Угольный котел: устройство и тонкости установки

Использование угля для отопления имеет давнюю историю. Но совсем необязательно применять именно классическую печь. Есть более современные конструкции – котлы, которые нужно выбирать максимально тщательно и скрупулезно.

Современный угольный котел отличается универсальностью использования. Все системы, которые могут сжигать каменный уголь, довольно хорошо работают и на дровах, и на топливных брикетах, и на пеллетах, и на различном бытовом мусоре. Выделяемая при сгорании антрацита энергия довольно велика. Можно использовать ее для подогрева как напрямую воздуха, так и промежуточного водного контура. Используемая современная техника позволяет максимально продлить срок сгорания одной порции топлива.

Котлы на угле для частных домов сжигают закладываемое топливо снизу вверх. Обязательным моментом при работе конструкции является отслеживание скорости притока свежего воздуха. А это значит, что процесс горения управляется от начала до конца. Очень важной характеристикой техники последнего поколения является автоматизированная подача топлива. Она в значительной мере освобождает владельцев от грязной, трудоемкой и весьма сложной работы.

Подача новых порций топлива в топку обычно осуществляется за счет работы шнекового конвейера. Различия в системах отопления обусловлены преимущественно конструкцией шнека: по сравнению с устройствами, работающими на пеллетах, он должен быть массивнее и крепче. Выполнить отопительную функцию аппарат сможет только в том случае, когда он будет сжигать горючее строго заданных характеристик. Четко лимитируется влажность, поскольку при ее превышении эффективность обогрева резко сокращается. Более подробные указания на этот счет, в том числе и по режимам работы горелки, содержит режимная карта на конкретный аппарат.

Не всегда рядовой потребитель может сам понять, что именно там написано. Но стоит сохранять подобную документацию, чтобы сервисные специалисты могли разобраться в тех или иных нюансах. Стандартная режимная карта формируется строго по образцу, утвержденному еще в 1984 году.

В ней указывают:

• рекомендуемую пропорцию угарного газа по отношению к кислороду и углероду;
• КПД тепловой системы;
• показатель тепловых потерь в целом;
• утрату тепла при работе нагревателя;
• величину генерации пара;
• давление газа и воздуха в горелке;
• температуру создающегося пара.

Особая форма карты применяется при использовании инжекторной горелки. Тогда указание по давлению воздуха заменяется описанием размещения узлов, таких как регулирующая заслонка и шторы поддувального листа. Дополнительно может расписываться, где расположены профильные заслонки и пропорционализатор байпасного окна. Почти всегда к котлам на угле прилагается режимная карта экономайзера. Важно: режимные карты обновляются в случае любого перепрофилирования системы, ее переоборудования.

Судя по отзывам пользователей, работающие на угле агрегаты проявляют себя нисколько не хуже газовых или жидкостных аналогов. Они очень хороши там, где требуется обеспечить подогрев при отсутствии подключения к центральной газовой магистрали. Температура горения и выхлопных газов определяется выбором конструкторами классической либо пиролизной схемы. В сравнении с другими видами топлива, уголь отличается очень высокой тепловой эффективностью.

Однако важно помнить о слабых местах конструкции:

• придется использовать вентилятор, который неработоспособен при отключении электричества;
• стоимость качественного угольного котла весьма велика, дровяные модели продаются заметно дешевле;
• по сравнению со сжиганием древесины, увеличивается выход угарного газа, что означает необходимость оборудовать котельную подальше от жилого пространства;
• выделяется больше копоти, сажи и пыли, которые неизбежно пачкают все вокруг.

С другой стороны, если выбирать между разными видами твердого топлива, уголь окажется самым мощным горючим. Особенно убедительна разница в больших домах, где требуется подавать в радиаторы много тепла. Несколько ослабить присущие угольному топливу недостатки и дополнительно повысить эффективность работы можно, выбирая пиролизные конструкции. В свою очередь, они обойдутся намного дороже простых твердотопливных аппаратов. И что немаловажно, уголь для одинакового обогрева стоит заметно дешевле, чем электричество.

Благодаря стараниям инженеров, угольные котлы перестали быть чем-то однородным и однообразным, как было еще несколько десятилетий назад. Широкое распространение автоматических систем длительного горения обусловлено растущей заботой об эффективности отопления. Стоимость любого топлива и получаемой энергии неуклонно растет. Польза от длительного сжигания единичной порции топлива состоит и в том, что это высвобождает в значительной мере людей от рутинного контроля. Отпадает потребность непрерывно следить за работой оборудования и подбрасывать все время новое горючее.

Характерная проблема старых печек, которые даже при жарком обогреве вечером к утру оказывались ледяными, решена успешно. Сокращение количества несгоревших остатков вещества позволяет уменьшить объем получаемой золы. А ее утилизация – серьезная проблема для любого частного дома; ведь отгоревший уголь, в отличие от древесины, нельзя использовать для удобрения огородов.

Появляется возможность выполнения регламентных работ в перерывах между закладками топлива, снижается выброс сажи. Устраняется характерная особенность твердотопливного оборудования ручного типа, которое легко перегревается.

Не стоит полагать, что котел длительного горения является идеальным устройством для всех вообще. Использование сложной и тщательно настроенной автоматики увеличивает стоимость механизма до 100%. Появляется зависимость от электросети, которая даже устройствами резервного питания не ликвидируется до конца. В значительной степени эти недостатки перекрываются впечатляющим КПД. Но все же там, где электроснабжение нестабильно, стоит подумать о выборе более традиционных устройств.

Переходным уровнем между этими видами техники оказываются полуавтоматические аппараты. Длительность автономного действия в лучших моделях такого рода достигает 20-24 часов. По сравнению с обслуживаемыми вручную котлами, увеличены размеры топки и теплообменника.

Обычно конструкция предусматривает:

• нижнюю дверцу для золы;
• средний проход для топки;
• очистку теплообменника через люк сверху.

Некоторые модели оснащаются всего только двумя дверями, в таком случае верхняя совмещает функции очистки теплообменного узла и входа для топлива. Розжиг должен быть произведен вручную, как только пламя загорится, в работу вступает автоматика. Обязательно есть микропроцессор, который следит за работой надувающего воздух вентилятора. Действие этого вентилятора задает темп подкачки воздуха в область, где горит уголь. Соответственно, изменяется скорость сгорания топливной массы.

В зависимости от сложности регулирующих систем, их действие может подразумевать ступенчатую или плавную корректировку. В простейшем режиме контроллер реагирует на спуск температуры ниже планового значения.

Практичнее считаются комплексы с PID-автоматикой, которые дополнительно принимают во внимание температуры:

• контура горячего водопровода;
• выхлопных газов;
• комнатного воздуха.

В полуавтоматическом котле можно сжигать уголь, не прошедший калибровку. Как буроугольное, так и каменноугольное горючее не должно иметь частицы размером менее 1 см. Для дров критична глубина топочной камеры, она ограничивает допустимую длину поленьев. Если планируется использовать щепки, каждая из них должна быть не меньше 1 см в длину. Рекомендуется также увлажнение щепы.

Шахтный принцип топки считается практичнее других вариантов. Вертикально загружаемое горючее не только пылает эффективнее, чем обычно. Оно выделяет тепло более долгое время и выбрасывает меньше токсичных газов в атмосферу. По сравнению с простыми «ящиками», эффективность работы оборудования действительно вырастает. Производители непрерывно проводят эксперименты, чтобы найти лучшие варианты исполнения теплообменников, футеровки, формы шахтного канала и так далее.

Немалая часть водогрейного оборудования работает одинаково хорошо на каменном угле и на древесном топливе. Существуют даже модели, работающие на древесном угле. Такие устройства собираются и в России, и за рубежом. Преимуществом их является повышенная экономичность и способность проработать на единственной порции топлива более 10 часов. Модификации различаются и по виду теплообменника.

Стальные узлы, обменивающие тепло, выделяются только дешевизной. Прочие параметры (срок использования, вырабатываемая мощность) невелики. Проблемой стальных изделий является и слабая адаптация к появлению конденсата, что требует выдерживать прогрев обратного водного контура от 65 градусов. Зато сталь легче очищать, а в такие котлы еще довольно просто закладывать новое топливо. Если для изготовления теплообменника используется чугун, тепловая эффективность, как и общая вырабатываемая мощность, оказывается весьма приятным бонусом.

При этом к чугунным котлам надо привыкать, подача топлива в них происходит спереди. Стоит заметить, что сам уголь не всегда представляет собой привычные куски. Некоторые модели хорошо работают на так называемом водоугольном топливе, которое делается при измельчении массы и перемешивании ее с водой. Иногда встречается и пылеугольное горючее, то есть просто раздробленная до очень мелкого состояния масса. Такое топливо используется главным образом в режиме факельного сжигания.

Просто выбрать подходящий котел – половина дела. Прежде чем его топить и получать тепло и горячую воду, систему нужно правильно установить. Нередко даже самые лучшие модели при неграмотном монтаже выходят из строя. Прежде чем выполнить чертежи и схемы, нужно тщательно все рассчитать, определить реальную потребность в тепловой энергии и горячей воде. Далее подбирают котел необходимой мощности или готовят самодельный аппарат.

Твердотопливные котлы монтируются в строгом соответствии с нормами пожарной безопасности и основными санитарными требованиями. Крайне желательно выделить обособленное помещение. При монтаже как фабричного, так и созданного своими руками изделия полагается выбирать тщательно оборудованное место. Не допускается установка на неровном или рыхлом основании.

Установка зольного ящика и закрепление дверок производится либо в самой котельной, либо, при невозможности сделать это – на улице. Патрубок, через который будет идти сброс отгоревших газов, ставится точно по оси дымохода. После фиксации котла прикрепляют дымоход, ставят электронику и вентилятор, группу безопасности. Только следующим шагом может стать обвязка котла и включение его как полноправной части отопительной системы. Так как почти все угольные аппараты тяжеловесные, монтировать их без помощника глупо и непрактично.

Помещение котельной:

• имеет площадь от 7 кв. м;
• оснащено грамотной вентиляцией на приток;
• оборудовано негорючим или прикрытым несгораемым материалом полом;
• имеет электрическую проводку, выполненную по строжайшим пожарным нормам.

Но даже установка выбранного котла не исчерпывает всех забот владельца. Ведь неграмотное обращение с ним может привести к повреждению практически любых конструкций, даже отличающихся высокой надежностью.

Для растопки используют газетные листы или иную сухую бумагу. Когда она зажжена, топку запирают и сразу открывают поддувало.

Установка котла показана в следующем видео.