Принцип работы котельной на угле

Основные виды и особенности угольных котлов

Твердотопливные отопительные устройства работают на длиннопламенном, каменном, буром угле, антраците и прессованных брикетах. Популярность оборудования связана с дешевизной монтажных работ, отсутствием необходимости составления проектных документов. Угольный котел может использоваться для обогрева, подачи ГВС или приготовления пищи при наличии варочной поверхности.

  1. Преимущества эксплуатации угольного котла
  2. Недостатки
  3. Основные виды котлов на угле
  4. Автоматические модели
  5. Пиролизные котлы
  6. Длительного горения
  7. Прямого сгорания
  8. Материалы для изготовления корпуса
  9. Стальные
  10. Чугунные
  11. Главные критерии подбора угольного котла
  12. Принцип действия угольных котлов
  13. Специфика монтажных работ
  14. Инструкция по эксплуатации

Преимущества эксплуатации угольного котла

Угольные котлы способны работать на одной закладке топлива до 2 суток

Современные автоматические и полуавтоматические модели отличаются рядом достоинств:

  • длительная работа на одной закладке топлива – от 24 до 48 часов;
  • экономичность расхода топливного материала – угля потребуется в 1,5 раза меньше дров и в 2-3 раза меньше пеллет;
  • возможность эксплуатации автоматического устройства на протяжении недели;
  • снижение себестоимости 1 кВт тепловой энергии;
  • экономичность – угольное топливо стоит на втором месте по дешевизне после газа;
  • КПД в зависимости от модели – от 55 до 90 %;
  • незначительное количество дыма при розжиге – в процессе работы он не заметен.

Для закладки в топку можно использовать дрова, бурые породы с теплотворностью от 4500 до 7000 кВт/кг и антрацит с теплотворностью от 7500 до 9500 кВт/кг.

Недостатки

При установке угольного котла нужно монтировать и утеплять дымоход

Выбирая твердотопливный агрегат, стоит обращать внимание на минусы его эксплуатации:

  • обустройство вентилируемой котельной по нормам пожаробезопасности;
  • трудозатраты на организацию дымохода;
  • необходимость сухого отсека для хранения угля;
  • риски засорения дымохода и возможность его прочистки только специальными установками и реагентами;
  • снижение мощности прибора в случае применения влажных угольных материалов;
  • энергозависимость котлов с принудительным типом тяги и автоматикой.

Применение дров и опилок сказывается на мощности агрегата – показатель падает на 25-30%.

Основные виды котлов на угле

Выбрать угольные отопительные приборы можно по принципу действия и по способу сжигания топлива.

Автоматические модели

Автоматический котел с бункером для угля

Для управления агрегатом задействует микропроцессор, подключенный к системе регулировки. Автоматические виды котлов работают на угле с фракциями до 50 мм, поддерживают длительное горение посредством вентиляторных нагнетателей. Продукты сгорания выводятся через тяговую систему. Загрузка топлива осуществляется автоматически через бункер при помощи шнекового транспортера. К особенностям оборудования с автоматикой относятся:

  • снижение себестоимости отопления – за 1 кВт тепла нужно заплатить от 50 до 80 коп в зависимости от региона;
  • экономичность расхода угля – в 1,5-2 раза меньше стандартных моделей;
  • эффективность – реальный показатель КПД составляет 80-90 %;
  • полное сжигание топлива на 3-4 день после закладки;
  • оснащение резервуаром, рассчитанным на 2-7 дней использования топлива.

Дым в автоматических приборах виден только в момент розжига.

Пиролизные котлы

Сравнение принципа работы обычного и пиролизного твердотопливного котла

Отличие пиролизного угольного котла заключается в системе длительного горения. Она реализуется посредством двух топок. В главной происходит сжигание угля, в дополнительной – дожиг пиролизных газов. Устройство работает следующим образом:

  1. Разжигание котла. Заслонку открывают полностью, затем при помощи небольшого количества сухих дров поджигают уголь с фракциями 0,5-2 см.
  2. Первичное горение топлива. Достаточно 15-20 мин.
  3. Перевод в режим пиролиза. Понадобится прикрыть заслонку и выставить режим.

Реакция пиролиза начинается по достижению температуры в топке 450-600 градусов.

Длительного горения

Загрузка следующей партии топлива возможна только при полном сгорании предыдущей

Конструкция оборудования осложнена теплообменником над топкой. От стандартных вариантов отличается и тип сжигания – уголь начинают воспламенять сверху. В сравнении с моделями прямого горения котлы отличаются:

  • экономичностью – топливный материал загружается в 2 раза реже;
  • использованием только сухого угля для предотвращения конденсата;
  • невозможностью дозаправки – рекомендованы слабоспекаемые породы;
  • выполнением повторной закладки только при полном сгорании первой.

Марка угольной породы указывается в инструкции производителя.

Прямого сгорания

Котлы прямого горения стоят дешевле, но имеют ниже КПД и выше расход топлива

Недорогие варианты, которыми можно отопить небольшой дом или дачу. Процесс горения происходит снизу, огонь постепенно распространяется по топке. Теплые воздушные массы двигаются вверх, нагревая теплообменник, а потом – водяной тип контура.

У моделей с прямым горением максимальный показатель КПД – от 70 до 75 %. Это объясняется медленной теплоотдачей нагретых воздушных масс и быстрым выводом их через дымоход.

Материалы для изготовления корпуса

Производители выпускают отопительные агрегаты в корпусах из различных материалов.

Стальные

Котлы твердотопливные в корпусе из стали

Недорогие варианты выполняются из тонких листов. Качественные котлы изготовлены из жаропрочного или высокоуглеродистого металла толщиной 4 мм. К преимуществам котлов в стальном корпусе относятся:

  • выдерживание колебаний температуры и давления;
  • простота транспортировки и монтажа;
  • ремонтопригодность – трещины обрабатываются сварочным аппаратом.

Недостатками аппаратов являются риски коррозии теплообменника, истончение и прогорание стенок, отсутствие возможности увеличения мощности.

Чугунные

Корпус изготовлен из чугуна, срок службы которого более 25 лет

Котел в чугунном корпусе изготавливается на основе литых пластин, соединенных болтовым способом. Стыки деталей обрабатываются жаростойким герметиком. Благодаря конструкции можно добавлять секции для повышения мощности. К преимуществам котельных установок относятся:

  • стойкость к коррозии;
  • длительная эксплуатация – около 50 лет;
  • теплоемкость за счет свойств чугуна и небольшого теплообменника;
  • ремонтопригодность – достаточно заменить или добавить секцию.

Минусы чугунного корпуса – растрескивание при температурных колебаниях, небольшой КПД и одноходовый теплообменник.

Главные критерии подбора угольного котла

Угольные котлы – оптимальный вариант для домов, где имеется индивидуальный тип теплотрассы. При покупке агрегата нужно учитывать несколько критериев:

  • Показатель КПД. У модификаций с прямым сгоранием он составляет 65-75%, с длительным сгоранием – от 78 до 84%, у пиролизных – от 85 до 92%.
  • Работа в автономном режиме. Полностью автономны только пиролизные устройства.
  • Время дозакладки топлива. Уголь в котлы прямого горения добавляют 1 раз в 6-10 часов. При наличии автоматического бункера в агрегаты длительного сгорания докладывают топливо 1 раз в 2 дня, в пиролизные – 1 раз в 4-7 дней. Модели без автоматики с длительным режимом дозаправляют через каждые 12-18 часов, с пиролизным дожигом – через каждые 24-30 часов.
  • Допустимая влажность топлива. Системы длительного сгорания совместимы с углем, влажным на 20-30%, прямого – на 30-50 %, пиролизные – на 7-15 %.

Для удобства управления и контроля температурного режима котлы оснащаются терморегуляторам, погодозависимыми устройствами, системами самоочистки.

Принцип действия угольных котлов

Схема работы твердотопливного котла

Стандартный котел на угле имеет вид цельного корпуса с облицовкой. Для снижения теплопотерь используется прослойка из теплоизолирующего материала.

На передней части находится три отсека с крышками защиты от проникновения дыма в комнату. Нижний отсек является зольником. На задней панели снизу располагается отверстие с регулировкой – оно создает естественную или принудительную тягу. Центральная камера – топка, куда закладывается уголь.

Для разделения нижнего и центрального отсеков, создания прямого тока воздушных масс и вывода продуктов сгорания используется колосниковая решетка. При реакции горения потоки теплого воздуха через трубы идут в верхний отсек и подогревают теплообменник. Нагретая вода по трубам направляется на обогрев и в ГВС. Параметры температуры выбираются цепочным регулятором или электронным механизмом.

Агрегаты с ручной регулировкой нужно закладывать 4-6 раз в сутки, поэтому проконтролировать температуру ночью проблематично. Автоматические котлы оснащаются вспомогательным резервуаром для топлива. От одной закладки угля могут работать до недели. Температура теплоносителя при этом не изменяется.

Специфика монтажных работ

Мощность котла в зависимости от площади дома

Установка котлов твердотопливного типа осуществляется без разрешения надзорных служб. Пользователям понадобится соблюсти несколько правил:

  • В жилом помещении агрегат лучше не ставить – будет выделяться пыль, копоть и сажа. Допускается монтаж в коридоре, ванной, на кухне, в санузле.
  • Для моделей с мощностью 60-150 кВт на основании СНиП 42-01-2002 нужна котельная объемом от 15 м3 и с высотой потолков от 2,5 м.
  • Системы дымоудаления и вентиляции организуются в обязательном порядке.
  • Котлоагрегаты с мощностью до 50 кВт ставятся на стяжку, больше 50 кВт – на индивидуальный бетонный фундамент с выступом от корпуса на 25 см.
  • Вентиляцию делают в виде приточного отверстия напротив котла. Также требуется решетчатая вытяжка.
  • Дымоход изготавливается из трубы с сечением 150-200 мм2. У него не должно быть изгибов, наклонов.
  • Обязка выполняется с помощью байпаса или трехходового клапана, выставленного на температуру воды 50-55 градусов.
  • Оптимальный параметр давления в контуре – 1 бар.

Обратка и подача гравитационной магистрали подводятся напрямую к котлу.

Инструкция по эксплуатации

В топку укладывают сначала бумагу, затем дрова и уголь

Инструкция по растопке и эксплуатации угольного агрегата прилагается к каждой единице. Вне зависимости от бренда-изготовителя существуют общие правила пользования котлом прямого горения:

  1. Растопить котел, забросив в топку немного угля.
  2. Уложить поверх породы бумагу и мелкую щепу.
  3. Зажечь бумагу. От нее пойдет огонь на дрова, потом на верхний слой угольного материала.
  4. После образования корки раздробить верхний слой кочергой. Это облегчит проникновение воздуха к нижнему пласту.

Дальнейшие работы предусматривают подкидывание угля, разбивку спекшихся кусков и удаление шлака.

Угольный тип котлов – экономичное решение для частного дома и коттеджа. Благодаря долгому горению топлива комфортная температура поддерживается несколько часов. Перед покупкой нужно обращать внимание на тип устройства и его характеристики.

Мощные промышленные угольные котлы – устройство и эксплуатация

Для обогрева помещений свыше 500 м², используют промышленные угольные котлы. При выборе котла, учитывают принцип работы и степень автоматизации. Во время проведения монтажных работ, соблюдают действующие СНиП и ППБ. Правильный подбор подходящего котла, обеспечит максимально комфортные условия эксплуатации.

Принцип работы промышленного котла, работающего на угле

Промышленные твердотопливные угольные котлы, предлагаемые отечественными и зарубежными производителями, отличаются внутренним устройством, конструкцией и используемым принципом работы.

Чтобы добиться минимального количества зольного остатка и максимальной теплоотдачи при сжигании угля, требуется создать определенные условия в топочной камере. Для горения требуется большое количество кислорода. Поэтому, в камере сгорания осуществляется монтаж колосников, важнейшей функцией которых является равномерное распределение воздуха в топке.

Конструкция промышленного котла на угле состоит из следующих элементов:

    Топочная камера – в пиролизных котлах установлено сразу две топки. В первой, происходит сжигание топлива, во второй, дожиг отходящих газов. Мощность и КПД угольных котлов промышленного назначения, благодаря процессу пиролиза, увеличивается на 15-30%.

Система дымоотведения – в конструкции присутствует вытяжной вентилятор, обеспечивающий полное удаление дымовых остатков из топки. Принудительное дымоотведение предотвращает попадание дыма в котельную и улучшает характеристики тяги.

Электророзжиг – розжиг промышленного котла на угле осуществляется с помощью электрической дуги и других способов. Наиболее эффективным является метод плазменного воспламенения пыли. В топочной камере присутствует оптический датчик, контролирующий наличие пламени. При затухании огня, подается сигнал на повторный розжиг.

Загрузка угля в котел – в зависимости от модели, закладка осуществляется автоматическим способом (посредством шнековой передачи) или вручную.

Контур – в конструкции предусмотрен контур отопления. Обеспечение ГВС осуществляется подключением бойлера косвенного нагрева.

  • Автоматика – работу автоматических и полуавтоматических котлов (ручная загрузка), полностью контролирует чувствительная автоматика. Контроллеры обеспечивают необходимую интенсивность подачи воздуха, следят за наличием пламени, нагревом теплоносителя.
    В конструкции предусмотрена система безопасности, предотвращающая закипание теплоносителя. Современные модели подключаются к GSM – модулям, дающим возможность управлять котлом дистанционно.
  • Устройство и принцип работы угольного котла, во многом напоминает обычную печь. Конструкция теплообменника претерпела модификации, для увеличения КПД и производительности. Был повышен объем загрузочной камеры, установлена автоматика. В результате изменений в конструкции и использования процесса пиролиза, удалось получить экономичный котел с высокой теплоотдачей.

    Промышленные котлы с автоподачей угля

    Автоматические промышленные угольные котлы отличаются от полуавтоматических аналогов принципом подачи топлива в камеру сгорания. Автоподача угля позволяет увеличить время автономной работы до нескольких месяцев. При условии своевременного заполнения бункера, работа котла не прекращается в течение всего отопительного сезона.

    Преимуществом полностью автоматических моделей является:

      Сокращение обслуживающего персонала. Весь процесс, начиная от розжига и заканчивая регулировкой интенсивности нагрева, контролирует автоматика. Подача топлива, удаление золы из топки, осуществляются автоматически.

  • Увеличение КПД – современные водогрейные промышленные котлы с автоматической подачей угля, полностью зависят от настроек автоматики. Контроллер сопоставляет показания термодатчиков и подбирает наиболее экономичный и производительный режим работы.
  • В качестве недостатка автоматических станций, можно выделить необходимость в использовании угля определенной фракции. Большие куски породы, заклинивают шнековую передачу, что приводит к остановке агрегата. Чтобы этого не произошло, используют дробилку угля, позволяющую получить необходимые размеры фракции.

    Промышленные котлы с ручной загрузкой угля

    Водогрейный промышленный угольный котёл с ручной загрузкой, не настолько прихотлив к размерам фракции угля, как полностью автоматический аналог. За работой устройства также следит контроллер, управляемый микропроцессором. Преимуществом данной конструкции является:

      Возможность использования угля любых фракций и сортов.

    Простая конструкция, обеспечивающая КПД промышленного угольного котла до 88%.

    Большой объем топочной камеры, гарантирующий длительный период работы от одной закладки топлива.

  • Меньшая стоимость, по сравнению с полностью автоматическими станциями.
  • У полуавтоматических котлов существует несколько недостатков:

      За сезон, потребуется вручную загрузить в топку несколько десятков тонн топлива.

  • В результате загрузки, появляется большое количество угольной пыли, оседающей на стенках и полах котельной.
  • Выбор промышленного котла на угле

    Экономичные угольные котлы отопления выпускают несколько отечественных и зарубежных компаний. При выборе подходящей модели, учитывают несколько технических характеристик:

      Принцип работы – классические котлы, использующие обычное сжигание топлива, достаточно неэкономичны, что особенно заметно в промышленном применении. Пиролизные агрегаты обеспечивают экономию в 30%.

    Автоматизация процесса горения – полуавтоматические станции загружаются углем вручную, в полностью автоматических конструкциях, предусмотрена шнековая подача фракций в топочную камеру.

  • Страна производитель – импортные котлы изготавливают компании Defro, Viessmann, OPOP и т.п. Немецкие, чешские и польские станции считаются лучшими в своем классе, но и стоят в 2-3 раза дороже российских аналогов. Отечественные промышленные водяные котлы, работающие на угле, предлагают несколько компаний. Модельный ряд представлен моделями «Ямал», «Буржуй», «Прометей».
  • Производство промышленных угольных котлов включает изготовление классических и пиролизных моделей, работающих в полуавтоматическом режиме и использующих полностью автономную загрузку топлива. Чтобы подобрать станцию, оптимально подходящую по характеристикам к отапливаемому зданию, стоит обратиться за квалифицированной консультацией.

    Правила эксплуатации угольного котла большой мощности

    Все промышленные котельные должны соответствовать высоким требованиям безопасности. Нормы затрагивают:

      Размеры и другие характеристики помещения, в котором устанавливается теплогенератор.

    Организацию хранения угля.

  • Соблюдение техники безопасности во время эксплуатации котла.
  • Документы для ввода в эксплуатацию предоставляются производителем. Все котлы проходят обязательную регистрацию в Ростехнадзоре. Перед началом использования, выполняется экспертиза безопасности. После выполненной проверки, дается разрешение на ввод в эксплуатацию. В технической документации ставится соответствующая отметка.

    Требования к помещению промышленной угольной котельной

    Монтаж котла допускается в промышленном помещении, соответствующем следующим требованиям:

      Стены и пол котельной облицован негорючим материалом.

    Присутствует приточно-вытяжная вентиляция.

    Есть естественное и искусственное освещение.

    Помещение достаточно просторное, чтобы вместить сам котел, систему водоподготовки, насосное оборудование, водораспределительную рамку и остальное оборудование.

  • В котельной устанавливают систему противопожарной сигнализации.
  • При подключении котла и монтаже дымохода, соблюдают правила, касающиеся противопожарных разделок.

    Нормы организации хранения угля

    Расход угля для средних регионов России (помещение в 500 м²), составит около 7 тонн в месяц. Для северных широт, затраты превысят данный показатель в 2-3 раза. Соответственно, хранению топлива уделяют особое внимание. Существует несколько требований, предъявляемых к хранилищу:

      Автоматические котлы отгораживаются от топливного бункера перегородкой с высокой степенью огнестойкости. Минимальное расстояние 1 м. Система подачи угля снабжается противопожарными устройствами.

    Промышленные тепловые котельные установки на угольном топливе с ручной подачей, устанавливаются в отдельной комнате. Хранить топливо и горючие материалы в одном помещении с котлом, категорически запрещается.

    Хранилище оборудуют противопожарными датчиками. Устанавливают сигнализацию.

  • Обязательно проведение влажной уборки, не реже раза в месяц.
  • Главным требованием, предъявляемым к хранилищу, является обеспечение безопасной эксплуатации и предотвращение возгорания топлива, и угольной пыли.

    Техника безопасности при работе котла

    Нормы безопасности во время эксплуатации угольной котельной, направлены на предотвращение возникновения опасных ситуаций и раннего выхода из строя отопительного оборудования. Производители рекомендуют использовать следующие меры защиты:

      Система подготовки воды – снижение концентрации кальциевых осадков в теплоносителе, предотвращает ранний выход из строя теплообменника. Обязательным является установка угольного фильтра. В замкнутых системах отопления, систему фильтрации заменяют несколько раз. Первый – спустя несколько дней эксплуатации, второй – по мере загрязнения фильтра.

    Высокотемпературные промышленные водогрейные угольные котлы большой мощности с ручной загрузкой, топят исключительно топливом, указанным в инструкции по эксплуатации. Допускается использование дров. При сжигании последних, убираются колосники из топочной камеры.

  • Автоматические промышленные котлы отопления на угле длительного горения, работают на угле типа эко горошек, с максимальной фракцией 25 мм. Система безопасности является обязательной. При перегреве теплоносителя, автоматика прекращает подачу топлива. Система безопасности сбрасывает лишнее давление из контура отопления.
  • Обслуживание проводят по мере надобности, но не реже 2 раз в течение отопительного сезона. Одинаковые требования безопасности распространяются на все твердотопливные котлы.

    Угольные автоматические котлы

    Угольные автоматические котлы для отопления частного дома

    В районах, где использовать в качестве топлива уголь экономически выгодно и его доступность не вызывает сомнений, сдерживало распространение угольных котлов боязнь превратиться в кочегара, постоянно подкидывающего уголь в топку. Появление современных котлов, где уровень развития автоматики может избавить пользователя от обслуживания котельного оборудования увеличил интерес к этим агрегатам.

    Принцип работы автоматических угольных котлов

    В устройстве и принципе действия современных автоматизированных котлов важно разобраться даже не имея интереса, ведь эти знания помогут определиться с моделью. Для того, чтобы угольный котел и основанная на нем система обогрева и ГВС могли работать длительное время автономно, безопасно и экономически эффективно должны быть автоматизированы следующие процессы:

    • загрузка порций угля или другого топлива;
    • уборка золы из зоны горения в накопитель;
    • подача воздуха от вентилятора наддува к горелке должна регулироваться;
    • температура в разных комнатах соответствовала заданной;
    • теплый пол нагрет как задано;
    • горячая вода доступна во всех точках разбора;
    • циркуляционные насосы и смесительные клапана правильно направляют теплоноситель и теплую воду.

    Функция пользователя состоит в выборе режима работы (установка приоритета или расписания), либо температуры теплоносителя, либо температуры в каждой комнате. Динамические процессы, зависящие от смены погоды, расхода воды, количества и качества топлива, поступления воздуха отлеживаются и интерпретируются процессором. Полный набор опций автоматического угольного котла стоит дорого, поэтому часто автоматизируют только наиболее трудоемкие процессы: загрузку топлива и наддув воздуха.

    Принцип работы самого котла не изменился: через поддувало кислород поступает в горящий уголь, поддерживая горение, отработанные газы уходят в дымоход. Тепловая энергия разогревает теплоноситель, находящийся в емкости вокруг горящего угля, и носитель по трубам уходит к радиаторам. Отдав тепло жидкость возвращается в котел для разогрева.

    Варианта горения угля два

    1. Классический. Уголь сгорает, а пиролизные газы уходят в атмосферу.
    2. Пиролизный. Отводящиеся газы насыщают кислородом и дожигаются, повышая тем самым КПД котла и увеличивая время прогорания одной порции угля минимум в два раза, но и стоимость пиролизных моделей также минимум в два раза выше.

    Конструктивно котел тоже традиционен. При классическом горении угля одна топка, уголь горит на колосниках, снизу подается воздух естественным путем. Его уровень регулирует дверца поддувала, отводящиеся газы регулируются заслонкой дымохода. Корпус котла, он же емкость с теплоносителем, окружает горящий уголь. При пиролизном варианте над классической топкой размещается система принудительной подачи воздуха для дожигания газов и твердых частиц в них, поэтому хорошо работающий такой котел не дымит.

    Реализаций угольных котлов с разным уровнем автоматизации на рынке множество.

    Система подачи топлива

    Самым трудоемким и достаточно грязным делом при эксплуатации угольных котлов с автоматической подачей является загрузка в него топлива. Автоматизировав этот процесс, уже можно обеспечить себе наполнение бункера не чаще чем раз в неделю. Если же бюджет позволяет автоматизировать подачу угля в бункер котла из сезонного склада, это сделает жизнь в доме комфортной весь отопительный период.

    В угольных котлах получили две разновидности конструкций системы автоматической подачи угля: шнековая и барабанного типа.

    Бункер с углем для загрузки пиролизного (а часто и классического) котла установлен сбоку котла. В низу короб оснащен шнеком, который вращается электродвигателем по команде компьютера при работе в автоматическом режиме или от кнопки – в ручном. Продолжительность работы двигателя задает компьютер определяя тем самым порции угля, загружаемого в котел. Одновременно включается наддув для управления процессом горения.

    Котел с такой автоматизацией сохраняет высокий КПД при колебаниях номинальной мощности от 30% до 100%, с заполнением бункера до 1 раза в неделю, эффективно отрабатывая изменения погоды и установки пользователя. Заполнение бункера углем высокого качества (фракцией от 5 мм до 25 мм) в зависимости от модели необходимо раз в неделю.

    В котлах классического горения бункер с углем часто размещается над котлом и автоматическая загрузка происходит с помощью барабана (вращающегося колосника). Он, вращаясь вокруг собственной, оси поставляет порцию твердого топлива в топку. После прогорания шлак и зола падают в накопитель. В этом случае требования к топливу ниже, а конкретных конструктивных решений для автоматизации таких котлов много.

    Удаление золы

    Вторая неприятная процедура после загрузки угля в бункер — это удаление шлака. Спекшейся корки и очистка от золы накопителя. Если котел не завязан транспортером с сезонным складом топлива, желательно, чтобы обе процедуры происходили с одинаковым циклом – один раз в неделю. Модели с самоочисткой все равно требуют внимания, но уже каждые 4-6 недель.

    На количество золы в накопителя впрямую влияет такое качество угля как зольность. Котлы прямого горения не слишком требовательны к качеству топлива и могут топиться даже бытовым мусором. Но золоудаление придется делать чаще, а заявленные характеристики может дать на угле с влажностью ниже 30% и зольностью меньше 25%.

    Пиролизные котлы кроме пониженной влажности до 20% а также зольности меньше 15% требуют и определенного размера фракций угля от 5 мм до 25 мм. Отклонение от этих требований снижает характеристики агрегата и увеличивает количество золы. Часть не сгоревшего угля может быть использована вторично после просеивания золы накопителя

    Автоматический розжиг котлов при помощи жидкостей. Удаление из их накопителя золы не вручную и самоочистка горелок. Могут быть предложены как дополнительные опции к очень дорогим проектам котлов и достаточно редки. Рассчитывать на систему самоочистки в угольных моделях, в отличие от пеллетных, не стоит.

    Отзывы о бытовых угольных котлах с автоматической подачей

    Преимущества Недостатки
    Правильно автоматизированный процесс горения позволяет углю прогорать почти в три раза медленнее дров или пеллет. Стоимость бюджетных котлов с набором простейших опций близка к стоимости угольных котлов длительного горения от ведущих производителей или вполне оснащенных газовых агрегатов высшей ценовой категории.
    Такие котлы требуют минимум вмешательства со стороны человека, одной загрузки угля при самых небольших бункерах достаточно для работы на протяжении 3-5 дней, в случае с объемными бункерами – до 1-3 недель или целого отопительного сезона, если осуществляется дополнительная автоматическая подача топлива в бункер из внешнего хранилища. Бункеры автоматических угольных котлов редко герметично изолированны от внешней среды, иногда даже не оснащены крышкой. Поэтому для объем угля заполненного бункера издает стойкий запах. Желательно и вовсе отдельно стоящее хранилище топлива и котельной от жилого дома. Дым, угольная пыль, запах загрязняют окружающее пространство.
    Управление и конструкция котлов даже с крайне продвинутой автоматикой интуитивно понятны, а устройство обычных котлов мало отличается от печки. Все автоматические угольные котлы исключительно энергозависимые, то есть для работы требуют подключения к электросети.
    Угольные котлы всеядны, даже пиролизные, в случае необходимости, могут сжигать любое твердое топливо, но КПД и мощность в таком случае несут значительные потери (КПД на 20%, мощность до 20%-40% от номинала). Зависимость от качества угля, например, топливо большой фракции попросту не сможет транспортироваться в топочную камеру и заблокирует систему подачи.
    На базе автоматического угольного котла можно создать полностью автономную систему отопления, особенно при наличии альтернативных источников электроэнергии.

    На что обратить внимание при выборе

    В таблице ниже мы привели основные эксплуатационные характеристики автоматических угольных котлов, которые считаются нормой.

    Параметр Классический Пиролизный
    КПД 78%-84% 85%- 95%
    Заправка бункера До 5 дней 4-7 дней
    Влажность топлива 20%-30% 7%-15%
    Фракция угля 25 мм — 50 мм 5 мм – 25 мм
    Зольность До 25% До 15%

    Коэффициент полезного действия(КПД)— это отношение количества потребляемого топлива к количеству тепловой мощности выданного котлом, чем он выше, тем лучше. Мощность котла определяется расчетами для обогрева конкретного помещения. А также необходимым потреблением горячей воды, сам принцип расчета мы рассмотрим позже.

    После выбора основных характеристик прежде всего нужно обратить внимание на дополнительные свойства будущего агрегата. Наличие которых увеличивает комфорт и цену:

    • степень автоматизации оборудования (дополнительные опции от выгрузки золы до управления от мобильного телефона);
    • материал теплообменника (чугун долговечнее, сталь дешевле, легче и ремонтопригоднее);
    • объем камеры сгорания. Чем больше, тем реже включается подача топлива, издающая шум и потребляющая электроэнергию;
    • размер и устройство дымохода;
    • пожаробезопасность.

    Желательный набор свойств котла современный рынок готов обеспечить в полной мере, вопрос лишь в бюджете

    Расчет минимально необходимой мощности

    Правильный расчет мощности как правило позволит без волнений прожить любые морозы. И всегда иметь теплую воду в достаточном количестве. Минимально необходимая мощность рассчитывается из расчета 1 кВт на 10 м 2 отапливаемой площади для стандартного дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков не более 2,7 метра.

    По технологии для каждой комнаты расчет ведется отдельно. Но на практике часто суммарную площадь делят на 10 и умножают на 1 кВт. Затем добавляют потери и неточности расчетов для увеличения полученной мощности. На 20%, если планируется и контур ГВС, необходимо добавить еще 20% запаса.

    К примеру, стандартная мощность котла на отопление и ГВС при работе на площадь 150 м 2 может составить: (150х1)/10 = 15 кВт на отопление. Но необходим запас мощности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт запас на непредвиденные морозы, потери и неточности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт на ГВС. Минимально необходимая мощность котла в таком случае должна быть не менее 15 + 3 + 3 = 21 кВт.

    Перебор по мощности дает недогруз котла, но сохраняет возможности для расширения использования его в дальнейшем. Ошибка в нехватке мощности обещает потерю комфорта и неизбежную переделку системы отопления.

    Это во многом прикидочный расчет, можно для точного расчета привлечь теплотехника. Или самому опираясь на СНиП 2.04.01-85 пересчитать расход ГВС в соответствии с нормами. Но учесть запас прочности все равно придется. А на выборе конкретной модели такая смета скажется мало. Для частного дома до 400 м 2 в более, чем 90% случаев достаточно простого расчета, приведенного выше.

    Принцип работы угольного котла

    Использование автономного котельного оборудования имеет ряд особенностей, о которых неопытные хозяева могут попросту не знать. Например, с твердотопливными котлами, работающими на угле, может возникнуть масса вопросов, поскольку такие котлы отличаются довольно своеобразным поведением и характеристиками. О том, как топить котел углем, и пойдет речь в данной статье.

    Принцип работы угольного котла

    Чтобы разобраться, как правильно топить котел, нужно в первую очередь рассмотреть его устройство и понять, по каким принципам работает подобное оборудование. Устройство любого угольного котла включает в себя два основных отсека. Верхний отсек – это топка, в которой происходит процесс преобразования твердого топлива в тепловую энергию. Нижний отсек предназначен для сбора золы и шлаков, которые остаются после сгорания угля. Отсеки разделены решеткой из высокопрочного чугуна.

    В конструкцию котла может встраиваться достаточно сложная автоматика, которая дает возможность настраивать работу системы таким образом, чтобы тяга регулировалась самостоятельно, без необходимости постоянного вмешательства. При отсутствии автоматики котел работает за счет естественной циркуляции. Первая категория устройств гораздо более удобна, но и стоят они на порядок дороже простых котлов.

    Автоматика работает по очень простым принципам. Для обеспечения процесса горения котлу необходимо кислород, который при наличии автоматики подается за счет вентилятора. Увеличение количества кислорода в топке ускоряет процесс горения, а снижение интенсивности подачи воздуха приводит к обратному эффекту – топливо сгорает медленнее и выделяет меньше тепла.

    Температурный режим котла регулируется специальным датчиком, который позволяет программировать работу устройства. При достижении определенной температуры датчик отключает вентилятор, в результате чего скорость сгорания топлива снижается. Снижающаяся температура заставляет автоматику снова запустить подачу кислорода и возобновить активное горение.

    Выбор угля

    Чтобы иметь представление о том, как правильно топить котел длительного горения, нужно обязательно рассмотреть используемое для этого топливо. Уголь – это природный материал, в составе которого присутствуют углероды и негорючие элементы. Последние при сгорании становятся золой и прочими твердыми отложениями. Соотношение компонентов в составе угля может быть разным, и именно этот параметр вкупе с длительностью залегания материала определяет марку готового топлива.

    Существуют следующие марки угля:

    • Наименьший срок залегания среди всех марок угля имеет лигнит, отличающийся довольно рыхлой структурой. Этот материал рассматривать бессмысленно, поскольку для отопления частных домов он не подходит.

    Более древние отложения – это бурый и каменный уголь, а также антрацит. Наибольшую теплоемкость имеет антрацит, за ним располагается каменный уголь, и самым неэффективным является бурый уголь.Решая, каким углем топить котел, нужно оценивать характеристики конкретной марки сырья. Хороший уголь для отопления отличается довольно высокой теплоотдачей и длительным периодом полного прогорания – одна закладка топлива может гореть до 12 часов, что позволяет снизить количество закладок в сутки до двух. Наличие разных видов угля на рынке позволяет подобрать наиболее подходящий материал, в зависимости от финансовых возможностей.

    Удельная теплоемкость антрацита составляет около 9 тыс. ккал/кг. Это довольно большое значение – теплоемкость каменного угля почти в два раза ниже, а бурый уголь по эффективности ниже в три раза. Если учитывать эти параметры, то выбор наиболее подходящего топлива для отопления очевиден – но не стоит забывать, что за самый теплоемкий уголь для топки котла приходится платить гораздо дороже.

    Эксплуатация угольных котлов

    Если с устройством и принципом работы котла, а также с выбором подходящего угля все ясно, то остается лишь вопрос о том, как правильно топить котел углем. Это занятие имеет ряд правил, которыми нужно пользоваться, чтобы устройство было безопасным и достаточно эффективным для обеспечения отопительной системы необходимым количеством тепла.

    Подготовка к растопке

    Чтобы угольное отопительное оборудование было безопасным и эффективным, нужно обратить внимание на следующие моменты:

    1. Если котел или печь используется редко (например, сезонно), то перед использованием нужно убедиться в отсутствии кладочных трещин. Даже небольшие трещины в конструкции печи являются широким трактом для выхода угарного газа в помещение, где он может серьезно навредить присутствующим там людям. Чтобы избавиться от этой проблемы, все трещины перед тем, как растопить твердотопливный котел, нужно замазать смесью из песка и глины.
    2. Перед тем, как растопить котел углем, нужно осмотреть его визуально. Возле отопительного оборудования не должно быть горючих предметов. Внутренние поверхности конструкции нужно обязательно вычистить. Топку желательно протереть сухой тряпкой, чтобы сгорающая пыль не выделяла неприятный запах, который попадет в помещение.
    3. Угольные печи нужно протапливать несколько раз в день, причем длительность каждой растопки не должна составлять более двух часов. Для протапливания лучше всего подходит сухой уголь средней фракции.

    Для розжига угольного оборудования нельзя использовать различные горючие отходы и жидкости вроде керосина. Кроме того, в процессе горения печь должна находиться под присмотром, особенно если в доме есть животные или дети.

    Технология растопки угольного котла – как правильно топить

    Эксплуатация угольных котлов осуществляется по следующей технологии:

    1. В первую очередь в топку закладываются сухой растопочный материал – свернутая газета или бумага. Сверху кладется небольшой слой древесной щепы, а еще выше – маленькие дрова (например, березовые). Дрова лучше всего выложить шалашиком или в виде колодца, чтобы они лучше горели.
    2. Уложенная в топке бумага поджигается. Дверца котла закрывается, а поддувало – открывается. При помощи поддувала можно регулировать интенсивность горения – увеличение подачи кислорода напрямую влияет на скорость прогорания дров.
    3. Поверх полностью сгоревших дров, преобразовавшихся в тлеющую золу, укладывается слой небольшого угля. Толщина угольного слоя – около 15 см. При каждом открывании дверцы поддувало нужно полностью закрывать.
    4. После прогорания первого слоя угля прямо на него выкладывается еще один слой, но для него используется уже крупная фракция. Толщина основного топливного слоя должна составлять около 60 см. Перед закладкой новой партии топлива предыдущую лучше немного разворошить, чтобы повысить интенсивность движения воздуха и предотвратить спекание угля в один большой кусок.
    5. Низкокачественное топливо в процессе горения может коксоваться. Чтобы избежать этого явления, основной угольный слой желательно разбавлять небольшими прослойками дров – это даст котлу возможность нормально разогреться и обеспечить предельную теплоотдачу. Наличие прослойки, помимо всего прочего, еще и основательно упростит процесс очистки котла после сгорания топлива.

    Правильная растопка котла предполагает, что для прогорания бумаги и щепы используется естественная циркуляция, которая достигается при условии открытого зольника. За счет такого воздействия прогреется дымоход, а тяга будет увеличиваться постепенно, и в определенный момент нужно будет лишь закрыть зольник и включить вентилятор.Эта технология включает ряд довольно простых нюансов, и при их выполнении вопросов о том, как лучше топить котел углем, возникать не будет. Все эти тонкости очень легко запоминаются при постоянном использовании угольного оборудования, и соблюдать их в дальнейшем становится невероятно просто.

    Заключение

    Топить твердотопливный котел углем довольно просто. Знание о том, как правильно топить углем твердотопливный котел, включает в себя ряд правил, за соблюдением которых необходимо следить, и технологию взаимодействия с отопительным оборудованием.

    Автоматические и классические угольные котлы для системы отопления

    Угольные котлы относят к разряду твердотопливных. С их помощью можно обогревать дом углём или дровами. При этом современные модели устройств могут работать в автоматическом режиме. Автоматический угольный котёл самостоятельно контролирует процесс работы и обеспечивает эффективность сжигания топлива. Обычный котёл на угле работает без автоматики и даёт меньший КПД. Как устроены угольные котлы, и какие дополнительные устройства помогают им работать в автоматическом режиме?

    Угольные котлы: принцип работы

    Угольная печь или котёл предназначены для получения тепла сжиганием твёрдого топлива. Это тепло и расходуется на обогреве теплоносителя (воды или другого жидкого антифриза), который в дальнейшем поступает в трубы отопления. Обогрев углём отличается наибольшей теплоёмкостью среди других твёрдых энергоносителей (дрова, пеллеты). Его используют для сезонного отопления частных домов, а также для работы котельных, которые обогревают несколько помещений. Современная котельная для отопления жилого района чаще использует природный газ. Отопление углём популярно в небольших котельных, которые обогревают несколько домов, гаражей, мастерских или других помещений.

    Твердотопливный котел, способный работать на угле

    Примечание: При сжигании угля образуются угарные газы, температура которых варьируется около 1300ºC. Эффективность (КПД) работы классического угольного котла составляет всего 70%. Значительная часть тепловой энергии теряется из-за неполного сгорания газов. В усовершенствованных моделях котлов для отопления углём КПД работы — выше — 80 и 90%. В них топливо сгорает более эффективно с меньшим количеством дыма и сажи. Такие котлы получили название пиролизных.

    Пиролизные котлы

    В пиролизном агрегате — две камеры сгорания. В первой — горит уголь и образуются угарные газы, а во второй — сгорают сами газы (они «дожигаются», то есть содержащиеся в них несгоревшие частички окисляются и выделяют тепло). При этом дым на выходе из устройства не образуется. Таким образом, повышается КПД обогрева углём, обеспечивается полнота его сгорания и уменьшается его расход (а значит — затраты на отопление). В пиролизных котлах эффективность расхода энергоносителя составляет 90-92%. При этом они требовательны к влажности топлива (до 30%).

    Пиролизный котел, принцип действия

    Котлы длительного горения

    Кроме пиролизный устройств, для отопления углём используют котлы длительного горения. Их эффективность работы меньше пиролизных (80-85%), но лучше, чем классических угольных котлов. В котлах длительного горения воздух подаётся точно в зону пламени специальным поддувом. От количества воздуха, его температуры и скорости подачи зависит интенсивность сгорания топлива и температура теплоносителя.

    Твердотопливные котлы длительного горения

    Устройства длительного горения требовательны к качеству топлива (уголь должен быть сухим). В противном случае на трубах и скапливается сажа, что снижает КПД и выводит из строя автоматику.

    Обычные котлы для обогрева дома углём имеют минимумом автоматических контроллеров. Для их работы необходимо отдельное помещение — угольная котельная. Пиролизные агрегаты и устройства длительного горения оборудованы автоматикой. Она обеспечивает контроль работы и отсутствие угарных газов, что позволяет устанавливать их внутри бытовых помещений. Какая автоматика обеспечивает бесперебойную работу отопительных агрегатов?

    О твердотопливных котлах длительного горения

    Автоматические котлы: устройство и преимущества

    Примечание: Автоматический угольный котёл отличается от обычного наличием дополнительных приборов. Автоматические контроллеры освобождает человека от необходимости контроля, а также увеличивают КПД и уменьшают расход угля и количество образующейся золы.

    Что делает автоматика:

    • Контроль и подачу угля в топку. В конструкции агрегата есть засыпной бункер со шнеком (или барабаном) для автоматической подачи топлива. При этом человеку достаточно пополнять запас угля в бункере раз в несколько дней (от 3-х до 10-ти).
    • Контроль и подачу воздуха в зону горения. Контролируемая подача и предварительный подогрев воздушной смеси также обеспечивает равномерность сжигания топлива и эффективность работы устройства. У автоматического агрегата КПД сжигания топлива составляет 90% (для сравнения — угольная стационарная печь имеет КПД 60%, классический котёл — 70%).
    • Автоматический сброс золы подвижными колосниками.

    Автономные режим работы агрегата определяется заданными параметрами. Хозяин дома выставляет значение температуры подогрева жидкости и температуры внутри помещения. В соответствии с ними автоматика активизирует горение или поддерживает тлеющий режим (до 5 суток). Непрерывность горения позволяет делать розжиг один раз за отопительный сезон.

    Мощный автоматический угольный котел

    Как работает автоматика? На основе анализа температуры внутри котла и в ёмкости теплоносителя, величины давления, подаются команды на контроллер подачи воздуха. Увеличение скорости его подачи или её уменьшение приводит к усилению горения или его ослаблению. Что в свою очередь регулирует температуру нагрева жидкости внутри теплообменника.

    Автоматические контроллеры работают на электрической энергии. Поэтому котлы с автоматикой называют энергозависимыми. Они требуют наличия источника электричества (розетка, аккумулятор).

    Модельный ряд автоматических угольных котлов Defro

    Устройства для отопления углём дороже дровяных на 20-40% их стоимости. Но использование автоматики позволяет снизить расходы на отопление. Отзывы покупателей подтверждают, что экономия расхода угля в некоторых автоматических котлах достигает 50%. Это делает угольное отопление выгодным для индивидуальных жилых домов, цехов, мастерских и других обособленных помещений.

    Схема твердотопливного котла с автоматической подачей угля

    Устройство котла

    Котлы для отопления углём имеют следующее устройство:

    • Угольная топка. Внизу топки — колосниковая решётка. В автоматических котлах поворот колосников способствует сбрасыванию золы в зольный ящик (расположен ниже топочной камеры). Размер топки зависит от наличия бункера и автоматической подачи топлива. Если такая подача есть — размер топки может быть небольшим. Если подачи нет, то топка должна быть большая, чтобы разместить как можно больше угля и увеличить время его горения.
    • Теплообменник — это ёмкость, в которой циркулирует вода. В зависимости от конструкции теплообменной ёмкости, различают котлы с водной рубашкой и трубчатые. В конструкции с «водяной рубашкой» вода омывает топочную камеру. Так устроена большая часть котлов длительного горения. При этом сама рубашка расположена вдоль всей топки и опускается до зольного отсека. В трубчатой конструкции ёмкости с водой имеют вид труб, которые проходят в верху топки в горизонтальном, вертикальном или наклонном положении.

    Внутреннее строение котла

    • Дымоход.

    Дымоходы для котлов

    • Блок автоматики и безопасности.

    Угольный и дровяной котёл: чем отличаются?

    В техническом паспорте твердотопливных котлов указывается, что они могут работать на любом виде твёрдого топлива (дровах, угле, пеллетах, брикетах). Однако есть некоторые отличия между дровяными и угольными устройствами. Укажем их:

    • Размер ёмкости теплообменника определяется величиной 5-25% от ёмкости всей отопительной системы. То есть если у вас в трубах отопления циркулирует около 500 л (это около 30 батарей, в каждой из которых — по 15 л), то ёмкость котла отопления должна быть от 23 до 120 л. При более точном выборе размера ёмкости учитывают вид топлива, на котором будет работать агрегат. Чем больше теплоёмкость энергоносителя, тем больше должен быть объём жидкости, которая подогревается внутри котла. При отоплении углём объём резервуара для воды больше, чем при обогреве дровами. Он приближается к более высоким значениям (в случае приведённого примера — к 120 л). Небольшая ёмкость котла подходит для дровяного отопления.

    Котловая автоматика

    • Сжигание угля часто сопровождается образованием большого количества угарных газов, выбрасыванием несгоревших частичек в трубу, их осаждением на стенках и трубах в виде сажи. В отличие от угля, дрова образуют более чистые газы и образуют меньше сажи. Поэтому для безопасного и эффективного отопление углём лучше использовать пиролизные угольные печи или котлы длительного верхнего горения.

    Отопление с участием угольного котла

    Автоматические угольные котлы позволяют снизить расходы на зимний обогрев дома и обеспечить автономную работу отопления. При этом автоматические котлы выдают стабильную температуру, не требуют ежедневного контроля и трат времени.