Простота и удобство обслуживания: принцип действия твердотопливного котла с автоматикой

Твердотопливные котлы являются выгодным источником тепла в негазифицированной местности, где электрическое отопление также представляется нецелесообразным.

Из названия следует, что в качестве топлива для таких котлов используются твёрдые элементы: дрова, торф, уголь, спрессованные деревянные опилки (пеллеты).

Из-за характера топлива его постоянная подача, в отличие от, например, природного газа, затруднена, поэтому подобные системы требуют от пользователя постоянной периодической загрузки топлива и удаления продуктов сгорания.

Для упрощения их эксплуатации внедряется различная автоматика, поддерживающая температуру теплоносителя в соответствии с погодой за окном и (иногда) обеспечивающая подачу топлива.

Реализации твердотопливных котлов с автоматикой

Автоматика присутствует на всех видах котлов: классическом, пиролизном и длительного горения.

От простых механических систем до наиболее продвинутых: электронных с возможностью удалённого управления и мониторинга через интернет.

Любая автоматическая электронная система для котлов отопления состоит из датчиков (температуры, давления, тяги, пламени), исполнительных устройств и контроллера, управляющего этими устройствами по заданной программе и показаниям с датчиков.

Управление шиберной заслонкой

Шибер устанавливается в любом твердотопливном котле на выходе из топки перед дымоходом и служит для регулировки тяги и скорости отвода газов, выделяющихся при горении топлива.

Правильная настройка шиберной заслонки значительно повышает КПД котла, а в случае её отсутствия большая часть полезной энергии будет просто «вылетать в трубу». А это вызывает повышенный износ котла и дымохода от перегрева.

Фото 1. Шиберная заслонка с электромагнитным приводом для автоматического твердотопливного котла, повышает его КПД.

Привод шиберной заслонки бывает как электромагнитным, обеспечивающим два положения (полностью открыта — приоткрыта наполовину), так и моторизованным, что позволит точнее контролировать сечение дымохода.

Датчик температуры устанавливается в рубашку котла. При повышении температуры теплоносителя автоматика прикрывает шибер, уменьшая тягу и понижая мощность работы котла, при понижении — наоборот, открывает и увеличивает мощность.

Вентиляторы

Другой способ регулировки тяги заключается в использовании вентиляторов для принудительной циркуляции воздуха в котле. Он позаимствован из промышленных агрегатов, где из-за объёмов топлива КПД играет важную роль.

Фото 2. Вентилятор поддува WPA X2 для котлов, работающих на твердых топливных элементах.

Выделяются два типа вентиляторов для котлов длительного горения:

• Вентилятор поддува — ставится перед топкой вместо дверцы зольника и влияет на подачу кислорода в топочную камеру, регулируя этим интенсивность горения топлива.
• Дымосос — ставится либо в начале дымохода (сразу после котла), либо в его конце.

Основная задача — регулировка тяги, а также её усиление, когда естественной тяги недостаточно для эффективной работы котла (из-за погодных условий или конструкции дымохода).

Скорость вращения вентиляторов, а, следовательно, и их влияние на тягу в системе может плавно регулироваться в широких пределах с помощью тиристорного блока управления.

Дверца зольника

Самый распространённый вариант автоматизации — регулировка раскрытия дверцы зольника (поддувала). Открывая или закрывая дверцу, изменяют естественную тягу и оказывают влияние на температуру котла.

Простейшие системы регулировки дверцы зольника — термомеханические. Устройство состоит из термочувствительной жидкости, пружины и цепочки для соединения с дверцей. Устанавливается в штатные отверстия котла, где обеспечивается термоконтакт с теплоносителем.

Фото 3. Регулируемая дверца зольника твердотопливного котла, как один из вариантов автоматизации.

На терморегуляторе устанавливается нужная температура. При перегреве жидкость расширяется, преодолевает силу упругости пружины и ослабляет цепь, дверца прикрывается, тяга уменьшается, и температура падает. В противном случае дверца открывается шире, и температура растёт.

Электронные системы используют температурные датчики для контроля теплоносителя и электромеханические приводы, устанавливаемые на дверцу зольника. Работают аналогично, обеспечивая точность регулировки до 1 °C.

Поскольку электронные системы требуют постоянного питания, стоит озаботиться установкой источников бесперебойного питания (ИБП), чтобы при отключении электричества котёл не вышел из строя.

Плюсы и минусы автоматического устройства

Достоинства:

• Автономность: системы на твёрдом топливе требуют регулярной загрузки топлива, иногда до 10 раз в сутки. Автоматика увеличивает длительность горения и КПД системы, благодаря чему следить за котлом нужно реже.
• Дистанционное управление: продвинутые электронные системы обеспечивают управление через интернет или SMS, позволяя следить за котлом из любой точки мира или запускать отопление заранее перед приездом.
• Точное определение и поддержание температуры — избавляет от необходимости регулировать тягу вручную, уменьшает влияние качества топлива на стабильность системы.
• Безопасность использования: перегретый дымоход, закипание теплоносителя, всё это может привести к опасным аварийным ситуациям или даже возгоранию. Автоматика освобождает пользователя от необходимости контроля за работой котла и оповещает о нештатных ситуациях.

Недостатки:

• Энергозависимость: при сбое электропитания котёл может перейти в бесконтрольный режим, поэтому для автоматических систем необходимо механическое резервирование и бесперебойное энергоснабжение.
• Стоимость: хотя электронные системы управления котлами не являются чересчур сложными, они позиционируются на класс выше классических котлов, и их цена неоправданно высока.

Рекомендации по выбору приборов длительного горения

В первую очередь, тип котла определяется площадью отапливаемых помещений и временем эксплуатации системы.

Для выбора мощности воспользуйтесь формулой: 1 кВт отопительной мощности на 10 м² площади.

Если здание небольшое, а отопление используется периодически (например, только в выходные), то хорошим вариантом становится классический твердотопливный котёл с механическим терморегулятором. Он недорогой, прост в обслуживании и надёжен.

Если отапливают большие площади в течение долгого времени, то стоит посмотреть в сторону пиролизных котлов или котлов длительного горения, т. к. высокий КПД нивелирует стоимость топлива, и более высокая цена окупится экономией на расходных материалах. В пиролизных котлах две топочные камеры.

В первой — древесина или уголь прогорают в атмосфере с пониженным содержанием кислорода, выделяя газы, которые затем догорают во второй камере. Это позволяет полностью использовать всю топливную энергию и избавляет от необходимости частых загрузок новых порций (топливо закладывается 2–4 раза в сутки).

Полезное видео

В видео можно посмотреть, как запускается и растапливается автоматизированный твердотопливный котел.

Твердотопливный котёл — достойная альтернатива

Благодаря последним разработкам в области систем отопления, твердотопливные котлы с автоматикой неплохо конкурируют с газовыми и электрическими.

На рынке есть как российские производители, так и зарубежные. Отечественные бренды:

• Сибирь;
• Виадрус;
• Очаг;
• Зота;
• Прометей;
• Буржуй К;
• Stropuva.

Импортные котлы:

• Grandeg (Латвия);
• Faci (Италия);
• Bosch (Германия).

В России большой популярностью пользуются котлы Стропува, благодаря оригинальным разработкам они работают на угле до семи дней и адаптированы к местным климатическим условиям.

При выборе обратите внимание, что отечественные котлы дешевле, но автоматизация импортных котлов более продвинута, вплоть до интеграции их в системы «умный дом».

Однако, первое, на что следует обратить внимание при выборе — мощность котла и тип используемого топлива, а отталкиваясь от этого уже отдавать предпочтение конкретному бренду.