Критерии выбора твердотопливного котла

Основные критерии выбора угольного котла длительного горения для дома:

• Энергозависимость.
• Доступность топлива.
• Габариты и вес.
• Наличие и функции системы автоматики.
• Достаточная мощность.
• Наличие дополнительного электрического нагревателя.
• Цена.

Если нет доступа к центральному газоснабжению, то угольный котел с автоматической подачей топлива может стать достойной альтернативой и полностью заменить газовый аналог.

На данный момент, автоматический угольный котел, уже перестал быть редкостью, и заслужил репутацию автономного и надежного отопительного оборудования, способного составить конкуренцию пеллетным станциям.

Как устроены автоматизированные котлы на угле

Принцип работы следующий:


Микропроцессорный контроллер является «сердцем и мозгом» угольного котла. Но, бесперебойная работа зависит еще от нескольких элементов системы. Важную роль играют угольная горелка и бункер – дозатор для угля.

Если технические характеристики угольного котла-автомата подобраны правильно, на выходе из дымохода не будет остатков сажи, а температура дыма останется в пределах 150°С.

Принцип работы угольной горелки

Основные задачи работы горелки заключаются в следующем:

1. Обеспечить оптимальные условия для полного сжигания топлива с минимальным количеством недогара.
2. Гарантировать поддержание факела огня, для максимальной теплоотдачи.
3. Предотвратить чрезмерный расход угля, посредством оптимизации порционной подачи топлива.

Производители используют два вида горелок, в зависимости от того, какой уголь для котлов с автоподачей используется:

Выбирая бытовой автоматический котел на угле, учитывают особенности будущей эксплуатации устройства, в частности, тип и размер фракции топлива. От этого параметра, зависит тип горелки.

Чтобы автоматизировать подачу топлива в угольный котел, используется микропроцессорный контроллер, практически, представляющий собой мини компьютер. На горелке устанавливают оптический датчик, следящий за наличием пламени. При затухании, подается сигнал на повторный розжиг.

Контроллер подключается к нескольким комнатным терморегуляторам, для автоматического управления котлом. Температура нагрева теплоносителя меняется, в зависимости от показаний датчиков. Современные модели используют погодозависимую автоматику, позволяющую менять настройки котла, с учетом температуры окружающей среды.

Уголь поступает на горелку точно вымеренной порцией, после чего сгорает. С горелочного устройства подается сигнал на контроллер, что запускает движение топливного транспортера. На горелку поступает новая порция угля, включаются вентиляторы. От слаженности действий, зависит высокий КПД котла, составляющий 87%.

Минимальными техническими требованиями на систему управления горелкой, являются: точность подачи порций угля, возможность автоматического регулирования процесса горения. Модуляция устройства, должна составлять от 30-100%.

Устройство бункера-дозатора для угля

Загрузочный бункер устроен как металлическое хранилище с установленным внизу шнековым транспортером. В конструкции присутствует несколько важных узлов, предотвращающих заклинивание угля в шнеке и слеживания топлива.

Для автоматизации подачи угля в котел, используются следующие важные узлы:

• Автоматическая угольная дробилка – горелочное устройство и шнековый транспортер, сконструированы под использование топлива определенной фракции (до 25 мм). Порода засыпается в специальный преемник, с установленной дробилкой угля. После измельчения, топливо попадает в движущийся транспортер.
• Взрыхлитель угля – в бункере устанавливают специальное устройство, препятствующее сбиванию в комки хранящегося угля, что обеспечивает равномерную подачу фракции на шнек и предотвращает его заклинивание.
• Мотор-редуктор подачи – в движение, транспортер приводит электропривод шнека. В зависимости от модели, потребление электроэнергии, необходимой для работы, составляют 130-180 Вт. Электропривод подключается к автоматике, включается и выключается по сигналу от контроллера.
• Топливное хранилище – твердотопливные автоматические котлы на угле с бункером, бывают нескольких типов. Первые подключаются к механизированному, отдельно стоящему хранилищу. Преимуществом такого решения является практически полное отсутствие временных ограничений в автономной работе отопительного оборудования.
  Вместительности хранилища достаточно, чтобы котел проработал без остановки в течение всего отопительного сезона. Автоматические отопительные котлы на угле с встроенным бункером, не требуют модифицирования отдельного помещения под механизированное хранилище. Вместимости топливного резервуара в бункерном угольном котле, хватает на 3-7 дней.
• Порционный барабан – шнековая передача не подает уголь напрямую на горелочное устройство, как в случае с . Для начала, порция топлива загружается в специальный порционный барабан. После подачи сигнала от контроллера, барабан начинает крутиться. Порция топлива ссыпается на горелку, ровным тонким слоем. После прогорания угля, автоматика подает повторный сигнал и процесс повторяется.

Какой уголь подходит для котлов-автоматов

Основными требованиями к качеству топлива для всех водогрейных твердотопливных отопительных котлов с полностью автоматизированной системой подачи угля, являются:

1. Сорт топлива «эко-горошек».
2. Рекомендуемый размер фракции от 5 до 25 мм.
3. Количество мелких частиц не более 60%.

Оптимально соответствует описанным выше требованиям, фасовочный уголь в мешках. Но если приобретение уже готового фракционного топлива экономически нецелесообразно, допускается использовать специальные дробилки.

Пропустив уголь через дробильное устройство, можно получить большое количество угля, строго установленной фракции. Недостатком решения является большое количество пыли и мелких частиц, штыбы. Полученный состав сжигают исключительно на горелке типа АКМ.

Как выбрать автоматический котел, работающий на угле

Подбор отопительного котла выполняют, основываясь на следующих теплотехнических параметрах:

• Степень автоматизации – современные бункерные автоматические угольные котлы отопления, оснащены микропроцессорным контроллером. По желанию покупателя, отопительное оборудование оснащается системой самоочистки и дистанционного управления.
  После установки GSM модуля, работой котла управляют с помощью любого мобильного устройства. Контроллер нового поколения способен автоматически поддерживать работу нескольких отопительных контуров: радиаторного обогрева и «теплыми» полами.
• Вместимость топливного хранилища – обычно, бункер рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить автономную работу котла в течение 3-7 дней.
• Производительность – расчет выполняют по формуле 1 кВт = 10 м².

Дополнительно учитывается степень изоляции прибора. При использовании угля в котельной, высока вероятность скопления горючей пыли. Поэтому, блок управления должен иметь степень защиты не ниже IP 26.

Ведущие производители угольных бункерных котлов

Наиболее дешевыми остаются котлы российского производства. При этом, модели имеют высокое качество сборки, надежность и длительный срок эксплуатации.

Европейские котлы, предлагаются в премиум классе. Модели отличаются высокой автоматизацией и функциональностью.

Наиболее популярными считаются:

• Немецкие котлы – Roda, .
• Чешские котлы – .
• Турецкие модели – Termodinamik, Emtas.
• Польские котлы – Stalmark, .

Стоит обратить внимание на котлы ALTEP, TIS EKO, КАЗ Корди.

Азиатские твердотопливные котлы, представлены в небольшом ассортименте продукции. Внимание заслуживают модели Kentatsu, отличающиеся функциональными возможностями, но уступающие по теплотехническим характеристикам и надежности, российским и европейским аналогам.

Стоимость котлов-автоматов на угле

Европейские аналоги стоят дороже, примерно в 2-3 раза. Котлы, изготавливаемые Buderus и Roda, обойдутся в 350-500 тыс. руб. Обвязка отопительного оборудования стоит приблизительно 5-10% от себестоимости станции.

Мнения об угольных котлах с автоподачей топлива

Несмотря на множество положительных сторон: длительного времени автономной работы, высокой степени безопасности, экономичности и надежности, у котлов существует несколько реальных недостатков:

• Зависимость от электроэнергии – работа котла без электричества, невозможна. После отключения напряжения, останавливается шнековая передача, система принудительного нагнетания и удаления продуктов сгорания. Чтобы обеспечить работоспособность котла, подключение к электросети выполняют через и .
• Отложение пыли – топка углем имеет один существенный недостаток. В процессе горения и подачи топлива, скапливается большое количество мелкой пыли. При ряде обстоятельств, мелкие частицы, достигнув определенной концентрации, способны вызвать взрыв. Борьба с пылью при загрузке бункера углем, включает установку специальных пылеуловителей. Также потребуется регулярная влажная уборка.

Автоматический угольный котел - это реальная альтернатива традиционным угольным, газовым и дизельным котлам. Они являются заветной « золотой серединой » между удобством обслуживания котла и затратами на топливо.

Значительным преимуществом автоматических угольных котлов является то, что, в отличие от простых твердотопливных котлов, они не требуют постоянного внимания и трудоёмкого обслуживания. Расходы на отопление частного дома или объекта значительно уменьшаются. Себестоимость 1 кВт тепла 50-80 копеек .

Расход угля в автоматических котлах, на порядок меньше, чем в традиционных (в среднем в 1,5-2 раза). Эффективность автоматического котла на твердом топливе является еще одним преимуществом, их реальный КПД 80-90% , в отличие от традиционных угольных, где заявленный производителем КПД 80-84% , но на практике КПД не превышает 55-60% .

Автоматические угольные котлы длительного горения используют фракционный уголь до 50 мм, и при его сжигании происходит более полное сгорание топлива, благодаря чему золы получается на порядок меньше и необходимость в удалении золы происходит раз в 4-7 дней (во время закладки топлива). В это трудно поверить, но это факт, а не реклама. Вы видели, как в обычном угольном котле идёт дым из дымохода. А в автоматических угольных котлах его невидно, только при розжиге.

В некоторых случаях использование угля является самым экономным. Но современные пользователи привыкли к удобствам, поэтому их не устраивает необходимость самостоятельной подачи топлива. Эти и другие сложности будут исключены, если правильно использовать расширенные возможности современных систем отопления. Рассмотрим подробнее, какие преимущества способны обеспечить автоматические угольные котлы, а точнее, модификации, предназначенные для бытового применения.

Как увеличивают длительность автономной работы котлов

Чтобы снизить частоту подачи топлива, можно просто загрузить более большой объем угля в топку. Но бытовая техника не может быть слишком крупной. Также желательно, чтобы сгорание происходило постепенно. Решают обозначенные задачи с помощью систем длительного горения.

Устройство котла такого типа отличается от классического варианта. В нем твердое топливо загружается сверху топки в достаточно большом объеме. Его прижимает специальное устройство. По мере сгорания угля, который поджигается в верхней части, он опускается вниз. Установленную в центральной части телескопическую трубу используют для подачи воздуха в область горения.

Как свидетельствуют отзывы, твердотопливные котлы такого типа достаточно практичны. Процесс длительного сжигания под давлением гнета более продуктивен, чем открытое пламя. Он позволяет рациональнее использовать тепловую энергию. Но и в этом случае приходится производить новую загрузку не реже одного раза в сутки.

Системы автоматизированной подачи твердого топлива

Современный автоматический угольный котел рассчитан на больший период автономной работы. Перечислим основные элементы такой системы и их функции:

• шнековый механизм — это устройство, созданное для исключения ручной подачи. Оно приводится в действие достаточно мощным электромотором и перемещает при включении уголь из емкости для хранения топлива в камеру сгорания;
• горелка (ретортная). В ее нижней части есть отверстие, к которому присоединяется конвейер шнекового типа;
• бункер для угля. Как правило, производители предлагают комплектацию котлов собственными устройствами. Но при желании любой владелец дома может сам создать соответствующую его потребностям емкость.

Системы контроля и управления, также являющиеся элементами, выполняют несколько функций:

• обеспечивают своевременную подачу твердого топлива в топку;
• увеличивают/уменьшают скорость поступления свежего воздуха для регулировки интенсивности горения;
• выключают подачу топлива и воздуха при повышении температуры выше критического уровня. В некоторых установках производится заливание области горения водой.

Перечисленные выше элементы используются в разных марках котлов.

Приведем иные варианты устройства подачи топлива, кроме рассмотренного выше шнекового механизма:

• конвейер. Это устройство устанавливается в нижней части бункера под наклоном к горизонтали. Оно представляет собой широкую гибкую ленту с закрепленными на ней жесткими ребрами. Такое решение позволяет работать с углем в разных фракциях, вплоть до величины отдельных кусков до 14—16 см. Он засыпается через специальный люк, вмонтированный в верхнюю крышку котла. Как утверждают отзывы потребителей, эта техника отличается неприхотливостью, высокой надежностью. Твердотопливные котлы этого типа выпускаются несколькими отечественными производителями с применением недорогих комплектующих деталей. Ремонт также не будет слишком дорогим. Недостатком этой конструкции является размещение теплоносителя только в боковых стенках, что несколько снижает КПД техники;
• освободить верхнюю часть топки для размещения там эффективной системы теплообмена можно не только с помощью шнекового привода. Этот же результат получают с использованием специального колосника. Его создают в форме барабана с лопастями. При вращении он добавляет необходимое количество угля в топку.

Особенности современного бытового котельного оборудования

Все перечисленные твердотопливные устройства длительного горения рассчитываются на автономную работу от нескольких суток до пары недель. Разумеется, в такие длительные промежутки времени нельзя исключить отсутствие хозяев дома. Чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию оборудования в отопительный период, а также не провоцировать стрессовые ситуации у владельцев, можно предусмотреть соответствующее дополнительное оборудование.

Его производят с помощью специализированных электронно-программных блоков. Они способны передавать информацию с применением каналов мобильной телефонной связи либо в интернете. Владелец может не только получить важные сведения оперативно. При необходимости ему не будет сложно дать дистанционную команду для изменения режима работы котла. Так температура поднимается до нужного уровня перед возвращением хозяев домой и понижается во время их отсутствия для экономии топлива.

Следующее удобное дополнение можно использовать, если предполагается чередование разных видов сырья для отопления:

• пеллеты, по утверждениям отзывов экспертов и обычных пользователей, хорошо подходят для твердотопливных котлов длительного горения. Их стандартные размеры и небольшой вес отдельных элементов позволяют использовать не слишком мощные электрические двигатели в системах подачи топлива;
• если возможно применение щепы, то придется устанавливать специальные устройства, измельчающие сырье, перемешивающие его в бункере хранения. Это увеличит нагрузку на электроприводы, поэтому потребуются более мощные агрегаты.

Универсальные котлы длительного горения будут работать полноценно не только на угле. Несколько завышенные начальные инвестиции в этом случае окупятся впоследствии, так как пользователь сможет выбирать самый экономный вариант топлива без дополнительных затрат на внесение изменений в конструкцию отопительного оборудования.

Проблема отсутствия удобного централизованного или газового отопления промышленных, жилых и хозяйственных помещений давно решена: на смену стационарным кирпичным печам пришло оборудование нового поколения – автоматические угольные котлы.

Разновидности

Когда возникает вопрос о выборе подходящего оборудования для отопления дома твердым топливом, то учитываются такие важные моменты: способ горения, материал изготовления и метод подачи угля.

Все агрегаты работают на твердом каменном угле.

Тип горения

Так, различают котлы прямого и длительного горения. Прямое или горение «снизу вверх» основано на принципе циркуляции воздуха из нижней части камеры сгорания. При этом топливо начинает гореть снизу. В случае с длительным горением топливо сжигается сверху.

Механизм прямого сгорания очень прост: котел разжигается и в камеру вручную подается уголь. Воздух для сжигания поступает через отверстия (колосники) снизу - это способствует хорошему охватыванию огнем нижних слоев угля и продвижению его вверх. В агрегате с длительным горением топливо помещается в камеру и только потом разжигается верхний его слой. Воздух через специальную систему подводится сверху.

Такой способ сжигания экономичен и требует загрузки в 2 раза меньше, чем в случае прямого горения.

Однако агрегаты, работающие на угле, очень капризны к качеству топлива: оно должно быть сухим и слабоспекающимся, а дозаправить можно только когда прогорит первая порция.

Классификация по материалу

Котлы, работающие на угле, могут быть изготовлены из специальной котловой стали и из чугуна. Сталь неустойчива к коррозии, быстрее прогорает, но ее ремонтопригодность стала достоинством систем из этого материала.

Чугун же, наоборот, имеет внушительный срок эксплуатации, сопротивляется коррозии, но при этом очень хрупок. Это очень усложняет ремонт чугунных котлов, требует замены изношенных частей. Поэтому иногда при изготовлении эти материалы комбинируют. Например, из стали делают корпус, а из чугуна – камеру сжигания.

Классификация по способу подачи

Котлы разделяют на агрегаты с классической, с полуавтоматической и с автоматической подачей топлива. Классическая подача – это ручная закладка в камеру, которая требует постоянного присутствия пользователя для поддержания нужной температуры. Эти агрегаты недорогие, но большой расход материала и малое время его тления делают выгоду минимальной.

Полуавтоматические котлы оснащены микропроцессорами и вентилятором. Все это дает рост рабочего времени на одной загрузке с выделением необходимого количества тепла.

Автоматические угольные котлы оснащены системой микропроцессорного управления вентилятором и датчиками автоотключения при превышении температуры воды. Туда также встроены датчики контроля, управления защитным клапаном от возгорания, датчики температуры.

При поступлении сигнала с датчика температуры топливо автоматически заливается водой – так исключается пожароопасная ситуация. Расход топлива сокращен до 50%, что сокращает в свою очередь и образование золы почти в 3 раза. Поэтому, несмотря на высокую цену, эти котлы очень экономичны и надежны в эксплуатации, полностью оправдывают вложения.

Угольный котел с автоматикой использует для подачи топлива механизм ременно-шестеренчатой передачи, которая управляется электродвигателем. Механизм оснащен лентой для транспортировки топлива и емкостью, в которую оно засыпается.

При необходимости очистки агрегата дно камеры открывается, и сбор твердых несгоревших остатков помещается в контейнер.

В угольной отопительной системе автоматического типа используется принцип работы конвейера. Материал для отопления попадает на транспортерную ленту и подается в камеру. То, как сработает механизм движения, зависит от температуры воды в системе. Температура фиксируется датчиком и предается в микропроцессорный блок управления.

Когда температура падает, транспортерная лента начинает свое движение, и топливо подается в камеру. Удаление золы тоже является автоматизированным процессом.

Модели для промышленных предприятий могут автономно работать на протяжении месяца, в то время как бытовые котлы имеют небольшие бункеры и могут самостоятельно работать только в течение 2-3 дней.

Процесс работы

Итак, процесс отопления на автоматическом котле и угле в качестве топлива состоит из нескольких этапов:

• вручную засыпается уголь в бункер. От вместимости бункера зависит количество закладок и время непрерывной работы системы;
• шнековой подачей топливо передается в камеру автоматически. Редуктор работает от электродвигателя;
• топливо выдавливается в камеру и под давлением подается воздух;
• сгорание происходит тонкими слоями, уменьшая количество сажи и не прогоревших частиц, но при необходимости котел будет автоматически удалять золу.

Как выбрать?

При выборе следует обратить внимание на следующие моменты:

• фракция используемого угля - менее прихотливо оборудование, работающее на фракции до 80 мм;
• возможность использования различного вида топлива;
• размеры, объем и номинальная мощность резервуара;
• напряжение электродвигателя - для дома желательно использовать системы, работающие от напряжения в 220 вольт;
• КПД системы – для оборудования промышленного типа он составляет до 81% при одновременном отоплении площадей до 3500 м2.

Особенности

Автоматический угольный котел бытового типа все же требует вмешательства человека: наполнить резервуар, механически убрать золу и следить за бесперебойной подачей электроэнергии. Но даже в этом случае они являются отличной альтернативой всем другим видам отопительного оборудования.

Проблемой являются частые поломки рабочего механизма, которые требуют дорогостоящего ремонта. Кроме того, простой в работе приводит к охлаждению дома (отапливаемого помещения).

Использование

Подобного рода оборудование чаще всего используется для отопления частного дома. Его особым образом монтируют в систему, соблюдая при этом ряд требований:

• площадь помещения котельной должна составлять более 7 м2, и все комнаты дома должны быть обеспечены притоком воздуха;
• напольные покрытия дома должны быть негорючие;
• котел должен располагаться на расстоянии 0,5 метра от стен котельной, а под него кладут металлический лист, который также защитит от возгорания;
• дымоходы должны иметь требуемый диаметр сечения в соответствие с рекомендациями производителя;
• электродвигатель и системы автоматики лучше изолировать от любого нагревания.

Таким образом, котлы на угле являются прекрасной альтернативой устоявшимся системам отопления частного дома.