Путеводитель по отоплению

Комплектующие для твёрдотопливных котлов. Что может потребоваться в первую очередь

Постоянный рост стоимости электроэнергии и дизельного топлива, проблемы с централизованной подачей природного газа, которая до сих пор существует во многих регионах нашей страны, делают твердотопливные котлы с буферной емкостью наиболее оптимальным выбором при решении вопросов автономного вентиляторного теплоснабжения объектов.

Твердотопливный котел
Рис. 1 Твердотопливный котел

Классификация котлов, работающих на твердом топливе

Рынок сегодня предлагает широчайший выбор моделей с буферной емкостью,твердотопливных котлов, как отечественного, так и иностранного производства. Так же широко представлены и комплектующие для твердотопливных котлов. Они могут использоваться как для работы только на отопительную систему, так и на нагрев бойлера для бытовых нужд.

Оборудование подразделяются:

  • по материалу, из которого они изготовлены:
    • стальные – изделия значительно дешевле чугунных котлов, проще чистятся и обслуживаются. Но весьма чувствительны к значению температуры в обратном контуре (не ниже 60 градусов). Поэтому требуют установки блока специальных клапанов бойлера, которые являются своеобразным элементом управления и поддерживают в ней требуемое значение температуры путем подмеса в «братку» теплоносителя из подающей магистрали;
    • чугунные – более долговечны, но сложнее в обслуживании. Рекомендованы только в случае их непрерывного круглогодичного использования. В качестве резервного неприемлемы, слишком дороги;
  • по виду применяемого топлива:
    • торф, дрова, отходы деревообработки, производные от них, поставляемые в специальных брикетах;
    • пеллеты (специальные гранулы, являющиеся результатом переработки хвои, смолы и иной органики);
    • уголь;
    • универсальные «всетопливные» оборудования;
  • по реализованному способу теплопередачи:
    • водяной бойлер (наиболее часто используемый);
    • паровой бойлер;
    • воздушный бойлер;
  • по принципу, положенному в основу сжигания топлива:
    • традиционный способ;
    • длительного горения – использованы новейшие разработки и инновационные решения, реализуемые в отопительной технике. Конструктивно оформлены в виде вертикально вытянутого топливника (топки) вокруг которого размещена водяная рубашка, с блоком управления.

Что такое длительное горение

Специфика принципа длительного горения заключается в том, что топливо горит сверху вниз (аналог свечи), что обеспечивает более полное сгорание и увеличивает время горения каждой закладки. В отдельных моделях с буферной емкостью оно может достигать почти семи суток. При этом обеспечивается приличный КПД, высокая и стабильная температура воды в бойлере, играющей роль теплоносителя.

Котлы указанных блоки систем для обеспечения безопасной и бесперебойной работы имеют дымососы, специальные вентиляторы для твердотопливного котла, предназначенные для экстренного тушения, циркуляционный насос, встроенный в систему отопления и предохранительные клапаны (и комплектующие к ним), а также блоки управления.

Центробежный дымосос
Рис. 2 Центробежный дымосос

Все котлы данного типа имеют предустановленную автоматику, в состав которой входит и вентилятор для твердотопливного котла. А значит, нуждаются в наличии источника электроэнергии.

  • пеллетные – эти модели с вентилятором топятся специальными пеллетами. Основными элементами конструкции являются собственно котел, бункер для топлива и автосистема пеллетной вентиляторной подачи. Встроенная электронная система вентилятора (блок управления) контролирует наличие и количество топлива в топке (камере сгорания). При отсутствии последнего подает пеллеты из бункера.
  • Пиролизные комплектующие оборудования с вентилятором – иначе именуемые газогенераторными. Весьма экономичные изделия с вентилятором, т.к. кроме тепла, получаемого при сгорании топлива, используют тепло от дожигания газов, образующихся в процессе горения топлива. На выходе при минимальном расходе сжигаемого материала получается максимум тепловой энергии. Отсюда - рост КПД и экологической привлекательности конструкции.
Бытовой дымосос
Рис. 3 Бытовой дымосос

Для того чтобы понять, какие именно комплектующие с вентилятором могут вам понадобиться для среднего или капитального ремонта установленного котла с вентилятором заводского производства, либо для его самостоятельного изготовления, необходимо иметь представление о его устройстве и принципах, положенных в основу работы.

Устройство котла, работающего на твёрдом топливе

Топка

Это основной элемент любого комплектующего оборудования, выполняющий двуединую функцию: теплообменника и камеры сгорания.

Детализируя его конструкцию, следует отметить, что изделие имеет:

  • отверстие дымососа, обеспечивающее доступ воздуха к месту горения;
  • зольник;
  • решетка колосниковая;
  • купольная верхняя часть дымососа (для сбора и последующего выведения газов и продуктов сгорания, находящихся в стадии летучих);
  • портал, через который подается топливо.

Сгорая в топке, твердое топливо прогревает стенки оборудования с вентилятором и нагревает до высокой температуры воду, которая находится в водяной рубашке котла с буферной емкостью. Для лучшей работы зачастую комплектуется дымососом.

Водяная рубашка

Автоматика для твердотопливного котла
Рис. 4 Автоматика для твердотопливного котла

Практически у всех моделей твердотопливных оборудований с вентилятором, рубашка находится между двойными стенками топки. Выполняющая роль теплоносителя вода (в подавляющем большинстве случаев), проходя через рубашку, отбирает тепло у топки, защищая ее, тем самым, от перегрева, и несет его в систему отопления. Горячая вода покидает рубашку через патрубки ее верхней части, а остывшая в системе поступает в рубашку через патрубки нижние.

Твердотопливные оборудования с вентилятором способны работать при перемещении теплоносителя по магистралям системы отопления самотеком (так называемые открытые системы). Хотя технически предусмотрена возможность оборудования котлов циркуляционными блокам и насососов различной мощности и производительности (в этом случае всегда нужно иметь необходимые комплектующие для них). Наличие блоков системы существенно повышает теплоотдачу агрегата.

Несмотря на это открытые системы с вентилятором пользуются повышенным спросом, так как они независимы от внешних источников питания, экономичны и очень надежны. Оборудование с буферной емкостью оснащенное вентилятором, используемые не только для отопления помещения, но и для обеспечения потребителей горячей водой имеют подключенные к ним бойлеры и обязательно оборудуются блоком управления.

Система удаления газов

Комплект автоматики для твердотопливного котла
Рис. 5 Комплект автоматики для твердотопливного котла

Внутри котла с вентилятором в процессе сгорания топлива образуется весьма много дыма. Поэтому, если не обеспечить его исправно работающим дымососом, все это попадет внутрь помещения. Как правило, роль дымохода выполняют теплоизолированные трубы, выводящие продукты сгорания за пределы здания. Здесь же зачастую устанавливается дымососы и/или вентилятор для твердотопливного котла.

Система блока регулирования температуры и её контроля

Постоянная подача свежего воздуха дымососом к месту горения является необходимым условием любого процесса горения. Чем больше приток воздуха, тем более интенсивного горения можно добиться.

Именно поэтому, конструкцию любого твердотопливного оборудования обязательно имеет механические шиберы и заслонки, используемые для регулирования воздухоподачи (и комплектующие для их оперативного ремонта и замены). Часто монтируются дымососы.

ИБП для твердотопливного котла
Рис. 6 ИБП для твердотопливного котла

Системы блока управления, основанные на использовании подобных методов регулирования просты и весьма надежны. Заслонка дымососа специальным образом закреплена на регуляторе. При значительном превышении заданной температуры происходит расширение стенок регулятора, которое приводит к опусканию заслонки (уменьшается проходное сечение подающего воздуховода), что способствует остыванию топки и защищает её от перегрева.

В ходе обратного процесса стенки регулятора, соответственно, сжимаются и инициируют подъём заслонки. Интенсивность горения снова возрастает.

Несмотря на весьма почтенный возраст указанного технического решения, оно до настоящего времени остаётся одним из наиболее действенных и эффективных. Поэтому и реализовано в подавляющем большинстве моделей твердотопливных котлов. Хотя новые модели часто имеют специальные системы и блок управления ими.

Какие узлы и агрегаты могут потребоваться при самостоятельном изготовлении котла или его ремонте

Комплектующие для твердотопливных котлов имеют различную степень востребованности. Одни гарантированно служат до списания котла. Вторые имеют определённый ресурс. Именно о последних и пойдёт речь ниже.

В первую очередь требуется обеспечить гарантированную, защиту твёрдотопливного котла от перегрева. При этом необходимо учитывать присущую твердотопливным котлам инерцию сжигания топлива, наличие которой исключает возможность безопасной остановки всей системы блока управления до момента полного выгорания топлива. Нельзя остановить процесс сгорания дров или угля, можно лишь снизить интенсивность горения. Именно этим определяется потребность в обязательной защите от возможных перегревов.

Защита твердотопливного котла от перегрева осуществляется путем использования следующих технических решений:

a. теплообменник охлаждающий

Через установленный термоклапан, являющийся элементом управления, холодный теплоноситель подается к данному изделию, не теряющему своей работоспособности практически до 95 градусов выше нуля. При прогреве оборудования до заданной предельной температуры срабатывает термоклапан и теплоноситель перенаправляется в теплообменник, где достаточно быстро охлаждается вентилятором до разрешенного уровня. Цикл повторяется до снижения значения температуры воды до +60 градусов.

ИБП для котлов
Рис. 7 ИБП для котлов

Теплообменник конструктивно может встраиваться в котел, либо монтируется между отопительной системой и выходом водонагревателя. Использование указанного метода изначально предусматривает наличие неснижаемого требуемого запаса холодного теплоносителя. При экстренном отключении агрегата без такой системы защиты может выйти из строя по перегреву. Именно поэтому очень важно убедиться в качестве всех комплектующих.

b. клапан переключающий

Отключающий (он же – переключающий) клапан (элемент управления) используется для отсечки (блокирования) подачи воды при перегреве котла. Как только температура теплоносителя в системе превышает разрешённую, он сливается в канализацию. Одновременно с этим в котёл подаётся холодная водопроводная вода. Для того, чтобы она гарантированно поступила в систему подающих трубопроводов, её следует подавать под определённым давлением (до 3 бар).

Входные фильтры снижают вероятность образования накипи на деталях котла, обеспечивая, тем самым, его защиту. Так как они достаточно часто забиваются, необходимо иметь комплектующие их вставки для замены. Указанное техническое решение это один из возможных вариантов защиты твёрдотопливного котла от перегрева.

c. Емкость буферная

Буферные емкости для твердотопливных котлов одновременно выполняет ряд задач: аккумулирует поступающее от теплогенератора тепло и, по мере необходимости, выдает его в подающие магистрали системы отопления. Принимая перегретую воду (иной теплоноситель) и обеспечивая его перемешивание с теплым теплоносителем, буферная емкость обеспечивает дополнительную защиту всей системы от перегрева.

Благодаря ей улучшается температурный режим, а это ведёт к росту КПД самого котла, снижает потребное количество топлива и увеличивает сроки горения одной загрузки. Буферная емкость можно использовать также в качестве бойлера для подачи горячей воды иным потребителям (при наличии соответствующего встроенного бака). Бойлер для твердотопливного котла требует монтажа защитного термоклапана на выходе из этого бака, т.к. в нём вода может нагреваться до температур, превышающих +85 градусов.

Автоматика для твёрдотопливных котлов

В эту группу оборудования с вентилятором объединены блоки управления и вентиляторы. В настоящее время можно подобрать и первое, и второе с требуемыми для вашего котла параметрами. Благодаря емкости буферной, а именно указанным элементам конструкции в системе отопления удаётся поддерживать заданную температуру без постоянного присутствия человека.

Блок управления

Благодаря применению блока управления твердотопливным котлом, система управления отоплением в вашем жилище полностью может эксплуатироваться в автоматическом режиме. При этом в системе с буферной емкостью поддерживается заданная температура.

Блок управления твердотопливным котлом выбирается с учетом марки установленного у вас изделия и осуществляет контроль над правильным функционированием вентилятора и встроенного циркуляционного насоса (при наличии последнего).

Вентиляторы

Вентилятор для твердотопливного котла является вторым по значимости устройством, применяемым для автоматизации системы управления котлом с вентилятором. Отдельные модели вентиляторов именуют турбинами. Они нагнетают в камеру сгорания (в топку) котла воздух и применяются для вентилирования используемого технологического оборудования с буферной емкостью, разных помещений, и стабилизации температуры.

Регуляторы тяги

Это третья группа изделий с вентилятором, относящихся к средствам автоматики твердотопливного котла. Энергонезависимые регуляторы тяги в традиционном их исполнении используются в твердотопливных оборудованиях достаточно широко. Их просто установить. Они имеют легкое управление. Они надежны и доступны по своей цене.

Указанные приборы с буферной емкостью используют для регулировки температуры воды (иного теплоносителя), циркулирующего в системе отопления, которое осуществляется изменением положения заслонки в зависимости от требуемой температуры. Соответственно подача к месту горения воздуха увеличивается, либо уменьшается. Это влияет на скорость и интенсивность горения, а через это, на температуру теплоносителя в магистрали.

Использование подобных регуляторов с буферной емкостью позволяет добиться увеличения КПД котлов на 15 – 20 процентов.

3. Источники бесперебойного питания (бесперебойник)

Источник ИБП (бесперебойника) для оборудования, работающего на твердом топливе иначе именуемый бесперебойник, выбирается с учетом суммарной потребной для него электрической мощности.

В простейшем варианте, когда версия установленного котла имеет ручную загрузку топлива, подача кислорода к месту горения регулируется механическим поворотом притвора поддувала, а система функционирует за счет разницы температур подающегося и возвратного теплоносителя, будет рассматриваться только энергопотребление насоса циркуляционного. При этом мощность бесперебойника для твердотопливного котла вычисляется с учётом количества насосов, их мощности, вероятности одновременного включения и т.п.

Это первая составляющая оценки. Вторая обусловлена тем, что при возможном длительном пропадании питания от внешней сети бесперебойник для твердотопливного котла (ИБП) должен гарантированно обеспечить работу котла в течение всего срока отключения, который может составлять несколько часов.

С учетом всего вышеизложенного наиболее приемлемыми для твёрдотопливных котлов считается бесперебойник следующих моделей:

  • бесперебойник линейно-интерактивные (например - INELT Intelligent 500LT2) с одним или двумя аккумуляторами;
  • бесперебойник, имеющие двойное преобразование (типа East EA910 LCDH).

Дымососы для котлов, работающих на твёрдом топливе

Дымосос для твердотопливного котла, применяемый в комплексе с вентиляторами-нагнетателями, это наиболее рациональное решение повышения эффективности работы любого твердотопливного оборудования.

Если встроенный дымосос в вашем доме не справляется с дополнительной нагрузкой, возникающей при подключении к нему котла отопительного, самым простым вариантом решения проблемы будет установка простейшего дымососа. Начать можно с элементарного дефлектора на конце трубы.

Если это не помогает, то возможно одно из трёх следующих решений:

  • использование тяговой центробежной машины;
  • применение проточного дымососа;
  • усиление имеющейся естественной тяги за счёт установки вентилятора.

Система дымососа, упомянутая второй, полноценным агрегатом тяги может выступать далеко не всегда. Чаще всего она выполняет роль обычного усилителя вытяжки. Объясняется это невысоким давлением, которое из-за особенностей конструкции, может развить рабочее колесо подобного аппарата. Гарантированный результат даёт только первый вариант (а). Управление всеми исполняемыми этой машиной функциями заводится в единый электронный блок теплогенератора. Это позволяет максимально согласовать работы всех систем.

Указанные системы с буферной емкостью, кроме всего прочего, в состоянии создавать высокое давление (кроме ожидаемого разряжения в топке). А это заставит исправно функционировать любой дымоход.

Проточные дымососы размещают обычно на выходном патрубке и служат они для того, чтобы увеличить силу тяги. Непосредственно в дымовом канале монтируется только само рабочее колесо, которое не перекрывает сечения последнего. Всё остальное находится вне дымохода. Это обеспечивает возможность включения/отключения дымососа по мере необходимости.

Статьи по теме:
Котел твердотопливный с варочной поверхностьюКотел твердотопливный с варочной поверхностью
Котлы длительного горения на дровах для домаКотлы длительного горения на дровах для дома
Твердотопливный котел Стропува (Stropuva)Твердотопливный котел Стропува (Stropuva)