Альтернатива газу: обзор автоматических угольных котлов

Проблема отсутствия удобного централизованного или газового отопления промышленных, жилых и хозяйственных помещений давно решена: на смену стационарным кирпичным печам пришло оборудование нового поколения – автоматические угольные котлы.

Разновидности

Когда возникает вопрос о выборе подходящего оборудования для отопления дома твердым топливом, то учитываются такие важные моменты: способ горения, материал изготовления и метод подачи угля.

Все агрегаты работают на твердом каменном угле.

Тип горения

Так, различают котлы прямого и длительного горения. Прямое или горение «снизу вверх» основано на принципе циркуляции воздуха из нижней части камеры сгорания. При этом топливо начинает гореть снизу. В случае с длительным горением топливо сжигается сверху.

Механизм прямого сгорания очень прост: котел разжигается и в камеру вручную подается уголь. Воздух для сжигания поступает через отверстия (колосники) снизу — это способствует хорошему охватыванию огнем нижних слоев угля и продвижению его вверх. В агрегате с длительным горением топливо помещается в камеру и только потом разжигается верхний его слой. Воздух через специальную систему подводится сверху.

Такой способ сжигания экономичен и требует загрузки в 2 раза меньше, чем в случае прямого горения.

Однако агрегаты, работающие на угле, очень капризны к качеству топлива: оно должно быть сухим и слабоспекающимся, а дозаправить можно только когда прогорит первая порция.

Классификация по материалу

Котлы, работающие на угле, могут быть изготовлены из специальной котловой стали и из чугуна. Сталь неустойчива к коррозии, быстрее прогорает, но ее ремонтопригодность стала достоинством систем из этого материала.

Чугун же, наоборот, имеет внушительный срок эксплуатации, сопротивляется коррозии, но при этом очень хрупок. Это очень усложняет ремонт чугунных котлов, требует замены изношенных частей. Поэтому иногда при изготовлении эти материалы комбинируют. Например, из стали делают корпус, а из чугуна – камеру сжигания.

Классификация по способу подачи

Котлы разделяют на агрегаты с классической, с полуавтоматической и с автоматической подачей топлива. Классическая подача – это ручная закладка в камеру, которая требует постоянного присутствия пользователя для поддержания нужной температуры. Эти агрегаты недорогие, но большой расход материала и малое время его тления делают выгоду минимальной.

Полуавтоматические котлы оснащены микропроцессорами и вентилятором. Все это дает рост рабочего времени на одной загрузке с выделением необходимого количества тепла.

Автоматические угольные котлы оснащены системой микропроцессорного управления вентилятором и датчиками автоотключения при превышении температуры воды. Туда также встроены датчики контроля, управления защитным клапаном от возгорания, датчики температуры.

При поступлении сигнала с датчика температуры топливо автоматически заливается водой – так исключается пожароопасная ситуация. Расход топлива сокращен до 50%, что сокращает в свою очередь и образование золы почти в 3 раза. Поэтому, несмотря на высокую цену, эти котлы очень экономичны и надежны в эксплуатации, полностью оправдывают вложения.

Устройство котла

Угольный котел с автоматикой использует для подачи топлива механизм ременно-шестеренчатой передачи, которая управляется электродвигателем. Механизм оснащен лентой для транспортировки топлива и емкостью, в которую оно засыпается.

При необходимости очистки агрегата дно камеры открывается, и сбор твердых несгоревших остатков помещается в контейнер.

Принцип работы

В угольной отопительной системе автоматического типа используется принцип работы конвейера. Материал для отопления попадает на транспортерную ленту и подается в камеру. То, как сработает механизм движения, зависит от температуры воды в системе. Температура фиксируется датчиком и предается в микропроцессорный блок управления.

Когда температура падает, транспортерная лента начинает свое движение, и топливо подается в камеру. Удаление золы тоже является автоматизированным процессом.

Модели для промышленных предприятий могут автономно работать на протяжении месяца, в то время как бытовые котлы имеют небольшие бункеры и могут самостоятельно работать только в течение 2-3 дней.

Процесс работы

Итак, процесс отопления на автоматическом котле и угле в качестве топлива состоит из нескольких этапов:

• вручную засыпается уголь в бункер. От вместимости бункера зависит количество закладок и время непрерывной работы системы;
• шнековой подачей топливо передается в камеру автоматически. Редуктор работает от электродвигателя;
• топливо выдавливается в камеру и под давлением подается воздух;
• сгорание происходит тонкими слоями, уменьшая количество сажи и не прогоревших частиц, но при необходимости котел будет автоматически удалять золу.

Как выбрать?

При выборе следует обратить внимание на следующие моменты:

• фракция используемого угля — менее прихотливо оборудование, работающее на фракции до 80 мм;
• возможность использования различного вида топлива;
• размеры, объем и номинальная мощность резервуара;
• напряжение электродвигателя — для дома желательно использовать системы, работающие от напряжения в 220 вольт;
• КПД системы – для оборудования промышленного типа он составляет до 81% при одновременном отоплении площадей до 3500 м2.

Особенности

Автоматический угольный котел бытового типа все же требует вмешательства человека: наполнить резервуар, механически убрать золу и следить за бесперебойной подачей электроэнергии. Но даже в этом случае они являются отличной альтернативой всем другим видам отопительного оборудования.

Проблемой являются частые поломки рабочего механизма, которые требуют дорогостоящего ремонта. Кроме того, простой в работе приводит к охлаждению дома (отапливаемого помещения).

Использование

Подобного рода оборудование чаще всего используется для отопления частного дома. Его особым образом монтируют в систему, соблюдая при этом ряд требований:

• площадь помещения котельной должна составлять более 7 м2, и все комнаты дома должны быть обеспечены притоком воздуха;
• напольные покрытия дома должны быть негорючие;
• котел должен располагаться на расстоянии 0,5 метра от стен котельной, а под него кладут металлический лист, который также защитит от возгорания;
• дымоходы должны иметь требуемый диаметр сечения в соответствие с рекомендациями производителя;
• электродвигатель и системы автоматики лучше изолировать от любого нагревания.

Таким образом, котлы на угле являются прекрасной альтернативой устоявшимся системам отопления частного дома.

Какой угольный котел для отопления частного дома выбрать

Установив угольный котел для отопления частного дома, можно решить сразу несколько проблем. Обеспечить теплом и горячим водоснабжением здание, сделать систему отопления максимально автономной и независимой от обслуживания.

Угольные котлы для дома – как они работают

Прежде чем обустроить котельную на угле в доме и выбрать наиболее подходящую модель, стоит понять, как работают угольные котлы. Независимо от производителя, все отопительное оборудование делят на три типа, в зависимости от используемого принципа работы:

Классические котлы – колосники расположены внизу топочной камеры. Воздух поступает в топку естественным способом. Нагрев теплоносителя осуществляется посредством теплообменника, расположенного в верхней части топочной камеры. Модели имеют невысокий КПД, топливо быстро прогорает. Еще одним недостатком, является необходимость в частном обслуживании, по причине большого количества недогара и сажи.

Котлы длительного горения – увеличение КПД в отопительном оборудовании данного типа, достигается за счет снижения скорости сжигания угля и лучшей аккумуляции выделяемого тепла. Конструкция дымоходного канала также изменена. Вместо прямой трубы, используется ломаный канал. Отходящие газы выводятся из котла практически полностью остывшими.
Теплообменник в котлах длительного горения, полностью окружает топочную камеру и дымовые каналы. Подача воздуха осуществляется сверху вниз. Принудительный вентилятор нагнетает воздушные массы в топку. Скорость подачи меняет автоматика. В некоторых устройствах, в топку подается предварительно подогретый воздух. Время работы котлов от 8 до 120 часов.

Пиролизные котлы – используют тепловую энергию, получаемую от сжигания угля и дожига отходящих углекислых газов. В конструкции предусмотрено две топочных камеры. Осуществляется первичная и вторичная подача воздуха для горения.
Первичное нагнетание воздушных масс выполняется под колосниками, равномерно распределяющими их по всей топочной камере. Вторичная подача воздуха, поддерживает само горение и направлена на горелочное устройство.

Прежде чем использовать угольный котел для частного дома, потребуется тщательно изучить рекомендации производителя, относительно его эксплуатации. Топка котла, как и регулирование горения, существенно отличаются, в зависимости от того, какая модель выбрана.

Котлы со шнековой подачей

Автономные твёрдотопливные угольные котлы для обогрева дома, оснащены шнековой передачей топлива. Топливный транспортер используется для загрузки топлива в камеру, отвода продуктов сгорания. Подача топлива и нагнетание воздуха в топку, контролирует современная автоматика.

Процесс работы осуществляется следующим образом:

Топливо засыпается в топливный бункер, встроенный в конструкцию котла или устанавливаемый отдельно. Механизированные хранилища заполняются также посредством шнековой передачи. Уголь засыпается в специальный приемник, откуда передается в бункер.

Из топливного хранилища, уголь поступает на горелочное устройство. Автоматика следит за порционной подачей топлива. При необходимости, интенсивность подачи топлива увеличивается или уменьшается.

Современные экономичные угольные котлы для отопления частного жилого дома, подключаются к комнатным термостатам и используют модуляционный принцип регулирования процесса горения. Благодаря автоматике, производительность устройства меняется от 30 до 100%.

Существуют так называемые «умные» котлы, для отопления частных домов углем. Оснащенные чувствительной автоматикой, устройства работают в полностью автономном режиме в течение всего отопительного сезона, практически без остановки. Обслуживание, чистка и закладка топлива, осуществляются автоматически и не требуют усилий обслуживающего персонала.

Котлы с ручной подачей

Индивидуальный котёл на угле для домашнего отопления с ручной загрузкой, имеет классическую конструкцию и внутреннее устройство. Для управления используется механический терморегулятор или автоматика с подключенным нагнетательным вентилятором.

Обслуживание котла осуществляется вручную. В современных моделях, загрузка выполняется вертикальным способом. В конструкции котла предусмотрено два люка: один, расположенный сверху, используется для загрузки топлива, второй, для контроля над процессом горения.

Преимуществом классических агрегатов является простота установки и меньшая стоимость, по сравнению с полностью автономными станциями.

Выбор угольного котла для индивидуального дома

Чтобы подобрать твердотопливный котел на угле для отопления частного дома, дачи или загородного коттеджа, недостаточно учитывать используемый принцип горения и тип подачи топлива. Потребуется рассчитать производительность котла, выбрать модель по бренду и себестоимости.

Чтобы рассчитать котел, используют формулу 1 кВт = 10 м². С помощью вычислений, можно подсчитать приблизительную производительность отопительного оборудования для помещений, с высотой потолков не выше 2,7 м. Расчет по площади дает только приблизительный результат. Точные вычисления, делают после аудита помещения, на возможные теплопотери.

Дополнительно к полученному результату производительности котла на угле для дома, потребуется добавить запас мощности, приблизительно 10%. Для расчета двухконтурных агрегатов, прибавляют еще 15-20%. Дополнительный объем вырабатываемого тепла расходуется на нагрев ГВС. Соответственно, котел для помещения на 100 м² с двумя контурами и необходимым запасом производительности, должен иметь мощность, как минимум, 13 кВт.

Потребуется определиться с производителем будущего твердотопливного агрегата. Считается, что лучшее отопительное оборудование изготавливают в Германии и Чехии. Обратить внимание стоит и на отечественные модели. Согласно статистике, наибольшей популярностью пользуются:

НМК Сибирь Gefest;

Сколько стоит котел

Лучший котел для отопления частного дома углем с автоматической подачей топлива, изготовленный в Польше или Германии, предлагается производителем от 350-400 тыс. руб. Полностью автоматизированные станции, обойдутся в 800-1200 тыс. руб. Оборудование с ручной закладкой топлива, обойдется приблизительно в 150 тыс. руб.

Отечественные теплогенераторы, предлагаются, начиная с 20 тыс. руб. За полностью автоматизированную станцию, придется заплатить, начиная от 350 тыс. руб. На стоимость оборудования влияет несколько факторов:

При желании, можно подобрать бюджетную версию или остановиться на модели «премиум класса».

Марки угля для домашних котлов

В технической документации к котлам, подробно указан тип угля, который можно использовать при работе отопительного оборудования. Производитель проектирует топочную камеру и теплообменник так, чтобы добиться максимальной теплоотдачи. Поэтому, стоит использовать только вид и марку угля, указанный в технической документации.

Традиционно используются несколько сортов угля:

Каменный уголь – предлагается в трех разновидностях. Газовый уголь, используется в основном в пиролизных котлах, так как при сжигании, выделяет большое количество углекислого газа.

Длиннопламенная порода выделяет большое количество тепла, но сгорает гораздо быстрее. Антрацит загорается труднее, но имеет меньший процент зольного и несгораемого остатка.

Древесный уголь – имеет хорошие показатели теплоотдачи, но экономически не выгоден, особенно, если учесть, что необходимое количество угля, около 2 тонн в месяц.

Потребление угля в сутки, зависит от многих факторов: средней температуры окружающей среды зимой, качества используемого топлива и умения правильно топить котел. Приблизительные затраты указаны в технической документации к котлу.

Расход угля должен быть примерно равен приведенным параметрам. Если затраты превышают 15%, требуется провести обслуживание котла: чистку дымохода и теплообменника.

Требования к обустройству угольной котельной в частном доме

Угольная котельная должна соответствовать тем же требованиям, что и любое помещение, используемое под установку твердотопливного котла. Нормы затрагивают безопасную установку и подключение, а также дальнейшую эксплуатацию отопительного оборудования и в основном направлены на предотвращение пожара.

В качестве минимальных требований для котельной, указывается следующее:

Обязательно наличие приточно вытяжной вентиляции. Устанавливается вытяжка для котла. Помещение оснащается открывающимися оконными проемами. Если этого недостаточно, потребуется сделать принудительную вентиляцию. Данное условие влияет на характеристики тяги в котле. При недостаточной вентиляции, в помещение начинает поступать дым, уголь плохо разгорается и быстро гаснет.

Установка котла, подключение и выведение дымоходной трубы из здания, осуществляются в согласии с СНиП и ПП N 390 «О противопожарном режиме».

Где поставить угольный котел

Нормативы отопления указаны с СП и ПП N 390, и подробно описывают требования к помещению, используемому под нужды котельной. В частности, в строительных правилах оговаривается место размещения котла. Оговариваются минимальные требования, которым должна соответствовать котельная:

Твердотопливный котел можно установить в любом помещении дома, при условии, что комната соответствует противопожарным нормам. Данное условие допускает использование цокольного этажа и подвала дома (потребуется обеспечить необходимую вентиляцию помещения).

Котлы с производительностью до 40 кВт, устанавливают в смежных помещениях. Оборудование с большей производительностью, исключительно в изолированных комнатах.

Стены и пол котельной облицовывается негорючими материалами. При установке на деревянный пол, потребуется изготовить специальное основание из негорючего материала, и зашить основание перед топочной дверцей металлическим или асбестовым листом.

Предельно допустимые пожароопасные расстояния от котла 50 см. Разрыв можно уменьшить после прокладки теплоизоляционного материала, зашитого сверху металлом. Общим правилом является монтаж котла и системы водоподготовки таким образом, чтобы имелся свободный доступ ко всем важным узлам оборудования.

Хранение угля в доме допускается в сухом помещении, отделенном от котельной негорючей стеной. В комнате, где установлен котел, допускается хранение суточной нормы угля.

Какой установить дымоход

При сжигании угля в котле, температура дымовых газов повышается свыше 550°С. Даже в современных котлах, эффективно аккумулирующих тепло нагретых продуктов сгорания, на выходе из котла, температура разогретого газа все равно превышает 150°С. По этой причине, к дымоходу твердотопливных агрегатов, предъявляются повышенные требования:

Пожаробезопасность котельной – используемая труба дымоудаления, должна выдерживать нагрев, без деформации и прогорания, и иметь слой теплоизоляции. При прохождении через плиты перекрытия здания и кровлю, используются специальные разделки.

Сечение – оптимально подходит круглое или овальное сечение трубы.

Кирпичный дымоход можно использовать после обязательной загильзовки.

Характеристики тяги – чтобы поддерживать нормальное горение угля, требуется обеспечить хороший приток воздуха в топку и интенсивное удаление продуктов сгорания. При сжигании породы, требуется в 2-3 раза больше воздуха, чем при горении дров и другого твердого топлива. Правильное подключение котла к системе дымоудаления, обеспечивает необходимую для работы тягу.

Внутренняя труба должна выдерживать кислотное воздействие конденсата.

Как показывает практика, оптимальным решением будет использование хорошо утепленных сэндвич-труб или керамики.

Подбор системы отопления под угольный котел

Система отопления и горячего водоснабжения угольным котлом в своем доме, напоминает кровеносную систему человека. От того, как будет циркулировать жидкость по водяному контуру, практически зависит жизнь дома. Поэтому, правильно установить угольный котел в доме недостаточно, необходимо еще и грамотно подобрать наиболее подходящую систему отопления:

Система с принудительной циркуляцией теплоносителя – главным достоинством данного выбора является равномерный и быстрый прогрев жилых помещений. Дом прогревается буквально за 20 минут. Тепло начинает поступать практически мгновенно. Недостатком решения является энергозависимость. Насосы перестают работать после отключения электроэнергии. Подробнее читайте тут.

Система с естественной циркуляцией – движение теплоносителя происходит посредством расширения нагревающейся жидкости. (Больше информации о выборе гравитационной системы отопления, недостатках и преимуществах, описано здесь.)

Правила эксплуатации угольных домашних котлов

Опыт использования котла отепления на угле в доме, показал, что не все, кто покупает и устанавливает данное отопительное оборудование, действительно понимают нюансы его эксплуатации. Угольный котел требует правильной растопки, поддержания горения и закладки топлива.

Ниже приводятся несколько рекомендаций:

Угольные котлы бывают нескольких типов. Правила эксплуатации существенно различаются, поэтому, перед первой топкой, стоит внимательно изучить рекомендации производителя.

Уголь рекомендуется укладывать слоями вперемешку с дровами, что обеспечит минимальный остаток недожига и золы.

Чистить котел на угле потребуется не реже 1 раза в месяц. Автоматические модели, имеют встроенную функцию самоочистки и требуют обслуживания не чаще 1 раза в 3-4 месяца.

Использовать можно только тот сорт угля, который указан в технической документации котла. Для автоматического оборудования, критичным является применение топлива с фракцией, превышающей в размерах указанную производителем.

Отопление загородного дома угольным котлом, при условии соблюдения всех требований относительно эксплуатации, удобно и выгодно. Перед покупкой понравившейся модели, внимательно изучите рекомендации производителя и получите грамотную консультацию специалиста.

Чтобы не столкнуться с неприятными неожиданностями, не лишним будет ознакомиться с отзывами о домашних угольных котлах, различных моделей. Такой подход поможет сделать правильный выбор отопительного оборудования.