Піролізний котел тривалого горіння з водяним контуром: пристрій і принцип роботи

По мірі ускладнення техніко-конструкційного виконання котельного обладнання розширюється і його функціональність. В кожному сегменті обігрівальних агрегатів сьогодні представлені піролізні моделі, версії з підтримкою контуру гарячого водопостачання (ГВП), а також системи з можливістю тривалого горіння. Очевидно, що з'являються і комбіновані котли, що поєднують в собі весь перелік сучасних ідей для такого роду техніки. На практиці піролізний котел тривалого горіння з водяним контуром дає масу переваг рядовим власникам дач і заміських будинків, які прагнуть комплексно забезпечувати себе теплом і гарячою водою.

Пристрій котла

Типова конструкція включає в себе дві топкові камери, теплообмінник і зольник. Це базовий набір функціональних елементів, які забезпечують процеси завантаження палива, нагрів водного носія і збір продуктів згоряння. В іншому В залежності від модифікації пристрій агрегату може змінюватися з орієнтуванням на певні функціональні доповнення. Наприклад, може додатково інтегруватися конденсатор, який представляє собою резервуар з тепловою ізоляцією. Він акумулює теплову енергію для подальшої її віддачі водяного контуру. Обов'язковою частиною технічної інфраструктури котла є система димоходу. Це канал відводу газових продуктів згоряння, робота якого характеризується тягою – тобто швидкістю виведення диму. За допомогою спеціальної заслінки-шибера можна регулювати пропускну здатність димоходу, з яким пов'язаний піролізний котел тривалого горіння. Відгуки відзначають, що дуже важливо дотримуватися баланс у регулюванні обсягів виведення диму. Справа в тому, що котли з тривалим згоранням палива відрізняються тривалим і динамічним процесом роботи, тому протягом усього сеансу може знадобитися багаторазова коригування пропускної здатності каналу. Дотримання балансу потрібно, щоб повітряні маси не «гуляли» в димоході, а відпрацьовані гази стабільно виводилися назовні.

Принцип роботи піролізної системи

Концепція піролізних нагрівальних пристроїв досить проста, але на практиці дає суттєву перевагу у вигляді підвищення ККД. Для початку варто підкреслити відмінність конструкції таких котлів від технічного пристрою звичайних твердопаливних систем. Як говорилося вище, котел має дві топкові камери – в цьому і полягає особливість обладнання. Одна виконує традиційну завдання організації місця для спалювання палива, а друга якраз забезпечує ефект піролізу. У чому він полягає? Якщо перша камера витягує енергію, наприклад, безпосередньо з дров, то друга переробляє газ, що виділяється в ході первинного спалювання. На відміну від першого етапу згоряння, процес піролізу передбачає підмішування кисню для підвищення ефективності акумуляції теплової енергії. По суті, реалізується принцип подвійного переробки однієї і тієї ж партії палива, що, безсумнівно, позитивно позначається на економії та підвищення продуктивності котла.

Принцип роботи систем тривалого горіння

На відміну від піролізної системи ідея підтримання тривалого горіння не вимагає принципової зміни конструкції агрегату. Однак зміни в параметрах все ж є. В першу чергу такий котел оснащується великою камерою згоряння. Тобто в комбінованому варіанті спалювання дров може здійснюватися в масивному відсіку, а догорання газів – в невеликій суміжній топці. Наприклад, якщо звичайні котли мають камери розміром 30-50 см, то концепція тривалого згоряння потребує використання як мінімум топок на 60 см. Що ще важливо, пристрій і принцип роботи піролізних котлів орієнтуються на широкі можливості регулювання процесу згоряння. Досягається це за допомогою більш функціональною, а іноді і автоматизованої системи шибера, тобто регулятора пропускної здатності димоходу. Цей механізм відповідає за інтенсивність згоряння шляхом скорочення або збільшення обсягів допуску кисню. До переваг даної системи відносять можливість раціонального витрати тепла від однієї кладки і відсутність необхідності частого оновлення паливного матеріалу.

Організація ГВП в котлі

Інфраструктура підготовки гарячої води в устаткуванні формується за допомогою трьох компонентів – теплообмінника, бойлери та каналів циркуляції. В теплообміннику відбувається безпосередній нагрів води під впливом теплової енергії, яка виробляється в процесі згоряння палива. До речі, використання котла спеціально для функції ГВС в деяких системах з автоматичним управлінням дозволяє відразу після доведення температури води до потрібного режиму відключати обладнання. Готова для використання вода направляється або в бойлер, або відразу по контурах до споживачів. Сучасний котел твердопаливний з водяним контуром та бойлером дозволяє утримувати близько 30-50 л гарячої води для різних потреб. Якщо ж потрібні більш ємні сховища, то варто спочатку підбирати окремі бойлери, які не входять в єдину конструкцію котла, а підключаються через свої комунікаційні канали. Такий резервуар може містити до 200 л, а промислові моделі – близько 500 л.

Робочі характеристики обладнання

Безпосередньо теплової обсяг визначається потужністю котла. Початкова планка відповідає 3-5 кВт. Цього показника потужності достатньо для обслуговування невеликих приміщень – наприклад, дачі. Для використання обладнання в складі домашньої системи опалення рекомендується робити такий розрахунок – 1 кВт на 10 м2. Так, моделі на 20 кВт цілком вистачить на обслуговування будинку площею 200 м2. Важливий параметр споживання палива, який визначить енергоефективність агрегату. Середній піролізний котел тривалого горіння з водяним контуром на дровах витрачає за годину порядку 1-10 кг. Обсяг споживання якраз залежить від потужності і, в свою чергу, буде визначати частоту завантаження нових дров'яних кладок. Також важливим параметром є і діаметр димоходу, визначає межі пропускної здатності відпрацьованих газів – ця величина становить від 13 до 20 см

Різновиди агрегатів за матеріалом

Велика значення, з погляду експлуатаційної надійності і тепловіддачі, має матеріал теплообмінника. Так, чавун вважається найбільш довговічним металом для виготовлення цієї функціональної частини – можна сказати, основи котла. Він не піддається корозії, стійкий до механічних впливів, здатний витримувати великі теплові навантаження, однак різкі температурні коливання можуть викликати утворення тріщин, які приведуть до розвитку іржі. Пряму конкуренцію чавуну становить сталь. Завдяки пластичності такі сплави можуть використовуватися і в умовах перепадів температур, але піролізний котел тривалого горіння з водяним контуром в процесі роботи сприяє виділенню конденсату, що обумовлює ризик появи корозії навіть в умовах експлуатації в нормальному режимі. Існують і котли з мідними теплообмінниками, які гарні та високою теплопровідністю, і відсутністю ризику появи іржі. Але в плані надійності й міцності мідь найбільш програшне рішення.

Різновиди по виду палива

В більшості своїй піролізні котли працюють на дровах. Саме цей паливний матеріал дозволяє здійснювати подвійну переробку сировини з виділенням великих обсягів теплової енергії за рахунок деревного газу. З цієї причини такі агрегати називають газогенераторними котлами незалежно від можливості використання інших видів палива. В якості альтернативи можна розглянути комбіновані системи на електриці або чистому газовому паливі. Але в даному випадку при переході на ці режими експлуатації піролізний ефект працювати не буде. До речі, навіть стандартний піролізний котел на дровах передбачає можливість живлення від мереж 220 або 380 Ст. Енергопостачання потрібно для обслуговування автоматики або вентиляторної установки, яка сприяє підвищенню того ж піролізного ефекту шляхом нагнітання кисню.

Виробники

Серед іноземних виробників теплового обладнання уваги варті фірми на зразок Buderus і Atmos. Під цією маркою виходять якісні і довговічні агрегати для домашнього і промислового застосування. Таке обладнання користувачі характеризують як функціональне, сучасне і надійне. У російському виробничому секторі котел твердопаливний з водяним контуром представляють компанії «Буржуї-До» і «Пєчкін». У всякому разі, інженери даних підприємств демонструють найбільш успішні розробки, деякі з яких виконуються за європейськими стандартами якості.

Питання ціни

Вартість котлів з піролізним ефектом на базовому рівні перевершує стандартні моделі твердопаливних агрегатів із-за складної конструкції. Мінімальний ціновий рівень можна позначить в межах 10-15 тис. руб. Це обладнання потужністю до 10 кВт зустрічається в тих самих родинах виробників «Пічник» і «Буржуй». У лінійці Buderus ціна піролізних котлів значно вище – близько 100-150 тис. Це пов'язано і зі збільшенням потужності (до 100 кВт), та з укрупненням габаритів моделей.

Аксесуари і доповнення для котлів

Сьогодні все частіше розробники теплового обладнання звертаються до систем автоматизації, рівень яких може визначати сам користувач в процесі її проектування. Зокрема, газогенераторні котли можна доповнювати системами регуляції температурного режиму, програмують панелями, датчиками тепла і вологи, таймерами і т. д. Що стосується конструкційних рішень, то слід мати в запасі сантехнічну фурнітуру для підтримки роботи водних контурів – ущільнювачі, фітинги, перехідники та інші витратні матеріали. Для більш ґрунтовного управління параметрами роботи устаткування можна втрутитися і в організації системи підведення повітря для більш ефективного згоряння палива. Технічно цю функцію виконують чавунні колосники для котлів, що укладаються над піддувалом в спеціальній ніші. Вибравши конструкцію потрібного параметра з відповідними розмірами отворів, можна забезпечити той чи інший рівень інтенсивності горіння. Як доповнення можна придбати і згаданий вище бойлер – в залежності від потреб вибираються його габарити і місткість.

Як вибрати найкращий піролізний котел?

Оптимальний вибір може бути різним. Для вирішення побутових завдань варто орієнтуватися на функціональні та ергономічні моделі – з невеликою потужністю від тих же російських компаній. Вони повинні бути зручні в експлуатації і практичні в обслуговуванні. До того ж і ціна піролізних котлів буде підйомною для рядового домовласника або дачника – у межах 15-20 тис. можна знайти гідний варіант. Однак для об'єктів промислового типу швидше важлива потужність і довговічність агрегатів. І цей вибір краще робити на користь продукції компаній рівня Buderus.

Висновок

Складність конструкції котлів з піролізним дією зумовлює не тільки позитивні експлуатаційні властивості обладнання зразок високого ККД. Користувач повинен бути готовий до переходу на нову систему подачі палива і регулювання процесу горіння. Крім того, піролізний котел тривалого горіння з водяним контуром потребує більш ґрунтовного технічного обслуговування. Деякі моделі позбавляють власників від чищення зольников, в чому є перевага, але поломки подвійної камери згоряння або перенастроювання воздуховода вимагатиме виконання набагато більш відповідальних заходів. Окремої уваги в техобслуговуванні також вимагатиме і водні контури з бойлером.