛОИЗМЕРЕНИЕ ДЛЯ НЕСКОЛЬКИХ УГОЛЬНЫХ ТОПЛИВ
Биомасса:
Биомасса — это возобновляемый и устойчивый источник энергии, который можно сжигать напрямую. Обычные виды топлива из биомассы включают кокосовую скорлупу, стружку, кукурузный початок, древесную пыль, солому, скорлупу орехов, пальмовую скорлупу, рисовую шелуху, пшеницу и т. д.
Введение продукта:
Бывшая часть корпуса водотрубного котла серии SZL окружена мембранной стенкой, ее верхняя часть соединяется с барабаном котла, а нижняя часть соединяется с коллектором, который образует камеру сгорания для поглощения излучаемого тепла от печи.
; между тыльной стороной верхнего и нижнего барабана имеется плотный пучок конвекционных труб, высокотемпературный дым поступает в отдельный экономайзер после промывки теплопоглощающей поверхности и выводится из дымохода.
Характеристики продукта:
1. Широкая адаптация к ряду видов твердого топлива, включая частицы биомассы, древесную щепу, кукурузные початки, кусочки дерева, битуминозный уголь, тощий уголь и антрацит и т. д.
2. Цепная решетка производства ZOZEN и отдельная конструкция ветряного амбара предназначена для полного сжигания топлива
3. Печь имеет плотную мембранную структуру стен, что увеличивает площадь нагрева. Тепловой КПД может достигать более 80%
4. Котельный цех одноэтажный, удобный для монтажа, короткий по времени строительства и дешевый по стоимости
5. Высокий уровень автоматизации для простоты эксплуатации. Безопасность обеспечивается передовой системой управления.
Жаротрубный котел серии DZL
Введение продукта:
Комплектные котлы серии DZL представляют собой жаротрубные котлы со структурой кочегара с цепной решеткой.
Резьбовые пиротехнические трубы расположены в барабане, образуя конвекционную поверхность нагрева, а барабан и водяные стенки с двух сторон образуют радиационную поверхность нагрева в топке. Каждая упаковочная система полностью устанавливается и подключается перед транспортировкой на место и управляется электрически для обеспечения таких функций, как бесступенчатая регулировка скорости для кочегарки, оповещение о пороговых параметрах и защита от блокировки.
Характеристики продукта:
1. Широкая адаптация к ряду видов твердого топлива, включая частицы биомассы, древесную щепу, кукурузные початки, кусочки дерева, битуминозный уголь, тощий уголь и антрацит и т. д.
2. Цепная решетка производства ZOZEN Особенности послойное сжигание для полного сжигания топлива
3. Резьбовые дымоходы используются для теплопередачи, что позволяет достичь теплового КПД до 80%
4. Котлы имеют компактную конструкцию, небольшой объем и удобную установку , что удешевляет капитальное строительство
5.
Высокий уровень автоматизации для простоты эксплуатации. Безопасность обеспечивается усовершенствованной системой управления
Введение продукта:
Водотрубный котел серии DHL представляет собой котел, собираемый на месте, он использует систему трубопроводов в качестве рамы всего котла и несет полная загрузка котла, что делает котел бескаркасным. Одновременно эта рама служит нижним уголком котла и верхним и нижним коллекторами. Барабан котла представляет собой барабан внешнего типа, топка представляет собой полностью закрытую мембранную стеновую конструкцию, конвективная теплопоглощающая поверхность имеет конструкцию флажковой трубы. Котел с угловой трубой имеет преимущества компактной конструкции, низкого расхода стали и быстрого повышения температуры.
Характеристики продукта:
1. Широкая адаптация к ряду видов твердого топлива, включая частицы биомассы, древесную щепу, кукурузные початки, кусочки дерева, битуминозный уголь, тощий уголь и антрацит и т.
д.
ключевая решетка производства ZOZEN для топлива, которое должно быть полностью сожжено
3. Вся конструкция мембранной стенки спроектирована для надежной герметизации
4. Конструкция конвекционной поверхности нагрева флага с равной скоростью улучшит коэффициент теплопередачи. Тепловой КПД может достигать более 80 %
5. Высокий уровень автоматизации для простоты эксплуатации. Безопасность обеспечивается развитой системой управления
Анализ эффективности твердотопливного котла в зависимости от выбора топлива
Открытый доступ
| Проблема | Веб-конференция E3S. Том 154, 2020 6 -я -я Международная конференция «Возобновляемые источники энергии» (ICoRES 2019) | |
|---|---|---|
| Номер статьи | 02003 | |
| Количество страниц) | 7 | |
| Раздел | Биотопливо | |
| DOI | https://doi. org/10.1051/e3sconf/202015402003 | |
| Опубликовано онлайн | 09 марта 2020 г. | |
E3S Web of Conferences 154 , 02003 (2020)
Гжегож Пелка * , Войцех Любонь и Пшемыслав Пахитель
Университет науки и технологий AGH, Факультет геологии, геофизики и охраны окружающей среды, Кафедра ископаемого топлива, пр. Мицкевича 30, 30-059 Краков, Польша
* Автор, ответственный за переписку: [email protected]
Аннотация
В коммунально-бытовом секторе Польши до 50% домохозяйств отапливаются твердотопливными котлами. Чаще всего это, к сожалению, неэффективные котлы, работающие на некачественном угле. Это исследование характеризует рынок котлов на твердом топливе в Польше, а также представляет основную долю этих устройств в связи с различными критериями, которые их характеризуют. Также обсуждаются текущие правовые изменения в области требований к энергии и выбросам для твердотопливных котлов.
Основной целью данной работы является анализ реального КПД используемого твердотопливного сверхтонкого котла в зависимости от сжигаемого в нем топлива. Процессу сжигания в котле выбранных видов топлива (сухое дерево, уголь и горох) предшествовали испытания этих топлив с целью определения их энергетических параметров, таких как влажность, зольность, доля летучих веществ и теплотворная способность. На следующем этапе сравнивалась энергетическая эффективность, полученная испытанным твердотопливным котлом при сжигании выбранных видов твердого топлива. Наибольший КПД был достигнут при сжигании каменного угля, а наименьший – при сжигании дров. В любом случае номинальное значение КПД было достигнуто. Предложены решения, позволяющие улучшить качество процесса горения в котлах данного типа.
© The Authors, опубликовано EDP Sciences, 2020
Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License 4.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинал работа цитируется правильно.