Угольные котлы относят к разряду твердотопливных. С их помощью можно обогревать дом углём или дровами. При этом современные модели устройств могут работать в автоматическом режиме. Автоматический угольный котёл самостоятельно контролирует процесс работы и обеспечивает эффективность сжигания топлива. Обычный котёл на угле работает без автоматики и даёт меньший КПД. Как устроены угольные котлы, и какие дополнительные устройства помогают им работать в автоматическом режиме?
Угольные котлы: принцип работы
Угольная печь или котёл предназначены для получения тепла сжиганием твёрдого топлива. Это тепло и расходуется на обогреве теплоносителя (воды или другого жидкого антифриза), который в дальнейшем поступает в трубы отопления. Обогрев углём отличается наибольшей теплоёмкостью среди других твёрдых энергоносителей (дрова, пеллеты). Его используют для сезонного отопления частных домов, а также для работы котельных, которые обогревают несколько помещений. Современная котельная для отопления жилого района чаще использует природный газ. Отопление углём популярно в небольших котельных, которые обогревают несколько домов, гаражей, мастерских или других помещений.
Примечание: При сжигании угля образуются угарные газы, температура которых варьируется около 1300ºC. Эффективность (КПД) работы классического угольного котла составляет всего 70%. Значительная часть тепловой энергии теряется из-за неполного сгорания газов. В усовершенствованных моделях котлов для отопления углём КПД работы — выше — 80 и 90%. В них топливо сгорает более эффективно с меньшим количеством дыма и сажи. Такие котлы получили название пиролизных.
Пиролизные котлы
В пиролизном агрегате — две камеры сгорания. В первой — горит уголь и образуются угарные газы, а во второй — сгорают сами газы (они «дожигаются», то есть содержащиеся в них несгоревшие частички окисляются и выделяют тепло). При этом дым на выходе из устройства не образуется. Таким образом, повышается КПД обогрева углём, обеспечивается полнота его сгорания и уменьшается его расход (а значит — затраты на отопление). В пиролизных котлах эффективность расхода энергоносителя составляет 90-92%. При этом они требовательны к влажности топлива (до 30%).
Котлы длительного горения
Кроме пиролизный устройств, для отопления углём используют котлы длительного горения. Их эффективность работы меньше пиролизных (80-85%), но лучше, чем классических угольных котлов. В котлах длительного горения воздух подаётся точно в зону пламени специальным поддувом. От количества воздуха, его температуры и скорости подачи зависит интенсивность сгорания топлива и температура теплоносителя.
Устройства длительного горения требовательны к качеству топлива (уголь должен быть сухим). В противном случае на трубах и скапливается сажа, что снижает КПД и выводит из строя автоматику.
Обычные котлы для обогрева дома углём имеют минимум автоматических контроллеров. Для их работы необходимо отдельное помещение — угольная котельная. Пиролизные агрегаты и устройства длительного горения оборудованы автоматикой. Она обеспечивает контроль работы и отсутствие угарных газов, что позволяет устанавливать их внутри бытовых помещений. Какая автоматика обеспечивает бесперебойную работу отопительных агрегатов?
Автоматические котлы: устройство и преимущества
Примечание: Автоматический угольный котёл отличается от обычного наличием дополнительных приборов. Автоматические контроллеры освобождает человека от необходимости контроля, а также увеличивают КПД и уменьшают расход угля и количество образующейся золы.
Что делает автоматика:
• Контроль и подачу угля в топку. В конструкции агрегата есть засыпной бункер со шнеком (или барабаном) для автоматической подачи топлива. При этом человеку достаточно пополнять запас угля в бункере раз в несколько дней (от 3-х до 10-ти).
• Контроль и подачу воздуха в зону горения. Контролируемая подача и предварительный подогрев воздушной смеси также обеспечивает равномерность сжигания топлива и эффективность работы устройства. У автоматического агрегата КПД сжигания топлива составляет 90% (для сравнения — угольная стационарная печь имеет КПД 60%, классический котёл — 70%).
• Автоматический сброс золы подвижными колосниками.
Автономные режим работы агрегата определяется заданными параметрами. Хозяин дома выставляет значение температуры подогрева жидкости и температуры внутри помещения. В соответствии с ними автоматика активизирует горение или поддерживает тлеющий режим (до 5 суток). Непрерывность горения позволяет делать розжиг один раз за отопительный сезон.
Как работает автоматика? На основе анализа температуры внутри котла и в ёмкости теплоносителя, величины давления, подаются команды на контроллер подачи воздуха. Увеличение скорости его подачи или её уменьшение приводит к усилению горения или его ослаблению. Что в свою очередь регулирует температуру нагрева жидкости внутри теплообменника.
Автоматические контроллеры работают на электрической энергии. Поэтому котлы с автоматикой называют энергозависимыми. Они требуют наличия источника электричества (розетка, аккумулятор).
Устройства для отопления углём дороже дровяных на 20-40% их стоимости. Но использование автоматики позволяет снизить расходы на отопление. Отзывы покупателей подтверждают, что экономия расхода угля в некоторых автоматических котлах достигает 50%. Это делает угольное отопление выгодным для индивидуальных жилых домов, цехов, мастерских и других обособленных помещений.
Устройство котла
Котлы для отопления углём имеют следующее устройство:
• Угольная топка. Внизу топки — колосниковая решётка. В автоматических котлах поворот колосников способствует сбрасыванию золы в зольный ящик (расположен ниже топочной камеры). Размер топки зависит от наличия бункера и автоматической подачи топлива. Если такая подача есть — размер топки может быть небольшим. Если подачи нет, то топка должна быть большая, чтобы разместить как можно больше угля и увеличить время его горения.
• Теплообменник — это ёмкость, в которой циркулирует вода. В зависимости от конструкции теплообменной ёмкости, различают котлы с водной рубашкой и трубчатые. В конструкции с «водяной рубашкой» вода омывает топочную камеру. Так устроена большая часть котлов длительного горения. При этом сама рубашка расположена вдоль всей топки и опускается до зольного отсека. В трубчатой конструкции ёмкости с водой имеют вид труб, которые проходят в верху топки в горизонтальном, вертикальном или наклонном положении.
• Дымоход
