Твердое топливо для котлов: выбор и применение
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Твердое топливо для котлов: выбор и применение

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

Дрова – пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.

Содержание влаги должно быть как можно меньшим.

Каминные дрова имеют длину около 25 – 33 см.

Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей – их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).

Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.

Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тч дуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

– дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

– ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;

– березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;

– сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;

– дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;

– дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;

– дрова из пород средней твердости, легко колоть;

– кедр дает долго тлеющие угли;

– дрова из вишни и вяза при горении дымят;

– дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

– дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;

– тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.

Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.

Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.

Дрова из лиственницы

1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 – 210 л жидкого топлива или 200 – 210 м³ природного газа.

Пеллеты (топливные гранулы) – это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.

Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.

Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.

Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования – гранулятора.

Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья, плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.

На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты – современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.

– полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;

– полученные путем переработки соломы;

– полученные переработки подсолнечниковой шелухи;

– полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;

– экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;

– неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,

– меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,

– удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;

– не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,

– при хранении не самовоспламеняются,

– не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.

– большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,

– при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;

– почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,

– возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,

– регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,

– малая волатильность цены, тк цена внутренняя,

– котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,

– для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,

– для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.

Сравнительные характеристики видов топлива

Углекислый газ
кг/ГДж

Гранулы из соломы

«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

  1. Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория – это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1 о С. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) – теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
  2. Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг – теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
  3. Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг – теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

Стандарты производства пеллет:

– в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, – не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.

– в Германии : DIN 51731, в Австрии : ONORM M-7135, в Великобритания : The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария : SN 166000, в Швеция :SS 187120.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.

Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м 3 .

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.

Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.

Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.

По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

не ограниченный размерами

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ).

Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.

Например, фракция ОМ (М – 13-25, О – 25-50) составляет 13-50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Процесс горения угля.

Уголь состоит из 2 х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На 1 м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

На 2 м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).

Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает.

Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.

Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым

Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла.

Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.

Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

– от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);

Твердое топливо для котлов: выбор и применение

Сани нужно готовить летом, как и запасы горючего для отопления. В этой статье поговорим о видах топлива для пиролизных котлов, опишем преимущества пеллетированных и брикетированных материалов, способы их хранения и применение такого топлива в отопительных котлах различных конструкций.

Существует большое число видов твердого горючего, равно как и вариантов переоборудования котельных под разное топливо. И все же главным аргументом при выборе считается фактор наибольшей доступности, но рационален ли такой подход на самом деле?

Разновидности горючего для твердотопливных котлов

В основу большинства видов топлива входит растительное сырье — целлюлоза. Древесина состоит из нее практически на 100% и считается естественным источником горючего углерода. Каменный и бурый уголь, а также торф состоят из останков растений, которые прошли ряд природных преобразований, увеличивших плотность, а значит, и содержание горючих компонентов на единицу объема. Похожий принцип применяется и при создании искусственного топлива — пеллет или брикетов.

Читать еще:  Выбираем оптимальное удобрение для своего огорода

Разные виды топлива принято оценивать по ряду критериев, среди которых наиболее интересный — удельная теплотворность, иначе именуемая калорийностью. И действительно, что может быть важнее количества теплоты, которое можно добыть из разных видов горючего? Но твердое топливо весьма специфично в использовании, роль играет также количество образуемой при сгорании золы и газовый состав продуктов сгорания, удобность хранения, применения и главный показатель — цена.

Дрова и торф принято считать самым дешевым топливом, а во многих регионах России они вовсе бесплатны: никто не мешает раз в году отправиться в лес или на торфяник и запастись горючим впрок. Каменный и бурый уголь образуют при сгорании большое количество энергии и имеют высокую продолжительность горения. Подбрасывать в топку новую порцию горючего нужно в 2–3 раза реже, чем дрова, и это достаточно удобно.

В то же время все виды угля при сгорании оставляют после себя до 40% золы от первоначальной массы, а значит, нужно место для ее сезонного складирования и продуманный способ утилизации. Дым от сгорания угля достаточно едкий, содержит большое количество серы, из-за которой в помещении появляется весьма неприятный запах. Сажа и твердые частицы оседают на дымоходе и каналах, приводят к их постоянному загрязнению и снижению тяги.

Но не только от угля может забиться дымоход. Дрова ввиду их высокой влажности выделяют при сгорании некоторое количество пара, который взаимодействует с дымом и образует деготь, а от него трубы и каналы очистить не в пример труднее. Уголь из-за открытого способа хранения также имеет высокую влажность, и хотя это не так сильно влияет на загрязнение дымохода, теплотворность несколько снижается.

Преимущества брикетов и пеллет

Евродрова — брикетированное и пеллетированное топливо — получают в результате переработки отходов лесопильных и сельскохозяйственных предприятий или прочего растительного сырья. В ход идет все: от опилок и веток деревьев до шелухи подсолнечника. Исходные компоненты предварительно измельчают и сушат, затем дробят до очень мелкой фракции и прессуют в форме поленьев или гранул.

По составу брикеты почти ничем не отличаются от пеллет, сыпучее топливо было разработано для систем его автоматической подачи в топку. Искусственное горючее имеет плотность гораздо выше, чем у древесины и торфа и немногим больше чем у бурого угля. Содержание влаги в пеллетах почти в три раза ниже, чем у древесины естественной сушки.

При сгорании пеллет и брикетов образуется только углекислый газ и небольшое количество сажи, до половины которой сразу распадается за счет высокой температуры горения и отсутствия влаги. Существует миф, что брикетированное топливо опасно за счет продуктов сгорания клея. Однако никаких дополнительных связующих веществ при изготовлении не применяется: древесина сама выделяет клейкий лигнин при высоком давлении и температуре. При такой обработке также происходят начальные пиролизные процессы, частично активирующие целлюлозу, это делает сгорание брикетов более «чистым».

Энергетическая эффективность

Топливо из разных источников с различными условиями хранения может иметь существенно отличающиеся показатели, однако для сравнения энергетической эффективности достаточно таблицы с усредненными значениями:

Топливо Насыпная плотность, кг/м 3 Влажность Калорийность, ккал/кг Зольность Время горения
Цельная древесина 350-600 20-25% 2800-3400 2,4-3,2% 1-1,5 ч
Торф 400-600 28-30% 2600-2800 5-10% 1-2,5 ч
Каменный уголь 1200-1400 12-18% 6500-7000 25-40% 3-5 ч
Бурый уголь 700-1000 14-22% 3100-3600 15-27% 2,5-4ч
Пеллеты/брикеты 700/850-1000 6-10% 4300-4700 1-2% 2-3/4,5-7 ч

Следует отметить, что характеристики пеллет и брикетов наиболее «стабильны» среди всех видов топлива. Тем не менее, у разных производителей наблюдается некоторое отличие характеристик. Например, топливные брикеты RUF имеют один из высших показателей калорийности — до 5200 ккал/кг, при этом их влажность может достигать 12%. Может отличаться и форма брикетов. В отличие то прямоугольных кирпичиков RUF, брикеты Pini-Kay имеют форму шестиугольника с осевым отверстием. Из-за этого их не так удобно складировать, но сгорают они быстрее и более равномерно.

Правила хранения топлива

Энергетическая эффективность любого горючего зависит от того, насколько соответствующими были условия его хранения. Уголь и торф погружают в хранилища только после недельной сушки при ясной погоде с 2–3-х кратным перемешиванием. Дрова хранятся тщательно сложенными штабелями с обязательной обработкой антисептиком и инсектицидами. Как видно, в большинстве случаев важны только правила складирования, со временем горючее не теряет качеств.

Этого нельзя сказать о брикетах и пеллетах, которым ввиду их низкой влажности свойственно тянуть воду из воздуха. Место хранения брикетов должно быть устроено внутри закрытого помещения. Обычно брикеты складывают компактными штабелями на поддонах, чтобы снизу сохранялась циркуляция воздуха. И хотя большинство продукции имеет герметичную полиэтиленовую упаковку, всегда существует риск ее повреждения и контакта с внешней средой, что приводит к разбуханию топлива и его порче. Поэтому в помещении стараются поддерживать сухую атмосферу и избегать резких перепадов температур.

Использование брикетов и пеллет

Наиболее часто брикетированное топливо применяют в твердотопливных котлах, особенно эффективны евродрова в пиролизных агрегатах. Брикеты для печи-грубы не подходят из-за недостаточно высокой температуры горения, а вот для русской печи их можно успешно использовать. Использование пеллет возможно только при наличии в топке соответствующих колосников.

Искусственное горючее оптимально подходит для печей в бане или сауне, не в последнюю очередь благодаря полному отсутствию мусора. В каминах брикеты эффективнее дров, хотя из эстетических соображений многие предпочитают древесину. А вот в приготовлении шашлыка нет никакой разницы, разве что подождать прогорания придется немного дольше.

Выбор твердотопливного котла. Советы форумчан

Из-за постоянного роста цен на энергоносители и дороговизну подключения газа всё большее число пользователей forumhouse.ru обращают внимание на твердотопливные котлы.

Сегодня рынок предлагает не один десяток моделей, работающих на угле, дровах или топливных брикетах.

Чтобы не ошибиться с выбором, следует знать ряд особенностей этого типа отопительного оборудования.

Твердотопливные котлы работают на следующих видах топлива:

  • угль;
  • дрова;
  • пеллеты;
  • топливные брикеты;
  • дровяная щепа;
  • опилки;
  • также используется торф.

Чтобы подобрать наиболее оптимальный ТТ котёл, необходимо:

1. Определить, какой вид топлива наиболее доступен в вашем регионе проживания. Может оказаться, что где-то выгоднее отапливаться дровами, а где-то – углём или торфом.

Существуют модели, которые работают на двух- трёх типах энергоносителей: дровах и электричестве. Днём агрегат отапливает помещение, работая на дровах, а ночью включается электрический тэн. Такая схема наиболее оптимальна при доступности ночного тарифа на электроэнергию.

2. Подобрать необходимую мощность.

Ориентировочно парамтеры мощности устройства высчитывается так – для отопления 10 кв. м площади необходим 1 кВт. Это пропорция справедлива для хорошо утеплённого дома при высоте потолков до трёх метров.

3. Выяснить, необходимо ли только отопить дом, или также нужна горячая вода для бытовых нужд. В этом случае ставится двухконтурный или одноконтурный ТТ котёл с подключённым к нему бойлером косвенного нагрева.

Бойлер косвенного нагрева нагревает воду, используя тепло системы отопления и электрическую энергию. Это позволяет «не гонять» устройство для приготовления горячей воды по окончании отопительного сезона.

4. Определить цель использования: постоянно (ПМЖ), изредка (дачный режим) или как резервная система.

Если нужно выбирать котел под ПМЖ, то на первое место выходят его надёжность, долговечность и экономичность. Чем реже нужна загрузка топливом, тем комфортнее им пользоваться.

Выбираем твердотопливный котел

Калорийность и теплоотдача разных видов топлива отличаются друг от друга. Поэтому мощность устройства и, соответственно, количество времени его работы на одной закладке могут существенно различаться.

Garifyllin:

– Приобретая ТТ котёл, многие думают, что его мощность не зависит от вида сжигаемого топлива. На самом деле падение мощности при сжигании менее калорийного топлива (отсыревших дров) может достигать 25-30%.

При работе устройства на топливе с влажностью 25-35% потери мощности увеличиваются. Идёт интенсивное образование нагара, и топку придётся чистить раз в 3-5 дней.

В технических описаниях котлов пишется максимальная мощность. При выборе ТТ котла нужно учитывать, что данная мощность указывается при работе на топливе с небольшим содержанием влаги и при оптимальных условиях эксплуатации. В действительности при использовании менее калорийного топлива, или если оно накопило влагу мощность может существенно отличаться от заявленной производителем. Выбирая устройство, необходимо это учитывать.

Glaz2137:

– Первый хороший вопрос, который необходимо задать при выборе котла – какая у него максимальная и минимальная мощность и насколько экономично он работает в этих режимах.

Пример: котёл имеет диапазон мощностей от 5 до 30 кВт. Время его горения на одной закладке составляет от 4 до 12 часов.

Поэтому на максимуме в среднем он отдаст 120 кВт час, а вот на минимуме – только 60 кВт час.

Glaz2137:

– Важно понять, что не весь отопительный сезон котёл работает в номинальной мощности. Простое устройство с такими данными большую часть времени работает неоптимально, и у него плохое КПД.

Плюсы и минусы

Чтобы понять, какой твердотопливный котел лучше выбрать, нужно изучить все его преимущества и недостатки.

У твердотопливных котлов есть ряд неоспоримых преимуществ:

  • возможность широкого выбора моделей;
  • невысокая цена за топливо,
  • Не требует больших первоначальных вложений по сравнению с затратами на подведение газа или установку газгольдера на участке;
  • автономность, т.к. работает без наличия подключения к электрической сети.

Но классические ТТ котлы не лишены недостатков:

  • низкий КПД – до 80%;
  • невысокая степень автоматизации: требуется постоянное присутствие человека для загрузки топлива в котёл (в среднем – каждые 6-8 часов). Автоматических устройств не существует.

Большинство твердотопливных котлов работает по следующему циклу:

  • загрузка топлива в топку;
  • разогрев;
  • горение топлива в топке;
  • остывание;
  • чистка от продуктов горения: золы, угля.

Garifyllin:

– При остановке котла теплоноситель в системе остывает, соответственно, температура в доме падает.

ТТ котлы с теплообменниками из чугуна менее восприимчивы к качеству и жёсткости воды, но этот материал более требователен к температуре теплоносителя обратного потока.

Если в «обратку» системы отопления подать холодную воду, то из-за резкого температурного перепада теплообменник чугунного котла может разрушиться.

Garifyllin:

– Котлы со стальным теплообменником быстрее разогреваются. Они не боятся резкого перепада температуры теплоносителя. Однако они более требовательны к топливу и дымоходу.

Оптимальная схема использования твердотопливного котла

Опираясь на опыт пользователей forumhouse.ru, можно сказать, что наиболее оптимальным вариантом является следующая схема: это связка из твердотопливного котла и ТА (теплового аккумулятора), который устанавливается между котлом и системой отопления.

ТА – это большой, хорошо утеплённый бак с водой.

Тепловой аккумулятор выполняет следующие функции:

  • аккумулирует тепло и постепенно отдаёт его системе отопления;
  • защищает от перегрева, т.к. ТА смешивает перегретый теплоноситель с большим запасом тёплой воды;
  • на базе ТА можно создать единую теплосеть, куда войдёт всё теплогенерирующее оборудование в доме – твердотопливный котёл, электрокотёл и т. д.;
  • ТА продлевает срок службы котла и, поскольку он хранит определённый запас уже нагретой воды, то уменьшает расход топлива и увеличивает КПД системы;
  • ТА увеличивает временной промежуток между загрузками топлива, что положительно влияет на комфортность проживания в доме: не нужно вставать среди ночи и закладывать новую порцию топлива в котёл.
Читать еще:  Как выбрать сварочный аппарат: советы профессионала

Однако в связке ТА и ТТ есть «подводные камни».

Glaz2137:

– Есть теплоаккумуляторы открытые и закрытые. Открытый ТА – это ёмкость с водой, в которую погружен теплообменник. Воду в ТА греет котёл, а теплообменник забирает тепло в систему отопления. Если площадь теплообменника выбрана неправильно (оказалась мала) и он не справлялся с передачей мощности, то это приводит к тому, что ТА кипит, а батареи в доме – едва тёплые.

Меры безопасности при отоплении твердотопливным котлом

Твёрдое топливо, в отличие от жидкого, горит дольше. При горении дрова или уголь выделяют много тепла, а сам твердотопливный котёл, обладая инерционностью, не может мгновенно остыть и прекратить работу даже при полном перекрытии доступа воздуха в топку. Это может стать достаточно серьезной проблемой.

При нагревании теплоноситель значительно увеличивается в объёме, и этот избыток нужно куда-то деть.

Если этого не сделать, то ситуация может выйти из-под контроля: трубы или радиаторы отопления разорвёт, а при грубом нарушении правил монтажа твердотопливный котёл может взорваться.

Чтобы этого не произошло, в систему отопления встраивают расширительный бак для сброса избытка теплоносителя.

Расширительнее баки бывают двух типов:

1. Закрытые – это закрытый бак, оснащённый предохранительным клапаном для сброса избытка давления.

2. Открытые – это открытый бак, имеющий сообщение с атмосферой.

Такой бак обычно монтируется в верхней точке системы отопления на чердаке.

Это обеспечивает беспрепятственный сброс избытка давления из системы.

Iven:

– Для твердотопливного котла лучше использовать открытую систему с естественной циркуляцией теплоносителя.

Система отопления загородного дома, построенная на базе твердотопливного котла, в первую очередь, требует грамотного расчёта и тщательного соблюдения всех мер безопасности. Выбор твердотопливного котла и его покупка – важное и ответственное дело, от которого зависит не только комфорт, но и безопасность всей семьи.

На FORUMHOUSE собрано множество информации о требованиях к котельным. Познакомьтесь с основными критериями выбора ТТ котла. Пиролизные котлы – миф или реальность. Узнате, чем лучше топить твердотопливный котел. Следите за битвой между пиролизным котлом и обычным твердотопливным.

Смотрите на нашем сайте видео о том, как отопить большой дом при отсутствии газа. А из этого видеоролика вы узнаете, как самостоятельно построить «умную» твердотопливную систему отопления.

Виды котлов под твердое топливо длительного горения- их плюсы и минусы- как их правильно выбрать? Обзор +Видео

В этой статье расскажем об особенностях выбора котлов под твердое топливо для отопления загородного частного дома.

Узнаете, на что нужно обращать внимание при покупке котла, чем отличаются одноконтурные котлы длительного горения от двухконтурных.

А также, поговорим о правилах эксплуатации котлов, для обеспечения продолжительности их работы.

Твердое топливо — реалии сегодняшнего дня

Политика ценообразования на газ мало радует потребителей. В современных реалиях люди на первое место ставят экономию средств, стараясь найти альтернативные источники нагрева воды и отопления в доме.

Котлы под твердое топливо способны справиться с задачей обогрева частного дома, и дают возможность сэкономить владельцам.

Котлы на твердом топливе имеют несколько предназначений, и используются как тепличный обогреватель, для жилья, а также бывают автономными и промышленными.

Не так давно, на отечественном рынке в продаже были лишь котлы заморского производства. В настоящее время тенденция меняется, и магазины котельного оборудования могут похвастаться широким выбором товара российского производства.

Советы по выбору котла на твердом топливе

Чтобы выбрать оптимальную модель твердотопливного котла для дома, необходимо учесть его мощность, которая измеряется в киловаттах.

Ресурсы для котла

Для котлов под твердое топливо используют торф, уголь, опилки, дрова, разные брикеты и пр. Стоимость котла зависит и от вида топлива, на котором он работает.

  • Угольные котлы.
  • Универсальные.
  • Комбинированные.
  • Древесные или дровяные .

Комплектация котла отопления на твердом топливе влияет на окончательную стоимость оборудования. Лучшим выбором, конечно же, станут котлы обладающие способностью обогревать дом с наименьшими затратами.

Преимущества котлов на твердом топливе

  • Экологичность, которая достигается за счет использования натурального топлива, способного дотлевать до конца. На это в наше время обращают особое внимание. Защита окружающей среды немаловажный фактор.
  • Экономичность. Затраты на топливные материалы не высоки и доступны каждому.
  • Небольшой расход топливных элементов.

Виды котлов

Котлы длительного горения на твердом топливе в свою очередь бывают одноконтурными и двухконтурными.

Одноконтурные

Конструкция одноконтурного котла на твердом топливе предельно проста: огнеупорная перегородка, расположенная между 2 камерами.

Топливный материал помещают в первую камеру объемом от 40 до 400 кг, в зависимости от модели. Вторая камера предназначена для сжигания топлива и непосредственного образования тепла.

Особенности работы одноконтурного котла под твердое топливо.

К камере загрузки топлива присоединена система первоначального кислорода и принудительная вытяжка. Дрова горят медленно, а образовывающийся пиролизный газ уходит вниз.

Проходя через колосники, они оказываются во 2-й камере. Благодаря медленному горению, топливо дотлевает до конца, и дают низкую зольность, поэтому котел можно чистить намного реже.

Плюсы и минусы котлов на твердом топливе

Плюсы:

  • Высокий индекс КПД – 85%, который способствует поддерживать на достаточном уровне температуру, сделав лишь одну закладку топлива. При работе на каменном угле, продолжительность обогрева может достигать целых суток. В продаже есть котлы, которые способны работать и по 35 часов подряд на одной закладке. Это достигается благодаря особой системе распределения кислорода.
  • Пиролизный котел не нуждается в дополнительной закладке топлива.
  • Простота и легкость в использовании. Для регуляции температуры и процесса горения топлива, необходимо добавлять или убавлять подачу вторичного воздуха. Розжиг ручной или электронный.
  • Надежность и безопасность.
  • Экономичность.

Главный и единственный недостаток котлов под твердое топливо – отсутствие системы автоматизации процесса.

В зависимости от материала изготовления одноконтурных котлов на твердом топливе одни бывают чугунными с долгим сроком эксплуатации (около 20 лет) и стальные.

Недостаток чугунных котлов на твердом топливе – склонность к разрешению, в связи с перепадами температур. Котлы из стали к скачкам температуры не чувствительны, но могут поддаваться разрушительному воздействию коррозии. Срок эксплуатации стальных котлов составляет 11 – 13 лет.

Двухконтурные котлы под твердое топливо

Отличительной чертой двухконтурных котлов на твердом топливе является отличная система автоматизации и контроля процесса работы.

Датчики располагаются в доме в определенных местах и подсоединяются к прибору. Затем по мере необходимости информацию поступает на блок управления.

Автоматическая система запрограммирована таким образом, что регуляция все процессов и параметров работы котла осуществляется самостоятельно.

Благодаря этому происходит контроль уровня температуры в доме. Для того чтобы выбрать оптимальное оборудование необходимо учесть площадь обогреваемых помещений, вид котла и топлива для его работы и финансовые возможности.

Важно! Если покупка сухого топлива на момент установки котла невозможна, возможно, появится необходимость в дополнительной силе агрегата.

Приобретая твердотопливный котел, обращайте внимание на наличие защитных кожухов, имеет ли агрегат способность к долгому горению.

Если установка котла планируется на кухне, лучше приобретать конструкцию с варочной поверхностью. Подбирать котел нужно с учетом площади дома. Не нужно брать слишком мощный для малых помещений, и не целесообразно приобретать котел с малой силой обогрева для большого дома.

Примечание. Котлы с теплообменником из чугуна – самый экономичный вариант для обогрева дома.

Недостатки котлов на твердом топливе

  • Необходимость загрузки топлива от 2 до 5 раз в сутки. Речь не идут о супер мощных дорогостоящих котлах, способных работать на одной загрузке до 35 часов подряд.
  • Во время загрузки топлива, в помещение проникает дым. Эта проблема касается котлов с верхним типом загрузки.
  • Необходимость поддержания высокой температуры воды в котле.
  • Иногда твердотопливный котел нуждается в длительном прогреве в холодное время года.
  • Потребность в частой чистке и обслуживании.
  • Необходимость сооружения дымоотвода с оптимальной силой тяги.
  • Невозможность моментального разогрева при максимальной загрузке топливом.
  • Не имеет возможности приостановить процесс выработки тепла, по принуждению.

Достоинства котлов на твердом топливе

  • Экологичность.
  • Нет проблем в закупке топлива.
  • Загрузка топлива разного размера позволяет контролировать работу котла и его мощность.
  • Высокий уровень надежности и безопасности.

Данный агрегат дарит возможность быть независимыми от сбоев подачи электроэнергии, и жить в теплом помещении, а также пользоваться горячей водой.

Примечание. Водные котлы на твердом топливе позволяют добиться обогрева помещения при помощи прямого подключения водяной системы.

Котлы на твердом топливе бывают воздушными и водяными. Зачастую в частных домах используют водяные котлы на твердом топливе. К агрегату подсоединяют систему труб и радиаторов. Нагреваясь, вода передает тепло в воздух. Воздушные системы работают по схожему принципу, они нагреваются и обеспечивают помещение теплыми массами.

Правила эксплуатации котлов на твердом топливе

Для безопасного использования агрегата, необходимо осуществить правильную установку и придерживаться правил прописанных в инструкции по эксплуатации.

Главной задачей владельца дома в тором установлен твердотопливный котел, является недопускание перегрева оборудования.

Главное, чего нужно избегать, так это перегрева системы. Из-за того, что котлы работают по инерции, и не могут резко приостановить свою работу, очень важно следить за температурой нагрева, не допуская пересечения критичной отметки.

Этот момент нужно учитывать при наличии в системе отопления труб из пластика и металлопластика. При температуре 100-110°С, может произойти деформация труб.

Для защиты системы от перегрева применяют клапаны переключения и специальные охладители, которые устанавливаются в котел или на его выходе.

В охладительный теплообменник осуществляется подача прохладной воды. Если система перегрелась, клапан откроется и холодная вода попадет в систему.

На чердаке или где-то поблизости можно поставить резервуар с холодной водой, если бывают случаи перебоя в ней. Установка буферной емкости с водой позволит подавать ее в систему отопления при необходимости.

Дымоотвод должен иметь способность нейтрализовать высокие температуры и не поддавать ее разрушающему воздействию. Размеры дымохода: диаметр 18 см, высота не больше 4 м. Для уменьшения потери тепла, дымоотвод можно утеплить при помощи гильзования или сэндвич-трубы.

Важно! Если нет возможности установить дымоотвод соответствующий всем требованиям, приобретите котел с вентилятором.

Установку котла под твердое топливо производят на расстоянии не меньше 20 см от других воспламеняющихся поверхностей. На деревянный пол необходимо положить подставку для теплоизоляции, размером больше, чем основание котла. Пол возле дверцы загрузки топлива покрывают теплоизоляцией на 30 см, с боков – на 10 см.

Розжиг твердого топлива для котла производят при помощи щепок или бумаги. Через дверцу загрузки закидывают дрова и уголь. Затем бумагу поджигают, ждут разгорания, дверцу закрывают.

Читать еще:  Как выбрать лучший ламинат

По прошествии времени, необходимо убедиться, что топливо разгорелось и подбросить еще дров. Отверстие на решетке закрывать нельзя. Для быстрого обогрева холодного помещения, котел нагружают по полной, после температуру понижаю.

При использовании щепки и дров, загрузку котла производят чаще. Антрацит и брикеты позволяет делать эту процедуру реже.

Важно! Розжиг котла горючими жидкими веществами запрещен! Очистку необходимо проводить регулярно (после нескольких циклов разогрева), в связи с накапливанием шлаков и золы от угля.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

Дрова – пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.

Содержание влаги должно быть как можно меньшим.

Каминные дрова имеют длину около 25 – 33 см.

Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей – их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).

Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.

Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тч дуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

– дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

– ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;

– березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;

– сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;

– дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;

– дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;

– дрова из пород средней твердости, легко колоть;

– кедр дает долго тлеющие угли;

– дрова из вишни и вяза при горении дымят;

– дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

– дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;

– тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.

Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.

Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.

Дрова из лиственницы

1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 – 210 л жидкого топлива или 200 – 210 м³ природного газа.

Пеллеты (топливные гранулы) – это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.

Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.

Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.

Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования – гранулятора.

Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья, плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.

На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты – современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.

– полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;

– полученные путем переработки соломы;

– полученные переработки подсолнечниковой шелухи;

– полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;

– экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;

– неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,

– меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,

– удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;

– не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,

– при хранении не самовоспламеняются,

– не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.

– большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,

– при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;

– почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,

– возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,

– регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,

– малая волатильность цены, тк цена внутренняя,

– котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,

– для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,

– для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.

Сравнительные характеристики видов топлива

Углекислый газ
кг/ГДж

Гранулы из соломы

«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

  1. Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория – это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1 о С. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) – теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
  2. Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг – теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
  3. Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг – теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

Стандарты производства пеллет:

– в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, – не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.

– в Германии : DIN 51731, в Австрии : ONORM M-7135, в Великобритания : The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария : SN 166000, в Швеция :SS 187120.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.

Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м 3 .

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.

Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.

Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.

По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

не ограниченный размерами

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ).

Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.

Например, фракция ОМ (М – 13-25, О – 25-50) составляет 13-50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Процесс горения угля.

Уголь состоит из 2 х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На 1 м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

На 2 м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).

Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает.

Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.

Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым

Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла.

Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.

Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

– от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector