Автоматический угольный котел: устройство и принцип работы, лучшие производители

Виды твердотопливных котлов с автоматической подачей на пеллетах, угле, щепе. Конструктивные особенности и принципы работы котлов на твердом топливе. Обзор лучших производителей.

Твердотопливные котлы с автоматической подачей топлива

При выборе автоматических котлов на твердом топливе первоначально стоит обратить внимание на следующие их разновидности:

  • комбинированные агрегаты, имеющие несколько топок или горелок, что позволяет одновременно работать в разных режимах;
  • пиролизная техника, способная похвастаться высочайшими показателями энергоэффективности;
  • пеллетные котлы, которые легко могут функционировать без постоянного присмотра до одной недели (7 дней).

Купить автоматический твердотопливный котел длительного горения в Москве и СПб можно не только в интернет магазине, но и в наших торговых точках в этих городах. Их адрес и телефоны доступны на сайте.

Почему стоит купить автоматические котлы на твердом топливе для отопления загородного дома или дачи? Первоначально стоит вспомнить про следующие достоинства:

  • универсальность подобных агрегатов, способных использовать разные виды топлива;
  • возможность ручной загрузки топлива при сбоях электросети;
  • простая и интуитивно понятная панель управления;
  • недорогой сервис;
  • долговечность эксплуатации.

Согласно отзывам владельцев, купивших данное отопительное оборудование, у них значительно уменьшились расходы на отопление. Это связано не только с относительной дешевизной твердого топлива, но и экономичной работой современных котлов с автоматикой подачей опилок, пеллетов, щепа или других вариантов топлива.

Виды пеллетных котлов

Оборудование классифицируется по двум критериям — способу подачи топлива и типу горелки. Есть три варианта загрузить пеллеты в горелку:

  • механический,
  • полуавтоматический,
  • автоматический.

Механическая подача горючего подразумевает постоянную поддержку горения в топке хозяином, в том числе и в ночное время. Вместо того, чтобы наслаждаться теплым вечером в кругу семьи, домовладелец выполняет функции кочегара.

Полуавтоматическая подача выглядит выигрышнее — вручную задается лишь мощность котла, а пеллеты загружаются в топку без участия человека. Это наиболее оптимальное соотношение цены и качества.

Чуть дороже обходятся пеллетные котлы с автоматической подачей топлива. В отличие от предыдущих вариантов, для их монтажа следует пригласить специалистов. Настройка котла на нужный режим занимает не более пары минут, после чего котел выполняет всю работу по поддержке заданных параметров и загрузки пеллет в топку в автоматическом режиме.

Горелки пеллетных котлов бывают:

  • факельными,
  • каминными,
  • объемного горения.

Факельными горелками оснащаются маломощные котлы с небольшими топками. Они легко поддаются настройке, просты в эксплуатации, достаточно надежны. Их недостаток — выраженная направленность пламени на одну из стенок котла, которая в итоге постоянно подвергается локальному нагреву. К тому же факельные горелки чувствительны к качеству горючего — они с трудом поддерживают пламя, образуемое второсортным топливом.

Горелки каминные отличаются безопасностью, малым уровнем шума при работе, однако тоже реагируют на качество твердого топлива. Также у них мало возможностей регулировки.

Этих недостатков лишены устройства объемного горения, которые вследствие высокой мощности нередко используют и в промышленных целях. Они без проблем работают на пеллетах низкого качества. Единственный недостаток этих горелок в том, что они утяжеляют оборудование.

Особенности котлов с автоматической подачей

Элементы котельной установки, отвечающие непосредственно за сжигание топлива и передачу тепла в систему отопления дома, не имеют значительных отличий от обычных твердотопливных устройств.

Основное эксплуатационное преимущество приборов с автоматической подачей обеспечивается наличием в их конструкции трех базовых составляющих:

  • топливного бункера для единоразовой загрузки больших объемов горючих материалов;
  • шнекового конвейера для регулярной передачи топлива в камеру сжигания;
  • сложной автоматики, отвечающей за работу всей системы.

Перечисленные элементы конструкции обеспечивают возможность длительного горения без дополнительного обслуживания котельной установки. Для работы такого оборудования участие человека требуется не более 1 раза в 1–2 недели, а иногда и реже.

Автоматика также регулирует количество подаваемого топлива, которое зависит от текущей температуры теплоносителя и установленной в настройках. Когда бункер практически пуст, система уведомляет о необходимости его заполнить.

Во многих моделях также реализована возможность автоматического удаления продуктов сгорания. То есть весь процесс от розжига до очистки в таких агрегатах осуществляется без участия человека.

Принцип работы автоматических угольных котлов

В устройстве и принципе действия современных автоматизированных котлов важно разобраться даже не имея интереса, ведь эти знания помогут определиться с моделью. Для того, чтобы угольный котел и основанная на нем система обогрева и ГВС могли работать длительное время автономно, безопасно и экономически эффективно должны быть автоматизированы следующие процессы:

  • загрузка порций угля или другого топлива;
  • уборка золы из зоны горения в накопитель;
  • подача воздуха от вентилятора наддува к горелке должна регулироваться;
  • температура в разных комнатах соответствовала заданной;
  • теплый пол нагрет как задано;
  • горячая вода доступна во всех точках разбора;
  • циркуляционные насосы и смесительные клапана правильно направляют теплоноситель и теплую воду.

Функция пользователя состоит в выборе режима работы (установка приоритета или расписания), либо температуры теплоносителя, либо температуры в каждой комнате. Динамические процессы, зависящие от смены погоды, расхода воды, количества и качества топлива, поступления воздуха отлеживаются и интерпретируются процессором. Полный набор опций автоматического угольного котла стоит дорого, поэтому часто автоматизируют только наиболее трудоемкие процессы: загрузку топлива и наддув воздуха.

Устройство угольных котлов с бункером автоматической подачиОрганизация автоподачи с помощью шнека, наиболее типичное устройство для современных моделей.

Принцип работы самого котла не изменился: через поддувало кислород поступает в горящий уголь, поддерживая горение, отработанные газы уходят в дымоход. Тепловая энергия разогревает теплоноситель, находящийся в емкости вокруг горящего угля, и носитель по трубам уходит к радиаторам. Отдав тепло жидкость возвращается в котел для разогрева.

Варианта горения угля два:

  1. Классический. Уголь сгорает, а пиролизные газы уходят в атмосферу.
  2. Пиролизный. Отводящиеся газы насыщают кислородом и дожигаются, повышая тем самым КПД котла и увеличивая время прогорания одной порции угля минимум в два раза, но и стоимость пиролизных моделей также минимум в два раза выше.

Конструктивно котел тоже традиционен. При классическом горении угля одна топка, уголь горит на колосниках, снизу подается воздух естественным путем, его уровень регулирует дверца поддувала, отводящиеся газы регулируются заслонкой дымохода. Корпус котла, он же емкость с теплоносителем, окружает горящий уголь. При пиролизном варианте над классической топкой размещается система принудительной подачи воздуха для дожигания газов и твердых частиц в них, поэтому хорошо работающий такой котел не дымит.

Реализаций угольных котлов с разным уровнем автоматизации на рынке множество.

Система подачи топлива

Самым трудоемким и достаточно грязным делом при эксплуатации угольных котлов с автоматической подачей является загрузка в него топлива. Автоматизировав этот процесс, уже можно обеспечить себе наполнение бункера не чаще чем раз в неделю. Если же бюджет позволяет автоматизировать подачу угля в бункер котла из сезонного склада, это сделает жизнь в доме комфортной весь отопительный период.

Автоматическая подача топлива к котлу из внешнего хранилищаПример организации автоподачи в бункер из внешнего склада при подвальном размещении котельной. Однако такие системы не продаются в готовом или даже модульном виде.

В угольных котлах получили две разновидности конструкций системы автоматической подачи угля: шнековая и барабанного типа.

Бункер с углем для загрузки пиролизного (а часто и классического) котла установлен сбоку котла. В низу короб оснащен шнеком, который вращается электродвигателем по команде компьютера при работе в автоматическом режиме или от кнопки – в ручном. Продолжительность работы двигателя задает компьютер определяя тем самым порции угля, загружаемого в котел. Одновременно включается наддув для управления процессом горения.

Котел с такой автоматизацией сохраняет высокий КПД при колебаниях номинальной мощности от 30% до 100%, с заполнением бункера до 1 раза в неделю, эффективно отрабатывая изменения погоды и установки пользователя. Заполнение бункера углем высокого качества (фракцией от 5 мм до 25 мм) в зависимости от модели необходимо раз в неделю.

В котлах классического горения бункер с углем часто размещается над котлом и автоматическая загрузка происходит с помощью барабана (вращающегося колосника). Он, вращаясь вокруг собственной, оси поставляет порцию твердого топлива в топку. После прогорания шлак и зола падают в накопитель. В этом случае требования к топливу ниже, а конкретных конструктивных решений для автоматизации таких котлов много.

Удаление золы

Вторая неприятная процедура после загрузки угля в бункер — это удаление шлака, спекшейся корки и очистка от золы накопителя. Если котел не завязан транспортером с сезонным складом топлива, желательно, чтобы обе процедуры происходили с одинаковым циклом – один раз в неделю. Модели с самоочисткой все равно требуют внимания, но уже каждые 4-6 недель.

Автоматическое удаление золыСистема автоматизеского золоудаления во внешний ящик довольно проста, но организовать ее непросто и не дешево, поэтому это большая редкость в угольных моделях.

На количество золы в накопителя впрямую влияет такое качество угля как зольность. Котлы прямого горения не слишком требовательны к качеству топлива и могут топиться даже бытовым мусором. Но золоудаление придется делать чаще, а заявленные характеристики может дать на угле с влажностью ниже 30% и зольностью меньше 25%.

Пиролизные котлы кроме пониженной влажности до 20% и зольности меньше 15% требуют и определенного размера фракций угля от 5 мм до 25 мм. Отклонение от этих требований снижает характеристики агрегата и увеличивает количество золы. Часть не сгоревшего угля может быть использована вторично после просеивания золы накопителя

Автоматический розжиг котлов при помощи жидкостей, удаление из их накопителя золы не вручную и самоочистка горелок могут быть предложены как дополнительные опции к очень дорогим проектам котлов и достаточно редки. Рассчитывать на систему самоочистки в угольных моделях, в отличие от пеллетных, не стоит.

Описание угольных котлов с автоматической подачей

Горючее непрерывно поступает в топку малыми порциями. Похожий принцип реализован в пеллетных котлах. Скорость подачи регулируется микропроцессорным контроллером с учетом температуры теплоносителя или воздуха в помещении (подключаются термодатчики).

Схема имеет следующие достоинства:

  • реже требуется участие пользователя;
  • уголь сгорает полностью (КПД на уровне 90%);
  • регулируется мощность (до 30% номинальной);
  • отсутствует инерционность — производительность можно резко свести к нулю.

Благодаря способности долго работать на одной закладке топлива агрегаты этого вида получили название котлов длительного горения. Возможность менять теплоотдачу в широких пределах позволяет эксплуатировать их в низкотемпературном режиме, что необходимо в межсезонье или для подогрева пола.

Из-за отсутствия инерционности отопитель выключается в любой момент. Таким образом предотвращаются закипание котловой воды и перерасход угля.

Виды котлов по типу топливного бункера

Существует два типа загрузочных устройств: встроенный топливный бункер и механизированное хранилище. От того, каким из них оснащен агрегат, зависит время автономной работы и площадь, которую занимает котельная установка.

Встроенный топливный бункер

Модели со встроенным загрузочным устройством оснащены емкостью для твердого топлива, которая расположена сверху или сбоку от основной камеры котла. Преимуществом такой конструкции является относительная компактность отопительной установки. Однако по времени автономной работы модели со встроенным бункером проигрывают агрегатам с механизированным хранилищем топлива.

твердотопливные котлы с автоматической подачей (главный ключ)

Механизированное хранилище топлива

Здесь в роли загрузочного устройства выступает отдельное помещение или часть комнаты с подведенной системой подачи горючего материала. Объема такого хранилища хватает, чтобы вместить годовой запас топлива.

Модели отличаются сложной электронной системой автоматического контроля, которая полностью регулирует все рабочие процессы, а также наличием блока дистанционного управления.

твердотопливные котлы с автоматической подачей (главный ключ)

Конструкция автоматического котла с пеллетной горелкой

Пеллетный котел с автоматической подачей топлива по эффективности часто сравнивают с газовыми или дизельными аналогами.

Чтобы четче представить процесс сгорания пеллет, перечислим основные элементы конструкции котла. К ним относятся:

  • камера сгорания,
  • горелка,
  • вентилятор,
  • теплообменник,
  • теплоноситель отопительной системы,
  • защитный кожух,
  • топливный бункер,
  • система подачи горючего.

Камера сгорания имеет малый объем, поскольку пеллеты являются экономичным топливом, и для обогрева помещения не требуется их большое количество. Внутри камеры находится пеллетная горелка (одного из трех видов, рассмотренных выше), внутрь которой попадают гранулы. Ее задача — точно регулировать соотношение поступающего горючего и воздуха. Топливо должно сгорать полностью, чтобы нагреть газы до максимальной температуры. Вентилятор — элемент для принудительной подачи воздуха в горелку.

Газы, образовавшиеся в камере сгорания, поступают в теплообменник. Далее тепловая энергия поступает к теплоносителю, в роли которого обычно выступают вода или антифриз.

Камера сгорания и теплообменник заключены в металлический корпус, поэтому могут нагреваться свыше 100°С. Для минимизации риска травмирования пользователей они закрыты специальным кожухом, который к тому же минимизирует теплопотери.

Пеллетная горелка с бункером для котлов «Куппер»

Пеллетная горелка с бункером для котлов «Куппер»

Топливный бункер — та часть прибора, где хранятся пеллеты и откуда поступают на розжиг. Бункеры различаются по вместимости и подбираются в зависимости от отапливаемой площади.

Последний конструктивный элемент — система подачи гранул. Она приводится в действие электромотором. Двигатель посредством привода соединен с винтовым шнеком, который дозированно и аккуратно доставляет горючее в топку.

Варианты автоматической подачи топлива

Существует два вида питателей.

Подача пневмотранспортером

Устройство состоит из следующих частей:

  • компрессора;
  • ресивера;
  • дозатора с поршневым приводом.

Раз в 24 часа воздух с избыточным давлением нагнетается в накопитель, после чего система переходит в энергонезависимый режим.

Автоподача осуществляется за счет действия сжатого газа на поршни, поэтому перебои в электроснабжении продолжительностью менее суток на ней никак не сказываются.

Транспортеры этого типа имеют два недостатка:

  • относительно большие энергозатраты (мощность двигателя компрессора составляет 1,5-2 кВт);
  • издают громкий шум.

Котел автоматический

Поэтому их применяют только в условиях нестабильного электроснабжения.

Передача шнековая

Механизм напоминает мясорубку. Спиральные витки шнека при вращении двигают уголь поступательно вперед.

Питатель работает бесшумно и потребляет сравнительно мало электричества (мощность мотора составляет 130-180 Вт).

Недостатки механизма следующие:

  • энергозависимость;
  • при длине более 2 м уголь за время пути успевает раскрошиться.

Большинство бытовых агрегатов оснащается такими питателями.

Расчет минимально необходимой мощности

Правильный расчет мощности позволит без волнений прожить любые морозы и всегда иметь теплую воду в достаточном количестве. Минимально необходимая мощность рассчитывается из расчета 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади для стандартного дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков не более 2,7 метра.

По технологии для каждой комнаты расчет ведется отдельно, но на практике часто суммарную площадь делят на 10 и умножают на 1 кВт. Затем добавляют потери и неточности расчетов для увеличения полученной мощности на 20%, если планируется и контур ГВС, необходимо добавить еще 20% запаса.

К примеру, стандартная мощность котла на отопление и ГВС при работе на площадь 150 м2 может составить: (150х1)/10 = 15 кВт на отопление. Но необходим запас мощности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт запас на непредвиденные морозы, потери и неточности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт на ГВС. Минимально необходимая мощность котла в таком случае должна быть не менее 15 + 3 + 3 = 21 кВт.

Перебор по мощности дает недогруз котла, но сохраняет возможности для расширения использования его в дальнейшем. Ошибка в нехватке мощности обещает потерю комфорта и неизбежную переделку системы отопления.

Это во многом прикидочный расчет, можно для точного расчета привлечь теплотехника или самому опираясь на СНиП 2.04.01-85 пересчитать расход ГВС в соответствии с нормами, но учесть запас прочности все равно придется, а на выборе конкретной модели такая смета скажется мало. Для частного дома до 400 м2 в более, чем 90% случаев достаточно простого расчета, приведенного выше.

Автоматические котлы, работающие на щепе и угле

Этот вариант автоматических агрегатов стоит предпочесть жителям регионов, где стоимость угля сопоставима с ценой пеллет. В обратном случае их эксплуатация обойдется дороже.

Основное достоинство заключается в более высоких показателях КПД. Однако уголь выделяет значительное количество сажи и смол, что приводит к меньшей экологичности. Обслуживание оборудования производится чаще, так как при горении выделяется больше золы.

Для угольных котлов существует требование по размерам гранул горючего материала: от 4 до 25 мм в диаметре. Это необходимо для бесперебойной работы шнекового конвейера.

автоматические твердотопливные котлы цена

Недостатки автоматического пеллетного котла

Основной минус оборудования — высокая стоимость. Среди аналогов нет более дорогих твердотопливных котлов. Хотя если принять во внимание высокий ресурс (срок службы) устройства, вложения становятся вполне оправданными.

Остальные недостатки не так существенны:

  1. Внушительные габариты. Котлу потребуется отдельное помещение — у жилой комнаты он отнимет много полезной площади.
  2. Потребность в электроэнергии. Можно отключить агрегат от сети, но тогда придется вручную загружать топливо.
  3. Ограниченность видов используемого топлива. Система подачи просто не сможет загрузить дрова в камеру сгорания.

Одним из перспективных поставщиков твердотопливных котлов с автоматической подачей пеллет является компания «Теплодар». Чуть подробнее о продукции — в следующем разделе.

Рекомендации по выбору

Выбор наиболее подходящей модели зависит от многих факторов. В первую очередь нужно определиться с видом топлива, цены на которое могут различаться в зависимости от региона.

После этого стоит рассчитать площадь, которая доступна для установки котельной системы, и учесть пожелания ко времени автономной работы. Это поможет определиться с наиболее приемлемыми габаритами котла и вместимостью топливного бункера, что значительно сузит поиски.

Чтобы в полной мере использовать потенциальную экономическую и эксплуатационную выгоду автоматических котлов, при выборе нужно обратить внимание на следующие параметры:

  • мощность котла (должна соответствовать площади отапливаемого помещения);
  • наличие экономных режимов;
  • требовательность к качеству топлива, его зольности;
  • надежность и безопасность длительной автономной работы;
  • воспроизводимый шум в различных режимах;
  • наличие функции автоматического розжига и сбора золы;
  • потребляемое электричество;
  • возможность работы от аккумуляторных батарей;
  • величина бункера для сбора золы и удобство его очистки;
  • эффективность работы с различными типами топливных гранул и в разных режимах;
  • наличие дистанционного управления или возможность дополнительно его подключить.

Также нужно обратить внимание на внешний вид котла, в том числе на качество сварочных швов.

Выбор места установки

Котел размещают в отдельном помещении.

Место установки должно соответствовать таким условиям:

  1. Минимальное расстояние от прибора до стены — 50 см.
  2. Пол выполнен из негорючего материала (керамической плитки, бетона).
  3. Под агрегат мощностью свыше 50 кВт на грунте возводят отдельный фундамент, не связанный с конструкциями здания и стяжкой.

Деревянный пол защищают настилом из жести на несгораемой теплоизолирующей подложке. Рекомендуется использовать в этом качестве базальтовый картон — материал недорогой и экологически безопасный. Ранее применяемый асбест признан канцерогеном.

По бокам и сзади настил выступает за пределы котла на 50 см, со стороны топочной дверцы — на 1 м.

Если отопитель установлен возле деревянной стены, ее тоже защищают жестяным экраном с подложкой или покрывают вермикулитовой штукатуркой.

Какой дымоход лучше установить

Выхлоп угольного котла характеризуется:

  • высокой температурой — 650 ˚С против 300 ˚С у древесины;
  • большим количеством серы и других элементов, образующих при конденсации влаги едкую смесь кислот.

В таких условиях к дымоходу предъявляются особые требования. В случае применения конструкции типа «сэндвич» внутренняя (рабочая) часть должна быть выполнена из жаропрочной и кислотостойкой стали. Аналогичными свойствами обладают керамические дымоходы. Кирпичные необходимо загильзовать.

Сечение дымоотводящего канала подбирается в соответствии с номинальной мощностью теплогенератора. Производитель приводит его в инструкции. Можно ориентироваться на дымоотводящий патрубок: по диаметру канал должен быть таким же либо превосходить его.

Дымоходы

Какую систему отопления выбрать

Предпочтителен вариант с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Его преимущества:

  • тепло распределяется по дому равномерно;
  • котел работает в щадящем режиме (разница между показаниями термометров на подаче и обратке невелика);
  • возможны низкотемпературный режим и подключение теплого пола.

Систему конструируют так, чтобы при отключении электричества или поломке насоса теплоноситель циркулировал естественным образом.

Для этого:

  • используют трубы увеличенного диаметра;
  • монтируют их с уклоном в 3 мм/м;
  • подающую трубу от котла начинают вертикальным участком (разгонным коллектором);
  • помпу устанавливают на байпасе.

Оптимальной является двухтрубная схема.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...