В цій статті поговоримо про те, за рахунок чого сучасні твердопаливні котли мають реально високий ККД, тобто про їхню конструкцію та будову всередині. Актуальна ця тема тому, що опалення приватного будинку за допомогою твердого палива залишається одним із найдоступніших і найекономічніших варіантів опалення в Україні. При цьому сучасні розробки дали змогу вивести ефективність і зручність таких котлів на принципово новий рівень.
Будова твердопаливного котла тривалого горіння
Принцип роботи твердопаливного котла мало чим відрізняється від механізму звичайного дров'яного котла, а саме – спалювання дров або вугілля для нагріву теплоносія (найчастіше це вода), що циркулює системою опалення. Однак будова твердопаливного котла з високим ККД (далі – котел тривалого горіння) дає змогу значно збільшити час горіння однієї закладки палива. Як?
Річ в тім, що конструкція котла тривалого горіння має низку крутих рішень, а саме:
- Розвинений теплообмінник – кожен виробник називає його по-різному, у когось це "водяні полиці", у когось – "конвекційні канали".
- Водоохолоджувані колосники – вони ж водонаповнені або водяні колосники.
- Форсунки для точкової подачі повітря в топку.
- Важіль для струшування колосників (він же рухомий рушт) – особливо актуально для опалення вугіллям.
- Автоматизація процесу горіння – сюди входить блок управління і вентилятор наддуву (докладніше поговоримо далі).
Все це дає змогу оптимізувати процес горіння, збільшити ефективність теплообміну та забезпечити тривале й рівномірне горіння палива.
Тепер давайте пройдемося по кожному пункту, розберемо більш детально будову твердопаливного котла і його конструкцію.
Розвинений теплообмінник (водяні полиці)
Водяні полиці представляють собою горизонтальні або вертикальні відгалуження водяної сорочки (див. фото). Головне їхнє призначення – знімати тепло з вихідних димових газів.
Конструкція теплообмінника у різних виробників може бути виконана у вигляді дво-, три- або чотириходової системи полиць. В результаті температура димових газів дорівнює 120-180 градусів (залежить від кількості полиць). Для порівняння, у традиційних твердопаливних котлах без розвиненої конвекційної системи середня температура димових газів становить 350-400 °C!
Тобто якщо в конструкції твердопаливного котла немає водяних полиць, вважайте, що значна частина тепла відлітає в трубу. А оскільки дрова і вугілля не безкоштовні, то це буквально гроші на вітер.
Зверніть увагу: водяні полиці можуть бути у вигляді плоских пластин, а можуть і у вигляді круглих труб. Труби "витягують" більше тепла з диму, але значно важчі в обслуговуванні (чищенні). Для когось додаткові 10-15 хвилин на щотижневе чищення труб теплообмінника можуть бути суттєвим мінусом.
В цілому водяні полки можна зустріти в твердопаливних котлах середнього цінового діапазону, а також в усіх котлах преміум класу.
На жаль, є і мінус такої конструкції – підвищення ціни. Адже для збільшення теплообмінника потрібно більше металу, а також часу на виробництво. Тому в недорогих дров'яних котлах полиць або взагалі немає, або використовують простішу систему – жаротрубну (принцип той самий, але площа в кілька разів менша).
⏩ Подивитися конкретні приклади моделей з розвиненим теплообмінником можна в категорії твердопаливні котли тривалого горіння – просто обирайте будь-який з котлів і там будуть фотографії в розрізі та схема влаштування водяних полиць.
Водоохолоджувані колосники
Принцип роботи котла на твердому паливі передбачає наявність колосникової решітки, на якій і відбувається процес горіння. Але в котлах тривалого горіння використовують не стандартну чавунну решітку, а цільнотянуті безшовні сталеві труби, наповнені теплоносієм всередині, які прозвали водоохолоджуваними колосниками (або простіше – водяними).
Тобто вони буквально вварені у водяну сорочку котла. Це вирішує одночасно два завдання:
- Підвищує термін служби колосників, оскільки вони охолоджуються і, відповідно, менше страждають від термічних ударів.
- Дозволяє використовувати колосники як продовження теплообмінника. Тобто тепло з нижньої частини топки використовується більш ефективно.
На жаль, на просторах інтернету можна знайти суперечливі думки з приводу довговічності таких колосників, хоча всі ці суперечки легко розбиваються об аргументи з підручника з фізики за 7-й клас: поки всередині системи опалення (а отже, й усередині котла) є вода, жодне прогорання колосників неможливе в принципі!
Більш докладно можна почитати в нашій статті “Водяні колосники в твердопаливному котлі: що це і для чого потрібні?”
Загалом водяні колосники в конструкції твердопаливного котла – це вже не ноу-хау, а цілком часте явище. В недорогих котлах зустрічається 50 на 50, а в котлах преміум-сегмента – у 100% випадків. Така довіра з боку виробників твердопаливних котлів також підкреслює їхню віру в надійність і корисність водяних колосників, адже всім хочеться, щоб їхній котел був кращим і, відповідно, краще продавався.
⏩ Переглянути конкретні приклади можна в категорії твердопаливні котли з водяними колосниками.
Форсунки (точкова подача повітря)
Форсунки в твердопаливному котлі – це канали в камері згоряння, через які продувається повітря для підсилення горіння. Повітря, що надходить під тиском через форсунки, сприяє кращому горінню дров, вугілля, брикетів тощо і більш повному їх допалюванню, підвищуючи ККД котла і знижуючи шкідливі викиди. Особливо добре допомагає в разі неякісного палива (підвищеної вологості, наприклад).
Зустріти форсунки для зонної подачі повітря в будові твердопаливного котла можна тільки в преміум-моделях, обладнаних автоматикою і вентилятором наддуву.
⏩ Ми підібрали конкретні приклади твердопаливних котлів з форсунками:
Важіль для струшування колосників
Важіль (ричаг) для струшування колосників (також званий механізмом шурування або шурувальною колосниковою решіткою) – це пристрій, що дає змогу періодично струшувати та звільняти колосникову решітку твердопаливного котла від запікшогося палива (особливо актуально для всіх видів вугілля).
Принцип його дії полягає в тому, що колосникова решітка не є жорстко зафіксованою, а може приводитися в зворотно-гойдальний рух за допомогою важеля. Під час струшування колосників більш велике паливо "розбивається" на частини, а дрібні частинки просипаються крізь отвори решітки в розташований під нею зольник, забезпечуючи вільний приплив повітря до осередку горіння.
Наявність механізму шурування підвищує автономність роботи котла і зручність його обслуговування.
Ще раз акцентуємо увагу: цей важіль потрібен тільки для спалювання вугілля.
⏩ Ми підібрали конкретні приклади твердопаливних котлів з важелем струшування колосників: Marten Comfort, MaxiTerm Profi, а також польські котли Kamen.
Автоматика твердопаливного котла
Оскільки принцип роботи твердопаливного котла тривалого горіння полягає в максимізації ККД, то уявити такий котел без автоматики неможливо.
Під словами «автоматика» мається на увазі сукупність пристроїв, що забезпечують автоматичне керування температурою теплоносія і контроль режимів роботи котла.
Основні функції автоматики:
- Регулювання подачі повітря – управління заслінками і вентиляторами для оптимізації подачі повітря залежно від режиму горіння.
- Регулювання потужності (зокрема й погодозалежне регулювання) – підтримання необхідної температури горіння шляхом зміни інтенсивності горіння.
- Безпека – аварійне зупинення, блокування, контроль граничних параметрів.
- Контроль режиму спалювання – іноді потрібне не тривале горіння, а максимально ефективне, наприклад, у разі використання теплоакумулятора.
Стандартна комплектація включає: контролер, датчики температури і вентилятор наддуву. Дорожчі блоки управління також підтримують віддалене управління (через Wi-Fi або через застосунок на телефоні), управління бойлером непрямого нагріву, двома і більше циркуляційними насосами, можливість під'єднати датчик температури вихідних газів тощо.
Застосування автоматики підвищує безпеку й ефективність роботи і звичайного дров'яного котла, і котла довготривалого горіння. Автоматика банально економить паливо і спрощує управління.
В будь якому випадку будова твердопаливного котла передбачає, що можна встановити як дешеву автоматику (механічну), так і електронну. Причому обидва види автоматики можна встановлювати практично на будь-які котли – від найдешевших до найдорожчих.
Ми підібрали дві найпопулярніші у наших клієнтів автоматики – механічний регулятор тяги Regulus RT4 та електронна автоматика для твердопаливного котла Atos з вентилятором WPA 120.
Підсумки: чи так важлива будова твердопаливного котла?
Що в підсумку можна сказати? Сучасні твердопаливні котли з високим ККД – це абсолютно новий рівень ефективності та комфорту в опаленні, порівняно навіть з недалеким минулим. Завдяки новим конструктивним рішенням і автоматизації процесів горіння, такі котли здатні забезпечити максимальний ККД, мінімізувати втрати тепла і дати прийнятний рівень комфорту (кочегаром підробляти точно не доведеться).
⏩ Ще раз повторимо – принцип дії твердопаливного котла тривалого горіння не в тому, щоб зробити більшу топку і поміщати 2 відра дров замість одного, а в тому, щоб з одного відра отримати більше тепла і поменше «викинути» його в димохід.
Підсумуємо найважливіші особливості в будові твердопаливного котла тривалого горіння:
- Розвинений теплообмінник (водяні полиці) дає змогу ефективно знімати тепло з димових газів, знижуючи їхню температуру до 120-180°C.
- Водоохолоджувані колосники додатково збільшують площу теплообмінника і підвищують термін служби колосникової решітки.
- Форсунки для точкового подавання повітря забезпечують інтенсивніше і повніше згоряння палива.
- Важіль для струшування колосників полегшує процес шурування під час спалювання вугілля.
- Автоматика котла з регулюванням подачі повітря, потужності та інших параметрів значно підвищує ККД і робить експлуатацію більш простою і безпечною.
Поєднання цих технологій дає змогу сучасним твердопаливним котлам працювати з ККД 86-88%, що хоч і не ставить їх в один ряд з газовими або електричними системами опалення за ефективністю, зате істотно випереджає їх за дешевизною.
⚠ ВАЖЛИВО: дедалі частіше виробники прагнуть догодити всім ціновим запитам від клієнтів, тому на ринку трапляються твердопаливні котли з сучасною конструкцією, що включає водяні полиці, колосники й автоматику, але, як би це м'якше сказати, з дуже урізаними рішеннями – наприклад, полиць лише 2, що не дає часу диму віддати все потенційне тепло, або замість полиць взагалі 3-4 труби. Також економлять на утеплювачі, товщині сталі (суттєво впливає на довговічність обладнання), автоматиці тощо.
Тож будьте уважними до таких деталей у влаштуванні твердопаливного котла, бо вони впливають на все – комфорт, зручність використання, довговічність і ефективність.
До речі, звідси з'явилася нова проблема: величезний вибір моделей, де кожен виробник хвалить свій котел і принижує конкурентів (нескінченні суперечки про чавунні й водяні колосники, плоскі водяні полиці або трубчасті, форсунки або труба подачі повітря в колосникову зону тощо). Непідготовлена людина може просто заплутатися.
Тому, можливо, Вам буде цікава ще одна наша стаття “Як вибрати твердопаливний котел для будинку | Поради експерта”.
Ну а якщо потрібна консультація – сміливо звертайтеся до нас. Ми допоможемо вибрати оптимальну модель котла й організуємо його доставку. Якщо потрібно – зробимо монтаж і введення в експлуатацію. А також забезпечимо якісне сервісне обслуговування протягом терміну служби обладнання.
Написати коментар