Котел длительного горения с верхней загрузкой можно сравнить со свечей. Конструктивно твердотопливные котлы верхнего горения состоят из вертикально стоящего корпуса в форме цилиндра, параллельно выполняющего задачу теплообменника. Внутренняя часть имеет две части, между стенками которых циркулирует теплоноситель. Его нагрев происходит в результате горения пиролизного газа.
Особенности конструкции и принцип работ
Котел длительного горения с верхней загрузкой — схема
Внутренняя часть используется как топка. Она устроена так, что горение происходит сверху вниз. Помогает этому специальная подача воздуха непосредственно в зону горения. Процесс напоминает скорее тление с выработкой газов из углеродосодержащего топлива. В большей степени эти газы являются горючими. За счет их догорания в верхней части топки происходит максимальное использование тепловой энергии, что позволяет увеличить теплоотдачу и уменьшить расход топлива.
Камера котла разделена на две части распределителем воздуха. Он имеет форму трубы, к которой с одного конца прикреплена площадка с лопастями, а другой конец служит для подачи кислорода.
Котлы с верхним горением отличаются цикличностью работы, и пока не сгорит первая закладка добавление второй партии топлива не понадобится.
Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе
Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.
Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200
Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.
Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.
КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.
Температура нагрева воды 70 0C на дровах и 85 0C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 0C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.
Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения
Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:
- когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания,
- в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло,
- в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.
Котлы имеют следующие преимущества:
- длительное время работы и минимальное количество загрузок,
- энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги,
- универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.,
- небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы,
- автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом,
- отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков,
- высокий уровень безопасности,
- длительный срок службы от 10-15 лет и более.
Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности
Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:
- высокая стоимость по сравнению с другими установками,
- чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Возможно появление конденсата и окисление стальных элементов,
- повышенная зольность может засорять зону горения и снижать уровень теплоотдачи,
- необходимо регулярно вручную прочищать дымоход и зольник,
- неудобная закладка дров из-за конструктивных особенностей,
- нельзя загружать топливо больших размеров, например, не колотые дрова,
- топливо должно быть полностью сухим, поэтому нужно продумывать условия его хранения,
- неполная загрузка делает неудобным розжиг, т.к. топка достаточно глубокая,
- нельзя проводить дозагрузку, если процесс уже запущен,
- опорная балка и диск, служащие перегородкой между зонами горения твердого топлива и газа быстро выходят из строя.
Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.
Нюансы системы управления котла верхнего горения
В котлах длительного горения с верхним горением основным принципом управления является регуляция воздушных потоков, поступающих в камеру сгорания. Стандартные агрегаты для этого оснащены механическим приспособлением. Заслонка с цепным приводом приводится в действие в результате работы термостата.
Термостат в котле настраивается на определенный температурный режим. Когда теплоноситель нагревается до нужного уровня, заслонка автоматически устанавливается в определенное положение, снижая интенсивность нагрева. Резко снизить температуру невозможно, т.к. теплоноситель будет по инерции продолжать нагреваться, отапливая помещение.
Увеличить температуру воды, когда захочется также невозможно. До тех пор пока котел не «разгонится», температура будет расти очень медленно.
Устройства с вентиляторами работают несколько иначе. Если понадобится увеличить силу теплоотдачи, то сделать это можно именно за счет вентилятора. Прибор будет нагнетать воздух. За счет него же можно и снизить инерцию котла. Управление происходит автоматически, а датчики фиксируют малейшие изменения температуры теплоносителя.
Обзор лучших котлов верхнего горения
В настоящее время производство твердотопливных котлов значительно расширилось и выбору потребителей представлено множество моделей зарубежных и отечественных фирм. Рассмотрим лучшие из них.
Стропува
Stropuva
Котлы болгарского предприятия Stropuva — это компактные агрегаты с высоким КПД. Устройства оснащены нагнетательным вентилятором. Цилиндрической формы корпус имеет конструкцию шахты. Устройства отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками в сочетании с отличным дизайном. Универсальные котлы могут отапливать дровами, торфом или прессованными брикетами. Мощность моделей 8-40 кВт, отапливаемая площадь 30-400 кв.м. Допустимая влажность топлива может достигать 45%, что вполне соответствует современным требованиям.
Liepsnele
Котлы верхнего горения Liepsnele
В Литве изготавливают котлы длительного горения на твердом топливе универсального типа, т.е., работающих на любом виде топлива. Мощность агрегатов варьируется в диапазоне 10-40 кВт, отапливаемая площадь до 400 кв.м. Максимальное время работы на одной закладке углей составляет до 7 суток, дров — до 2 суток. Конструкция котлов — классический шахтный тип с верхним горением. Котлы Liepsnele обладают высоким КПД, не менее 90%, независимо от типа топлива и выбора рабочего режима.
Неделька
Модельный ряд котлов Неделька
Котлы прямоугольной формы, имеют привлекательный дизайн и компактные размеры. Для более полного теплосъема предусмотрены каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы. Российские котлы верхнего горения, способные работать на одной загрузке угля до 7 суток.
Котел неделька
Компания Неделька предлагает четыре варианта котлов с различной мощностью, предполагающие отопление помещений разной площади: 50-250 кв.м., 150-400 кв.м., 400-800 кв.м., 800-2000 кв.м.