Твердотопливные котлы: виды, особенности, преимущества и недостатки.
Твердотопливные котлы становятся все больше и больше востребованы у жителей Украины. В связи с резким подорожанием газа и очень большой ценой на подключение к газовым коммуникациям интерес к таким котлам только все больше возрастает, и не только в той местности, где нет возможности, подключится к сетям газовых организаций, но и где газовые магистрали уже подведены. Топливом для твердотопливных котлов являются: дерево и все отходы его обработки, бурый и каменный уголь, брикеты, шелуха подсолнечника, опилки, щепки и т.п. Такие котлы могут использоваться как для отопления помещений, так и для нагрева воды.
На рынке сейчас много твердотопливных котлов импортного или украинского производства, стальных или чугунных, с контуром горячего водоснабжения или без него. Все твердотопливные котлы по принципу своей работы можно условно разделить на три больших группы:
- традиционные твердотопливные котлы;
- пиролизные твердотопливные котлы или газогенераторные;
- котлы длительного горения.
Первая группа, так называемые классические твердотопливные котлы. Они имеют чугунный или стальной теплообменник, топка находится в нижней части котла. Т.к. горение топлива происходит всё время в одном месте, материал топки подвержен постепенному выгоранию. Для предотвращения выхода котла из строя, приходится делать его из хрупкого чугуна, или из толстой жаропрочной стали. Для многих покупателей недостатками традиционных твёрдотопливных котлов является их частое обслуживание для загрузки топлива и невозможность точного регулирования мощности, что приводит к тому, что котёл всегда работает на 50-70% своей тепловой мощности. Соответственно топлива расходуется больше, чем нужно на требуемый момент, КПД таких котлов - низкий. Выход из этого положения - теплоаккумулирующий бак. Но у традиционных твердотопливных котлов есть и свои преимущества: энергонезависимость, всеядность, невысокая цена, невысокие затраты на обвязку котла. Основным важным составляющим твердотопливного котла является теплообменник, срок службы качественного теплообменника при правильном использовании может превышать 15 лет.
Вторая группа – пиролизные котлы. Котел состоит из двух, размещенных одна над другой камер. Верхняя камера предназначена для загрузки и пиролиза топлива, здесь при температуре до 200°С происходит просушка и тление дров и в средней части этой камеры при ограниченной подаче воздуха происходит термическое разложения топлива с выделением пиролизного газа. Пиролизный газ смешивается с горячим воздухом и проходит через форсунку в нижнюю камеру, где и происходит
процесс сжигания пиролизного газа. Пиролизный котел отличается характерным пламенем, схожим с пламенем газовой горелки или паяльной лампы и процесс его горения практически не оставляет сажи и золы. Температура горения в нижней камере может достигать 1200°С. Основным видом топлива для пиролизных котлов является древесина, желательно твердых пород.
Качественная работа пиролизного котла напрямую зависит от топлива, на котором он работает. Древесина, пеллеты, топливные брикеты, бурый уголь обладают большим выходом летучих веществ, а потому являются наиболее эффективными. Для лучшего сжигания пиролизных газов до форсунки подается воздух. Большой диапазон регулировки мощности при высокой эффективности сгорания дает высокую комфортабельность, аналогичную при обслуживании газовых котлов.
За счет того что горение идет сверху вниз и основной теплообменник находится в нижней части, происходит максимальная теплопередача и нагрев теплоносителя. Пиролизные твердотопливные котлы в несколько раз эффективнее обычных. Особым преимуществом пиролизных котлов является их время работы от одной загрузки до полного выгорания. При сравнении с другими твердотопливными котлами эта разница составляет порядка 1.5 – 2 раза.
Пиролизные котлы используются для отопления помещений, а многие и для подогрева горячей воды. Максимальную мощность и меньшие затраты на топливо можно получить при влажности дров около 20%, так как для такого типа котлов важна влажность топлива, которая должна быть не более 20-35%, поскольку водяной пар, выделяющийся из дров при просушке, будет препятствовать горению. Эффективность пиролизных котлов достигает 92%.
Третья группа – котлы длительного горения. Твердотопливные котлы бывают с ручной и с автоматической загрузкой топлива. Котлы с автоматической подачей топлива – пеллетные котлы. Твердое топливо, прессованная и гранулированная древесина, используется для этих котлов в виде гранул - пеллет, которые загружаются в специальный бункер и уже оттуда подаются в котел по мере необходимости. Эти котлы имеют очень высокий уровень автоматизации и соответственно - высокий КПД. К ним можно не подходить долгое время, поэтому их часто причисляют к котлам длительного горения. Основное удобство – автоматизация, они стабильно поддерживают заданную температуру и при необходимости, могут работать без вмешательства человека, стоит лишь заправить бункер топливом. Котел самостоятельно с помощью шнека подсыпает в зону горения необходимое количество топлива. Розжиг этого вида котлов также автоматический. Время горения котла зависит исключительно от емкости бункера. Самые дорогие модели таких котлов комплектуются пневмоподачей топлива из хранилища. Для таких котлов топливо завозится один раз в сезон, далее весь процесс происходит в автоматическом режиме. Этот тип котлов рассчитан на отопление, хотя некоторые модели имеют функцию нагрева воды. Эффективность пеллетного котла около
90%.
Следующими представителями котлов длительного горения – котлы верхнего горения. В этих котлах в виде топлива используются преимущественно дрова и опилки, но также можно сжигать и уголь в смеси с торфом, опилками или дровами. Время горения этих котлов составляет от 12 часов до двух суток на дровах. Горение в этих котлах происходит сверху вниз, при этом топливо может не гореть открытым пламенем, а тлеть. Но нужно понимать, что дольше процесс горения топлива, значит и энергии за один определенный промежуток времени выделяет меньше, а 3-5 суток горения, о которых говорят, конечно, приятно, но речь, как правило, идёт о продолжительности работы на минимальном режиме и большом размере загрузочной топки. Стоит уточнять, насколько хватит запаса топлива при номинальной работе. Такие котлы хорошо зарекомендовали себя для сжигания древесины. Из недостатков этих котлов, необходимость заново разжигать котёл при новой загрузке топлива, дозагрузка котла в процессе горения невозможна.
Главным преимуществом твердотопливных котлов длительного горения является, возможность обслуживание котла ну один раз в сутки при работе на дровах естественной (около 30%) влажности, один раз в трое суток при работе на прессованных пеллетах, раз в 4-7 дней при работе на угле (по утверждениям производителей). К недостаткам, названным выше, можно еще добавить сложную схему обвязки котла и цену на комплектующие. Правильно обвязать его, как и любой другой котел, может только специалист, да и стоимость обвязки получается не дешёвая. Цена на такие котлы ниже, чем у пиролизных котлов, но гораздо выше, чем цена на традиционные твердотопливные котлы.