Твердопаливні котли: види, особливості, переваги і недоліки.
Твердопаливні котли стають все більш і більш популярні у жителів України. У зв'язку з різким подорожчанням газу і дуже великою ціною на підключення до газових комунікацій інтерес до таких котлів тільки все більше зростає, і не тільки в тій місцевості, де немає можливості підключиться до мереж газових організацій, але і де газові магістралі вже підведені. Паливом для твердопаливних котлів є: дерево і всі відходи його обробки, буре та кам'яне вугілля, брикети, лушпиння соняшнику, тирса, тріски і т.п. Такі котли можуть використовуватися як для опалення приміщень, так і для нагрівання води.
На ринку зараз багато твердопаливних котлів імпортного або українського виробництва, сталевих або чавунних, з контуром гарячого водопостачання або без нього. Всі твердопаливні котли за принципом своєї роботи можна умовно розділити на три великі групи:
- традиційні твердопаливні котли;
- піролізні твердопаливні котли або газогенераторні;
- котли тривалого горіння.
Перша група, так звані класичні твердопаливні котли. Вони мають чавунний або сталевий теплообмінник, топка знаходиться в нижній частині котла. Горіння палива відбувається весь час в одному місці, матеріал топки схильний до поступового вигоряння. Для запобігання виходу котла з ладу, доводиться робити його з крихкого чавуну, або з товстої жароміцної сталі. Для багатьох покупців недоліками традиційних твердопаливних котлів є їх часте обслуговування для завантаження палива і неможливість точного регулювання потужності, що призводить до того, що котел завжди працює на 50-70% своєї теплової потужності. Відповідно палива витрачається більше, ніж потрібно на необхідний момент, ККД таких котлів - низький. Вихід із цього становища - теплоакумулюючий бак. Але у традиційних твердопаливних котлів є і свої переваги: енергонезалежність, всеїдність, невисока ціна, невисокі витрати на обв'язку котла. Основним важливим складовим твердопаливного котла є теплообмінник, термін служби якісного теплообмінника при правильному використанні може перевищувати 15 років.
Друга група - піролізні котли. Котел складається з двох, розміщених одна над другою камер. Верхня камера призначена для завантаження і піролізу палива, тут при температурі до 200 ° С відбувається просушка і тління дров, і де в середній частині цієї камери при обмеженій подачі повітря відбувається термічне розкладання палива з виділенням піролізного газу. Піролізний газ змішується з гарячим повітрям і проходить через форсунку в нижню камеру, де і відбувається процес спалювання піролізного газу. Піролізний котел
відрізняється характерним полум'ям, схожим з полум'ям газового пальника або паяльної лампи і процес його горіння практично не залишає сажі та золи. Температура горіння в нижній камері може досягати 1200 °С. Основним видом палива для піролізних котлів є деревина, бажано твердих порід.
Якісна робота піролізного котла безпосередньо залежить від палива, на якому він працює. Деревина, пелети, паливні брикети, буре вугілля володіють великим виходом летких речовин, а тому є найбільш ефективними. Для кращого спалювання піролізних газів до форсунки подається повітря. Великий діапазон регулювання потужності при високій ефективності згоряння дає високу комфортабельність, аналогічну при обслуговуванні газових котлів.
За рахунок того, що горіння відбувається згори вниз і основний теплообмінник знаходиться в нижній частині, відбувається максимальна теплопередача і нагрівання теплоносія. Піролізні твердопаливні котли в кілька разів ефективніше звичайних. Особливою перевагою піролізних котлів є їх час роботи від одного завантаження до повного вигоряння. При порівнянні з іншими твердопаливними котлами ця різниця становить близько 1.5 - 2 рази.
Піролізні котли використовуються для опалення приміщень, а багато моделей і для підігріву гарячої води. Максимальну потужність і менші витрати на паливо можна отримати при вологості дров близько 20%, так як для такого типу котлів важлива вологість палива, яка повинна бути не більше 20-35%, оскільки водяна пара, що виділяється з дров при просушуванні, перешкоджатиме горінню. Ефективність піролізних котлів досягає 92%.
Третя група - котли тривалого горіння. Твердопаливні котли бувають з ручним і з автоматичним завантаженням палива. Котли з автоматичною подачею палива - пелетні котли. Тверде паливо - пресована і гранульована деревина, використовується для цих котлів у вигляді гранул - пелет, які завантажуються в спеціальний бункер і вже звідти подаються в котел в міру необхідності. Ці котли мають дуже високий рівень автоматизації і відповідно - високий ККД. До них можна не підходити довгий час, тому їх часто зараховують до котлів тривалого горіння. Основна зручність - автоматизація, вони стабільно підтримують задану температуру і при необхідності, можуть працювати без втручання людини, варто лише заправити бункер паливом. Котел самостійно, за допомогою шнека підсипає в зону горіння необхідну кількість палива. Розпал цього виду котлів також автоматичний. Час горіння котла залежить виключно від ємності бункера. Найдорожчі моделі таких котлів комплектуються пневмоподачею палива зі сховища. Для таких котлів паливо завозиться один раз в сезон, далі весь процес відбувається в автоматичному режимі. Цей тип котлів розрахований на опалення, хоча деякі моделі мають і функцію нагріву води. Ефективність пеллетного котла близько 90%.
Наступними представниками котлів тривалого горіння є котли верхнього горіння. У цих котлах у вигляді палива використовуються переважно дрова та тирса, але також можна спалювати і вугілля в суміші з торфом, тирсою або дровами. Час горіння цих котлів складає від 12 годин до двох діб на дровах. Горіння в цих котлах відбувається зверху вниз, при цьому паливо може не горіти відкритим полум'ям, а тліти. Але потрібно розуміти, що чим довше процес горіння палива, значить і енергії за один певний проміжок часу виділяється менше, а 3-5 доби горіння, про які говорять, звичайно, приємно, але мова, як правило, йде про тривалість роботи на мінімальному режимі і великому розмірі завантажувальної топки. Варто уточнювати, наскільки вистачить запасу палива при номінальній роботі. Такі котли добре зарекомендували себе для спалювання деревини. З недоліків цих котлів, необхідність заново розпалювати котел при новому завантаженні палива, дозавантаження котла в процесі горіння неможливе.
Головною перевагою твердопаливних котлів тривалого горіння є, можливість обслуговування котла один раз на добу при роботі на дровах природної (близько 30%) вологості, один раз на три доби при роботі на пресованих пеллетах, раз в 4-7 днів при роботі на вугіллі (за твердженнями виробників). До недоліків, названих вище, можна ще додати складну схему обв'язки котла і ціну на комплектуючі. Правильно обв'язати його, як і будь-який інший котел, може тільки фахівець, та й вартість обв'язки виходить не дешева. Ціна на такі котли нижче, ніж у піролізних котлів, але набагато вища, ніж ціна на традиційні твердопаливні котли.