ТеплоСпец

Как выбрать водогрейный котел на твердом топливе – особенности конструкции, правила выбора

Содержание:

Водогрейные твердотопливные котлы считаются наилучшим вариантом отопления в тех случаях, когда речь идет о больших помещениях производственного назначения, а также жилых домах на несколько квартир. Такое оборудование отличается надежностью и высокими качественными характеристиками. В статье далее мы рассмотрим, что такое водогрейный твердотопливный отопительный котел, в чем его отличие от прочих вариантов отопления на твердом топливе, и какие бывают разновидности такого оборудования.

водогрейные котлы на твердом топливе

Стоит отметить, что любой твердотопливный котел является более экономичным по сравнению с оборудованием, работающим на газе или электричестве. Это связано в первую очередь с высокой ценой на голубое топливо и электроэнергию. В условиях, когда необходимо отапливать достаточно большие помещения, экономия средств оказывается весьма существенной.

Общая информация

Принцип работы водогрейного котла на твердом топливе аналогичен любому другому устройству, которое нагревает теплоноситель в отопительном контуре с помощью тепловой энергии. Использоваться могут самые разные виды твердого топлива – дрова, уголь, пеллеты и брикеты, а также любые другие органические ископаемые, которые хорошо горят и доступны в больших объемах.

Выбор в пользу твердотопливных водогрейных котлов делают обычно в тех местах, где есть неограниченный доступ к твердому топливу, необходимому для его работы. В частности, на деревообрабатывающих предприятиях устанавливают дровяные котлы, которые работают, в том числе, и на отходах деревообработки. В небольших котельных для растопки оборудования используют бурый и каменный уголь, а иногда – пеллеты или торф в брикетах. С точки зрения теплоемкости наилучшими характеристиками обладает антрацит или обогащенная руда, а также кокс.

Водогрейные твердотопливные котлы отличаются высоким коэффициентом теплоотдачи, а благодаря большой площади поверхности теплообменника они способны подогревать большое количество воды.

котлы водогрейные твердотопливные

Так, при использовании 1 кг антрацита в процессе горения выделяется до 7,16 кВт тепловой энергии, в то время как хорошо высушенные дрова из твердых пород древесины дают не более 2,78 кВт.

Стоит отметить, что КПД водогрейных твердотопливных котлов существенно ниже, чем у газовых – 70 % у дровяных и 78 % у угольных. Однако подогрев большого количества воды даже при таких затратах вполне целесообразен.

В отличие от всех прочих твердотопливных аппаратов, водогрейные твердотопливные котлы могут функционировать при постоянной высокой нагрузке, поскольку имеют запас мощности. Такой эффект достигается благодаря использованию большого числа теплообменников, которые подогревают воду для отопления и горячего водоснабжения.

Чем водогрейные котлы отличаются от прочих отопительных приборов

Водогрейный твердотопливный котел представляет собой прибор, внутри которого в результате сгорания твердого топлива температура носителя достигает 95-115 ℃. При этом горячая вода в теплообменнике циркулирует под давление 0,6 МПа. Это главная отличительная черта водогрейных котлов от прочих приборов, в которых движение теплоносителя сначала в котле, а затем и в отопительном контуре, происходит свободно.

Обратите внимание, что при использовании водогрейных котлов теплоносителем выступает обычная водопроводная вода с добавлением определенных примесей и присадок. Эти добавки необходимы, чтобы максимально продлить срок эксплуатации сложного водогрейного контура, то есть трубопровода, по которому циркулирующий теплоноситель нагревается до определенной температуры.

котел водогрейный твердотопливный

Когда вода внутри контура нагревается да близкой к кипению температуры, на его стенках начинают активно откладываться растворенные в воде примеси. Ни в коем случае нельзя допустить закипания котловой воды. Поскольку подогрев теплоносителя производится под давлением, он не доходит до кипения. При этом давление теплоносителя внутри водяного контура всегда выше, тем давление воды в точках максимального нагрева. Особенность водогрейных котлов на твердом топливе заключается в том, что в них необходимо больше котловой воды для нагрева системы, чем для всех прочих.

Теплоноситель, который разогрелся до 115 ℃, отдает тепловую энергию в систему отопления. При этом давление в трубопроводах отопительного котла удерживается на стабильном уровне. В такой системе повышение давления внутри теплообменника благоприятно скажется на ее работе, поскольку при этом выравнивается температура теплоносителя по всей протяженности трубопровода, а накипь не выпадает на его стенках.

устройство водогрейного котла на твердом топливе

Что касается топочной камеры, то в водогрейных котлах она выглядит практически так же, как и в любых других твердотопливных аппаратах. Выбранный вид твердого топлива, чаще всего уголь, поступает в топку, где и сгорает. Тепловая энергия сквозь стенки топливника передается циркулирующей внутри теплообменника воде. При производстве водогрейных котлов производители конструируют их таким образом, чтобы топливо сгорало интенсивно и максимально эффективно отдавало тепло.

Чтобы остудить образующиеся внутри топки продукты горения, котлы оборудуют конвективными пакетами. Соприкасаясь с их широкой поверхностью, угарные газы остывают до 200 ℃. Примечательно, что более интенсивное охлаждение продуктов горения может привести к выпадению конденсата.

Конструкция водогрейных твердотопливных котлов

Чтобы представить, как именно работает данное оборудование, рассмотрим устройство водогрейного котла на твердом топливе. Традиционно, это сварная металлическая конструкция, в которой предусмотрена опорная рама, то есть каркас, обшитый защитными теплоизолирующими материалами. Основу агрегата составляет сложная система водяных трубопроводов, то есть теплообменник, по которым циркулирует нагретая в котле вода. Снаружи вся конструкция закрыта листовым железом.

Само по себе строение водогрейного котла, а также принципы его функционирования, свидетельствуют о больших габаритах такого оборудования. Кроме того, в зависимости от моделей, топливные камеры могут быть оборудованы различными системами подачи твердого топлива.

Если рассмотреть твердотопливный котел промышленного производства, то он представляет собой единый блок, все элементы которого можно условно разбить на две группы – с экранной и с конвективной поверхностью (прочитайте: "Какие бывают котлы водогрейные промышленные – виды, преимущества и недостатки").

твердотопливный водогрейный отопительный котел

Элементы конструкции производят из цельнокатаных стальных труб сечением 76 мм. Между ними обязательно устанавливают плавники. Подобная конструкция теплообменника позволяет минимизировать теплопотери и предотвратить утечку продуктов горения сквозь корпус котла. Соединение отрезков трубы между собой производится с помощью сварных швов, рассчитанных на давление до 10 атмосфер.

Обратите внимание, что водонагревательный контур должен иметь только сварные соединения. Причем все работы должны быть выполнены очень тщательно, поскольку оборудование эксплуатируется в условиях высокой температуры и давления.

Дрова или уголь подаются в топливную камеру, оснащенную стандартными или поворотными колосниками (они используются в котлах с ручной подачей). В процессе монтажа водогрейного котла в каркас под топливником устанавливают воздуховод, по которому будет подаваться воздух для сгорания топлива.

водогрейные котлы на твердом топливе

Любое оборудование нуждается в периодической очистке. Если в котле предусмотрена ручная подача топлива, то удалять сажу и золу придется через специальный люк. А вот в тех водогрейных котлах, которые оборудованы механической системой подачи, вся работа производится с помощью особых приспособлений – механических транспортеров.

Виды водогрейных отопительных котлов на твердом топливе

В первую очередь, водогрейные котлы, равно как и любые другие отопительные приборы, различаются по уровню мощности. В частности, те модели, которые для работы используют каменный уголь, отличаются большей мощностью.

По уровню мощности их можно разделить на такие группы:

  • маломощные агрегаты – выдают в пределах 4 кВт-65 кВт;
  • приборы средней мощности – от 70 кВт до 1,8 МВт;
  • оборудование с большим уровнем мощности способно генерировать от 1,8 МВт тепловой энергии и более.

Что касается дровяных водогрейных отопительных котлов, то по мощности они уступают оборудованию, работающему на угле. В моделях котлов данной группы мощность колеблется в рамках от 4 кВт до 1,3 МВт.

устройство водогрейного котла на твердом топливе

Обратите внимание, что дровяные котлы, как правило, оборудованы достаточно объемной топливной камерой для загрузки большего количества топлива за один раз. В них сгорание топлива происходит очень интенсивно и эффективно, практически без недожога.

Обычно конструкцией водогрейных дровяных котлов предусмотрена поворотная камера, которая позволяет удалять несгоревшие остатки топлива.

Примечательно, что твердотопливные водогрейные котлы на дровах обычно загружаются вручную. Таким же способом производится и последующая очистка топливника от золы и шлака, а также сажи.

Помимо различий в виде используемого топлива, водогрейные твердотопливные котлы можно разделить по типу циркуляции теплоносителя.

Чаще всего встречаются следующие варианты аппаратов:

  • котлы с естественным типом циркуляции;
  • приборы с принудительной циркуляцией;
  • котлы с комбинированным типом циркуляции;
  • прямоточные водогрейные котлы.

Первый вариант предполагает, что движение теплоносителя осуществляется благодаря разнице в плотности воды. Вторая группа котлов оборудована специальным циркуляционным насосом. Третий тип котлов функционирует с использованием обоих типов процесса в зависимости от ситуации. К последней группе относят аппараты, в которых теплоноситель принудительно по прямой движется к выходу из котла.

котел водогрейный твердотопливный

Чтобы обеспечить доступ в камеру сгорания достаточного количества воздуха, в котлах большой мощности обычно предусмотрены нагнетающие вентиляторы. Кроме того, в мощных отопительных приборах встроены специальные дымососы, которые уравновешивают тягу. Они обычно устанавливаются в специально оборудованных отдельных котельных, где соблюдены все правила пожарной безопасности и присутствуют специальные средства пожаротушения.

Выводы

Твердотопливные водогрейные отопительные котлы по праву пользуются спросом среди потребителей. Особенно востребованы они для организации отопления больших производственных мощностей и объектов малой инфраструктуры города.

Популярность водогрейных котлов обусловлена их эффективностью и экономным потреблением топливных ресурсов. Кроме того, для установки твердотопливных котлов, сжигающих дрова, уголь или любой другой вид органических ископаемых, нет необходимости в получении специального разрешения.

котлы водогрейные твердотопливные

Благодаря простоте конструкции такой прибор можно быстро смонтировать непосредственно на месте и подключить к системе отопления. Дальнейшая эксплуатация и обслуживание прибора не представляет сложности и не требует наличия технической подготовки. Чтобы потребителям было легче разобрать в принципе работы оборудования, на нем ставят минимум управляющих элементов и автоматики.

Примечательно, что сжигать в водогрейном котле можно не только распространенные виды твердого топлива, но и практически все, что горит. При этом топливо сжигается практически без остатка, за счет чего достигается высокая эффективность. Такие агрегаты считаются экологически чистыми и практически не вредны для окружающей среды.