Котлы верхнего горения для отопления помещений


Эти аппараты на твердом топливе позволяют исключить проблему постоянного контроля за режимом их работы. Котлы верхнего горения удобны и практичны.

Котлы верхнего горения на твердом топливе

Котлы верхнего горения на твердом топливе

В них используется специальная технология сжигания дров или угля. Аппарат такой конструкции избавляет владельца от проблемы постоянного контроля за режимом его работы.

Что такое котлы верхнего горения

Они относятся к аппаратам длительного горения. Здесь одна закладка топлива обеспечивает отопление дома от десятка часов до нескольких суток.

Как это работает

Основное отличие от традиционных котлов состоит в способе розжига и процессе горения твердого топлива. Цикличность загрузки является второй особенностью. Это означает, что пока не будет использовано все ранее загруженное содержимое топки, новое добавлять нельзя.

Процесс сжигания топлива

В таком котле, загруженное в топочную камеру топливо, разжигается и горит не снизу, а сверху. Выгорание происходит небольшим слоем высотой 12 – 15 сантиметров пока не достигнет дна. Это называется — верхнее горение.

Работа котла верхнего горения

Работа котла верхнего горения

Для его поддержания необходим кислород воздуха. Он подается сверху по специальной трубе с распылителем непосредственно в зону горения. Сжигаемый слой дров или угля постепенно перемещается вниз. Вслед за ним движется и труба, подающая воздух.

Такое горения является замедленным, близким к тлению. При этом выделяется некоторое количество пиролизного газа. Котлы верхнего горения дожигают его в той части топки, которая расположена сразу над распылителем воздуха. Образуется дополнительное количество тепла.

Эта технология позволяет использовать в полной мере возможности дров или угля по тепловыделению. Сам процесс сжигания получается более длительным и не требующим частой добавки горючего материала.

Пополнение топлива

После его сгорания котлы верхнего горения загружаются снова на полный объем, и процесс повторяется. Иногда нужно добавить топлива до того, как прогорела его основная закладка. В такой ситуации возникает несколько проблем.

Процесс сжигания топлива

Процесс сжигания топлива

Во-первых, образуется большое количество дыма. Во-вторых, на стенках камеры сгорания выделяется конденсат. В-третьих, произойдет снижение температуры в топке, и на некоторое время понизится теплоотдача.

Этот процесс будет происходить до тех пор, пока температура в котле не стабилизируется. Если же догружаемые дрова будут сырыми, то возможно даже затухание котла и его повторный розжиг.

Такие аппараты на одной зарядке дров могут работать до 30 часов. При использовании угля — до трех-пяти суток в зависимости от его марки.

Котлы верхнего горения — особенности конструкции

Они просты по устройству, что значительно снижает риски поломок. Регулировка мощности в зависимости от потребностей осуществляется элементарной автоматикой. Существуют модели, оснащенные более сложным управлением, контролирующим процесс нагрева системы отопления жилища.

Корпус котла

Он представляет собой цилиндрическую конструкцию диаметром около 500 мм и высотой от 1900 до 2100 мм. Она выполнена по принципу «труба в трубе». Полость между ними заполняется теплоносителем (водяная рубашка), поэтому теплообменником является корпус котла.

Котлы верхнего горения - корпус в разрезе

Котлы верхнего горения — корпус в разрезе

Он разделяется на две основные части. Одна из них — топка, занимающая нижнюю (большую) часть котла. Ее дополняет камера для подогрева воздуха, расположенная в верхней части отопительного прибора.

Топка оснащена двумя или тремя дверцами. Первая размещается в верхней части для загрузки топлива и чистки стенок. Вторая — в средней части для загрузки, чистки и шуровки (в некоторых конструкциях не предусматривается).

Третья устроена в нижней части для очистки от золы. Другим ее назначением является регулировка подачи воздуха снизу в колосниковую зону. Это необходимо в случае использования в качестве топлива угля.

Котлы верхнего горения имеют толщину стенки топки, равную 5 мм. На их корпусе предусмотрены два резьбовых патрубка. Их размеры от 1 до 1,25 дюйма в зависимости от модели. Служат для подключения подачи теплоносителя (в верхней части) и «обратки» (в нижней части котла).

Патрубок для присоединения дымохода расположен в верхней области аппарата. Он имеет размеры от 150 мм и более в зависимости от производительности.

Камера подогрева воздуха

Она имеет очень простую конструкцию. Представляет собой обособленную полость цилиндрической формы внутри верхней части топки котла. Дымовые газы, образующиеся при сгорании топлива и имеющие высокую температуру, нагревают ее стенки.

От них нагревается воздух, находящийся в камере подогрева и поступает непосредственно в зону горения. Это ускоряет процесс его взаимодействия с топливом. В результате котлы верхнего горения повышают теплотехнические качества.

Система подачи воздуха

Для обеспечения процесса горения первоначально свежий воздух берется из помещения, где установлен котел. Потом через специальный короб с шибером он поступает в камеру подогрева.

Далее в нагретом состоянии воздух подается по специальной телескопической трубе в распылитель. Он присоединен к нижней части трубы и обеспечивает равномерное распределение потока подаваемого воздуха по площади горения топлива.

Котлы верхнего горения - место контакта распределителя воздуха с топливом

Котлы верхнего горения — место контакта распределителя воздуха с топливом

Телескопическая труба подвижно закреплена в верхней части конструкции. Перед началом процесса горения она находится в верхнем положении, опираясь на слой топлива. Сгорая, его уровень уменьшается.

Труба с распылителем под своим весом перемещаются вниз вслед за ним до полного выгорания топлива. При этом подача воздуха осуществляется непрерывно. Возврат в первоначальное верхнее положение воздухоподающей трубы осуществляется вручную.

Для этого котлы верхнего горения оснащены специальным тросом, входящим в их конструкцию. По положению троса можно определить остаток топлива в камере сгорания.

С целью обеспечения необходимых прочностных характеристик распылитель изготавливается из жаропрочного чугуна, толщиной 10 мм.

Регулировка количества подаваемого воздуха, а, следовательно, и интенсивности горения производится через клапан, расположенный на входе в камеру подогрева. Он управляется битепловым регулятором тяги.

Его работа основана на принципе биметаллической пластины. При нагревании стенок котла расширение передается через опорный стержень на клапан с помощью рычага. Это приводит к уменьшению количества подаваемого воздуха и интенсивность горения уменьшается.

При остывании корпуса все происходит наоборот. Клапан приоткрывается, подача воздуха увеличивается, и тепловыделение возрастает до требуемой величины.

Котлы верхнего горения имеют конструкции, как с естественной подачей воздуха, так и с принудительной. Во втором случае для этого используется нагнетатель.

При использовании в качестве топлива угля в нижней части котла предусмотрена заслонка. Она регулирует требуемое количество воздуха, подаваемого в нижнюю колосниковую зону для лучшего сгорания сыпучего топлива.

Читайте также: Газовые конденсационные котлы для отопления и горячей воды

Контроль работы котла и топливо

Контроль работы котла осуществляется при помощи трех элементов. Это битепловой регулятор тяги, термометр, указывающий температуру нагрева теплоносителя и предохранительный клапан с давлением 1,5 бар.

В качестве топлива для таких отопительных приборов используются дрова, продукты деревообработки, уголь, торф, всевозможные брикеты. Важно, чтобы древесина была достаточно сухой. В противном случае мощность котла будет снижаться.

Преимущества и недостатки

Котлы верхнего горения имеют ряд существенных преимуществ. К их числу следует отнести, во-первых, простоту конструкции и низкую вероятность поломок. Во-вторых, достаточно продолжительный период непрерывной работы от одной закладки топлива.

В-третьих, энергонезависимость, если отопительный котел не оборудован автоматикой, которая контролирует работу системы отопления дома. Наконец, безопасность по сравнению с котлами, работающими на газе или жидком топливе.

Недостатки

Они тоже имеются. Например, топка сразу загружается на полный объем. Если этого не сделать, при недостаточном количестве топлива возникает проблема его розжига.

Невозможно в процессе горения добавить топлива, пока ранее загруженное его количество не сгорит до конца. Если это пытаться делать, то добавляемые поленья дров или порции угля будут находиться выше распределителя воздуха. Значит, нормальный процесс сжигания нарушится.

Недостатком является повышенная чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Это приводит к выпадению конденсата на его стенках и повышенной коррозии.

Зона горения в процессе выгорания топлива интенсивно засоряется золой и сажей. Для того чтобы поддерживать характеристики котла по теплоотдаче, необходимо своевременно очищать стенки камеры сгорания.

Котлы верхнего горения имеют значительный вес. Он образуется за счет большой толщины стенок камеры сгорания и конструкции в целом. Это предполагает только напольное размещение таких агрегатов.

Читайте также: Пеллеты для отопительных котлов на твердом топливе

Некоторые производители и характеристики их котлов

Приводим примеры современных аппаратов литовского, украинского и польского производства.

Литовские котлы «Stropuva»

Их выпускают в трех модификациях. Первая из них — Stropuva S7, S10, S20, S40. Это аппараты для работы на дровах, отходах деревообработки и топливных брикетах. Продолжительность непрерывного горения достигает тридцати часов.

Отапливаемая площадь составляет от 20 – 80 м2 для котла мощностью 7 кВт (Stropuva S7). Котел Stropuva S40, мощность которого составляет 40 кВт, обогреет до 200 – 400 м2.

Котел "Stropuva"

Котел «Stropuva»

Вторая модель — Stropuva S10U, S20U, S40U (универсал). Это аппараты, работающие как на угле, так и на дровах, отходах деревообработки и топливных брикетах. Такие котлы верхнего горения смогут отапливать помещения площадью от 50 – 100 м2.

Такую возможность имеет Stropuva S10U мощностью 10 кВт. Stropuva S40U универсал обеспечит теплом до 200 – 400 м2 площади. Время работы составляет до пяти суток.

Третий вариант – котлы Stropuva S20 – I IDEAL, S40 – I IDEAL. Они в дополнение к предыдущим видам топлива могут работать и на пеллетах. В конструкции изделий предусмотрен микропроцессорный регулятор температуры (программатор) и центробежный вентилятор.

Особенности работы

Программатор управляет работой вентилятора наддува и циркуляционного насоса системы отопления. Он имеет четыре режима работы: ожидание, розжиг, работа, поддержка. Это позволяет потребителю выставить желаемую температуру.

Больше отвлекаться на контроль работы не нужно до следующей загрузки топлива. Программатор оснащен аварийным индикатором, который сигнализирует пользователю об отклонениях от нормального режима работы.

Украинские «Буран»

Для бытовых нужд выпускаются одноконтурные и двухконтурные котлы верхнего горения. Одноконтурные предназначены только для отопления помещений дровами и их отходами.

Мощность таких устройств равна 12, 20, 40 кВт (пример маркировки — «Буран 40»). Универсальные варианты (с маркировкой, например, «Буран 40У») такой же мощности могут использовать кроме дров еще и уголь.

Котел "Буран"

Котел «Буран»

Двухконтурные агрегаты применяются для отопления помещений и приготовления горячей воды. Их мощность может быть 12, 20, 40 кВт. Эти котлы имеют встроенный змеевик, сделанный из медной трубки.

Коэффициент полезного действия таких котлов достигает 86%. Одной загрузки дров хватает на 12-24 часа работы. Это зависит от плотности их укладки и конкретных условий работы, а угля – до пяти суток. Отапливаемая площадь для всех аппаратов составляет от 100 до 450 м2 в зависимости от мощности.

Польские котлы Rakoczy Porter G/GS

Эти котлы верхнего горения используют дрова, отходы деревопереработки и каменный уголь. В зависимости от модели в их топку могут загружаться поленья длиной до 60 сантиметров.

Угольное топливо должно представлять собой смесь угля с коксом (80% каменного угля и 20% кокса). Коэффициент полезного действия котлов Porter G/GS равен 85%.

Котел «Rakoszy Porter»

Отапливаемая площадь составляет до 100 м2 для аппарата мощностью 10 кВт. До 300 м2 сможет отопить котел на 30кВт. Устройства мощностью 48 кВт нагреют помещение до 480 м2.

Модель Porter GS оснащается электронным контроллером (ST – 72) с LED дисплеем. Он корректирует работу насосов и вентилятора, контролирует температуру жидкости в системе отопления, а также продуктов горения.

Предусмотрена звуковая индикация, указывающая на окончание процесса сжигания топлива и превышение допустимой температуры теплоносителя.

Модель Porter G более простая, так как не комплектуется электронным контроллером и вентилятором наддува. Здесь тяга в котле регулируется вручную. Такие котлы верхнего горения являются энергонезависимыми. Это дает им преимущество в использовании на территориях, где имеют место частые перебои в электроснабжении.

Автор: Сергей Морозов.

Внимание! Эта статья защищается законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA). Запрещается любое копирование без моего разрешения.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Похожие материалы
0 0 голос
Article Rating
Подписаться
Уведомить о
guest
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
()
x