как сделать систему с ТТ котлом эффективной?
В этой статье мы расскажем о том, как сделать эффективной систему отопления на базе твердотопливного котла.
Котел. Не секрет, что твердотопливные котлы сильно различаются по уровню эффективности. Но ориентироваться на цену, торговую марку и страну происхождения для выбора эффективного котла не стоит. Эффективность определяется такими факторами как конструкция теплообменника и котла в целом, способ сжигания топлива (классический или пиролизный), размеры загрузочной камеры, длительность горения на одной закладке и т. д. Именно от этих факторов зависит КПД котла, температура отходящих дымовых газов и их качественный состав.
Топливо. Качество и вид топлива также существенно влияет на работу твердотопливного котла. От хороших сухих дров (поленья крупнокусковые) гораздо больше тепла и гораздо меньше дыма и сажи, чем от сырых веток, да и продолжительность горения будет отличаться в разы. Что же касается хорошего угля, то он ни в какое сравнение не идет даже с самыми качественными и сухими дровами.
Оптимальный режим работы. Самая эффективная работа твердотопливного котла – при нагрузках, приближенных к максимальным: в таком режиме топливо сжигается полностью без остатка, состав дымовых газов соответствует самым высоким требованиям экологических норм, а теплообменник котла выдает максимально возможный для него КПД.
Но такой режим работы котла возможен только в период «разгона» системы отопления, то есть когда вы растопили холодный котел и в доме еще прохладно: котел разгорается, идет интенсивный процесс нагрева системы отопления и помещения. Далее, добившись желаемой температуры в помещении, вы настраиваете котел на режим умеренного горения (режим поддержания), чтобы не перегреть котел, систему отопления и дом, и чтобы напрасно не расходовать топливо. С этого момента любой твердотопливный котел, и хороший и не очень, снижает свою эффективность: воздуха для горения поступает в топку меньше, топливо горит медленнее, температура котла снижается и какое-то время удерживается на одном уровне.
У котлов с автоматической подачей топлива, например, пеллетных, дизельных или газовых добиться оптимального режима работы, а точнее оптимальной теплопроизводительности, очень просто. Для этого нужно всего лишь уменьшить количество подаваемого топлива. Количество воздуха, который подается в топку, при этом также будет уменьшено, но пропорциональное соотношение топливо-воздух останется неизменным: меньше топлива и воздуха – меньше тепла, и наоборот.
Но не так все просто у твердотопа – подачу воздуха мы регулировать научились, но топливо-то уже подано в топку, с момента растопки прошло достаточно времени и весь объём дровяной закладки охвачен пламенем, то есть поленья нагрелись до определенной температуры, и вся их поверхность стала активно выделять газообразные горючие химические соединения.
Уменьшая количество воздуха, мы оставляем часть горючих химических соединений без кислорода, то есть они попросту не сгорают и, под воздействием высокой температуры, перейдя в газообразное состояние, улетучиваются в атмосферу через дымоход. Это, как если бы мы в газовой горелке нарушили баланс газ-воздух, тогда часть газа улетала бы в атмосферу, при этом расход газа остался бы прежним, а количество тепла уменьшилось.
Напрашивается очевидный вывод: топливо в котле нужно сжигать полностью. Но тогда куда девать излишки тепла?
Запасаем излишки тепла впрок. С древних времен люди научились сохранять и запасать тепло, и делали они это достаточно просто: в каменной пещере или в глиняной хижине оставляли только отверстия для вентиляции, чтобы не задохнуться от горящего костра, а сам костер по периметру обкладывали камнями – нагретые камни долго оставались теплыми, после того как хворост в костре выгорел. Позже люди начали строить массивные каменные, а потом и кирпичные печи для обогрева жилища и приготовления еды.
Часто такие печи занимали полдома, что было не очень удобно, но зато печь за счет своей массы достаточно долго обогревала дом.
Как же запасать тепло в современных домах, размеры которых существенно выросли, и увеличилось количество комнат в них (печное отопление эффективно только в пределах той комнаты, в которой находится печь)?
Нам поможет специально созданное для этого оборудование – теплоаккумулятор, то есть хорошо теплоизолированная буферная емкость для хранения нагретой воды (теплоносителя). Мы будем запускать котел на максимальную мощность (то есть в оптимальном для него режиме), на которой он будет работать весь цикл, пока не сгорит все загруженные в него топливо. А излишки тепла будут аккумулироваться в теплоаккумуляторе. Когда все топливо догорит, а котел погаснет, тепло в помещение будет поступать из буферной емкости. И только после того, как запасы тепла в буфере истощаться, надо будет снова растапливать котел.
| Теплоаккумулятор Hajdu |
А заполнять теплоаккумулятор мы будем при помощи термосмесительного клапана Laddomat, который также специально был создан для этих целей.
| Laddomat 21-60 |
В начале растопки котла Laddomat будет «гонять» теплоноситель по малому кругу, возвращая подогретую воду обратно в котел, помогая ему таким образом выйти на максимальную производительность за короткое время. К слову сказать, осуществляемый Laddomat’ом подмес подогретой воды в возвратную линию котла предотвращает нежелательный перепад температур в котле, защищая его от коррозии.
После выхода котла на рабочий режим Laddomat начнет подавать тепло в систему отопления (радиаторы, теплые полы и т.д.), а «излишки» тепла – запасать в теплоаккумуляторе.
Система котел – теплоаккумулятор – Laddomat
Кроме того, Laddomat защитит котел от перегрева.
Представьте себе, что в доме отключилось электричество, не такое уж редкое явление в наших палестинах. Хорошо, если есть дизельный генератор. А если нет? В автоматических котлах топливо просто перестанет подаваться в котел, и тот отключиться. А как быть с дровяным или угольным котлом, его ведь полностью не заглушишь? На этот случай в Laddomat предусмотрена системы самоциркуляции, благодаря которой он продолжит отводить тепло от котла даже в отсутствии электричества до тех пор, пока котел не остынет или пока не появится электричество.
Котел ATMOS с теплоаккумулятором и Laddomat
В заключение стоит отметить, что добавив к этому «дуэту» автоматику (например, Thermomatic EC Home), которая будет регулировать поступление тепла в систему отопления дома, мы добьемся оптимального климата в помещении при минимально возможном расходе топлива.
Автоматика отопления Thermomatic EC Home
Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором
Подключение с буферной емкостью это самый эффективный способ обвязки твердотопливного котла.
Буферная емкость(теплоаккумулятор) выполняет сразу несколько функций:
1) экономит топливо от 30 до 50%
2) уменьшает количество загрузок топлива повышая комфорт обслуживания
3) защищает котел от перегрева в экстренных ситуациях
4) стабилизирует работу котла в одном режиме
5) позволяет сделать полностью управляемую систему отопления
6) аккумулирует тепло в межсезонье
7) выполняет роль гидравлического разделителя
Для того что б подобрать теплоаккумулятор для твердотопливного котла, нужно учесть несколько факторов: мощность котла. объем топочной камеры, вид топлива, объем воды в системе отопления.
Котел на твердом топливе, всегда подбирается такой мощностью, что б он смог обеспечить теплом при минимальных температурах, в том числе и -20С. А при большом расхождении уличной температуры, на протяжении всего отопительного сезона., буферная емкость позволяет уравновешивать и главное аккумулировать тепло. Иными словами, для того что б, получить максимальный КПД котла и максимальную теплотворность из топлива, минимальная рабочая температура на подаче должна быть не ниже 65С.
Но в таком случает, не всегда потребности системы отопления могут быть в теплоносителе с такой высокой температурой. Теплоаккумулятор идеально сбалансирует работу котла и системы отопления. При этом повысит комфорт обслуживания не только котла, важно учесть что работа на полезной температуре положительно скажется на дымоходе. Ведь при работе котла на низких температурах, отрицательно влияет на дымоходную систему, скапливается много дегтя и смолы, от которой необходимо избавляться.
Управление температурой теплоносителя, который идет в системе отопления после теплоаккумулятора, может быть реализовано двумя способами:
1) с помощью трехходового смесительного крана, который соединяет два потока, подачу из буферной емкости и обратку из системы отопления. В ручном режиме, возможно задать температуру, и трехходовой клапан будет пропускать теплоноситель смешивая два потока создавая необходимую температуру. Например, смешивая 50% из теплоаккумулятора и 50% воды из обратки системы, при этом получится комфортная температура в 50С.
Когда твердотопливный котел работает постоянно на полезной температуре в 65С.
2) второй способ регулировки температурой, без использования трехходового крана, подключается циркуляционный насос, на подаче в систему отопления сразу после теплоаккумулятора, которым будет управлять комнатный регулятор температуры. Например, заданная температура в доме 24С, комнатный регулятор включит насос на систему отопления, и выключит его когда температура в доме достигнет заданной 24С. Но температура подачи на систему отопления будет равна температуре на выходе из котла.
В каждой схеме подключения есть свои преимущества, поэтому лучше рассматривать систему отопления индивидуально. В идеальном варианте, это загрузка котла топливом не чаще одного раза в сутки.
Схема обвязки твердотопливного котла с буферной емкостью, с управлением температурой посредством трехходового крана.
- Твердотопливный котел
- Буферная емкость
- Блок автоматики
- Вентилятор
- Кран запорный
- Воздухоотводчик
- Клапан сброса исбыточного давления
- Циркуляционный насос
- Обратный клапан лепесткового типа
- Трехходовой термостатический клапан
- Фильтр
- Расширительный бак
- Трехходовой смесительный клапан
- Термометр
youtube.com/embed/JLk-hepA84o”> Системы аккумулирования тепла для всех современных систем дровяных котлов
Оптимизация эффективности – сокращение обслуживания – упрощение эксплуатации – увеличение срока службы котла
Как работает система аккумулирования тепла:
Система аккумулирования тепла – важный компонент современных систем дровяных котлов. Поглощая дополнительное тепло, образующееся во время цикла сжигания, аккумулирование тепла позволяет дровяным котлам работать с меньшими затратами, меньшими выбросами и более высокой эффективностью. Изоляция толстого бака удерживает аккумулированное тепло, обеспечивая 24 часа и более между циклами горения. При правильном использовании дровяных котлов с аккумулированием тепла не будет образовываться вредного конденсата в топке, и они прослужат дольше, чем котлы, используемые без аккумулирования тепла. Аккумулирование тепла является условием некоторых гарантий на дровяные котлы и разрешений Агентства по охране окружающей среды.
Использование системы аккумулирования тепла надлежащего размера с котлами на пеллетах и щепе может сократить циклы включения/выключения наполовину или более. Сокращение циклов значительно снижает выбросы и потребность в обслуживании котла, одновременно улучшая время отклика на нагрев. Это означает меньшее образование золы и более высокий уровень комфорта в здании.
Хотя не все котлы, продаваемые Tarm Biomass, требуют аккумулирования тепла, мы почти всегда рекомендуем его.
Термоаккумуляторы под давлением
Простые, не требующие обслуживания, изготовленные в США, резервуары, сертифицированные ASME
Термические резервуары для хранения биомассы под давлением Tarm изготовлены в США из толстой углеродистой стали и сертифицированы ASME. Они застрахованы, безопасны, не требуют обслуживания и долговечны. Система аккумулирования тепла под системным давлением не содержит кислорода, что означает, что при правильной установке сталь не будет подвергаться коррозии.
Резервуары вертикальной конструкции экономят ценное пространство на полу, одновременно способствуя желаемой термической стратификации. Резервуары изолированы после размещения для простоты перемещения и установки. Tarm Biomass обладает богатым опытом в области аккумулирования тепла, и мы предоставляем концептуально разработанные схемы трубопроводов. Стандартные диаметры составляют 30 дюймов для резервуаров на 220 галлонов и 36 дюймов для резервуаров на 300 и 400 галлонов. Для резервуаров на 220 и 300 галлонов требуются потолки высотой восемь футов, а для резервуаров на 400 галлонов требуются потолки высотой девять футов. Tarm Biomass имеет в наличии большинство клапанов и элементов управления для простой интеграции аккумулирования тепла с вашим котлом на дровах или пеллетах. Ознакомьтесь с нашими руководствами по планированию, чтобы узнать больше о системной интеграции.
• Стандартные баки на 220, 300 и 400 галлонов; доступны нестандартные размеры.
• Максимальное расчетное давление 125 фунтов на кв.
дюйм.
• Максимальная рабочая температура 450 0F намного превосходит аналоги из пластика и резины.
• Конструкция с низкими потерями напора.
• Закрытая система не требует ежегодного тестирования уровня воды и рН.
• Резервуары товарного качества для тяжелых условий эксплуатации.
• Используйте с энергетическим баком Fröling для отличного производства горячей воды для бытовых нужд.
• Гарантия один год.
Энергетический бак Fröling
Универсальный тепловой буфер и косвенный нагреватель горячей воды для бытовых нужд
Энергетический бак Fröling представляет собой уникальный стратификатор, идеально подходящий для использования в качестве аккумулирующего/буферного резервуара тепла для небольших котлов на пеллетах и/или в качестве высокопроизводительного водонагревателя. нагреватель в других приложениях. Energy Tank теперь доступен со змеевиком горячей воды для бытовых нужд или без него. Змеевик из нержавеющей стали длиной 104 фута (64 квадратных фута поверхности теплообмена) дополняет компактный сверхизолированный резервуар для хранения тепла с исключительной способностью нагрева воды.
Змеевик постоянно производит горячую воду для бытовых нужд даже при низких температурах на входе. Большие отводы еще больше расширяют возможности применения Energy Tank.
Энергетический бак Fröling идеально подходит для пеллетных котлов мощностью 25 кВт или меньше. Пеллетные котлы модулируются в соответствии с потребностью в отоплении, но когда термостаты удовлетворены, потребуется всего несколько минут, прежде чем полностью модулированный пеллетный котел отключится. Energy Tank решает эту проблему, поглощая избыточное тепло и возвращая его обратно в систему распределения тепла по мере необходимости, что часто устраняет циклы включения и выключения. Износ и выбросы значительно снижаются.
• Один размер; 119литровый бак из углеродистой стали.
• Разделительная перегородка повышает эффективность сохранения тепла.
• Изоляция с застежкой-молнией приводит к потерям менее 1/3 градуса по Фаренгейту/час.
• Гофрированный змеевик из нержавеющей стали создает поверхность нагрева площадью 64 квадратных фута.
• Оптимальные размеры и расположение отводов для использования в качестве теплового буфера или резервуара для горячей воды для бытовых нужд.
• Сенсорная планка удерживает множество датчиков в различных положениях.
• Идеально подходит для пеллетных котлов Fröling мощностью до 25 кВт.
• 5-летняя гарантия.
Энергоаккумулятор Fröling со стратифицирующей перегородкой и без нее
Трубопровод резервуара для хранения тепла
Существует множество вариантов трубопроводов при использовании одного или нескольких резервуаров для хранения тепла. Если требуется буферный резервуар большего размера, от одного до четырех резервуаров могут быть соединены вместе либо с параллельным обратным возвратом (предпочтительный метод), либо последовательно. Система параллельного обратного возврата (A) (также называемая системой Тихельмана) гарантирует равномерную загрузку и использование энергии в баках-аккумуляторах. Наличие трубы одинаковой длины для подачи и возврата предотвратит любые проблемы с балансировкой.
Когда резервуары физически различаются по размеру или находятся в разных местах, возможно последовательное соединение 9.0005 (Б) . Первый бак будет заряжаться перед зарядкой следующего бака. Обратный поток забирает энергию из резервуаров. Tarm Biomass предлагает множество чертежей сантехники — см. наши руководства по планированию (древесина или пеллеты).
Рекомендуемый размер бака
| Модель котла | Мощность котла | Объем (минимальный – идеальный) |
|---|---|---|
| Fröling S3 Turbo 30 Дровяной котел | 95 539 БТЕ/ч | 400-800 галлонов |
| Fröling S3 Turbo 50 Дровяной котел | 163 783 БТЕ/ч | 600-1200 галлонов |
| Дровяной котел Effecta Smart 40 | 136 500 БТЕ/ч | 400-900 галлонов |
| Дровяной котел Effecta Smart 55 | 188 000 БТЕ/ч | 800–1200 галлонов |
| Fröling PE1 20 Пеллетный котел | 68 243 БТЕ/час | 119-185 галлонов |
| Fröling PE1 35 Пеллетный котел | 119 425 БТЕ/час | 200-325 галлонов |
| Fröling P4 48 Пеллетный котел | 163 780 БТЕ/час | 300-450 галлонов |
| Пеллетный котел Fröling P4 60 | 200 000 БТЕ/час | 400-560 галлонов |
| Пеллетный котел Fröling P4 80 | 273 000 БТЕ/ч | 600-740 галлонов |
| Пеллетный котел Fröling P4 100 | 341 000 БТЕ/ч | 600–925 галлонов |
Теплоаккумулятор дровяного котла | Эффективное накопление энергии
Тепловой аккумуляторEfficient-Clean-Simple Energy Storage
В Tarm Biomass мы начали продавать резервуары для хранения тепла еще в 1996 году, и с тех пор мы их активно поддерживаем.
Каждый дровяной котел может извлечь выгоду из теплоаккумулятора горячей воды, и этого требуют некоторые разрешения Агентства по охране окружающей среды и гарантии на котлы. Самые современные и эффективные дровяные котлы предназначены для использования с аккумулированием тепла и не будут работать в соответствии с проектными возможностями без бака-аккумулятора.
У нас есть сертифицированные по стандарту ASME резервуары для хранения под давлением нескольких размеров в соответствии с вашими потребностями в отоплении. Для небольших пеллетных котлов энергетический бак Fröling является отличным вариантом. Хотя он действует как буферный резервуар, он также функционирует как высокоэффективный бак косвенного нагрева для бытовых нужд. Для дровяного котла или более крупного котла на пеллетах, где требуется отдельное производство горячей воды для бытовых нужд, мы предлагаем бак косвенного нагрева Turbomax.
Термоаккумуляторы под давлением Подробнее Энергетический бак Фрелинга Подробнее Резервуары для горячей воды Turbomax косвенного нагрева ПодробнееПочему аккумулирование тепла необходимо для дровяных котлов?
Резервуары для хранения тепла позволяют котлам на древесных гранулах и пеллетах гореть горячее и более стабильно.
Зданию требуется различное количество тепла, но дровяные котлы работают лучше всего, когда тепловая мощность постоянна. Резервуары для хранения тепла позволяют котлам работать независимо от потребности здания в тепле. Аккумуляторы тепла также обеспечивают мгновенное тепло, когда котел выключен. При аккумулировании тепла котел можно топить один или два раза в день или реже, потому что резервуары несут тепло в течение многих часов, а часто и дней.
Без аккумулирования тепла котел часто отключается и перезапускается несколько раз, поскольку он реагирует на потребности в отоплении. Этот процесс называется коротким циклом, и он в конечном итоге снижает эффективность вашего котла. В дровяных котлах короткие циклы могут вызвать накопление креозота и кислотного конденсата, что может резко сократить срок службы котла. При использовании теплоаккумулятора горячей воды котел может использовать накопленное тепло для ответа на вызовы, а не включаться и выключаться несколько раз. Накопитель тепла дровяного котла выполняет следующие функции:
- Уменьшает количество запусков и перезагрузок
- Уменьшает износ велосипедных деталей
- Снижает выбросы
- Снижает потребность в обслуживании котла
- Предотвращает опасное накопление креозота в старых котлах
Варианты трубопроводов резервуара для хранения тепла
Существует множество различных вариантов трубопроводов при использовании одного или нескольких резервуаров для хранения тепла.
Некоторые варианты включают:
- Параллельный обратный возврат (система Тихельмана): Используйте эту систему с одним-четырьмя резервуарами одинакового размера или в одном пространстве. Одинаковая длина труб для подачи и возврата обеспечивает сбалансированную зарядку и использование энергии.
- Последовательное соединение: Если резервуары разного размера или в разных местах, последовательное соединение обеспечивает наилучшую работу. Первый бак зарядится полностью, затем зарядится следующий бак в серии. Обратный поток забирает энергию из бака.
Tarm Biomass предлагает множество чертежей сантехники, чтобы удовлетворить ваши потребности в хранении тепла. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими руководствами по планированию котлов на дровах и пеллетах.
Резервуары для хранения тепла предназначены для коммерческих или жилых пеллетных котлов?
Поскольку аккумулирование тепла предотвращает чрезмерную цикличность котлов и повышает эффективность, баки-аккумуляторы являются разумным решением для коммерческих и бытовых пеллетных котлов. Кроме того, когда котлы на пеллетах выключены, накопитель тепла будет обеспечивать тепло, пока котел не нагреется до нужной температуры. При правильной настройке вы можете снизить нагрузку на двигатели, снизить выбросы, снизить образование золы и повысить тепловые характеристики.
Бытовые пеллетные котлы не нуждаются в резервуарах для хранения большого объема. Энергетический бак Fröling или одиночный термоаккумулятор под давлением с баком TURBOMAX 23 — отличные варианты для жилых помещений. Коммерческие объекты часто нуждаются в мощном отоплении для покрытия больших площадей. Нестандартные размеры резервуаров могут быть хорошим вариантом для коммерческого использования, если резервуары стандартного размера в Tarm Biomass не подходят.
Примеры установки систем хранения тепла
Независимо от того, используется ли это в коммерческих или жилых целях, накопление тепла почти всегда улучшает работу систем отопления, работающих на древесном топливе. См. несколько примеров ниже.