Тема твердотопливных котлов является сегодня крайне актуальной, поскольку отопление частного дома твердым топливом остается одним из наиболее доступных и экономически выгодных способов обогрева в Украине. Кроме того, благодаря современным инженерным решениям эффективность и комфорт использования таких котлов достигли принципиально нового уровня. Поэтому, рассмотрим, благодаря чему современные твердотопливные котлы демонстрируют действительно высокий коэффициент полезного действия (КПД), а также проанализируем их конструкцию и внутреннее строение.
Строение твердотопливного котла длительного горения
Принцип работы твердотопливного котла в целом похож на функционирование обычного дровяного котла: топливо, например дрова или уголь, сжигается для нагрева теплоносителя (обычно воды), который циркулирует системой отопления. Однако конструкция современного твердотопливного котла с высоким коэффициентом полезного действия позволяет значительно продлить время горения одной закладки топлива. Все это становится возможным благодаря тому, что конструкция котла длительного горения охватывает ряд инженерных решений, которые повышают его эффективность:
- Развитый теплообменник.
- Водоохлаждаемые колосники.
- Форсунки для точечной подачи воздуха в топку, обеспечивающие равномерное горение.
- Подвижный рушт (рычаг для встряхивания колосников).
- Приборы автоматизации процесса горения. Блок управления и вентилятор наддува, позволяющие настраивать интенсивность работы котла.
Эти элементы помогают оптимизировать процесс горения, повысить эффективность теплообмена и обеспечить длительную и равномерную работу котла.
Давайте подробнее рассмотрим каждый из пунктов, чтобы лучше понять конструкцию и особенности твердотопливного котла.
Развитый теплообменник (водяные полки)
Водяные полки - это горизонтальные или вертикальные ответвления водяной рубашки, основная задача которых - эффективно отводить тепло от исходящих дымовых газов.
Конструкция теплообменника в котлах разных производителей может включать двух-, трех- или четырехходовые системы полок. Благодаря этому температура дымовых газов снижается до 120-180 градусов (в зависимости от количества полок). Для сравнения, в обычных твердотопливных котлах без такой развитой конвекционной системы температура дымовых газов часто достигает 350-400°C. То есть, если котел не оснащен водяными полками, большая часть тепла выводится в трубу, что приводит к значительным потерям энергии, а значит, денег на топливо.
Водяные полки могут быть выполнены как плоские пластины или круглые трубы. Трубы обеспечивают лучший теплообмен, но их обслуживание требует больше времени для чистки. Для некоторых владельцев котлов дополнительные 10-15 минут на еженедельную очистку труб могут стать значительным недостатком.
Водяные полки являются стандартом для твердотопливных котлов среднего и премиум-класса. Однако такое строение имеет и минус - повышенную цену. Для увеличения площади теплообмена нужен дополнительный металл и время на изготовление, что увеличивает стоимость котла. Поэтому в более дешевых моделях полок может не быть или же могут использоваться упрощенные жаротрубные системы. В таком случае принцип остается тем же, однако площадь теплообмена значительно уменьшается.
Водоохлаждаемые колосники. Как устроены
Принцип работы котла на твердом топливе предусматривает наличие колосниковой решетки, на которой и осуществляется процесс горения. Однако в котлах длительного горения применяются не стандартные чугунные решетки, а цельнотянутые бесшовные стальные трубы, заполненные теплоносителем, получившие название водяных колосников. Эти трубы буквально встроены в водяную рубашку котла, что решает сразу две проблемы:
- Увеличение срока службы колосников, поскольку они охлаждаются теплоносителем и меньше подвергаются воздействию термических ударов.
- Улучшение эффективности теплообмена, поскольку тепло, выделяемое в нижней части топки, используется более эффективно.
Относительно долговечности водяных колосников существуют споры, но все сомнения можно легко опровергнуть с помощью простых физических принципов: пока в котле есть теплоноситель, никакое прогорание колосников невозможно.
В целом водяные колосники в конструкции твердотопливного котла стали обычным явлением. Они встречаются в 50% случаев в котлах среднего ценового сегмента и в 100% в премиум-классе. Такая уверенность производителей в надежности и пользе водяных колосников только подтверждает их эффективность, ведь каждый хочет, чтобы его котел был лучшим и, соответственно, популярным среди потребителей.
Форсунки
Форсунки в твердотопливном котле - это специальные каналы в камере сгорания, через которые подается воздух для улучшения процесса горения. Воздух, подаваемый под давлением через эти форсунки, способствует более эффективному горению топлива (дров, угля, брикетов и т.д.) и их полному догоранию. Это не только повышает КПД котла, но и уменьшает количество вредных выбросов. Особенно полезно это для топлива низкого качества, например, с повышенной влажностью.
Форсунки для зонной подачи воздуха в топке являются особенностью премиуммоделей твердотопливных котлов, которые оснащены автоматикой и вентилятором наддува.
Рычаг для встряхивания колосников
Рычаг для встряхивания колосников, также известный как механизм шуровки или шуровочная колосниковая решетка, - это устройство, которое позволяет периодически встряхивать колосниковую решетку твердотопливного котла, очищая ее от слежавшегося топлива.
Принцип работы этого механизма заключается в том, что колосниковая решетка совершает возвратно-качательные движения с помощью рычага. Во время встряхивания более крупные куски топлива разбиваются на более мелкие части, а мелкие частицы выпадают через отверстия решетки в зольник, находящийся под ней, обеспечивая таким образом лучший приток воздуха к очагу горения.
Механизм шурования улучшает автономность работы котла и удобство его обслуживания. Важно отметить, что это устройство применяется только при сжигании угля.
Автоматика твердотопливного котла
Принцип работы твердотопливного котла длительного горения направлен на максимизацию КПД, поэтому его невозможно представить без наличия автоматики. Под «автоматикой» понимается совокупность устройств и схем, обеспечивающих автоматическое управление температурой теплоносителя и контроль за режимами работы котла.
Основные функции автоматики:
- Регулирование подачи воздуха. Управление заслонками и вентиляторами для оптимизации подачи воздуха в зависимости от текущего режима горения.
- Регулирование мощности. Поддержание нужной температуры горения путем корректировки интенсивности процесса.
Благодаря автоматизации обеспечивается не только повышенная безопасность и эффективность работы котла, но и экономия топлива и упрощение процесса управления.
Конструкция твердотопливного котла позволяет устанавливать как дешевую механическую автоматику, так и более сложную электронную, причем оба варианта могут быть использованы на котлах разного ценового диапазона.
Итоги: так ли важно строение твердотопливного котла?
Современные твердотопливные котлы с высоким КПД обеспечивают новый уровень эффективности и комфорта в отоплении дома и значительно отличаются от моделей-предшественников. Благодаря новейшим конструктивным решениям и автоматизации процессов горения, эти котлы способны обеспечить максимальный КПД, минимизировать тепловые потери, создать комфортный уровень обогрева и реже его обслуживать.
Снова подчеркнем: принцип работы твердотопливного котла длительного горения заключается не в увеличении размера топки и добавлении двух ведер угля вместо одного, а в достижении максимальной эффективности с одного ведра топлива, минимизируя выбросы тепла в дымоход.
Сочетание современных технологий позволяет котлам на твердом топливе достигать КПД 86-88%. Хотя это и нельзя сравнить с газовыми или электрическими системами по эффективности, такие котлы значительно выигрывают по цене.
Сейчас на рынке все чаще встречаются котлы, которые пытаются удовлетворить все ценовые категории клиентов. Такие модели могут иметь современную конструкцию, включающую водяные полки, колосники и автоматику, но с урезанными характеристиками - например, всего две полки, которые не позволяют дыму полностью отдать тепло, или вместо полок только несколько труб. Также могут быть сбережения на утеплителе, толщине стали, автоматике и тому подобное. Да, они действительно будут дешевле, однако такая экономия нивелируется уже в конце первого отопительного сезона. Поэтому важно тщательно проверять детали конструкции котла, поскольку это влияет на комфорт, удобство использования, долговечность и эффективность. К тому же сегодня на рынке существует огромный выбор моделей и выбирать есть из чего.
В итоге следует сказать, что лучше всего при выборе твердотопливного котла выбирать проверенного производителя. Тем более, что на рынке Украины есть не один проверенный годами бренд (включая отечественные), который выпускает качественное сертифицированное оборудование и предоставляет на него гарантии, такие как Marten, Craft, Retra и др. Советуем ознакомиться с каталогами их продукции, а сделать это можно на сайте heathub.pro.