Принцип работы и преимущества шахтных твердотопливных котлов

В настоящее время  большинство владельцев частных домов имеют у себя газовое отопление. Однако часто возникают ситуации, когда подключиться к центральной газовой трубе не представляется возможным. Тогда на помощь приходят твердотопливные котлы, мощные и надежные нагревательные приборы. Топить дровами или углем можно как в частном доме, так и на даче. По стоимости такой вид отопления будет дороже в сравнении с газовым отоплением. По своим техническим параметрам и технологичности современные модели отопительных приборов на твердом топливе практически не уступают другим видам котельного оборудования.

Благодаря современным технологиям производителям удалось добиться значительной продолжительности процесса горения в агрегатах на твердом топливе. Нагревательный твердотопливный котел длительного горения на сегодняшний момент самый экономичный и эффективный вид котельного оборудования. Бесспорными лидерами в этом классе, являются твердотопливные отопительные котлы шахтного типа. Подобное оборудования отличается простой конструкцией, поэтому нередки случаи, когда шахтный котел пытаются сделать самостоятельно.

Принцип работы котла шахтного типа. Особенности конструкции

Среди отопительных котлов длительного горения агрегаты шахтного типа выделяются неприхотливостью к качеству топлива. Условие немаловажное, учитывая тот факт, что другие нагревательные приборы на твердом топливе капризнее в плане выбора топлива. Технологически допускается использование для топки котла поленья, влажность которых превышает 40-45%.

Шахтный твердотопливный котел способен не только переварить сырые дрова, но и выдавать необходимое тепло в течение продолжительного времени. Между очередными загрузками топлива, как правило, проходит 12 часов и более. Есть модели, где эти показатели еще выше.

Свое название агрегат получил благодаря особенностям конструкции. Камера сгорания или топка в этом приборе имеет вид шахты.  В агрегатах этого типа имеется две шахты: топливная и камера теплообмена. В топливной камере топливо располагается не в горизонтальном положении, а загружается, как в колодец, слой за слоем. Горение в таких аппаратах осуществляется снизу вверх, поэтому эти приборы еще называют агрегатами с  нижним горением. Рассмотрим, как это выглядит на практике:

• перед самой закладкой на колосниках создается очаг;
• основная закладка укладывается уже на горящее топливо, послойно, сверху.
• постоянный поток воздушной массы не дает верхним слоям топлива разгореться;
• под собственным весом, дрова опускаются вниз, занимая место прогоревших поленьев;
• дрова, расположенные в верхней части успевают за время работы котла подсохнуть;
• в самом низу топливный шахты, при отсутствии кислорода происходит пиролиз, процесс образования древесного (пиролизного) газа.

Вторая — топочная камера или шахта теплообмена, представляет собой зону, где протекает основной процесс горения. В устье второй топки поступает пиролизный газ, который и является основным источником тепловой энергии.

Для справки: Пиролиз —  процесс генерации газообразного вещества во время экзотермической реакции с древесным топливом. При отсутствии кислорода в процессе тления выделяется летучее газообразное вещество, которое уже потом, при контакте с кислорода выделяет интенсивно тепло.

Топочная шахта может иметь различное исполнение. Одни модели нагревательных приборов имеют шахту теплообмена с плоским теплообменником. Нередко в конструкции отопительного агрегата имеется водогрейный теплообменник или жаротрубное теплообменное устройство, установленные непосредственно в топочной шахте. Такой тип и расположение теплообменников является максимально эффективным. Для того, что бы получить реальное представляете о том, как устроен шахтный котел, достаточно посмотреть на рисунок —  разрез устройства.

*
В камеру сгорания для повышения интенсивности горения подается горячий вторичный воздух. Стенки устья камеры сгорания обкладываются шамотным кирпичом, благодаря которому достигается максимально высокая температура в топке. Шамотный кирпич не только способствует лучшему дожигу пиролизного газа, но и продлевает эксплуатационные характеристики котельного оборудования.

Выше уже было подмечено, что данный вид обогревательного котельного оборудования прекрасно справляется с топливом низкого качества. За счет принципа работы отопительной техники этого вида, дрова успевают достичь необходимых параметров влажности. Характерный для агрегатов классического типа конденсат, выделяемый в больших количествах влажными дровами, для шахтных приборов не помеха. За счет высокой производительности КПД таких агрегатов составляет 75-80%.

Основные преимущества и недостатки котельного оборудования шахтного типа

Для дачного дома или загородного гостевого дома, такой вид отопительной техники представляет собой настоящую находку. Не всегда есть возможность получить для использования идеальное топливо. Сухие дрова в холодное и сырое время года – явление достаточно редкое. Для других нагревательных приборов такое состояние дров может стать причиной низкой работоспособности отопительной техники.  Шахтные нагревательные приборы подобными недостатками не страдают.

Установив у себя в доме такое отопительное оборудование, вы получаете следующие преимущества:

• агрегат работает практически на любом виде твердого органического топлива;
• агрегаты способны работать на разных режимах работы (широкий диапазон мощности);
• оборудование экономично. Одной закладки хватает на 12-24 часа;
• длительная и непрерывная работа на протяжении всего отопительного сезона;
• агрегаты этого типа отличаются энергонезависимостью;
• простота конструкции и удобство в обслуживании (зола удаляется во время работы агрегата);
• высокий уровень безопасности работающего агрегата.

На заметку: Оценивая преимущества котельного оборудования шахтного типа, не стоит забывать о том, что как и любой другой котел, данный агрегат требует грамотной обвязки. В противном случае вы рискуете утратить все преимущества данного оборудования.

*

К другим недостаткам котельного оборудования этого типа можно отнести простоту его конструкции. Здесь надо быть осторожным и внимательным! Неправильная трактовка основных параметров оборудования и поверхностные знания о принципе работы котлов шахтного типа, могут привести к неприятным последствиям.

На первый взгляд конструкция нагревательного прибора проста и понятна. Многие пытаются сделать такое оборудование самостоятельно. Попытки не всегда успешны ввиду того, что очень важно грамотно и точно расположить теплообменники. В камере сгорания температура достигает 450-500⁰С и если водотрубный теплообменник расположен низко, ваш котел мгновенно закипит, что приведет к печальным последствиям.

В зависимости от конструкции топочной камеры различают нагревательные приборы на следующие виды, по фамилии создателей. Основная часть используемых в быту нагревательных агрегатов —  это котлы Холмова и отопительные приборы Ефимова.

Каким образом нужно топить котел шахтного типа

Как и любой другой вид котельной техники, рассчитанной на обогрев жилых объектов, шахтный котел имеет во время эксплуатации свои тонкости и нюансы. Первое и что самое важное для нормальной работы агрегата – качество топлива, и каким образом производится загрузка дров топливную камеру. Высокая теплоэффективность твердотопливного шахтного котла достигается за счет правильной укладки дров. Правильно уложенное топливо позволит не только обеспечить максимальный рабочий эффект, но и снизит вероятность задымления жилых помещений.

Качество укладки топлива определяет продолжительность горения и соответственно, длительность работы нагревательного агрегата.

На заметку:  отсутствие необходимых навыков приводит к тому, что большая часть потребителей не в состоянии правильно использовать нагревательный прибор. Вместо режима газогенерации шахтные котлы работают в обычном режиме. Соответственно эффективность работа такого агрегата крайне низка.

*
Что бы правильно использовать нагревательный прибор шахтного типа достаточно усвоить несложный алгоритм действий.

1. Первоначальный розжиг дров традиционным способом.
2. Через 15-20 минут котел сможет выйти на номинальную мощность.
3. После выхода котла в рабочий режим догружают в топливную шахту остальные дрова и переходят в пиролизный режим работы.

Правильно подобранные и уложенные дрова – гарантия того, что котел будет работать длительное время, обеспечивая ваш дом теплом.

Что касается непосредственно самого топлива, то здесь многое зависит от фантазии и финансовых возможностей владельца дома. Однако, несмотря на то, что отопительные приборы шахтного типа всеядны, КПД котла напрямую зависит, чем вы топите котел.

В топку котла идут топливные брикеты, отходы деревообработки, пеллеты. Брикеты и пеллеты считаются элитным видом топлива, однако их цена намного превышает стоимость обычных дров. Тем более, если брать во внимание неприхотливость шахтного котельного оборудования в плане топливного ресурса. Дрова являются основным топливным материалом для шахтных котлов. Во время эксплуатации, необходимо хотя бы половину закладки делать из дров.

На заметку: лучше для топки котла использовать дрова твердых пород древесины. Сосновые и еловые поленья обладают высоким содержанием смол, что может привести к образованию и скоплению на стенках камеры сгорания дегтя.

Способ укладки дров в шахтный котел

Разобравшись с принципом действия нагревательных приборов шахтного типа, с требованиями, предъявляемыми к топливу, нужно обратить внимание на способах закладки.

Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления  —  неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз.

Несоблюдение рекомендаций по укладке дров в данном случае чревато внезапному прерыванию основного процесса – горению топлива. Перед началом эксплуатации шахтных агрегатов следует придерживаться следующих рекомендаций:

• поленья, предназначенные для закладки, должны быть меньших размеров, на несколько сантиметров меньше значений периметра топливной шахты;
• дрова всегда необходимо укладывать поперек шахты, а ни в коем случае вдоль нее;
• на самый низ укладываются самые сухие поленья, тогда как вверху можно расположить сырые дрова.

*

Нехитрые советы помогут вам добиться нормальной работы вашего котла. Одной загрузки дров, если соблюдены все правила закладки, должно хватить на 12 часов. Котел все это время будет работать самостоятельно, не требуя вашего участия.

Заключение

Шахтные котлы на твердом топливе из всего модельного ряда твердотопливных нагревательных приборов являются самыми удобными, самыми эффективными и самыми неприхотливыми в эксплуатации. Для каждого из нас, кто имеет свою дачу или загородный дом, такой вид отопительной техники будет лучшим инженерно-техническим решением.

Потребителя подкупает в плане выбора нагревательного оборудования относительно доступная цена шахтных котлов, минимум сложных устройств и механизмов в их конструкции.

Для той категории потребителей, которые хотят получить автономное домашнее отопление, твердотопливные котлы длительного горения шахтного типа обеспечат массу свободного времени, высокий уровень комфорта в доме.