Котлы длительного горения

Котлы длительного горения – это тип твердотопливных котлов с пролонгированным периодом работы между загрузками. Такой эффект достигается относительным увеличением времени горения единицы топлива и увеличением количества топлива в одной загрузке. Поэтому они имеют, как правило, увеличенную камеру сгорания и автоматический регулятор тяги.

По форме топки различают круглые и прямоугольные агрегаты, обычный способ загрузки топлива - сверху или сбоку. Что касается системы подачи воздуха, то котлы длительного горения разделяются на приборы с естественной тягой и с принудительным поддувом.

Такая техника весьма неприхотлива к применяемому топливу, сейчас одинаково популярны как дровяные (работающие на дровах), так и универсальные котлы, в качестве топлива в которых применяют бурый уголь, брикеты, пеллеты, торф. Антрацитовые угли для такого типа отопительной техники не подходят в силу склонности к спеканию и остановке процесса горения, а так же быстрому выходу из строя распределителя воздуха от высокой температуры горения.

Область применения таких котлов довольно широка: от обогрева небольших помещений типа теплиц или небольших загородных домиков и заканчивая коттеджами или помещениями для малого бизнеса. Также они неплохо встраиваются в уже функционирующую систему отопления, обеспечивая беспроблемный переход на более экологичное и дешевое топливо.

История

Принцип горения закладки топлива сверху вниз известен давно. Первое достаточно широкое распространение он получил в связи с необходимостью создания отопительных приборов длительного периода действия при минимальном обслуживании. По сведениям современников, такие печи применялись для отопления дворцов еще в 18-19 веках. Загрузка топливом проводилась всего несколько раз за сезон, но в огромном количестве – нескольких возов. Но если из кирпича такую печь можно было сложить, то вот создание металлического аналога, с водяной рубашкой, наталкивалось на несколько проблем:

• Материалоемкость. Огромный объем топки, и как следствие – водяной рубашки;
• Низкий КПД в таком виде, незначительно выше, чем у обычных печей значительно меньшего размера

Первые котлы с топкой с вертикальным зеркалом горения разработал в 1916г Карл Васильевич Кирша, русский инженер-теплотехник. В них топливо, опускаясь, горит внизу топки, на колосниках, и горючие газы отводятся от топлива снизу через газовое окно в камеру догорания. Второй тип запатентовал в 2000 году литовский инженер Эдмундас Штрупайтис. В этом типе котлов топливо поджигается сверху топки, и в процессе работы котла зона горения, закрытая подвижной перегородкой, перемещается сверху вниз, а топливо неподвижно, но уменьшается в количестве. Свежий воздух подводится через телескопический воздуховод и равномерно распределяется в горящем слое специальной системой каналов. И хотя это не уменьшило материалоемкость котлов, но позволило значительно повысить их КПД.

Особенности конструкции

Исполнение котлов у разных производителей отличается, но принцип работы у всех одинаков. Форма топки почти всегда круглая, что позволяет упростить конструкцию, и значительно уменьшить вес водяной рубашки. Неизменными являются так же: подогреватель входящего воздуха – 2, телескопический воздуховод – 4, распределитель входящего воздуха и он же, по совместительству, подвижная перегородка – 6, зона газификации топлива – 7, топливо – 8. Автоматический регулятор тяги – 1 - и заслонка переключения для облегчения растопки – 3 - в зависимости от конструкции могут отсутствовать. Иногда на данный тип котлов устанавливают принудительный наддув. Для удобства пользования и пожаробезопасности в наличии имеются загрузочная и очистная дверки.

Достоинства

1. повышенное время работы на одной закладке топлива;
2. относительно низкая требовательность к влажности древесного топлива в отличие от пиролизных котлов;
3. относительно высокий КПД, достигающий 90%;
4. относительная простота конструкции, облегчающая эксплуатацию;
5. безопасность, вследствие отсутствия автоматики и работы на естественной тяге.

Недостатки

• образующаяся в процессе работы на высокозольном топливе зола засоряет зону горения, частично снижая его интенсивность;
• повышенные требования к загрузке котла, дозагрузка невозможна;
• при частичной загрузке котла неудобен его розжиг;
• необходимость применения в конструкции жаростойких сталей, иначе долговечность некоторых элементов котла значительно снижается;
• в любительских конструкциях при розжиге возможна обратная тяга.

Примечания

• ГОСТ 9817-95 Аппараты бытовые
• Роддатис К. Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 448 с. — ISBN 5-283-00018-4
• ГОСТ 23172-78. Котлы стационарные. Термины и определения
• Салихов А.А. Актуальные проблемы современной теплоэнергетики. — М.: КОНЦ ЕЭС, 2010. — 456 с. — ISBN 978-5-383-00409-8.