ГоловнаСтатті Котел тривалого горіння

Котел тривалого горіння

Котел тривалого горіння

Коли є потреба купити котел тривалого горіння на твердому паливі – то стає зрозуміло, що стосовно цієї теми безліч інформації та як зробити дійсно правильний вибір?

Розповімо коротко про головне.
Безліч реклами тисне на людину і варто звернути увагу на дійсно важливі характеристики - щоб не потрапити під маркетингову оману та прийняти правильне рішення. Навіть якщо не володіти спеціалізованими знаннями в теплотехніці, потрібно знати прості моменти, про які піде мова нижче.

На різних сайтах та рекламних плакатах часто можна бачити яскраві слова: «котел тривалого горіння» працює на одному завантаженні хіба що не тиждень! Така обіцянка, звичайно ж, миттєво знаходить відгук у запитах покупців. Тому що той, хто раніше мав справу з експлуатацією котла на дровах, пам'ятає, на скільки часто потрібно завантажувати його паливом. У цій статті ми розберемося чи може взагалі існувати таке явище як котел тривалого горіння на дровах та іншому твердому паливі.

З чого розпочати? З дров. Адже саме вони є джерелом теплової енергії, яку ми хочемо передати теплоносію. Ось таблиця калорійності деревного палива в залежності від породи й вологості деревини.

Ми бачимо, що в середньому деревина вологістю 18-25% в процесі згоряння здатна виділити 3-3,5 кВт теплової енергії з одного кілограма. Це дуже важлива цифра для наших розрахунків. Тому що, знаючи скільки кілограм таких дров поміститься в котел, – ми будемо знати кількість кіловат міститься в цьому об’ємі палива, що ми за один раз помістили в паливну камеру котла.

Друга характеристика, яка є важливою для перевірки тривалості горіння – це об’єм паливної камери котла на дровах. Від його розміру безпосередньо залежить на скільки багато дров ми зможемо помістити в котел за 1 раз під час завантаження.

Слід звернути увагу на додатковий нюанс – розміри самої камери – її довжина, ширина, глибина і навіть форма й розмір дверцят дуже впливають на те, який фактичний обсяг палива вдасться завантажити. Відомо, що дрова мають певну форму, переріз, довжину – а це в процесі їх укладання в камеру котла може обмежувати їх кількість.

Таким чином, здавалося б величезну камеру котла тривалого горіння ми заповнюємо ледь наполовину, залишаючи порожнечі між самими дровами та стінками камери. «Традиційна» довжина дров, які популярні в продажу – це 33 см, 50 см та 1 метр. Коли Ви обираєте котел тривалого горіння на дровах – враховуйте цей параметр, щоб під час завантаження палива камеру можна було заповнити максимально.

Котли тривалого горіння: увага на тип котла

Тепер розберемося як впливає тип котла на дровах на тривалість горіння. Розглянемо приклади: класичний, шахтний та піролізний котел тривалого горіння.

  1. Класичний котел традиційного типу горіння

    – за статистикою поки що є найпоширенішим різновидом котлів на твердому паливі.

    Дрова, які завантажуються в паливну камеру, горять одночасно всім об'ємом. Інтенсивність горіння змінюється шляхом регулювання обсягу повітря, що подається. В контексті поняття «тривалості горіння» – такий спосіб спалювання є дуже неефективним.

    В котлі класичного типу дрова згорають швидко як в багатті, а недостатня кількість повітря запускає процес хімічного недопалу. Той самий дим з труби й величезна кількість попелу й вугілля, які видаляються з котла, – це і є не використана частина палива, яка вилітає в атмосферу й потрапляє в зольний ящик.

    Якщо спалювати паливо в такому класичному дров’яному котлі – ні про які 3 кіловати з 1 кілограма дров і мови бути не може. А чим менше ми отримаємо кВт з 1 кілограма дров, тим швидше виникне потреба нового завантаження. Таким чином, маємо два фактори, що примножують один одного та зводять нанівець можливість використання твердопаливного котла класичного типу як котел тривалого горіння. Є і третій.

    Сажа, яка вилітає з димом, швидко осідає на стінках теплообмінника. Сажа є відмінним теплоізолятором та перешкоджає ефективній передачі тепла стінкам теплообмінника. Таким чином, тепло від деревини, що згоріла, марно відлітає в трубу. А котел на дровах знову вимагає нову порцію.

  2. Котел Холмова, шахтний котел, варіації котлів за типом «свічки», котел пошарового спалювання

    – всі вони є покращеною версією класичного твердопаливного котла. У них краще реалізована можливість тривалості горіння.

    Дрова в такому котлі горять не всім обсягом, а тільки в певній зоні, що визначена конструкцією котла. Це дозволяє збільшити паливну камеру, а відповідно й завантажувати більший обсяг палива за 1 раз.
    Більше дров в камері – триваліше буде час горіння, тут все логічно.

    А ось з хімічним недопалом ці котли справляються не найкращим чином. Як правило, регулювання інтенсивності горіння в цих моделях не відрізняється від твердопаливного котла класичного типу горіння.

    У деяких котлах реалізована можливість «допалювання» шляхом подачі вторинного повітря й встановленням каталізатора – деталь футерування, що розжарюється до високих температур і сприяє більш повному спалюванню горючих компонентів палива. ККД у таких котлів вище, ніж в класичних моделях. Проміжний підсумок: можливість завантажувати більший обсяг палива за 1 раз плюс більш ефективний спосіб спалювання горючих компонентів деревини наближують котли цих типів до характеристики, що властиві котлам тривалого горіння.

  3. Залишився тільки один фактор, який реально може вплинути на тривалість горіння котла на дровах – це повнота спалювання палива з метою отримання максимальної кількості теплової енергії з 1 кілограма дров.
    Це можливо тільки в піролізних (газогенераторних) котлах, в яких температура горіння досягає 1100-1200 градусів Цельсія.
  4. Піролізний котел

    – конструкція таких котлів передбачає окремо паливну камеру (відбувається генерація піролізного газу) та камеру горіння того самого піролізного газу. Таким чином, в нижньому шарі камери паливо "жевріє" при нестачі кисню та виділяє газову суміш, яка спрямовується в другу камеру, де під час подачі вторинного повітря гази спалахують і згорають з виділенням великого обсягу теплової енергії.

    Футеровка цієї камери керамічними або шамотними елементами підвищує температуру ядра горіння й додатково сприяє запаленню та повному згорянню всіх компонентів палива.

    Котли тривалого горіння деяких виробників мають ще й третю камеру, в якій відбувається процес остаточного допалювання вуглецю. Котел тривалого горіння на дровах такої конструкції має найбільший ККД з усіх відомих твердопаливних котлів й часто показує на практиці економію палива у 1,5-2 рази в порівнянні зі своїми «конкурентами».

Отже, що дозволяє називати піролізний котел – котел довготривалого горіння?

  • наявність великої за об’ємом паливної камери, яка дозволить завантажити велику кількість дров за 1 раз
  • можливість плавного регулювання інтенсивності горіння
  • найвища повнота згоряння палива, щоб отримувати максимум калорій
  • відсутність сажі на стінках теплообмінника дозволяє ефективно передавати тепло від гарячих газів теплоносія.

Котел тривалого горіння: види палива

У прикладах вище ми розглядали як джерело теплової енергії конкретно дрова. Але слід відмітити, що інші види твердого палива цілком можуть доповнити або замінити дрова.

Чудовою альтернативою можуть бути: щепа, стружка, тирса, брикети, пелети, солома, стебла льону, лушпиння зернових, відходи деревообробної або меблевої промисловості такі як фанера, ДСП і МДФ. Калорійність цих видів сировини завжди можна порівняти в таблиці довідника.

Для того, щоб мати можливість обирати більш дешеве, доступне або безкоштовне паливо, необхідно бути впевненим в тому, що обраний Вами твердопаливний котел тривалого горіння здатний працювати на даному виді сировини.

Якщо, наприклад, конструкцією котла передбачається можливість використання і великого палива, і дрібного одночасно - то доцільно під час завантаження камери дровами також заповнити між колодами всі порожнечі щепою або тирсою. Таким чином отримуємо додатковий запас палива, а значить ще більше тривале горіння.

Котел тривалого горіння приклад розрахунку

На завершення наведемо приклад розрахунку тривалості горіння на одному завантаженні.

Візьмемо за основу піролізний котел тривалого горіння потужністю 40 кВт, в якому об'єм паливної камери 0,4 м.куб (400 літрів). В таку камеру можна завантажити дубових дров приблизно 200 кг. Якщо ці дрова достатньо сухі, то можна розраховувати на 3,3 кВт теплової енергії з одного кілограма дров. Це з урахуванням ККД котла. 200 х 3,3 = 660 кВт ми отримаємо в результаті спалювання всього обсягу.

Припустимо, що в середньому за годину ми споживаємо 30 кВт. Рахуємо 660 / 30 = 22 години роботи.
Якщо цей же котел завантажити вологою щепою, тривалість горіння становитиме 8-12 годин в залежності від породи та фракції.

Брикети «піні-кей» ( «Pini-Key») завдяки своїй формі, щільності й теплотворності при тих же завданих параметрах забезпечать тривалість горіння до 60-ти годин на 1 завантаженні!

Так, дійсно котли тривалого горіння на твердому паливі дійсно існують. Однак необхідно не просто повірити «на слово» рекламі, а перевірити характеристики й параметри, що реально дозволять називати обраний котел тривалого горіння. Ще раз звернемо увагу на ці «прикмети», які мають котли тривалого горіння:

  • об’єм паливної камери повинен бути великим: порахуйте скільки кілограм дров або іншої паливної сировини можна завантажити в котел за 1 раз
  • піролізний котел з камерою допалювання піролізних газів забезпечує практично повне згорання та має високий ККД: це дозволяє отримати максимум калорій з палива
  • плавне регулювання інтенсивності горіння: електронні датчики температури води й димових газів контролюють процес горіння та визначають який обсяг повітря подати, щоб домогтися оптимального горіння й не допускати перевитрату палива даремно без потреби
  • стінки теплообмінника чисті – без сажі й дьогтю – це забезпечує ефективну передачу тепла від гарячих газів теплоносію.

На нашому відео каналі в YouTube є серія відео, де піролізний котел підключений до вимірювальних приладів та проводиться перевірка тривалості горіння на різних видах палива.