Котлы на твердом топливе верхнего горения

Как выбрать твердотопливный котел верхнего горения

Котлы верхнего горения – это разновидность твердотопливных котлов длительного горения. Особая конструкция и принцип работы избавляют такие котлы от известных недостатков моделей прямого горения: необходимости в частой загрузке топлива, низкого КПД , нестабильной теплоотдачи. Однако стоимость котлов, работающих по принципу горения сверху-вниз в 1,5-2 раза выше, габариты – больше, требования к используемому топливу также выше.

Читайте в статье

Что собой представляют твердотопливные котлы верхнего горения

Для чего нужны и как применяются

Твердотопливные котлы верхнего длительного горения используются в районах отсутствия газовой магистрали, в местах лесозаготовки или горной промышленности, где стоимость топлива обычно существенно ниже. Суть таких моделей заключается в медленном, практически на грани тления, сжигании топлива слоями, благодаря чему достигается длительность горения одной загрузки в 5-20 часов при использовании дров и 2-5 суток при использовании в качестве топлива теплотворных сортов угля .

Наиболее рациональным является использование в относительно небольших частных домах площадью 60-200 м 2 . Возможна эксплуатация в системах с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Это отличная, более экономичная и менее прихотливая в обслуживании альтернатива стандартным твердотопливным котлам.

Устройство и принцип работы

На первый взгляд может показаться, что более высокая длительность горения достигается только за счет увеличения топочной камеры. Однако, помимо этого, серьезное влияние на экономичность, длительность сгорания и стабильность теплоотдачи влияет сам принцип верхнего горения, подразумевающий подачу воздуха сверху, в то время как в нижних слоях топлива воздух и газы не циркулируют вовсе.

  1. Воздух, необходимый для сжигания топлива, забирается напрямую из помещения и подогревается в расположенной в самом верху котла камере подогрева. В центре камеры подогрева вставлен специальный цилиндрический распределитель, через который разогретый воздух подается в топочную камеру. В зависимости от модели, подача воздуха может быть принудительная или естественная. Принцип работы котла верхнего горения на примере модели Stropuva S20U.
  2. Распределитель, подающий воздух из камеры подогрева в камеру сгорания имеет вертикальные ходы. Перед загрузкой топлива его необходимо поднять механическим путем (обычно с помощью троса), после загрузки топлива, он упирается в верхний слой и опускается вниз по мере прогорания. Таким образом, подача воздуха всегда осуществляется исключительно на верхний тлеющий слой топлива, во вмешательстве человека в процесс горения нет необходимости.
  3. Над местом контакта распределителя воздуха с верхним слоем топлива находится металлический диск (стаскоблин). Огибая его, пламя попадает в камеру полного сгорания – часть топочной камеры между стаскоблином и камерой подогрева воздуха. В камере полного сгорания выгорают все горючие вещества, отдавая тепловую энергию стенкам топочной камеры. Контакт распределителя воздуха с верхним слоем топлива (стаскоблин отсутствует для большей наглядности).
  4. Стенки по всему радиусу топочной камеры – это теплообменник, внутри которого находится теплоноситель (чаще всего вода). Аккумулируя тепловую энергию от сгорания топлива, теплоноситель естественным или принудительным (с помощью циркуляционного насоса) образом циркулирует по водяному контуру системы отопления.
  5. Продукты сгорания, уходя вверх между стенками камеры подогрева и внутренними стенками котла, выводятся из топочной камеры через патрубок дымохода.
  6. Зола сваливается в зольный ящик в самой нижней части котла, под топочной камерой. Зольный ящик необходимо очищать после сгорания каждых 1-5 загрузок.

Котлы верхнего горения в большинстве своем не оснащены продвинутой автоматикой, а регуляция температуры теплоносителя осуществляется, обычно, с помощью битеплового регулятора тяги. Настройка нужной температуры происходит вручную. Для обеспечения нормального горения необходимо плотно закрывать дверцу загрузки и не открывать ее на протяжении всего горения, соответственно, дозагружать топливо в разожженный котел нельзя.

На данный момент на рынке представлены модели мощностью 8-60 кВт и КПД 85-92%. Существуют как исключительно дровяные котлы, так и универсальные модели, работающие на дровах, каменном и буром угле, антраците, торфе, пеллетах.

Отзывы о бытовых котлах с горением сверху-вниз: преимущества и недостатки

Преимущества Недостатки
Экономичность – за счет принципа горения сверху-вниз достигается экономия от 10 до 30%.Высокая стоимость – модели с верхним горением стоят в среднем в 1,5-2 раза дороже.
Более высокий КПД – принцип медленного горения на грани тления, более совершенные сплавы и конструкция корпуса позволяют достигнуть КПД 85-92%, в то время как у обычных котлов на твердом топливе КПД часто 75-86%, а более высокие показатели считаются крайне существенной заслугой.Повышенные требования к топливу – влажность дров желательно не должна превышать 20-30%, угля – 15-20%. В зависимости от модели, производители предъявляют различные требования к фракции и зольности угля. От соблюдения рекомендаций зависит длительность горения.
Более простая эксплуатация – это и возможность гораздо более редкой загрузки, и более простое обслуживание и чистка.Непрерывность процесса – произвести дозагрузку в уже зажженный котел нельзя, а после остановки работы котла, тление все равно продолжится до полного сгорания.
Наличие энергонезависимых моделей – моделей, не требующих подключения к электросети.Большие габариты – котлы шахтного типа компактны по площади, но часто более 2 метров высоту, а стандартные «квадратные» модели непросто уместить в маленьких помещениях котельной площадью 4-5 м 2 .
Надежность – несмотря на дополнительные элементы, конструкция котлов остается простой и надежной.Ограниченный выбор – на рынке представлено не столь много моделей, однако большинство из них известны своим качеством и надежностью
Возможно образование конденсата – не редкая проблема согласно отзывам владельцев. Причиной может быть использование слишком сырого топлива или чрезмерно большой поток воды, в случаях, если используется циркуляционный насос.

Как выбрать котел верхнего горения

В виду небольшого выбора, когда все достойные производители и их модели «находятся на слуху», особые критерии, по которым можно фильтровать котлы отсутствуют. Практически все модели имеют похожую конструкцию, часто изготовлены из похожих сплавов, и те, и другие имеют длительный опыт беспроблемной эксплуатации. Однако стоит обратить на наиболее важные критерии:

  1. Материал теплообменника. Существует два варианта исполнения: сталь и чугун. Стальные теплообменники устанавливаются в более дешевые модели, они более устойчивы к перепадам температуры, в случае механического повреждения их можно просто заварить. Однако сталь сильно подвержена коррозии, которая, в зависимости от качества теплоносителя, приводит к протечке спустя 10-15 лет эксплуатации. Чугунные же теплообменники более тяжелые и толстые, они устойчивы к коррозии, срок их службы более 25 лет, однако и стоимость соответствующая. Идеальный вариант исполнения – чугунный теплообменник в легком стальном корпусе.
  2. Количество контуров. Одноконтурные модели рассчитаны исключительно на отопление. Двухконтурные модели рассчитаны на отопление и подогрев санитарной горячей воды. Их стоимость всего на 10-30% выше, поэтому решить вопрос горячего водоснабжения наиболее выгодно выбрав двухконтурный котел. Единственная проблема – среди котлов верхнего горения крайне мало двухконтурных моделей.
  3. КПД. Коэффициент полезного действия отражает соотношения объема сжигаемого топлива к объему аккумулируемой теплоносителем тепловой энергии. Соответственно, чем выше КПД, тем больше тепла можно получить при меньшем расходе топлива.
  4. Энергонезависимость. Энергонезависимые модели не требуют подключения к электросети, поэтому работают автономно. Энергозависимые модели имеют принудительную подачу воздуха, более сложную автоматику или циркуляционный насос, для работы которых потребуется подключение к электросети. При этом, мы рекомендуем обзавестись и генератором, на случай отключения электроснабжения.

Модель Неделька К-60 как пример существенно больших габаритов.

Минимально необходимая мощность

Для среднестатистического дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м минимально необходимая мощность рассчитывается из правила 1 кВт на каждые 10 м 2 отапливаемой площади. Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.

Например, для вышеописанного дома площадью 120 кв. м. минимально необходимая мощность котла – 120:10*1,2 (20% запаса) = 14,4 кВт, всегда округляем в большую сторону – т.е. 15 кВт.

Таких простых и наиболее часто используемых расчетов достаточно в более, чем 90% случаев. Если же дом слегка или серьезно утеплен, находится в южной части страны или, наоборот, находится в северной части страны, имеет большую площадь остекления, показатель может быть скорректирован на 10-50% в меньшую или большую сторону.

Как точно рассчитать необходимую мощность котла
Индивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Stropuva S15U

Известная литовская модель мощностью 15 кВт, по сути один из лучших котлов верхнего горения для отопления частного дома. Модель S15U, в отличие от обычной S15, – универсальная, т.е. способна работать на дровах, угле, торфе, пеллетах. Производитель рекомендует использовать в качестве топлива каменный уголь. На практике, при полной загрузке (217 л) качественным каменным углем длительность горения может достигать 7 суток. КПД, в зависимости от используемого топлива, – 85-90%.

При топке дровами котел имеет существенные недостатки: высокие требования к сухости дров и высокий уровень образования на стенках топки дегтя. Также недостатком является огромный вес – 205 кг. В остальном согласно практике монтажа и отзывам владельцев, котел беспроблемно работает уже на протяжении более 7 лет.

Стоимость: 81 500–101 770 рублей.

Котлы с длительностью горения одной закладки топлива до 7 суток

LIEPSNELE L20U

Еще одна универсальная литовская модель мощностью 20 кВт, отличный аналог Стропувы – превосходящий ее по характеристикам, но и более дорогой. Отличается модель одной из самых объемных на рынке камер сгорания – 320 л, а также высоким КПД – до 91%. Теплообменник чугунный, в стальном корпусе.

Котел известен своей надежностью, качеством используемых сплавов и сборкой, а также абсолютной «всеядностью»: можно сжигать дрова, опилки, стружка, пеллеты, уголь или даже торф. Однако стоит помнить о длительности горения каждого из видов топлива. Наиболее длительное горения достигается при сжигании каменного угля: вплоть до 7 суток.

Единственным недостатком является довольно низкое допустимое давление в водяном контуре – 1,5 бар. Поэтому котел нельзя использовать в закрытых системах отопления больших домов, где давление в контуре часто в пределах 1,7-2,5 бар.

Стоимость: 110 000-125 000 руб.

Galmet TOP-20

Польский универсальный котел верхнего горения стандартной компоновки мощностью 20 кВт. Отличается максимальной автоматизацией работы: уже в базовой комплектации предусмотрен умный PID-контроллер (автоматика), вентилятор, нагнетающий в топку воздух, возможность подключения внешнего термостата. В зависимости от комплектации, также оснащается погодозависимой автоматикой (уличный датчик). Также модель отличается наличием качественной теплоизоляции, которая минимизирует теплопотери через корпус котла.

Читайте также:  Отделка стен в деревянном доме изнутри

Тем не менее, несмотря на качество материалов и умную автоматику, в отличие от шахтных вертикальных котлов, имеет более низкий КПД – 87%. Теплообменник в отличие от предыдущих моделей – стальной, хотя и с толстыми стенками (6 мм против стандартных 4 мм в других моделях), что в теории продлевает срок службы до 15 и более лет.

Стоимость: 89 000-90 900 руб.

НЕДЕЛЬКА КО-60

Известная модель российского производства большой мощности (60 кВт). Название модели говорит за себя – длительность горения на одной закладке угля – до 7 суток, при объеме топочной камеры 160 л.

КПД при использовании качественных сортов угля достигает 92%. В качестве топлива можно использовать и дрова, торф, пеллеты. Теплообменник и корпус котла изготовлены из крайне толстой печной стали, что отразилось и на весе в 420 кг. Несмотря на огромную теплопроизводительность, котел рационально использовать при отапливаемой площади не более 200-250 м 2 . При большей площади достигнуть длительности горения в 7 суток невозможно.

Существенным недостатком является крайне высокая цена, сравнимая с более качественными по сплавам и, сборке и конструкции зарубежными моделям. Тем не менее, котел представляет отличную альтернативу.

Особенности твердотопливных котлов с функцией верхнего горения

Интенсивное загородное жилищное строительство, которое в последние годы набирает обороты, выдвигает все новые и новые требования к видам отопительной техники. Организация автономного отопления, полностью независимого от централизованных источников, ставит владельцев перед выбором. В качестве альтернативы газовому водяному отоплению сегодня все чаще используются котлы на твердом топливе. Современные модели подобной отопительной техники обладают высокими технологическими характеристиками и экономичны. Единственный нюанс, который заставляет задуматься потребителей перед выбором модели нагревательного прибора – необходимость частой загрузки отопительного оборудования топливным материалом.

Практичность отопительного оборудования в процессе эксплуатации играет для нас, если не основную, то однозначно ведущую роль. Газовый котел, электрические нагревательные приборы представляют собой практически полностью автономные отопительные аппараты, тогда как твердотопливные котлы требует постоянного присутствия человека. Реальным выходом из сложившейся ситуации станет установка в собственном доме твердотопливного котла с функцией верхнего горения. Познакомимся ближе, что собой представляет данный тип нагревательного устройства, каковы конструктивные особенности агрегата.

Основные мотивы, которые заставляют нас обратить внимание на отопительные котлы верхнего горения

Частота обслуживания — обобщающая величина, которая характеризует любую бытовую технику. Для нагревательных отопительных приборов этот параметр является одним из ключевых. В отопительный сезон котел вынужден работать регулярно, обогревая жилые помещения и обеспечивая обитателей дома горячей водой для бытовых нужд. Твердотопливные котлы сегодня обладают высоким КПД, мощные и энергоэффективны. Топливо, используемое для работы агрегатов, дрова, уголь, топливные брикеты и пеллеты достаточно доступны. Выбор зависит только от модели твердотопливного прибора и стоимость топлива.

В холодный период от твердотопливных агрегатов налицо реальная польза. Это касается не только эффективной и качественной работы автономной системы отопления, но и существенной экономии собственного бюджета. При таком количестве плюсов, есть у твердотопливных котлов один существенный минус. Речь идет о необходимости лично участвовать в его обслуживании.

Подготовка агрегата к работе и его чистка – мероприятия плановые, которые требуется проводить хоть и регулярно, однако не так часто, как кажется. Основная проблема для данного оборудования, с которой приходится сталкиваться, заключается в регулярной загрузке топлива. Частота загрузки топлива зависит от вида нагревательного прибора и от климатических условий за окном. Независимо от того, будете ли вы топить свой котел углем или дровами, подкидывать в топку топливо придется вам.

Для справки: традиционный твердотопливный котел, работающий на дровах или угле, где нет технической возможности осуществлять автоматическую подачу топлива в камеру сгорания, требует от 2 до 8 загрузок в сутки. Интенсивность обогрева, качество топливного ресурса и мощность котла определяет количество загрузок.

Оценив объем предстоящих хлопот с твердотопливным устройством, многие жители частных домов отдают предпочтение котлам с верхней загрузкой. Такое оборудование обеспечит больше личной свободы обитателям дома. Вам вместо роли истопника и кочегара останется только наслаждаться уютом и комфортом.

Основная особенность отопительных котлов с верхним способом горения

Учитывая сложности с обслуживанием отопительных аппаратов на твердом топливе, производители решили не только использовать новые технологии в конструкции отопительной технике, но и вернуться к традиционным технологиям. Главная задача, которую удалось решить в процессе модернизации котельного оборудования, увеличить продолжительность горения топлива одной загрузки. Получить данный результат удалось за счет использования в твердотопливных котлах принципа верхнего горения.

Технология работы котла за счет верхнего горения, не является чем-то принципиально новым. Топливо, загруженное в топку, горит сверху вниз. Т.е. наоборот, не так как в котлах традиционного вида. Горение начинается с самого верхнего слоя, куда подается через подвижный распределитель необходимый поток воздуха. По мере прогорания топливной массы, распределитель воздуха под собственным весом опускается вниз, обеспечив горение следующему слою. Загруженное топливо, таким образом, равномерно сгорает слой за слоем, выделяя в большом объеме горючий древесный газ.

На этом этапе температура в топке агрегата достигает 450 0 С.

На этом этапе включается в работу принцип пиролиза. Мельчайшие продукты горения, вместе с выделяемым древесным газом полностью сгорают, выделяя огромное количество тепловой энергии. В камере сгорания в результате работы агрегата практически не остается остатков топлива.

Для справки: Пиролиз – экзотермическая реакция, в результате которого под воздействием высокой температуры происходит процесс разложение органических соединений, с последующим выделением горючего газообразного вещества. Основной нагрев твердотопливного котла в процессе горения осуществляется за счет сжигания древесного газа.

Древесный (пиролизный) газ поступает во вторую камеру через металлический диск, где за счет нагнетаемого горячего воздуха воспламеняется. Температура горения во второй топке достигает в этот момент огромных значений, 500-800 0 С. Все просто и понятно. Главное — это конструкция нагревательного аппарата.

Именно от процесса сжигания зависит и скорость горения топлива. В отопительном оборудовании классического типа дрова сжигаются достаточно быстро, выдавая максимально возможное тепло в течение короткого промежутка времени. Другими словами, в течение короткого периода агрегат выходит на пик своей мощности, после чего без последующей подкладки топлива котел начинает терять нагрузку. Постоянно подгружать новую порцию дров не всегда удобно и физически возможно. Твердотопливные котлы с верхней загрузкой работают совершенно иначе. Одной загрузки с таким аппаратом может хватить на 12, 24 и более часов работы. Интенсивность горения зависит от нагрузки на отопительную систему.

Все просто и понятно. Главное — это конструкция нагревательного аппарата.

Конструкция котла с верхней загрузкой

Отопительное оборудование с верхней загрузкой, имеет конструкцию, схожую на свечу. Твердотопливный котел подобного типа имеет вертикально стоящий корпус в форме цилиндра. Вертикальное расположение определено принципом действия агрегата, к тому же корпус в данном устройстве двухслойный, играя роль теплообменника. Между внешней и внутренней стенкой циркулирует сверху вниз котловая вода, получающая тепло в результате горения пиролизного газа.

На данный момент производители выпускают твердотопливные приборы длительного горения в двух вариантах исполнения:

  • агрегаты, потребляющие дрова и топливные брикеты;
  • устройства, работающие на угле, дровах и топливных брикетах.

В большинстве случаев производители заявляют о длительности работы котла от одной загрузки непосредственно в технической документации к отопительному котлу. Как правило, эти сроки варьируются от 24 до 48 часов при работе на дровах и брикетах, до 3-5 суток при загрузке котла углем.

Для справки: Во многом на длительность горения топливного материала оказывает влияние качество топлива. Дрова из твердых пород дерева (береза, дуб, бук, ясень) горят долго, выделяя при этом большое количество тепла. Древесины хвойных пород горит интенсивнее, соответственно срок работы котла на сосновых дровах будет значительно меньше.

Помимо дров, брикетов и угля для работы отопительного прибора этого типа можно использовать вторичные продукты деревообработки. При выборе вида топливного ресурса необходимо учитывать его доступность. Единичная загрузка потребует от вас до 30-50 кг готового топлива. Мощность котла определяет высоту закладки. В разных моделях этот параметр варьируется в пределах 600-1500мм. Что касается мощности, то здесь разлет параметров еще больше. Сегодня выпускаются котлы для автономного отопления мощностью в 8,10,20 и 40 кВт.

Система управления нагревательного прибора с верхней загрузкой

С вопросом, касающимся принципа работы котла и способа загрузки, разобрались. Здесь все понятно и доступно. Как выглядит система управления подобной техникой, рассмотрим далее. В котлах длительного горения основной принцип управления построен на регуляции потока воздуха, поступающего в камеру сгорания. Модели, представляющие собой обычные агрегаты, имеют для регулировки воздушных масс механическое приспособление. Обычная заслонка, имеющая цепной привод, приводится в действие в результате работы термостата. Однако такой способ имеет один критический технический недостаток.

Термостат настроен на определенный температурный режим. При нагреве теплоносителя до определенной температуры заслонка принимает определенное положение, снижая интенсивность горения. Достичь резкого снижения температуры не представляется возможным ввиду большой инерции работающего агрегата. По инерции теплоноситель будет продолжать нагреваться какое-то время, работая на систему отопления.

Аналогичный принцип действия связан и с увеличением температуры подогрева котловой воды. До тех пор пока котел не выйдет на номинальную мощность, температура теплоносителя будет расти очень медленно.

Иначе обстоит ситуация с агрегатами, которые оборудованы вентилятором. Электрический прибор нагнетает воздух в случае необходимости, увеличивая интенсивность горения. За счет нагнетателя воздуха удается снизить инерцию нагревательного оборудования длительного горения. Включением и выключением нагнетателя управляет автоматика, которая оснащена датчиками, фиксирующими малейшие изменения температуры теплоносителя.

При технологической необходимости вентилятор может быть остановлен, оставляя тлеющее топливо на скудном кислородном пайке. Воздух будет поступать в топку естественным путем. Подобная схема позволяет снизить температуру теплоносителя при проскоке, явление, которое вызвано инерционными процессами в работе нагревательного агрегата.

На заметку: для выхода отопительного котла на нормальный режим работы потребуется от 0,5 до 1 часа. При желании отключить отопление, в работу включается расширительная емкость, подключенная в единый отопительный контур. С помощью бака, компенсируется избыточное тепло, поступающее из остывающего котла. Время для полного остывания твердотопливного котла длительного горения может составлять 2-5 часов.

Заключение. Преимущества и недостатки данного оборудования

Ознакомившись с конструкцией твердотопливных агрегатов верхнего горения и принципом действия, можно смело говорить о преимуществах такого отопительного оборудования. Если остановиться детально, то основные преимущества следующие:

  • длительные интервалы между очередными загрузками;
  • высокий КПД (80%);
  • удобный и простой способ управления;
  • минимум электроники для системы автоматики;
  • обычные модели являются энергонезависимыми устройствами;
  • высокий уровень технологической безопасности;
  • длительные сроки эксплуатации (10-15 лет).
Читайте также:  Дровница для камина своими руками фото

Главным недостатком подобной техники является инерционность. В отличие от газовых котлов и оборудования на твердом топливе, работающие по другому принципу, твердотопливные котлы менее гибки в эксплуатационном и технологичном смысле. Многое в работе котлов верхнего горения зависит от качества топлива. Дрова, используемые в топке, должны иметь соответствующую влажность. Иногда возникают проблемы в работе котлов, связанные с полнотой загрузки.

Вся правда о твердотопливных котлах верхнего горения

Котел длительного горения с верхней загрузкой можно сравнить со свечей. Конструктивно твердотопливные котлы верхнего горения состоят из вертикально стоящего корпуса в форме цилиндра, параллельно выполняющего задачу теплообменника. Внутренняя часть имеет две части, между стенками которых циркулирует теплоноситель. Его нагрев происходит в результате горения пиролизного газа.

Особенности конструкции и принцип работ

Внутренняя часть используется как топка. Она устроена так, что горение происходит сверху вниз. Помогает этому специальная подача воздуха непосредственно в зону горения. Процесс напоминает скорее тление с выработкой газов из углеродосодержащего топлива. В большей степени эти газы являются горючими. За счет их догорания в верхней части топки происходит максимальное использование тепловой энергии, что позволяет увеличить теплоотдачу и уменьшить расход топлива.

Камера котла разделена на две части распределителем воздуха. Он имеет форму трубы, к которой с одного конца прикреплена площадка с лопастями, а другой конец служит для подачи кислорода.

Котлы с верхним горением отличаются цикличностью работы, и пока не сгорит первая закладка добавление второй партии топлива не понадобится.

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.

Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200

Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.

Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.

КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.

Температура нагрева воды 70 0 C на дровах и 85 0 C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 0 C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:

  • когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания;
  • в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло;
  • в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.

Котлы имеют следующие преимущества:

  • длительное время работы и минимальное количество загрузок;
  • энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги;
  • универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.;
  • небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы;
  • автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом;
  • отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков;
  • высокий уровень безопасности;
  • длительный срок службы от 10-15 лет и более.

Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности

Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:

  • высокая стоимость по сравнению с другими установками;
  • чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Возможно появление конденсата и окисление стальных элементов;
  • повышенная зольность может засорять зону горения и снижать уровень теплоотдачи;
  • необходимо регулярно вручную прочищать дымоход и зольник;
  • неудобная закладка дров из-за конструктивных особенностей;
  • нельзя загружать топливо больших размеров, например, не колотые дрова;
  • топливо должно быть полностью сухим, поэтому нужно продумывать условия его хранения;
  • неполная загрузка делает неудобным розжиг, т.к. топка достаточно глубокая;
  • нельзя проводить дозагрузку, если процесс уже запущен;
  • опорная балка и диск, служащие перегородкой между зонами горения твердого топлива и газа быстро выходят из строя.

Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.

Нюансы системы управления котла верхнего горения

В котлах длительного горения с верхним горением основным принципом управления является регуляция воздушных потоков, поступающих в камеру сгорания. Стандартные агрегаты для этого оснащены механическим приспособлением. Заслонка с цепным приводом приводится в действие в результате работы термостата.

Термостат в котле настраивается на определенный температурный режим. Когда теплоноситель нагревается до нужного уровня, заслонка автоматически устанавливается в определенное положение, снижая интенсивность нагрева. Резко снизить температуру невозможно, т.к. теплоноситель будет по инерции продолжать нагреваться, отапливая помещение.

Устройства с вентиляторами работают несколько иначе. Если понадобится увеличить силу теплоотдачи, то сделать это можно именно за счет вентилятора. Прибор будет нагнетать воздух. За счет него же можно и снизить инерцию котла. Управление происходит автоматически, а датчики фиксируют малейшие изменения температуры теплоносителя.

Обзор лучших котлов верхнего горения

В настоящее время производство твердотопливных котлов значительно расширилось и выбору потребителей представлено множество моделей зарубежных и отечественных фирм. Рассмотрим лучшие из них.

Стропува

Котлы болгарского предприятия Stropuva — это компактные агрегаты с высоким КПД. Устройства оснащены нагнетательным вентилятором. Цилиндрической формы корпус имеет конструкцию шахты. Устройства отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками в сочетании с отличным дизайном. Универсальные котлы могут отапливать дровами, торфом или прессованными брикетами. Мощность моделей 8-40 кВт, отапливаемая площадь 30-400 кв.м. Допустимая влажность топлива может достигать 45%, что вполне соответствует современным требованиям.

Liepsnele

В Литве изготавливают котлы длительного горения на твердом топливе универсального типа, т.е., работающих на любом виде топлива. Мощность агрегатов варьируется в диапазоне 10-40 кВт, отапливаемая площадь до 400 кв.м. Максимальное время работы на одной закладке углей составляет до 7 суток, дров — до 2 суток. Конструкция котлов — классический шахтный тип с верхним горением. Котлы Liepsnele обладают высоким КПД, не менее 90%, независимо от типа топлива и выбора рабочего режима.

Неделька

Котлы прямоугольной формы, имеют привлекательный дизайн и компактные размеры. Для более полного теплосъема предусмотрены каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы. Российские котлы верхнего горения, способные работать на одной загрузке угля до 7 суток.

Котел неделька

Компания Неделька предлагает четыре варианта котлов с различной мощностью, предполагающие отопление помещений разной площади: 50-250 кв.м., 150-400 кв.м., 400-800 кв.м., 800-2000 кв.м.

Пиролизный котел верхнего горения: преимущества и недостатки

Все без исключения владельцы частных домов сталкивались с необходимостью решения проблемы обогрева жилья. Используя котёл верхнего горения, можно обеспечить комфорт проживания за городом, при этом существенно сократить затраты на коммунальные услуги. Пиролизные твердотопливные котлы отличаются эффективностью, полной безопасностью и универсальностью в использовании.

Традиционно для обогрева частных домов используются котлы, которые подключаются к магистральному или баллонному газу. Однако за городом, на дачах и удалённых хуторах отсутствует возможность использования природного газа, соответственно, требуется выбирать другие виды топлива. Популярностью пользуются пиролизные твердотопливные котлы верхнего горения, отапливающиеся дровами, углем, пеллетами и иными продуктами деревообработки.

До недавнего прошлого популярность таких твердотопливных котлов верхнего горения была существенно ограничена, что объяснялось сложностью их эксплуатации. Топливо в топке быстро выгорало, домовладельцы вынуждены были постоянно подкладывать дрова, что несколько затрудняло использование таких отопительных установок. Однако сегодня популярностью стали пользоваться так называемые пиролизные котлы, которые способны обогревать частный дом на протяжении двух суток и более от одной заправки топливом.

Классические твердотопливные котлы имеют стандартную конструкцию с зольником, поддувалом и топочным отделением, в котором горение топлива происходит снизу вверх. Такие установки отличаются простотой эксплуатации, но они не могут похвастаться хорошими показателями КПД и топливной экономичностью. Дрова или уголь быстро выгорают в топке, это приводит к необходимости частой дозаправки котла, что не добавляет удобства в использовании устройств.

Для решения проблемы была разработана специальная конструкция с направленным сверху вниз горением, что позволило не только повысить эффективность, но и существенно увеличить время прогрева от одной закладки топлива. Увеличенная в размерах топочная камера вмещает больше топлива, а специальные автоматические устройства следят за качеством его сгорания, при необходимости увеличивая или уменьшая объем поступающего кислорода. Воздух из верхней части топки перемещается вниз, происходит процесс пиролиза, после чего выделившийся газ дожигается, что позволяет повысить показатели КПД оборудования.

Автоматика твердотопливного котла верхнего горения следит как за температурой теплоносителя, так и за интенсивностью выгорания топлива. При необходимости система управления будет вносить корректировки, уменьшая или увеличивая скорость работы путем перекрытия подачи воздуха. Раскалённые газы из топочного отделения попадают в теплообменник, внутри которого располагается змеевик с водой или антифризом. Температура теплоносителя быстро повышается, после чего он самотеком или за счёт циркуляционных насосов прогоняется по системе и нагревает радиаторы.

Принцип действия котлов длительного горения основан на так называемом процессе пиролиза. Это выделение из древесины газов под воздействием высокой температуры и при минимальном доступе кислорода. Потом полученный газ дожигается в верхней камере, существенно повышая эффективность отопительной установки. Благодаря возможности контролировать процесс горения (в том числе за счёт минимизации поступления в топочное отделение кислорода) удается обеспечить максимум пользы от использования топлива, что гарантирует как экономичность, так и большую длительность работы котла от одной загрузки дров или угля.

Читайте также:  Схема подключения отопления в частном доме

Пиролизный котел верхнего горения может иметь одну или несколько расположенных сверху камер для дожига топлива, где выделившиеся из древесины газы полностью сгорают, увеличивая показатель КПД оборудования. Отдельные модификации отопителей оснащаются автоматической системой управления, которая следит за всеми параметрами работы, одновременно повышая эффективность котла и обеспечивая максимально возможную длительность обогрева помещения.

Преимущества пиролизных котлов:

  • Универсальность использования.
  • Высокий КПД.
  • Длительная работа от одной заправки топливом.
  • Простота обслуживания.
  • Полная безопасность.
  • Компактные габариты.
  • Надежность и долговечность.

Недостатки котла верхнего горения — это его высокая стоимость, а также повышенные требования к качеству топлива. При использовании сырых опилок или бревен появляются проблемы с пиролизом, что существенно уменьшает эффективность установок, при этом домовладельцу приходится дозагружать топку буквально каждые 3−5 часов.

Обслуживание котлов направленного горения не представляет какой-либо особой сложности. Хозяину потребуется лишь регулярно очищать зольник и раз в несколько месяцев освобождать камеру сгорания от сажи и появившихся отложений. Ежегодно проводится комплексный сервис котла, подразумевающий прочистку топочного отделения, водяной рубашки и воздуховодов, отвечающих за подачу кислорода в пиролизную камеру.

Лучший выбор отечественных и импортных котлов верхнего горения.

Устройство

Твердотопливные котлы верхнего горения обеспечивают долгое прогорание сжигаемого сырья за счет того, что в нижней части топки отсутствует циркуляция воздуха и газов:

  1. Сверху дрова, уголь, пеллеты или другой используемый материал прикрываются распределителем воздуха, который поднимается при загрузке. Таким образом, горящие дрова в котле верхнего горения лежат в зоне с малым количеством воздуха, из-за чего генерируются горючие пиролизные газы.
  2. При этом пламя обтекает диск, закрывающий топливо, и вырывается за его края в пространство между распределителем и стенками котла, где горючие вещества из газов сгорают.
  3. Затем дымовые отходы протекают между стенками котла и цилиндрической камерой подогрева воздуха и удаляются через дымоотвод.

Сырье для котлов верхнего горения

Твердотопливные котлы с верхней загрузкой длительного горения долго жгут за счет пиролиза, то есть разложения и частичной газификации органического топлива при нагреве. Для продуктивной работы нужно закладывать органическое сырье с большим выходом летучих веществ: дрова, древесные продукты и отходы, бурый уголь. Сейчас на рынке представлены котлы длительного горения с верхним горением, позволяющие сжигать кокс и каменный уголь.

Из-за дефицита воздуха, требуемого для открытого сгорания, но достаточной температуры для поддержания пламени, заложенный материал обугливается и выделяет горючую летучую смесь из угарного газа, углеводородов, азота, водорода и первичного воздуха. Таким образом, летучая смесь из продуктов сгорания не уходит в атмосферу, а разлагается на прогорающие компоненты, выделяя дополнительную тепловую энергию.

Рекомендуется использовать топливо крупной фракции, которое на практике горит не только сверху. Кроме того, его влажность не должна превышать 25-30%.

Котлы нижнего горения с верхней загрузкой тоже используют пиролиз для повышения КПД, однако у них топливо укладывается на колосник и горит снизу.

Преимущества

В сравнении с другими типами котельных агрегатов котлы верхнего горения на твердом топливе отличаются следующими достоинствами:

  • высокий коэффициент полезного действия (80%+);
  • простота обслуживания;
  • повышенная пожаробезопасность;
  • совместимость с разными типами топлива;
  • внушительные промежутки между загрузками топлива;
  • большой эксплуатационный ресурс;
  • автономная работа при минимальном оснащении электроникой.

Ключевыми недостатками этого оборудования является зависимость от температуры воздуха. Если он попадает в камеру недостаточно прогретым, образуется конденсат, чреватый коррозией. Правда, этот момент менее страшен котлам верхнего горения с верхней загрузкой, у которых камеры отлиты из чугуна.

Назначение

В зависимости от расчетной мощности, габаритов и технических характеристик, такой твердотопливный агрегат подходит для отопления объектов и жилого, и административного, и производственного назначения. Это оборудование упрощает обслуживание крупных систем отопления, работающих на постоянных настройках. По этой же причине имеет смысл купить котел верхнего горения для частного дома, если позволяет бюджет. В таком случае надо будет настроить оптимальную скорость подачи воздуха и загружать топливо раз в 2-3 дня. Для отопления среднего частного дома в российских климатических условиях, как правило, подходят агрегаты мощностью в 95 КВт.

Как заказать у нас?

Чтобы приобрести котел верхнего горения у нас, достаточно заполнить форму заказа. Остались вопросы? Не стеснитесь и задавайте их нашим квалифицированным специалистам по номеру: +7 (812) 947-69-80. Наши консультанты всегда будут рады помочь Вам определиться с выбором. Также Вы можете отправить Ваш вопрос на адрес электронной почты или заказать бесплатный обратный звонок с сайта.

Принцип работы твердотопливных котлов

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы. Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания. Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс . Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха. Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель. Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла.

  • Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов плюс углекислоты.
  • Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
  • Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
  • Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
  • Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

  • Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
  • Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
  • Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
  • Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов.

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств. Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной . Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам. Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

Ссылка на основную публикацию