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.

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 %.
  
  
• Оптимальный размер фракций. В пиролизный котел поместиться уголь 5-25 мм, в длительного сгорания – 25-50 мм, в прямого сгорания – 60-80 мм.
• Количество контуров. Приборы, у которых один контур, можно подключать только к теплотрассе. Двухконтурные модификации работают на отопление, теплые полы, подсоединяются к ГВС.
• Вместимость топки. Чем больше отсек, тем реже понадобится закладывать уголь.
• Наличие теплоизоляции снаружи. Утепленные котлы сохраняют больше тепла, не ломаются при резких скачках температуры.
• Наличие футеровки. Топка с футеровкой отличается экономичностью, т.к. в зависимости от мощности потребляет на 25-45 % меньше топлива.
• Система безопасности. Обеспечивается внешним теплообменником, независимым контуром охлаждения с аварийным термоклапаном.
• Наличие нагревателя. В конструкцию комбинированных агрегатов включен ТЭН, который будет работать после прогорания топлива и понижения температуры теплоносителя.

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.