Схема подключения твердотопливного котла отопления (схемы, видео)

Твердотопливный котел является отопительным устройством, которое требует квалифицированного, обдуманного и спроектированного подхода к его монтированию и дальнейшей эксплуатации. В противном случае владельцы такого отопления не смогут добиться от него той экономии и комфорта, которая ими ожидалась.

Схема твердотопливного котла в разрезе.

Чтобы обеспечить максимальный уровень комфорта, необходимо правильно подключить твердотопливный пиролизный котел. При эксплуатации таких установок нужно придерживаться некоторых правил:

• во избежание возникновения конденсата температура обратной линии подачи воды не должна быть ниже 50°C;
• температура прямой воды не должна бить выше 110°C;
• давление в системе не должно превышать 1,3 атм;
• обязательное использование группы безопасности твердотопливного пиролизного устройства (автоматическая подача холодной воды, когда ее температура достигает значения в 95°C).

Существуют различные варианты подключения пиролизных установок.

Схема подключения пиролизного котла с бойлером для водоснабжения

Такая схема показана на Рис. 1, где:

Современные твердотопливные котлы оснащены системой регулирования температурного режима.

1. КК – котловой коллектор.
2. КВ – колпачный вентиль.
3. РБ – расширительный бачок.
4. ПК – предохранительный клапан.
5. ОП – отопительный прибор.
6. ТВ – термостатический вентиль.
7. ТС – термостатический смеситель.
8. ВО – воздухоотводчик.
9. ВН – бойлер косвенного нагрева.
10. ЦН – циркуляционный насос.
11. ОЛ – обратная линия.
12. ПЛ – прямая линия.

Подмес холодной воды в систему отопления производится с использованием трехходового вентиля с регулятором температуры. В связи с тем, что такая схема не имеет ограничения на гидравлическое сопротивление арматуры и трубопроводов, с ее использованием становится возможным контроль теплоотдачи отопительных приборов с помощью термостатических вентилей. Однако из-за неправильной регулировки существует возможность перегрева котла, что негативно сказывается на его работоспособности. Во избежание такой ситуации твердотопливная установка оснащается аварийным теплообменником, либо в нее устанавливается группа безопасности.

Основной «минус» использования отопительной системы по такому варианту – ограниченные возможности по регулированию его теплоотдачи: загрузить и разжечь установку можно только вручную, а процесс горения можно только несколько приглушить, но не остановить. Данный нюанс устраняется с помощью бака-аккумулятора, который может сохранять выделяемое от сгорания тепло и отдавать его в систему по мере необходимости.

Вернуться к оглавлению

Схема подключения пиролизного котла отопления с баком-аккумулятором

Подключение твердотопливных котлов можно проводить по схеме, которая показана на Рис. 2, где:

Схема классического твердотопливного котла.

1. КВ – колпачный вентиль.
2. РБ – расширительный бак.
3. ПК – предохранительный клапан.
4. ОП – отопительный прибор.
5. ЦНО – циркуляционный насос отопления.
6. КТ – комнатный термостат.
7. ТВ – термостатический вентиль.
8. ТС – термостатический смеситель.
9. ВО – воздухоотводчик.
10. БА – бак-аккумулятор.
11. ЦНК – циркуляционный насос.
12. ОЛ – обратная линия.
13. ПЛ – прямая линия.

В этом случае комнатный термостат будет регулировать температуру в помещении и при снижении ее до граничного значения открывать термостатический вентиль и освобождать накопленное в баке-аккумуляторе тепло.

Вернуться к оглавлению

Схема подключения пиролизного устройства к существующей системе отопления с газовым агрегатом

Подключить такой агрегат можно по схеме, которая показана на Рис. 3, где:

Схема работы пиролизного (газогенераторного) котла: 1 – Загруженное топливо (дрова), 2 – Первичный воздух, 3 – Вторичный воздух, 4 – Уходящие газы, 5 – Вентилятор, дымосос.

1. Твердотопливный агрегат.
2. Газовая двухконтурная установка.
3. Термостатический смеситель.

При такой установке пиролизный агрегат применяется для генерации тепла в отопительной системе, а газовая установка обеспечивает горячее водоснабжение. Основной особенностью такого подключения является альтернативная последовательность источников тепла. Если в твердотопливной установке заканчивается запас топлива и она гаснет, в работу автоматически вступает газовый агрегат, который будет поддерживать необходимую температуру в системе.

При помощи установленного термостатического смесителя и циркуляционного насоса обеспечивается стабильность температуры теплоносителя на входе пиролизного котла. Когда твердотопливная установка гаснет, циркуляционный насос автоматически отключается, тем самым продлевая срок службы насоса. В теплый период года можно использовать только газовый котел для нагрева воды для хозяйственных нужд.

Такое соединение позволяет применять твердотопливный котел как альтернативный источник тепла, тем самым уменьшая затраты на обогрев помещения.

Вернуться к оглавлению

Подключение пиролизного котла с электрическим агрегатом и бойлером для ГВС

Такое соединение показано на Рис. 4. В данном варианте основным источником тепла является пиролизный агрегат, а электроустановка служит как дополнительный элемент отопления. Нагрев воды для хозяйственных нужд осуществляется с помощью бойлера косвенного нагрева, а в теплую пору года нагрев воды происходит от электрического агрегата.

Используя в системе отопления такие установки, можно существенно снизить расходы на нагрев помещения в холодное время года, а правильное их соединение позволит добиться максимального комфорта и уюта вам и вашей семье.

Правила подключения твердотопливного котла

Твердотопливные котлы в отличие от газовых не имеют в своем корпусе таких элементов как расширительный бак, циркуляционный насос, группа безопасности, поэтому их возможно смонтировать самостоятельно и от того как это будет сделано, будет зависеть удобство эксплуатации котла, безопасность и эффективность работы.

Приводим классическую схему обвязки твердотопливного котла в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией.

Безусловно при такой схеме обвязки, котел будет справляться со своей задачей, но не так эффективно как это возможно. 

Для того чтобы достичь максимального комфорта при эксплуатации твердотопливного котла, необходимо :

1. Установить буферную емкость (аккумулирует тепло и отдает его системе отопления после сгорания топлива)
2. Установить трехходовой клапан — осуществляет подмес горячей воды (достигается необходимая для котла температура обратой воды, вследствие чего исключается образование конденсата, дегтя, смоляных отложений, увеличивается срок службы котла)
3. Установка группы безопасности котла (воздухоотводчик, предохранительный клапан, манометр)

Схемы обвязки могут и отличаться от предложенных, но одно остается неизменным – НАЛИЧИЕ на подающем трубопроводе ГРУППЫ БЕЗОПАСНОСТИ котла .

Эффективная работа пиролизного котла «Гейзер»

Для эффективной и безотказной работы пиролизного котла необходимо правильно выполнить следующие условия, которые подходят и для других твердотопливных котлов:

• Правильная система отопления
• Правильная система дымоотведения
• Правильно подготовленное топливо

Условия монтажа и эксплуатации пиролизных котлов Гейзер.

Для того чтобы котел работал надежно, долго, экономично  нужно учитывать три вещи:  это правильно подведенная дымовая труба, система отопления и подаваемое топливо.

 

Дымоход (дымовая труба котла)

Правила установки дымохода.

 

Нам подходит стандартная правильная установка дымохода. В отличие от котлов прямого горения нам нужна утепленная труба, чтобы сократить до минимума возможность возникновения конденсата. Газы, которые уходят после разжигания,  имеют температуру в пределах 80-200 градусов. И если труба будет холодной, то будет появляться конденсат, он будет течь из конденсатоотводчика в приспособленное для этого место. При наличии утепленной трубы конденсата не будет, так как если есть конденсат, то значит где-то присутствует холодная дымовая труба, а такого быть не должно.

 

Установка дымохода «Под конденсат»

 

Установка трубы: первые два метра трубы должны иметь прямой участок вверх. Сначала на дроссель ставится старт-сэндвич, в него вставляется двустенная труба сэндвич и они закрепляются хомутом между собой. Затянули, под хомут лучше всего укладывать асбест.  В тех случаях, когда нужно провести трубу сквозь стену, или когда нужно вести по стене горизонтальный участок при этом не должен превышать полутора метров. Лучше сразу делать правильно, чтобы потом не пришлось переделывать: прямой участок вверх, на 2 метра или если труба подведена к стене, то расстояние между трубой и стеной должно быть не меньше 150 мм. Если выведете трубу за здание, то расстояние должно быть не меньше 250 мм.

Сначала устанавливается котел, на то место где он должен стоять и потом к нему постепенно подсоединяется дымоход. И уже тогда котел можно  будет немного скорректировать  на том месте, где он будет находиться. Если котел будет уже жестко зафиксирован, то придется столкнуться с трудностями, а при сохранении пространства для маневра оказывается гораздо проще.

Нужно обязательно первую трубу закреплять, чтобы дымоход не оказывал давления на котел, на его газоход, в противном случае, может попортиться сварка, и он потечет. Дымоход лучше закрепить. Крепежи должны идти через максимум 3 метра.

Минимальная высота трубы должна соответствовать мощности котла. Точно высчитать её без наличия специального прибора невозможно, минимально допустимую высоту, можно определить при зажигании котла. То есть если помещение невозможно за 2 часа разогреть до 90 градусов, то значит, не хватает тяги, следовательно, нужно увеличить высоту  дымохода. Дымоход должен быть на 50 см выше конька здания, находящегося ближе 10 метров от дымовой трубы. Дросселем задан диаметр дымохода, менять его категорически нельзя.

 

Отопительная система

 

Систему отопления должны устанавливать специалисты. Расчет при этом исходит из  того,  чтобы ваше помещение могло нагреваться при самой низкой температуре в отопительный период на улице, выше, чем 16 градусов тепла. Если ваша система готова дать температуру выше 16 градусов, то она подходит для работы. Насос рассчитывается по трем характеристикам:

1. Диаметр насоса, должен соответствовать диаметру патрубка обратки, иначе не получится обеспечить работу котла до 100%
2. Высота подъема воды вертикально, от начала выхода и до самой высокой точки
3. Длина трубопровода по горизонтали

 

Топливо

 

1. В котлах Гейзер можно использовать топливо  влажностью до 50%, в отличие от более требовательных котлов иностранного производства, где допустимый процент влажности не должен превышать  35%.  Первым делом необходимо организовать топливный склад, хотя бы просто навес, чтобы на топливо не попадала влага. И лучше приобретать больший объем, чтобы оставалось два месяца на сушку.  
2. Плотность закладки: не должно быть больших промежутков между кусками, в этом случае они сложно загораются друг от друга, котел может начать задыхаться и показывать нестабильную работу. Подавать лучше как можно меньше промежутков между кусками топлива внутри топки. Идеальный вариант – это когда топливо на 10 см меньше глубины топки и укладывается друг на друга. Крупнокусковое сырье дольше горит, реже нужно подкидывать, легче регулировать мощность работы.

 

Паспорт «Гейзер»

Сертификат котлов ГЕЙЗЕР

 

Cхема подключения твердотопливного котла с фото. Инструкция подключений котлов отопления

Предлагаем ознакомиться с наиболее популярными схемами подключения твердотопливных котлов:

Самая простая схема подключения газогенераторного котла

1. Группа безопасности	3. Насос циркуляционный
2. Бак расширительный

Схема подключения пиролизного котла с гидрострелкой

1. Группа безопасности	4. Гидравлическая стрелка
2. Бак расширительный	5. Гребенки
3. Насос циркуляционный	6. Радиатор

Схема подключения котла на дровах с контуром подмеса

1. Группа безопасности	3. Насос циркуляционный
2. Бак раширительный	4. Шаровый кран

Схема подключения котла на твердом топливе и теплоаккумулятора с управлением Laddomat 21

1. Группа безопасности	6. Насос циркуляционный
2. Теплоаккумулятор	7. Радиатор
3. Laddomat 21	8. Смесительный клапан трехходовой
4. Бак расширительный	9. Клапан обратный
5. Клапан подпитывающий	10. Насос циркуляционный

 

Самыми важными вопросами, которые нужно решить в процессе перехода на использование качественного твердотопливного котла, являются:

• Выбор подходящей модели.
• Подключение твердотопливного котла.
• Ввод устройства в работу.
• Обслуживание и эксплуатация агрегата.

На нашем сайте вы найдете всю интересующую вас информацию по каждому из перечисленных вопросов. При необходимости вы можете воспользоваться полезными рекомендациями специалистов компании “Атом”, чтобы принять наиболее рациональное решение по тому или иному вопросу.

Если вы уже подобрали устройство, которое устраивает вас по своим техническим характеристикам и стоимости, то вам необходимо ознакомиться с информацией о способах надежного подключения котла.

Простая схема подключения твердотопливного котла может включать три основных элемента — расширительный бак, циркуляционный насос и группу безопасности. Чем сложнее схема, тем больше элементов принимают в ней участие.

Базовым документом, в котором зафиксированы все детали процесса подключения и запуска устройства, является инструкция подключения ТТ-котла. Следуя схеме подключения, важно опираться на данные инструкции.

Рассмотрим самые популярные схемы подключения отопительного агрегата, работающего на твердом топливе.

Как подключить твердотопливный котел отопления?

Подключение твердотопливного котла к системе отопления по схеме может осуществляются разными способами в зависимости от наличия элементов, которые будут задействованы в общей системе. Перечислим четыре типа схем подключения ТТ-котлов, получивших самое широкое распространения в условиях отечественного рынка:

• Простая схема подключения пиролизного котла.

• Подключение пиролизного котла с гидрострелкой. Данная схема используется в системах, состоящих из нескольких контуров, она налаживает взаимодействие между группой безопасности, циркуляционными насосами, накопительным баком, встроенной гидрострелкой, гребенками и радиатором.
• Подключение котла на дровах с контуром подмеса. Такая схема подразумевает дополнение простой конструкции несколькими кранами и контуром подмеса, что позволяет регулировать количество теплоносителя, поступающего в подмешивающий контур.
• Подключение агрегата на твердом топливе и теплоаккумулятора с управлением Laddomat 21. Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу подразумевает под собой взаимодействие аккумулирующей емкости и контура горячего водоснабжения.

Компания “Атом” является официальным представителем Лебединского моторостроительного завода “Мотор Сич”, чья продукция пользуется авторитетом на украинском и российском рынках. Поэтому специалисты компании могут предоставить вам всю необходимую информацию о том, какая схема подключения подойдет для создания вашей системы отопления и как произвести подключение всех ее компонентов.

Котлы “Мотор Сич” — это экономичные и надежные устройства, показатели эффективности которых на порядок превышают аналогичные значения основных конкурентов.

Пиролизные котлы для отопления частного дома своими руками: чертежи и видео

На чтение 8 мин Просмотров 50 Опубликовано 11.01.2015 Обновлено 31.07.2016

Одним из решений проблемы обогрева дома могут стать пиролизные котлы отопления на твердом топливе — эффективные в работе и неприхотливые в эксплуатации. Однако высокая стоимость отопительных устройств заводского изготовления заставляет потенциального покупателя задуматься: а не попробовать ли самому сделать пиролизный котел? Для работящего человека с техническими навыками это вполне по силам. Наша статья поможет понять, как происходит процесс горения в пиролизном котле для отопления частного дома, из каких материалов его можно смонтировать и как подключить к отопительной системе.

Особенности пиролизных отопительных устройств

Пиролизный котел служит генератором тепла в домашней системе отопления

Главным отличием пиролизного твердотопливного котла отопления (газогенераторного) считается особый принцип горения топлива. Если в обычных котлах дрова или уголь просто горят открытым пламенем, то здесь процесс разделен на два этапа:

1. Топливо загружают в топочную камеру и разжигают огонь. Когда температура превысит 400 °С, начинается процесс пиролиза — медленного тления топлива при недостатке кислорода. При этом выделяется тепло, дым и пиролизный газ, в состав которого входит окись углерода и различные углеводороды.
2. Для перевода котла в рабочий режим закрывают заслонку прямой тяги и включают вентилятор. Газообразные продукты пиролиза вытесняются струей первичного воздуха в камеру сгорания, где они обогащаются кислородом от подачи подогретого вторичного воздуха. Смесь пиролизных газов и взвешенных частиц полностью сгорает и отдает свою тепловую энергию встроенному в котел теплообменнику.

Насколько экономичны и удобны пиролизные котлы отопления, подтверждают отзывы пользователей. Теперь им больше не нужно вставать по ночам, чтобы подбросить дровишек. Загруженная в котел очередная порция топлива будет потихоньку тлеть с вечера до позднего утра. Эффективность сгорания такова, что золы почти не остается, а из дымохода идет лишь легкий прозрачный дымок.

Для нормального протекания процесса пиролиза котел должен быть оборудован вентилятором, поэтому необходимо, чтобы электроснабжение в доме было бесперебойным.

Требования к самодельным пиролизным котлам

Схематическое устройство пиролизного котла

Для того чтобы пиролизный котел отопления, изготовленный своими руками, превзошел по эффективности обычный твердотопливный котел, его конструкция должна отвечать строгим требованиям:

• температура в топке должна быть оптимальной (600–700 °С), поскольку именно в этих условиях происходит наиболее качественное выделение продуктов пиролиза;
• регулирование мощности горения не должно существенно снижать КПД;
• котел отопления должен быть пригоден для длительного непрерывного сжигания топлива;
• корпус камеры сгорания пиролизных газов должен быть устойчив к коррозии и способен выдерживать температуру выше 1200 °С.

Желательно также, чтобы в конструкции котла была предусмотрена камера для предварительного подсушивания древесного сырья.

Технические характеристики, которыми должен обладать самодельный пиролизный котел для отопления частного дома:

Технические параметры	Ед. изм.	Для небольших домов	Для коттеджей
Мощность	кВт	15–25	35–50
КПД	%	80	85
Максимальное рабочее давление	бар	1,8–2,0	3,0–4,5
Макс. площадь отопления	м²	до 200	до 500
Объем воды в теплообменнике	л	18–25	40–65
Объем топки	л	70–100	200–300

Использование самодельного отопительного устройства иногда бывает рискованным, поскольку при неправильно отрегулированном процессе горения может произойти так называемый «хлопок» — взрыв пиролизного газа.

Топливо для пиролизных котлов

Древесина обладает наилучшей способностью образовывать газообразные горючие смеси в процессе пиролиза

Из всех видов топлива для пиролизного процесса лучше подходят дрова и различные древесные отходы. Кроме этого, в пиролизных котлах для отопления частного дома можно сжигать также уголь или торф, но эффективность будет несколько меньше.

Толщина поленьев не имеет большого значения, а их длина ограничивается только габаритами топочной камеры. Главное условие — чтобы среди них не попадалась гниль и труха. Если кроме дров использовать для сжигания опилки и стружку, их объем не должен превышать 1/3 часть от общей загрузки топлива.

Древесное топливо должно быть сухим, влажностью не более 20–25%. В противном случае его сгорание будет неполным, теплоотдача снизится, а дымовая труба забьется сажей и дегтем.

Пиролизный котел своими руками

Один из вариантов конструкции отопительного котла, развивающего мощность 45 кВт

Чтобы сделать котел отопления пиролизный твердотопливный, самодеятельному мастеру придется для начала изучить доступную информацию по этому вопросу.

В рамках нашей статьи мы в состоянии дать только общие рекомендации, а подробные чертежи можно поискать в интернете. Полезно также заглянуть на форумы, где специалисты обмениваются мнениями.

По их отзывам, пиролизные котлы отопления делать своими руками все же обойдется дешевле, чем покупать фирменные.

Мощность пиролизного котла определяют несколько факторов, и главные среди них: общие габариты изделия, объем камеры горения и высота подачи первичного воздуха.

Любую готовую схему системы отопления с пиролизным котлом нужно будет доработать с учетом конкретных условий своего жилища.

Материалы и технология изготовления

Высокую температуру горения пиролизного газа может выдержать только огнеупорный кирпич

Для изготовления пиролизного котла отопления своими руками понадобится:

• электросварочный аппарат и хороший запас электродов;
• «болгарка» и к ней не менее 20 отрезных кругов;
• сталь 4мм, 3 листа 1,25×2,5 м;
• сталь 2 мм, один лист;
• труба 57 мм общей длиной 8 м;
• шамотный кирпич, 12—14 шт. ;
• и еще некоторые мелкие детали.

Раскроить металл и выполнить сварочные работы — задача не из легких. Если нет возможности заняться этим самостоятельно, придется пригласить мастера.

Дверцы котла должны закрываться герметично, чтобы не терялось тепло и не выходил наружу дым.

Испытание готового котла

В ходе испытания должны быть выявлены недостатки самодельного отопительного котла и определены способы их устранения. Качественно смонтированный пиролизный агрегат обладает следующими свойствами:

• топливо разгорается достаточно легко при естественной тяге;
• дым не вырывается из-под уплотнителя верхней дверцы;
• вентилятор обеспечивает стабильный поток воздуха и не шумит;
• котел за 20-30 минут выходит на рабочий режим;
• при включении вентилятора пламя в камере сгорания сильное и ровное;
• процесс сжигания пиролизного газа поддается регулированию;
• при остановке вентилятора не возникает эффекта обратной тяги;
• соотношение тепловой мощности к затраченному количеству дров соответствует расчетам.

Если самодельный отопительный котел демонстрирует соответствие этим параметрам, его можно признать работоспособным после устранения обнаруженных недоделок.

Схемы подключения пиролизного котла к отоплению

Тепло в доме зависит от того, правильно ли устроена система отопления с пиролизным котлом и соответствует ли норме режим топки. Все нюансы нужно предусмотреть на этапе составления проекта. Отопление дома может производиться как с помощью горячей воды, так и воздушным способом.

При разработке системы отопления нужно неукоснительно следовать специальным рекомендациям и нормам техники безопасности.

Водяное отопление

Кроме котла, в системе установлены: 1 — группа безопасности, 2 — расширительный бак, 3 — циркуляционный насос

Монтаж пиролизного котла отопления на твердом топливе должен производиться в помещении, специально отведенном под котельную. Кроме самого котла, здесь следует разместить такие элементы отопительной системы, как циркуляционный насос, запорная арматура, расширительная емкость, датчики, термометры и другие устройства. В той же котельной есть смысл оборудовать место для поленницы дров недалеко от котла, чтобы не приходилось часто выходить за ними на мороз.

Непосредственное подключение пиролизного котла к системе отопления может быть выполнено по-разному. На следующем рисунке показан наиболее простой способ подключения.

Другие способы подключения пиролизного котла к водяной системе отопления:

• с контуром подмеса — к перечисленным выше элементам системы добавляется дополнительный контур и краны, регулирующие количество нагреваемой воды;
• с гидрострелкой — эта схема лучше всего проявляет себя в системах отопления с несколькими контурами;
• с аккумулирующим баком — подогрев воды происходит посредством ее поступления из бака и позволяет оптимизировать работу котла даже без электричества.

Выбирая схему подключения к отопительной системе пиролизного котла, желательно просчитать стоимость каждого варианта, чтобы найти среди них оптимальный.

Воздушное отопление

Схема распределения воздушных потоков при обогреве дома от пиролизного котла воздушного отопления

Домовладельцы используют пиролизный котел воздушного отопления чаще всего не для обогрева дома, а для гаражей, складов, теплиц и других хозяйственных помещений. Метод отопления жилых комнат подогретым воздухом пока еще не получил распространения. Но и здесь использование пиролизного котла могло бы продемонстрировать его преимущества. Например, система воздушного отопления особенно актуальна, когда хозяева загородного дома озабочены тем, чтобы водяная отопительная система не разморозилась за время их длительного отсутствия.

Система, использующая пиролизные котлы воздушного отопления, состоит из одного или нескольких вентиляторов, термодатчиков, блока управления и сети воздуховодов для транспортирования горячего воздуха к местам обогрева.

В какой бы из систем отопления ни использовались котлы отопления пиролизные твердотопливные, для их безотказной работы необходимо утеплить дымовую трубу, чтобы на ее стенках не образовывался конденсат.

В заключение

Анализируя отзывы о пиролизных котлах отопления, можно составить впечатление об их несомненных достоинствах. В условиях постепенного удорожания природного газа все чаще становится оправданным решение устроить систему отопления с пиролизным котлом собственноручного изготовления. Многих пользователей привлекает автономность такой системы и простота ее эксплуатации.

Посмотрите видео, как сделать своими руками достаточно простую модель пиролизного котла:

Тем, кому невозможно подсоединиться к центральному газоснабжению, пиролизные котлы отопления на твердом топливе станут надежными помощниками в деле обогрева жилья. Но если вы решили сэкономить, тогда вашим решением будет самостоятельное изготовление отопительного устройства. Монтаж и подключение пиролизного котла к системе отопления будет доступным для людей, имеющих инженерные и слесарные навыки.

Подключение, монтаж, установка и обвязка твердотопливного котла

Подключение котла (монтаж-обвязка-установка) – это НЕ следующий этап после покупки твердотопливного котла, важно решить вопрос кто и как его будет устанавливать, определите заранее, а НЕ купить твердотопливный котел без установки, в Минске особенно. Ведь купив ещё можно криво установить, и в чём тогда смысл котла твердом топливе, следует подойти со всей серьезностью и ответственностью. Обвязка твердотопливного котла требует специфических знаний, умений и навыков. Самостоятельно обвязать твердотопливный котел вряд ли удастся. Да и опасная это затея. Итак, если вы все-таки решили доверить подключение твердотопливного котла специалисту, то наш совет: постарайтесь вникнуть в этот процесс и как минимум постарайтесь сами разобраться в нюансах установки котла (вам же в дальнейшем им пользоваться много лет и эксплуатировать систему отопления, кстати котёл на дровахнаиболее часто используется и имеет больше нюансов по обвязке).

Обвязка — комплекс работ по подключению оборудования к инженерной системе (обвязка котла). Бывают обвязки: страховочные спортивные и для промышленного альпинизма, обвязка фундамента досками.

Постараемся перечислить некоторые нюансы при подключении твердотопливного котла. Монтаж котлов отопления начинается с подготовки пола и вывода дыма:

• подготовка основания для установки твердотопливного котла – оно должно быть строго горизонтальным. Т.к. твердотопливный котел имеет не маленький вес, то стяжка пола, залитая под него должна быть 7-10 см. Размеры основания должны соответствовать размерам котла, увеличенным на 10%.
• также любой отопительный котел (кроме электрического) требует подключить дымоход. Он может быть как внутри помещения (не утепленный) и выходить вертикально через крышу, так и изначально выходить горизонтально через стену и подниматься вдоль стены дома выше конька (утепленный). Любой дымоход необходимо ежегодно чистить и следить за его состоянием.

Как правильно обвязать твердотопливный котел

Обвязка котла твердотопливноготребует обеспечения определенных мер безопасности системы отопления:

• установка аварийного клапана (или группа безопасности котла). В случае поднятия давления в системе отопления, произойдет аварийный сброс теплоносителя в канализацию. И это предотвратит взрыв котла.
• монтаж охлаждающего контура на твердотопливном котле убережет вас от взрыва котла, а также от необходимости подпитки системы отопления в случае описанном выше.
• подключение источника бесперебойного питания ИБП к котлу и насосам, позволит исправно работать системе отопления даже при отключении электроэнергии, о чём мы часто слышим в новостях по множеству населённых пунктов Беларуси.
• подключение твердотопливного котла по пожарным нормам необходимо производить только металлической трубой (черный металл, оцинкованная, нержавеющая или углеродистая сталь), любой вариант подойдет. Что касается диаметров, то чаще всего котлы мощностью до 30 кВт мы подключаем трубой 1 1/4″, котлы мощностью до 50 кВт – 1 1/2″, и котлы до 100 кВт – 2″ или 2 1/2″.
• в схеме подключения твердотопливного котла и соответственно при обвязке твердотопливного котланеобходимо предусмотреть расширительный бак открытого или закрытого типа (в зависимости от системы отопления). Объем расширительного бака рассчитывается по простой формуле:

  V бака = V системы : 10

  Схема подключения твердотопливного котла требует устанавливать расширительный бак на обратной линии. Это продлит срок службы мембраны бака.

• подключать котел на твердом топливе (мощностью до 70-80 квт) желательно не с помощью сварочных работ, а на резьбовых соединениях. В дальнейшем это упростит обслуживание всей системы, а также без проблем позволит заменить любой, вышедший из строя, узел.
• схема подключения твердотопливного котла подразумевает наличие термостатического смесительного клапана (для стальных котлов — это защита от излишнего конденсата, а для чугунных — защита от холодной обратки, под влиянием которой может лопнуть секция котла).

Это только некоторые нюансы, на соблюдение которых, при подключении твердотопливного котла, необходимо обратить пристальное внимание. Безопасность системы отопления дома – это первое, с чего начинается проектирование отопления.

Схемы подключения котла для общего представления

Разберём обвязку на схемах. Простая обвязка котла включает:

• циркуляционный насос (1) для обеспечения движения теплоносителя (воды) в трубах и оборудовании системы отопления,
• расширительный бак (2) забирает из системы излишнюю воду (теплоноситель) при её нагревании и отдаёт обратно в систему,
• группа безопасности котла (3) с предохранительным клапаном при закипании котла выбрасывает лишнюю воду в канализацию.

Далее идут системы безопасности людей и самого котла. Защищаем теплообменник котла от попадания на него излишне холодной воды, что выводит его из строя раньше времени. Ставим 3-х ходовой термостатический смесительный клапан(8) – если с обратки от радиаторов отопления пойдёт холодная, более чем полезно теплообменнику котла, клапан включит подмес горячей воды.

Теперь защищаем людей от взрыва и ожогов. Особенностью обвязки твердотопливного котла является: горение твердого топлива в котле полностью не поддаётся контролю как у газовых и электро котлов. Поэтому обязательно для обвязки системы отопления с твердотопливным котлом не допустить излишнего перегрева воды до 95 град. в трубах и радиаторах отопления до опасной для прикосновения человека температуры. И для этого существует 3 отдельных способа охлаждения воды к радиаторам отопления, которые можно использовать и одновременно.

Вариант 1: Смесительный клапан (7) по мере необходимости добавляет в трубу к радиаторам отопления более прохладную воду из обратки воды от радиаторов отопления. Выглядит достаточно просто.

Вариант 2: 4-х ходовой клапан аварийного охлаждения теплообменника (4) с выносным датчиком при перегреве до 95 град. через обратку запустит в котёл холодную воду из водопровода, а из котла перегретую воду выбросит в канализацию. Так как такое возможно при отключении электричества в доме. Останавливается насос котла, но и насос в скважине. Поэтому холодная вода для охлаждения котла берется из гидроаккумулятора водопровода и её может не хватить: устанавливаем дополнительный гидроаккумулятор (5) с обратным клапаном (6) для отключения его от водопровода.

Вариант 3: Аварийный гравитационный контурс обратным клапаном (9) – схема показывает его вариантом, однако контур требует специфики, определенного низкого давления и температуры, может содержать в себе радиатор отопления для этих целей.

Вариант 4: Использовать несколько метода одновременно.

Подключение котла на фото

Номерами на фото обозначено оборудование в системе отопления твердотопливного котла из выше приведённых схем.

Обвязка твердотопливного котла

Схема подключения твердотопливного котла

Обвязка твердотопливного котла с подключением к закрытому контуру системы отопления содержат обязательно группу безопасности котла, расширительный бак и циркуляционный насос. Котлы на твердом топливе не имеют ряда функций безопасности, по этому обвязка твердотопливного котла должна включать указанные системы безопасности дополнительно. Безопасное подключение котла – это безопасность жизни и здоровья домочадцев и обязано обеспечивать минимальную рабочую температуру теплоносителя на входе в котел на уровне не менее 60°C. Теплообменник не должен быть подвержен большим тепловым перепадам – это предотвратит нежелательные деформации металла и образования дегтя и сажи в вашем котле. Обеспечивает данное условие монтаж смесительного узла. Он будет поддерживать необходимую температуру теплоносителя на входе в твердотопливный котел.

Монтаж твердотопливных котлов и обвязка твердотопливного котла — должна проводится исключительно специалистами. Установка котла на твердом топливе самостоятельно своими руками чрезвычайно опасна, тем более такая установка котла скорее всего не будет принята пожарниками. Данный материал как подключить котел на твердом топливе имеют целью познакомить вас с темой, чтобы ваш выбор и контроль специалистов по монтажу был более грамотным.

Фото монтаж отопления – Минск обл., г. Дзержинск

Монтаж отопления: Минск – прорисовка схемы, Дзержинск – обвязка котла на месте, монтаж дымохода. Да, начинаем с прорисовки карандашом схемы будущей системы отопления дома с реальным отопительным оборудованием: твердотопливный котел SAS 58 кВт, буферная емкость / теплоаккумулятор S-Tank 2000 л, расширительный бак 300 л, циркуляционный насос грундфос 32-60. Кстати, как и всё, клиент выбирал дымоходы на Дом котлов бай.

Установка котла отопления на твердом топливе на фото проведена Дом котлов бай, Минск.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором (буферной емкостью) на видео

На видео Сергей Николаевич, главный инженер Дома котлов, Минск, начинает подключение твердотопливного котла пеллетного с теплоаккумулятором с простых истин.

Установка твердотопливного котла, монтаж твердотопливного котла, обвязка твердотопливного котла пеллетного с теплоаккумулятором, ответы на вопрос какой котел лучше и какое отопительное оборудование купить— всем этим темам посвящен весь наш сайт интернет-магазина Дом котлов бай, Минск.

Автор: Юрий Бедулин

24.01.2019

Вы уже заметили, что мы симпатизирует котлам Альтеп? Это действительно так! Нам нравится их размеры, толщина стали, размер топки, конструкция теплообменника с длинными дымовыми ходами… Цена у котлов Альтеп адекватная, что не мало важно в наше время. Котел, на фото, отапливает складские помещения под Минском с 2018года. Это был пробный вариант для клиента. Ранее свои склады они отапливали котлами Атмос. В 2019м году клиент заказал ещё один котел для отопления нового склада. По отзывам клиента -работа этого котла понравилась заказчику больше.

См.: Твердотопливный котел ALTEP Duo UNI Plus 75 Подключение, монтаж, установка и обвязка твердотопливного котла

Пеллетные котлы на пике популярности. Одним из самых востребованных производителей-это белорусский Tis. Можно по праву гордиться тем, что белорусские умы и руки сделали такой достойный котел.и это не просто слова продавцов, но и отзыв монтажников и многих пользователей. Перед отопительным сезоном эти котлы на пеллетах разлетаются как пирожки. Ежегодно перед отопительным сезоном образовывается очередь из желающих даже по 100%ной предоплате получить котел. Но приходится ожидать от 4 до 6 недель.

См.: Котел TIS DUO new Pellet 95 (тис дуо пелет) Котлы TIS (ТИС) — отзывы Установка, монтаж пеллетного котла

Эта подборка фото с объекта под Бобруйском. Заказчики обратились в начале 2020года за помощью в подборе твердотопливного котла для дачного домика. После обсуждения хотелок подготовили коммерческое предложение на рассмотрение. КП составили из частей: водоснабжение, канализация, этап радиаторов, этап теплого пола и топочной. Также этапами клиент и заказывал исполнение работ. В топочной смонтировано оборудование: котел SAS UWT 17 с автоматикой, теплоаккумулятор С-Танк, бойлер косвенного нагрева Электромет в настенном исполнении. За работу системы отопления отвечают насосные группы Барбери. Для поддержания положительной температуры в моменты отсутствия хозяева дома, смонтирован электрокотел Эван. На наш взгляд, топочная получилась очень хорошо. Помимо функциональности присутствует и эстетика.

См.: Твердотопливный стальной котел SAS UWT (с автоматикой) 17 кВт Теплоаккумулятор S-Tank AT Prestige 500л

Твердотопливные котлы-это наша разделенная любовь. Вот нравится нам и продавать и монтировать именно твердачи. Мы работаем с многими производителями котлов на твердом топливе. Но есть любимчики, в том числе и украинский Альтеп. Наши монтажники ласково называют его Альтепчиком (мимишненько, не для бруталов). Есть у этого производителя и уникальный котел для белорусского рынка с верхним выходом дымохода. Для домов, в которых идёт реконструкция и замена старых на новые котлов-это идеальный вариант. Он не занимает много места, имеет верхнее подключение, сделан из 5мм стали и снабжён автоматикой.

См.: Твердотопливный котел ALTEP Classic Plus 16 Монтаж твердотопливных котлов Монтаж дымоходов утепленных

Объект смонтированный в феврале 2021. От клиента поступил вопрос — войдёт ли все оборудование в маленькую топочную и так чтобы все узлы обвязки были доступны для обслуживания. Мы долго думали, вертели и так с сяк… И сказали, что впихнем. Но с монтажом этой сложной котельной справится только монтажник-виртуоз Владимир Трухан. На том и порешили, что делаем смету для согласования. Когда смета была готова, клиент сказал привычное возражение «ДОРОГО». Пришлось пересчитывать смету под «сварку». Вышло дешевле и мы ударили с клиентом по рукам. Владимир смонтировал эту котельную за 4 дня. Результат, считаем, что очень хорош!

См.: ПЛОСКИЙ ТЕПЛОАККУМУЛЯТОР ALTEP 800 л Стальной твердотопливный котел TIS UNI 15 Обвязка буферной емкости (монтаж теплоаккумулятора)

Здесь на сайте нашего интернет-магазина Дом котлов Минск можно выбрать и купить отопительные котлы газовые, твердотопливный или электрический, а также различное отопительное оборудование — бойлер, водонагреватель, теплоаккумулятор, буферная емкость, радиаторы отопления, дымоходы, трубы, гребенка и теплый пол — см. наш интернет-магазин в Беларуси «Котлы и отопление дома» цена и наличие. Мы выполним по вашему заказу необходимые работы — см. Монтаж отопления, обвязка котла, установка отопительного оборудования в Минске и по Беларуси, в том числе «под ключ».

Вам ведь нужны «дыры, а не дрель» – конечное качественное решение систем отопления дома?

С нами наши клиенты комфортно претворяют мудрость «доверяй и проверяй» – без «но». Те исполнители вашего замысла, кто разделяет ваши заботы и волнения в столь глобальном вопросе отопления дома – создают условия, чтобы Вы комфортно контролировали все шаги и детали, чтобы вам не приходилось доверять во всём, а доверие приростало с каждым этапом.

Доверить отопление дома Вы можете нам – у нас есть опыт и рекомендации наших клиентов. И мы уже с вами – сейчас – в момент поиска информации. Ведь для этого Вашего шага мы и сделали этот сайт, написали для Вас эти статьи из своего опыта.

Сделайте и следующий шаг в монтаже отопления с нами – позвоните или напишите нам.

Монтаж пиролизного котла во Львове и Львовской области

Монтаж пиролизных котлов в исполнении нашей компании «Теплософт» — это оптимальный температурный микроклимат в различных помещениях при разумных затратах топлива и труда.

Подключение пиролизного котла стало выгодным в обеспечении обогрева помещений. Для понимания его выгодности  нужно разобраться с тем, что же это такое, называемое пиролизом.

Пиролизные котлы на просторах нашей страны используется совсем недавно, но практика показывает, что оно становится более востребованным. Львов также не отстает, прибегая к нашей услуге — монтаж пиролизных котлов.

Установка пиролизного котла: как проходит горение

Схема, по которой компанией выполняется установка пиролизного котла в частном доме, позволяет понять процесс самого горения, имеющие определенные особенности.

Внутри такого котла температурный показатель достигает 1200 град. Вторым плюсом является длительное горение. Если осуществить полную загрузку, то пользователь избавляется от необходимости следить за процессом на протяжении нескольких часов, порой на протяжении более суток. В отличие от открытого горения в топки дрова не нужно подбрасывать постоянно.

Обязательными также является следование строгим правилам техники безопасности. К тому же, устройство пиролизного типа не всеядно. Топливо требуется невысокой влажности, иначе драгоценная теплоэнергия частично будет уходить на сушку топлива, а не на нагревание носителя.

Вполне закономерным является вопрос относительно того, сколько стоит установка пиролизного котла. Удовольствие не из дешевых, но последующая работа и обеспечиваемый комфорт подтверждает, что затраты оправданы.

В пиролизном оборудовании, благодаря специальным условиям процесса горения, обеспечивается получение максимально возможных объемов тепла. И получают его из дров, которые обычно тепла выделяют немного.

Установка пиролизного котла в частном доме позволяет получать отопление с агрегатами, в которых для сжигания топлива используются закрытые камеры для загрузки твердого топлива, т.е. не только дров, но и пеллет, древесных отходов, опилок. После поджигания такого топлива сокращаются потоки воздуха в камеры.

Окислительные процессы, происходящие при горении, требуют присутствия кислорода в воздухе. Когда его мало, то происходит медленное сгорание топлива, выделяется теплоэнергия, образуется зола и горючий газ. Но это не окончание пиролиза. Газ сгорает при смешивании с воздухом.

Заказав у нас монтаж пиролизного котла, клиент получает отопительную систему, выделяющую больше теплоэнергии, нежели при использовании стандартного генератора тепла. В сравнении с «собратьями» на твердом топливе пиролиз обеспечивает отличный КПД и экономию на обогреве.

Пиролизные котлы: конструкция и функционирование

Установка пиролизного котла подразумевает использование агрегата, разделенного на 2 отделения. Первое используется для сгорания дров, а второе – для вторичного сжигания смеси воздуха и газов.

Между отделениями размещается решетка. На нее укладываются дрова. Нагнетание воздуха выполняется вентилятором принудительно. Может использоваться для этого и дымосос.

Принудительная вентиляция – главное отличие пиролизных котлов от стандартных вариантов оборудования на твердых видах. Корпусы выполняются из двух, встроенных одна в другую, частей. Пространства, имеющиеся между ними, заполняются теплоносителями.

После загрузки первого отделения топливом включается вентилятор и поджигается топливо. Газы, образующиеся при этом, направляются во вторую часть, где происходит их сгорание в смеси с воздухом.

Установка пиролизного котла требует иметь в виду тот факт, что бюджетные маломощные модели могут работать только на дровах. Загрузка должна быть максимальной, что способствует образованию сажи и золы в больших количествах.  Это оказывает негативные воздействия на весь агрегат.

Особенности монтажа пиролизного котла

После подготовки помещения для котельной может выполняться установка пиролизного котла в частном доме. Потребность в отдельном  помещении возникает потому, что должно обеспечиваться  размещение всего оборудования которое обеспечивает оптимальное функционирование отопления.

В таком случае будет легче, и обслуживать котлы и составляющие, к которым обычно относят емкость расширительную, насос циркуляционного типа, различные приборы, датчики. Стоимость подключения пиролизного котла при этом, конечно же, повышается.

Котельная должна также иметь место, в котором будут храниться запас дров. В помещении, где осуществлено подключение пиролизного котла, обязательным является качественная вентиляция, поскольку в противном случае вряд ли будет достигнута максимально эффективная функциональность. Все нюансы лучше учитывать до того, как начинается  монтаж пиролизного котла.

Наши специалисты обеспечивают учет всех нюансов на стадии разработки проекта. Они также определяют, сколько стоит установка пиролизного котла. Компания «Теплософт» — это только обоснованные цены. Никаких накруток в процессе работы никогда не возникает.

Монтаж котла пиролизного типа во Львове и области не составляет для нас никаких трудностей, поскольку у нас есть большой штат квалифицированных работников.

Обвязка твердотопливного котла – схема обвязки и группа безопасности

При установке ТТ теплогенератора в котельной, обвязка твердотопливного котла более всего напоминает такую же схему для дизельного агрегата. Почему? Потому что настенных ТТ котлов, как известно не бывает, равно как и дизельных. Все остальные теплогенераторы – газовые, электрические и т.п., бывают настенного исполнения.

Соответственно, во многих моментах обвязка твердотопливного котла отопления может быть реализована так же, как и для других напольных котлов. При этом схема подключения твердотопливного котла отопления все-таки отличается на пару моментов. О них – ниже.

Итак, смотрим. Перед тем, как подключить твердотопливный котел отопления, надо готовить к его «приему» котельную. О том, какое это должно быть помещение, будет писать Миша Вохмянин, у него есть для этого материал, он писал недавно статью для строительного журнала, собирал все параметры.

Скажу только, что схема установки твердотопливного котла подразумевает для некоторых моделей усиленное основание. Это не отдельный фундамент как под отопительную печь из кирпича, все таки ни один бытовой ТТ котел не весит 5-7 тонн.

Но и теплогенератор весом в 300-450 килограммов уже не поставишь просто на пол по деревянным лагам в любом помещении жилого дома. А именно столько весят хорошие мощные ТТ котлы, изготовленные из чугуна полностью – и топка, и жаротрубный теплообменник.

Тем более, что большие шахтники с большой объемной топкой тоже, например, весят немало, даже стальные.

Итак, что касается нашего вопроса, посмотрим подключение твердотопливного котла по нескольким вариантам. Схема подключения твердотопливного котла отопления к СО может быть реализована в следующих видах:

• ТТ котел в открытой системе отопления с ЕЦ и с радиаторами.
• ТТ котел в закрытой системе отопления с ПЦ с радиаторами.
• ТТ котел с теплоаккумулятором в закрытой системе с ПЦ с радиаторами.
• ТТ котел с теплоаккумулятором в закрытой системе с ПЦ с теплыми полами.
• Комбинированная схема подключения твердотопливного котла в системе отопления с радиаторами и теплыми полами.

Сразу давайте оговоримся, что любые низкотемпературные системы отопления, к которым относится система с ТП, потребуют дополнительных устройств, которые будут отвечать за безопасность системы и за ее беспроблемное функционирование.

Обвязка твердотопливного котла должна будет включать в себя следующие дополнительные элементы:

1. Тепловой аккумулятор или буферная емкость – у них разные объемы.
2. Трехходовой клапан для твердотопливного котла – осуществляет подмес холодной воды.
3. Обязательный термостат в системе управления твердотопливным котлом.

Если говорить о простой системе отопления с радиаторами, то можно подключать ТТ котел напрямую, через группу безопасности. Однако, чтобы исключить закипание системы и смягчить скачки при тепловом расширении системы, когда котле выходит на полную мощность, схема обвязки твердотопливного котла включает в себя буферную емкость.

Буферная емкость – это не теплоаккумулятор. Хотя тепловой аккумулятор можно использовать как буферную емкость. Буферная емкость, она еще называется емкостный гидравлический разделитель, имеет минимальный объем, подбираемый из такого расчета, что на каждые 1000 ватт тепловой мощности котла приходится 10 литров емкости.

То есть на котел в 20 квт надо ставить емкость объемом в 200 литров. Использовать буферную емкость как тепловой аккумулятор не получится. Минимальный объем эффективного теплоаккумулятора для небольшого дома начинается от 800-1000 литров.

Схема обвязки ТТ котла

Правильная обвязка твердотопливного котла своими руками может быть выполнена только при условии полного соблюдения правил таких работ. Про дымоходы для ТТ котлов я уже писал – там есть свои особенности.

Начнем с обратки, то есть, со входа холодной воды в теплогенератор. На обратке ставится циркуляционный насос, в случае использования закрытой СО с принудительной циркуляцией. Насос ставится именно на обратке, он нагнетает воду в котле. Если ЦН будет установлен на подаче из котла, то там он долго не протянет.

Почему? Потому что выход теплоносителя из ТТ котла высокотемпературный.

Если дизельный или газовый котлы выдают на выходе от 40 до 65 градусов, установленные автоматикой котла, то на выходе ТТ котла – от 60 до 90 градусов в штатном режиме.

Труба подачи холодной воды подключается к входному патрубку котла. Обычно он располагается в нижней части котла.

 

Труба подачи горячей воды из котла подключается к выходному патрубку котла. Обычно этот патрубок расположен в верхней части котла. Такое расположение позволяет использовать ТТ котлы в системах с естественной циркуляцией теплоносителя.

Труба выхода горячей воды из котла имеет температуру в штатном режиме от 60 до 90 градусов Цельсия. В нештатном режиме труба может иметь на внутренней поверхности температуру перегретого пара 105-110 градусов Цельсия, а на внешней части у патрубка котла – до 200-350 градусов Цельсия – от самого перегретого котла.

Потому труба подачи горячего теплоносителя должна исполняться из металла, лучше из меди. Хотя и стальная труба также исправно будет справляться со своими обязанностями.

Далее следует группа безопасности твердотопливного котла. Что входит в ее состав – смотрите ниже.

Далее подключается расширительный бак системы отопления. Бак может быть подключен на подаче, может быть подключен на обратке. Особой роли это не играет.

Основное правило, которое устанавливает схема обвязки твердотопливного котла – между системой отопления и расширительным баком не должно быть никакой запорной арматуры.

Что входит в группу безопасности котла

Группа безопасности твердотопливного котла включает в себя три элемента:

1. Манометр, показывающий давление в системе на выходе котла.
2. Аварийный клапан сброса давления, настроенный на верхнее значение допустимого давления в СО.
3. Автоматический воздухоотводчик.

Для удобства эксплуатации манометр группы безопасности имеет дополнительную стрелку, устанавливаемую вручную, которая показывает предел допустимого давления теплоносителя в системе отопления.

Аварийный клапан сброса давления настраивается на сброс теплоносителя при превышении установленного предельного давления. Обычно рабочее давление в системе отопления составляет 1,5-2 атм, клапан сброса настраивается на 3 атм.

Воздухоотводчик выводит воздух при заполнении системы отопления теплоносителем. При повышении давления в системе отопления до рабочего уровня, клапан воздухоотводчика закрывается.

Далее воздух можно выпускать через верхний кран сброса воздуха в системе или через краны Маевского в каждом отдельном радиаторе.

Группа безопасности твердотопливного котла должна ставиться на выходе из ТТ котла, на подаче горячей воды в систему отопления. Только такая схема обвязки твердотопливного котла с использованием группы безопасности правильная.

Случалось видеть такое, что группа безопасности твердотопливного котла устанавливалась на обратке системы отопления. В этом случае и котел уже сможет взорваться, и трубы системы отопления расплавятся, а группа безопасности все так и не сработает.

Подмес холодной воды в систему отопления с ТТ котлом

Чтобы осуществить подмес холодной воды с систему отопления используется трехходовой клапан для твердотопливного котла. Это устройство позволяет поддерживать установленную температуру в следующих системах:

• Система отопления с теплоаккумулятором.
• Низкотемпературная система отопления с теплыми полами.

Трехходовой клапан для твердотопливного котла производит подмес холодной воды из обратки в подачу горячей воды от котла, регулируя тем самым общую температуру подачи. Если установлена температура подачи в теплые полы 45 градусов Цельсия, а на выходе из котла, например, 70 градусов Цельсия, трехходовой клапан будет мешать горячую воду из подачи и остывшую воду из обратки до нужного значения.

Чтобы эффективно использовать трехходовой клапан для твердотопливного котла, нужно ставить его после теплового аккумулятора. В этом случае котел на полной мощности будет греть воду в тепловом аккумуляторе, а трехходовой клапан будет мешать горячую воду из теплоаккумулятора с холодной водой из обратки.

Схема обвязки твердотопливного котла:

Пиролизный котел своими руками: экономичное изготовление и эксплуатация

Пиролизный котел своими руками

Проблема отопления при отсутствии дешевой электроэнергии и угля, как правило, решается с помощью дров. Из-за удорожания такого природного ресурса, как природный газ, его использование может существенно сказаться на семейном бюджете. Люди, столкнувшиеся с газификацией своего частного дома, начинают искать альтернативные источники тепла. И на помощь приходит пиролизный котел, сделанный своими руками, из подручных материалов — дровяной котел, работающий на самом дешевом виде топлива.

Содержание

• Концепция и конструкция пиролизного котла

• Принцип работы газового котла
• Дровяной котел — основные преимущества
• Каков КПД пиролизного котла
• О топливе на газе котел

Изготавливаем пиролизный котел своими руками

Инструмент для работы

Чертежи и схемы газового котла

Преимущества пиролизного котла Благо

Концепция и конструкция пиролизного котла

пиролизный котел предназначен для отопления различных помещений путем сжигания древесных брикетов, бревен и отходов. По своей конструкции газовый котел отличается от классического твердотопливного оборудования, которое также сжигает дрова. Почему выгодно установить пиролизный котел: принцип работы поможет разобраться!

Конструктивная схема и принцип работы пиролизного котла

Топка в пиролизных котлах разделена на две части. В камере газификации или загрузочной камере (первая часть) при недостатке кислорода дрова сгорают и пиролизуются, а выделяющиеся газы выгорают в камере сгорания (вторая часть), в которую подается вторичный воздух.Отвод тепла от загрузочной камеры сведен к минимуму.

Эти пространства разделены колосником, на котором расположены брикеты. Первичный воздух проходит через слой древесины сверху вниз. Таким образом, основным отличием газогенераторных котлов от других бытовых приборов считается верхняя дутье.

Топки таких конструкций отличаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, поэтому в большинстве случаев их тяга принудительная. Иногда это реализуется по технологическим причинам с использованием дымоудаления, а не за счет нагнетательного вентилятора, что более характерно для небольших котлов.

Принцип работы газового котла

Принцип работы дровяного котла основан на принципе термического разложения древесины, суть которого заключается в том, что сухая древесина может разлагаться на твердый остаток (уголь) и летучие часть (газ) под воздействием внешних факторов.

Как работает пиролизный котел?

Во время процесса, происходящего в загрузочной камере в условиях высокой температуры и недостатка кислорода, генераторный газ выделяется из ресурса.Древесный газ проходит через сопло, смешивается со вторичным воздухом и сгорает в камере при температуре, близкой к 1200 градусам Цельсия. Дымовые газы проходят через конвективную часть теплообменника, отдавая свое тепло рабочему телу, а затем удаляются через дымоход.

Загрузочная камера пиролизного котла имеет огнеупорную футеровку, которая значительно повышает температуру внутри аппарата и создает идеальные условия для эффективного и качественного сжигания дров.

Котел на древесном топливе — основные преимущества

Сегодня для сжигания дров используют различные устройства: печи-аккумуляторы, воздушные и водогрейные котлы. Из всего оборудования наибольший интерес для потребителей представляют пиролизные (газогенераторные) котлы. Основное отличие пиролизных котлов от простых твердотопливных моделей заключается в том, что они сжигают не сами дрова, а образующийся древесный газ. При горении совсем не образуется сажа, а зола появляется в минимальном количестве, поэтому аппарат требует меньше чистки.

Неоспоримым преимуществом пиролизного котла является его способность поддерживать заданную температуру дольше, чем традиционные котлы, благодаря более высокому КПД и увеличенной загрузочной камере. Некоторые конструкции на одной и той же вкладке топлива могут работать в течение дня.

Пиролизный котел требует меньше очистки

В выхлопных газах меньше канцерогенов. Во время горения пиролизный газ взаимодействует с активированным углем, поэтому дымовые газы на выходе в основном представляют собой смесь водяного пара и диоксида углерода..

Еще одним преимуществом газогенераторных котлов является возможность регулирования мощности — 30 — 100%. Аппарат пиролиза может утилизировать некоторые отходы, практически не загрязняя окружающую среду. К таким отходам относятся резина, пластмассы и полимеры. Но при этом дровяные котлы требовательны к топливу, нуждаются в электроснабжении и имеют большие габариты.

Каков КПД пиролизного котла

Время работы дровяного котла измеряется в широком диапазоне, зависящем от многих факторов — температуры наружного воздуха, желаемой температуры в помещении, изоляции дома, влажности и типа топлива, а также точности проектирования систем отопления.Но одно можно сказать наверняка — газовые котлы намного эффективнее традиционных.

Резину и полимеры можно утилизировать в топке пиролизного котла без вреда для атмосферы.

При сжигании древесины, в том числе мокрой, невозможно достичь таких высоких температур, как при сжигании древесного газа, полученного из них. Кроме того, для сжигания газа требуется меньше вторичного воздуха, из-за чего повышается температура, а следовательно, увеличивается время и эффективность горения. Кроме того, процесс сжигания пиролизного газа легче контролировать.

О топливе для газового котла

Для сжигания используется древесина, длина которой составляет 380 — 450 миллиметров, а диаметр — от 100 до 250 миллиметров. Топливные брикеты должны иметь такой размер — 30 на 300 миллиметров. Мелкие древесные отходы и опилки можно сжигать одновременно с дровами, но это стоит не более 30% от объема загрузочной камеры. Такие котлы могут сжигать дрова, для которых характерна влажность до 40%.

Топливо для пиролизного котла

Пиролизные котлы следует топить на более сухой древесине, только в этом случае установка будет работать на максимальной мощности, а срок службы увеличится. Древесина с влажностью 20% характеризуется теплотворной способностью 4 кВт в час на килограмм древесины, древесина с содержанием воды 50% характеризуется теплотворной способностью 2 кВт в час на килограмм дров.

Таким образом, теплотворная способность топлива зависит от наличия воды в древесине: полезная энергия брикетов значительно уменьшается с увеличением содержания воды. При этом расход топлива увеличивается вдвое.

Делаем пиролизный котел своими руками

Котлы с пиролизным сжиганием дров в последнее время стали более популярными, так как снята зависимость от нестабильных тарифов на природный газ. Конечно, на рынке есть хорошие газогенераторные установки с хорошими характеристиками, но их стоимость все равно достаточно высока, что сбивает покупателей с толку. На прошлой строительной выставке простой котел отечественного производства стоил не менее тысячи долларов.Именно поэтому многие потребители предпочитают делать пиролизные котлы своими руками.

Инструмент для работы

Чтобы самостоятельно изготовить котел на дровах, достаточно иметь желание и необходимый инструмент! Конечно, сил придется потратить немало. Но все возможно.

Схема движения дровяного газа в котле

Для начала стоит собрать максимум информации об этом отопительном приборе и его особенностях. Необходимо заранее рассчитать и решить, какой вид горения будет оптимальным для конкретного здания — на решетке или с щелевой горелкой. Затем следует посетить специализированный магазин и приобрести необходимые запчасти. Для изготовления пиролизного котла потребуются такие материалы:

• труба стальная толщиной 4 мм;
• лист стальной 4 мм;
• несколько профильных труб;
• электроды
• пруток круглый 20 мм;
• вентилятор центробежный;
• кирпич шамотный;
• автоматика, контролирующая температуру;
• гайки и болты;
• шнур асбестовый.

Чертежи и схемы газового котла

Точное количество материала можно рассчитать исходя из чертежей.В Интернете на эту тему есть много платных рисунков и литературы. Если руководствоваться этим материалом, получится сносный агрегат. На схеме пиролизного котла нужно указать топку, теплообменник и место подачи воды. Не стремитесь создать схему аппарата на дереве с нуля, лучше воспользоваться принципиальной схемой и внести в нее лишь некоторые корректировки и изменения.

Чертеж пиролизного котла на древесине

Изготовив газогенераторный котел своими руками, можно взять за основу схему нагревательного аппарата 40 кВт, разработанную конструктором Беляевым, а затем оптимизировать ее для лазерной резки меньшего количества деталей использовал. Вы можете изменить конструкцию устройства так, чтобы его внутренний объем оставался неизменным.

При этом желательно, чтобы рубашка теплообменника значительно увеличилась. Далее необходимо соединить все детали будущего пиролизного котла, четко следуя чертежу. В этом случае в качестве теплоносителя используется воздух, и он может обогреть помещение без потерь тепла.

Обеспечивать герметичность труб не нужно, т.к. для котла на дровах протечки и возможность замерзания системы отопления нехарактерны.Таким образом, данное устройство считается идеальным решением для установки в загородном доме, где его нужно отапливать лишь изредка.

Принципиальная схема пиролизного котла

Собрав котел по схеме, можно приступать к его установке и дальнейшим испытаниям. Правильно сделанный газовый котел должен быстро выйти на требуемый режим, а система отопления должна прогреться максимум за тридцать минут. Температура в помещении обычно повышается очень быстро.

Преимущества пиролизного котла «Благо»

Котел «Благо» разработан изобретателем Благодаровым Ю.П., заявивший о преимуществах своего творения. По продолжительности горения дров на максимальной теплотворной способности газогенераторный аппарат Благо превосходит другие котлы.

В этой модели решетки решетки полностью закрывают дно топливных бункеров. Следовательно, при естественной тяге наблюдается высокая теплота сгорания топлива и более длительный период горения из-за расположения топливных бункеров, что позволяет увеличивать объем топливных бункеров без ущерба для эффективности.

Конструкция котла Благо

Устройство пиролизного котла позволяет горючее сжигать в одной из двух камер сгорания, а в третьей — сжигать. Blago энергонезависим и всегда обеспечивает необходимую мощность. Осуществляется полное сгорание соединений фенольных групп — дегтя, смол, спиртов, эфирных масел.

Установленные рейки в камере сгорания служат хорошими теплоотводами. Торфяные брикеты, опилки и уголь можно сжигать в пиролизном котле. В период низких температур можно постоянно закладывать топливо в камеру сгорания, поддерживая оптимальную температуру в помещении.

Таким образом, несмотря на то, что двор — это 21 век, люди до сих пор обращаются к дровам как к природному ресурсу для отопления. Теперь понятно, почему из всех твердотопливных устройств пиролизные котлы для населения вызывают наибольший интерес.

Что такое пиролиз? : USDA ARS

Что такое пиролиз?

Введение Наши исследования Что такое пиролиз? Исследователи бионефти

Объекты Наши партнеры Публикации в новостях Ссылки

Что такое пиролиз?

Пиролиз — это нагревание органического материала, такого как биомасса, в отсутствие кислорода.Из-за отсутствия кислорода материал не воспламеняется, но химические соединения (например, целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин), составляющие этот материал, термически разлагаются на горючие газы и древесный уголь. Большинство этих горючих газов может конденсироваться в горючую жидкость, называемую пиролизным маслом (бионефть), хотя есть некоторые постоянные газы (CO ₂ , CO, H ₂ , легкие углеводороды). Таким образом, пиролиз биомассы дает три продукта: один жидкий, био-масло , один твердый продукт, биоуглерод и один газообразный (синтез-газ).Доля этих продуктов зависит от нескольких факторов, включая состав сырья и параметры процесса. Однако при прочих равных условиях выход биомасла оптимизируется, когда температура пиролиза составляет около 500 ° C и скорость нагрева высока (т.е. 1000 ° C / с), то есть в условиях быстрого пиролиза. В этих условиях выход бионефти 60-70 мас.% Может быть достигнут из типичного исходного сырья биомассы с выходом биоуглерода 15-25 мас.%. Остальные 10-15 мас.% Составляют синтез-газ.Процессы, в которых используется более низкая скорость нагрева, называются медленным пиролизом, и биоуглерод обычно является основным продуктом таких процессов. Процесс пиролиза может быть самоподдерживающимся, поскольку сгорание синтез-газа и части бионефти или биогара может обеспечить всю необходимую энергию для запуска реакции.

Схема процесса быстрого пиролиза.

Био-масло представляет собой плотную сложную смесь кислородсодержащих органических соединений.Его топливная ценность обычно составляет 50-70% от стоимости топлива на нефтяной основе, и его можно использовать в качестве котельного топлива или преобразовать в возобновляемые виды топлива для транспорта. Его плотность составляет> 1 кг. L ^-1 , что намного больше, чем у исходного сырья биомассы, что делает его более экономичным для транспортировки, чем биомасса. Поэтому мы представляем себе модель распределенной обработки, в которой многие мелкомасштабные пиролизеры (например, в масштабе фермы) скрывают биомассу в бионефть, которая затем транспортируется в централизованное место для очистки. Наши исследования показывают, что при использовании в распределенных системах «в масштабе фермы», питающих центральную газификационную установку (для производства жидкостей Fisher Tropsh), одной экономии транспортных расходов достаточно, чтобы компенсировать более высокие эксплуатационные расходы и затраты на биомассу.

Распределенная переработка биомассы быстрым пиролизом.

Кроме того, произведенный биоуглерод можно использовать на ферме в качестве отличного средства для улучшения почвы, которое может связывать углерод.Биоуголь обладает высокой абсорбирующей способностью и, следовательно, увеличивает способность почвы удерживать воду, питательные вещества и сельскохозяйственные химикаты, предотвращая загрязнение воды и эрозию почвы. Внесение биоугля в почву может улучшить как качество почвы, так и стать эффективным средством связывания большого количества углерода, тем самым помогая смягчить последствия глобального изменения климата за счет связывания углерода. Использование биогольца в качестве улучшения почвы устранит многие проблемы, связанные с удалением растительных остатков с земли.

Изоляция углерода путем внесения биоуглерода в почву.

Котлы с газификацией древесины — DOKOGEN

Котлы с газификацией древесины DC25GD

Котлы с экологической газификацией древесины

G enerator D котлы okogen отличаются особой камерой, которая с двух сторон выложена специальными керамическими фасонными деталями, с воздухозаборниками в нижней части и керамическим соплом, а в нижней камере — сферическими керамическими частями.Задний дымоход оборудован трубчатым теплообменником.

Газификация древесины (обратное горение) с последующим сжиганием древесного газа в керамической камере сгорания обеспечивает оптимальное сжигание всех горючих компонентов. Подача воздуха и процесс горения контролируются вытяжным вентилятором. Это обеспечивает быстрое зажигание и хорошее сгорание котла с момента розжига. Температура пламени 1000 — 1250 ° С.

Обратное горение (газификация) и керамическая камера сгорания обеспечивают практически полное сгорание с минимумом вредных выбросов.Котлы соответствуют европейским нормам для экологически чистых продуктов и относятся к 5 классу стандарта котлов ČSN EN 303-5 . Отвечает самым строгим требованиям ЕС — ECODESIGN 2015/1189.

Преимущества котлов с газификацией древесины ATMOS

• Возможность сжигания больших кусков дерева
• Большой топливный бак — длительное время горения
• Трубчатый теплообменник
• Высокая эффективность более 90% — первичный и вторичный воздух предварительно нагревается до высокой температуры
• Экологическое горение — котел класс 5 — ČSN EN 303-5, ECODESIGN 2015/1189
• Вытяжной вентилятор — золоудаление без пыли, котельная без дыма
• Охлаждающий контур для защиты от перегрева — без риска повреждения котла
• Вытяжной вентилятор автоматически выключается при выгорании топлива — термостат выхлопных газов
• Удобное золоудаление — большое пространство для золы (при сжигании дров необходимо очищать его раз в неделю)
• Малый размер и небольшой вес
• Высокое качество

Вид на верхнюю загрузочную камеру

Размеры заливного отверстия

Вид на нижнюю камеру сгорания

Пламя в нижней камере сгорания

Трубчатый теплообменник

Вытяжной вентилятор и дымовая труба

Установка

Котлы

ATMOS необходимо подключать через LADDOMAT 22 или терморегулирующий клапан (трехходовой клапан, управляемый приводом), чтобы поддерживать минимальную температуру воды, возвращающейся в котел, на уровне 65 ° C.Температура воды на выходе из котла должна постоянно поддерживаться в пределах 80–90 ° C.
Стандартная конфигурация всех котлов включает контур охлаждения для предотвращения перегрева. Рекомендуем устанавливать котлы с накопительными баками.

МОДЕЛЬ КОТЛОВ DCxxGD ПРЕДНАЗНАЧЕНА ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТОЛЬКО К НАКОПИТЕЛЬНЫМ БАКАМ ДОСТАТОЧНОЙ МОЩНОСТИ С МИНИМУМОМ 55 ЛИТРОВ НА 1 кВт УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ КОТЛА.

Laddomat 22 и терморегулирующий клапан

Контур охлаждения котла

Подключение котла к Laddomat 22 и накопительным бакам

Подключение котла с регулятором ACD 01 и накопительными баками

Регулирование котлов

Электрический — механический — мощность котла регулируется с помощью регулирующей воздушной заслонки с регулятором тяги типа FR 124, которая автоматически открывает или закрывает предохранительный клапан в зависимости от заданной температуры воды на выходе (80-90 ° C). ).При настройке регулятора мощности следует уделять особое внимание, поскольку регулятор выполняет еще одну важную функцию, помимо регулирования мощности — он также защищает котел от перегрева. Регулирующий термостат, расположенный на панели котла, регулирует вытяжной вентилятор в соответствии с заданной температурой (80 — 85 ° C). На регулирующем термостате следует установить температуру на 5 ° C ниже, чем на регуляторе тяги FR 124.

Котлы

также оснащены термостатом отходящих газов, который служит для отключения вытяжного вентилятора после сгорания дров.

Котел работает на пониженной мощности даже без вентилятора — нагрев не пропадает при отключении электроэнергии. При мощности до 70% от номинальной мощности котел может работать без вентилятора (для котлов DCxxGD мы не рекомендуем работу с выключенным вытяжным вентилятором).

Регулирующая заслонка воздуха

Вытяжной вентилятор и дымовая труба

Панель управления со стандартным регулированием

Каждый котел может быть оснащен эквитермальным регулятором ATMOS ACD 01 для управления системой отопления в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры в помещении и времени.Эта регулировка позволяет управлять котлом с вентилятором и многими другими функциями.

Пульт управления с эквитермическим регулированием ATMOS ACD 01

Технические характеристики

Чертежи котла, обозначение

1.	Корпус котла	18.	Термометр
2.	Дверца загрузочная (верхняя)	19.	Воздуховод — воздуховод
3.	Дверь зольника (нижняя)	20.	Главный выключатель
4.	Вытяжной вентилятор (S)	22.	Регулятор тяги — Honeywell FR 124
5.	Термостойкая фасонная деталь — сопло	23.	Контур охлаждения для защиты от перегрева
6.	Панель управления	24.	Регулирующий термостат вентилятора (котел)
7.	Защитный термостат	25,	Дверное наполнение — Сибрал
8.	Регулирующая заслонка	26.	Уплотнение двери — шнур 18 x 18
9.	Термостойкая фасонная деталь — для типа GD — сторона зоны горения	27.	Термостат дымовых газов
10.	Термостойкая фасонная деталь — для типа GD — сферическое пространство	30.	Конденсатор вытяжного вентилятора
11.	Уплотнение — форсунка — 12 x 12 (14 x 14)	33.	Трубчатый теплообменник
12.	Термостойкая фасонная деталь — полумесяц
13.	Клапан зажигания	К	шейка дымохода
14.	Термостойкая фасонная деталь — для типа GD — задняя грань сферического пространства	л	выход воды из бойлера
15.	Крышка для чистки	M	подвод воды в котел
16.	Рамочный щит	№	заправочный клапан
17.	Тяга клапана зажигания	п.	трубная втулка — втулка датчика регулирующего клапана контура охлаждения

Размеры котла

Тип котла	DC18GD	DC25GD	DC30GD	DC40GD	DC50GD
А	1281	1281	1281	1435	1435
B	820	1020	1020	1120	1120
С	680	680	680	680	680
D	945	945	945	1095	1095
E	150/152	150/152	150/152	150/152	150/152
Ф.	87	87	87	82	78
G	185	185	185	185	185
H	1008	1008	1008	1152	1152
Канал	256	256	256	256	256
Я	256	256	256	256	256
Дж	6/4 «	6/4 «	6/4 «	2 «	2 «

Технические характеристики

Тип котла		DC18GD	DC25GD	DC30GD	DC40GD	DC50GD
Мощность котла	кВт	19	25	29,8	40	49
Тяга дымохода заданная	Па	16	18	20	22	24
Вес котла	кг	376	469	466	548	565
Объем котла	л	73	105	105	112	128
Объем топливной камеры	дм 3	80	120	125	160	160
Максимальная длина древесины	мм	330	530	530	530	530
КПД котла	%	90,3	90,5	90,8	90,5	92,0
Температура дымовых газов при номинальной мощности	° С	145	132	155	175	183
Указанное топливо (предварительное)		Сухая древесина с теплопроизводительностью 15-17 МДж.кг1, содержание воды не менее 12% — макс. 20%, в среднем 80 — 150 мм
Мин. температура обратной воды	° С	65
Класс котла		5	5	5	5	5
Класс энергоэффективности		А +	А +	А +	А +	А +

Пиролизный котел на твердом топливе.Как выбрать твердотопливный пиролизный котел длительного горения

Сочетание эффективной работы, основанной на экономном использовании топлива, и простоты эксплуатации — ключевые требования при выборе отопительного котла. Основная цель инженерных разработок — максимальное использование тепла от сжигаемого топлива при уменьшении объема источника энергии. Пиролизный котел полностью соответствует условиям и представляет собой практичный вариант отопления жилья.

Виды и устройство пиролизного оборудования

Какие котлы можно отнести к пиролизным и есть ли конструктивные отличия между моделями? В чем преимущества и недостатки агрегатов? длительное горение? Для начала стоит отметить, что пиролизные котлы работают исключительно на твердом топливе.«Сердце» котла — камера сгорания, состоящая из двух отсеков:

• Загрузочная часть для твердого топлива, генераторного газа.
• Сектор дожигания, функцией которого является организация процесса сжигания пиролизных газов.

Этот сектор подключен к дымоходу, по которому тепловая энергия перемещается к теплоносителю. Здесь также оседают остатки сгорания твердого топлива в виде сажи. Поэтому второе название пиролизного аппарата — газогенераторный котел.Все такие агрегаты оснащены тяговыми выключателями. Отсутствие этого элемента превращает газогенератор в штатное оборудование прямого горения. Именно закрытие клапана обеспечивает начало процесса пиролиза при сгорании твердого топлива.

Существуют разные модели пиролизных котлов, разница между которыми заключается в расположении дожигателя. Его можно оборудовать сверху или снизу. Особенности популярной конструкции твердотопливного агрегата с нижней камерой дожига следующие:

• Среди преимуществ — удобная подача топлива, отработанные газы уходят в установленную снизу дымоход.
• Существенным недостатком такого пиролизного котла является необходимость регулярной очистки нижней камеры из-за попадания золы из первичного отсека.

Пиролизная конструкция твердотопливного котла с верхней камерой дожига встречается реже, но имеет существенные преимущества. В нем пиролизный газ через форсунки попадает в отсек дожигания, а после полного сгорания попадает в дымовую трубу. После охлаждения продукты сгорания выводятся наружу.Отрицательным моментом данной модели является повышенный расход материала на сооружение дымохода.

Конструктивные отличия твердотопливных котлов пиролизного типа обнаруживаются также в устройстве тяги, которое является форсированным и естественным.

Замечание! Аппараты с естественной тягой не зависят от наличия электричества и оснащены высоким дымоходом.

Для принудительной вентиляции установлены вентиляторы и дымососы, которые управляются автоматически.Их работа характеризуется длительным временем эффективного сгорания, но при условии наличия электричества.

Принцип работы

За счет чего пиролизная твердотопливная сборка имеет высокий КПД, рассмотрим подробно. Благодаря оборудованной камере сгорания и турбине одной закладки твердого топлива хватает на период от 10 до 12 часов. Как это работает:

• Газогенераторные котлы оснащены программным устройством, функцией которого является установка удобного режима отопления.
• После получения заданных параметров работа турбины регулируется автоматически.
• В загрузочный отсек твердого топлива подается определенное количество воздуха, обеспечивающее необходимый режим горения. Это позволяет поддерживать желаемую температуру в системе.

Ключевым принципом эффективного функционирования пиролизных котлов является использование технологии газогенерации за счет разложения древесины. Это происходит при воздействии твердого топлива при высоких температурах в диапазоне 200-800 о С в условиях ограниченного притока воздуха.То есть получение основного потока тепловой энергии происходит не в загрузочной камере, где непосредственно происходит сжигание твердого топлива. Пиролизный газ, выделяющийся в условиях недостатка кислорода, проходит через сопла в камеру дожигания и, смешиваясь там с вторичным воздухом, сгорает при температуре 1100-1200 o C. Его воспламенению способствует дым. эксгаустер, создающий необходимую тягу. Этот процесс характеризуется выделением колоссального количества тепла.Части котла, где скапливается небольшое количество отходов в виде золы и сажи, нуждаются в регулярной чистке.

Продвижение пиролизного газа через теплообменник сопровождается передачей тепловой энергии теплоносителю, после чего она удаляется через дымоход. Это обеспечивает максимальное использование выделяемого тепла и продление сгорания твердого топлива.

Важно! Для эффективной работы пиролизного котла используется топливо с влажностью не более 20%, иначе процесс газовыделения невозможен.

Характеристики стальных и чугунных моделей

Корпус твердотопливного пиролизного котла преимущественно изготавливается из стали толщиной более 5 мм. Недостатком этого материала является подверженность процессам коррозии, что негативно сказывается на сроке службы оборудования. Избежать подобных проблем позволит покупка твердотопливного котла, корпус которого выполнен из чугуна, обладающего высоким качеством и надежностью. По сравнению со стальным прокатом характеристики чугунных пиролизных котлов выше на следующие позиции:

• период эксплуатации;
• теплопередача;
• устойчивость к коррозионным процессам;

Чугунные котлы

• меньше подвержены воздействию кислот и смол.

Нюансы выбора топлива

КПД пиролизного котла во многом зависит от типа используемого топлива. В целом для него подходит такое сырье органического происхождения:

• дрова;
• уголь;
• пеллет;
• торф;
• отходы переработки древесины.

Загрузка опилок и стружки недопустима ввиду противоречия самому названию котла «на твердом топливе».Использование этих материалов не обеспечит процесс выделения газов пиролиза за счет мгновенного сгорания. Оптимальный вариант — древесина, горение которой сопровождается образованием больших объемов газа, превышающих все другие источники. Как было сказано выше, высокий КПД котла пиролизного типа возможен при условии загрузки сухого топлива.

Анализ стоимости источников тепловой энергии выявил лидеров: среди них пеллеты и пеллеты.Оба вида представляют собой результат деревообработки и имеют невысокую стоимость. Однако мелкодисперсный материал рекомендуется использовать в сочетании с дровами.

Замечание! У пиролизных котлов, работающих исключительно на пеллетах, КПД ниже, чем у дровяных агрегатов. То же самое можно сказать и об угольных пиролизных котлах.

Минимальный размер топлива для газового котла 7-10 см при поперечном измерении. Использование щепы или опилок допускается в объемах, не превышающих массы всего твердого топлива.

Преимущества и недостатки

Усовершенствование твердотопливных котлов дало пиролизным установкам ряд преимуществ, среди которых:

• В условиях эксплуатации КПД котла 85-90%. Это достигается за счет сжигания твердого топлива без остатка.
• Необходимость загружать дрова возникает дважды в день. Когда пиролизный котел используется на частичной мощности, процесс можно свести к единовременному пополнению в течение 24 часов.
• Регулировка температуры в помещении снижает расход топлива.
• Взаимодействие пиролизного газа с углеродом сопровождается минимальным выделением вредных веществ. Вместе с почти полным сгоранием твердого топлива в котле это гарантирует низкий уровень загрязнения атмосферы. По отношению к традиционным агрегатам он снижен в три раза.
• Уменьшение количества очистных пиролизных котлов за счет полного сгорания всех компонентов древесины.

По отзывам потребителей твердотопливные пиролизные котлы имеют ряд недостатков:

• Зависит от электроснабжения.
• В большинстве своем пиролизные котлы являются одноконтурными, поэтому они выполняют единственную функцию обогрева помещения. Для организации процесса нагрева воды необходимо позаботиться об установке дополнительного оборудования, что сопровождается новыми материальными затратами.
• Стоимость твердотопливного аппарата пиролизного типа выше, чем у традиционного твердотопливного котла. Однако в связи с экономным расходом сырья в будущем эту статью расходов удачно перекрывают.
• Несмотря на автоматическую настройку процесса нагрева, твердое топливо в пиролизный котел загружается вручную. Данная процедура доставляет потребителям определенные неудобства из-за систематического контроля за расходом сырья.

Выбирая среди множества моделей пиролизных котлов, учитывайте, что агрегаты, работающие исключительно на пеллетах, сложно обслуживать, поэтому для них необходимо привлечение специалистов по обслуживанию. Стоимость всех пиролизных котлов напрямую зависит от наличия и количества технических доработок.

Как выбрать твердотопливный пиролизный котел длительного горения?

Российские города и села развиваются стремительными темпами, но многие регионы до сих пор остаются без газа. А если вы относитесь к владельцам негазифицированного жилого помещения, вас наверняка заинтересует пиролизный котел длительного горения, о котором и пойдет речь в сегодняшней статье. Представленная здесь информация поможет вам оценить эффективность техники и рациональность выбора в ее пользу.

Зачем мне нужна замена?

Как выбрать нужную модель?

Сегодня многие производители занимаются производством и продажей пиролизного котельного оборудования, поэтому выбор лучшей современной модели становится довольно сложной задачей. На выбор покупателям из России предлагаются дешевые, недорогие и дорогие (в зависимости от мощности и оснащения) котлы российского, белорусского производства, а также модели компаний из Украины.Кроме того, вы можете найти множество предложений от немецких, польских, литовских, финских, чешских и других импортных производителей, которые производят профильное, промышленное, комбинированное и универсальное оборудование. При желании можно найти бу, самодельные модели и даже чертежи для изготовления водогрейных и воздухонагревательных приборов с дымоходом своими руками. Но на подобные эксперименты категорически не рекомендую. Лучше почитать отзывы и рейтинги в сети, чтобы сделать правильный выбор в пользу той или иной модели.

Популярные производители и модели: стропува, буржуй то, будерус, медведь, дакон, свеча, бош, лиепснеле, бенгер, прометей, атмосфера, буржуй, мотор сич, кмх, вичлак, метель, благо, зота, гейзер, квр, сас, виадрус, данко, бастион, дефро, виссманн, юнкерс, корди, сморгонь, горнист, мелитополь.

выводы

Как видите, угольные твердотопливные печи сделали большой шаг вперед, в результате чего процесс обогрева помещения существенно упростился.Высочайшие экологические и экономические характеристики позволили пиролизному аппарату стать оптимальным решением для обогрева помещений до определенной температуры. Также необходимо решить, насколько рациональным будет использование соответствующего оборудования в вашем отапливаемом помещении. Возможно, лучше будет сделать выбор в пользу водогрейного, чугунного газового или пеллетного котла (на пеллетах), который будет отапливать территорию с большей эффективностью и меньшими экономическими затратами.

Вы пробовали жить в доме зимой без отопления? Нет? И не надо этого делать, ведь на дворе 21 век и наши разработчики не стоят на месте.Они постоянно внедряют новые идеи и проектируют современные отопительные приборы.

Сегодня старая русская печь уже заменена пиролизными твердотопливными котлами. Их принцип действия хоть и похож на печное отопление, но если познакомиться с ним поближе, то есть одно отличие.

Современный пиролизный котел на твердом топливе способен сжигать не только дрова, но и газ, выделяющийся при их сгорании. Производители выпускают широкий спектр такой техники, и чтобы выбрать среди этого разнообразия вариант, необходимый для ваших условий, следует выяснить их отличия.

Виды отопительных агрегатов

Итак, что подразумевается под пиролизным оборудованием? Есть ли отличия в разных его моделях? И каковы преимущества и недостатки этого типа техники. Чтобы найти ответы на все поставленные вопросы, вернемся к самой сути. Котлы твердотопливные пиролизные — устройство, которое может работать только на дровах.

Их камера сгорания состоит из двух частей:

• Нагрузочная или газогенераторная
• Дожиг, на котором происходит процесс сгорания пиролизных газов

К этой части котла подсоединен дымовой тракт, в котором тепло от дымовых газов переходит к теплоносителю, а также здесь накапливаются отходы процесса — сажа.Именно поэтому пиролизный котел на твердом топливе и получил второе название — газогенераторный.

Посмотрите видео, принцип работы котла на топливном дереве:

Этот принцип был известен еще в царские времена, когда его использовали для освещения городов. А поскольку этот процесс состоит из нескольких фаз и одна из них — сжигание газов, твердотопливный пиролизный котел правильнее было бы назвать — газогенератором.

Все устройства этого типа оснащены тяговыми выключателями.Без этих устройств устройство могло бы работать как устройство прямого сжигания, и только после закрытия заслонки начинается процесс пиролиза.

Узнав принцип работы и особенности конструкции такого оборудования, стоит познакомиться с его различными видами. Таким образом, оборудование для сжигания твердого топлива подразделяется, в зависимости от расположения отсека дожигания, на модели с:

Наибольшее распространение получили твердотопливные пиролизные отопительные котлы с верхней камерой.Объясняется это удобной укладкой дров и возможностью вывода отработанных газов в дымоход, расположенный внизу. Однако у этой конструкции есть определенные недостатки. При догорании дров зола из первичного отсека попадает в камеру дожигания, что требует дополнительной очистки.

Пиролизный котел на угле с верхним расположением отсека хоть и менее распространен, но имеет преимущества перед первой моделью. В нем пиролизный газ через форсунки отводится в отсек дожигания, сгорает в нем и попадает в дымоход, где охлаждается и затем отводится наружу.Однако в этом случае для создания дымового канала требуется больше материала.

Существуют разные модели и в зависимости от типа тяги:

Первые не зависят от подачи электроэнергии и должны быть оборудованы высоким дымоходом. Аппараты второго типа могут быть оснащены дымососами и вентиляторами, работа которых регулируется автоматически. Они летучие, но в то же время имеют более длительное время эффективного сгорания.

Производство газа и длительное горение — сравните возможности

Среди рассматриваемых утеплителей следует выделить два наиболее эффективных типа устройств, работающих на древесине и отходах от ее обработки.Первыми рассмотрели пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения. Это одно из самых экономически выгодных устройств в данном сегменте рынка.

Имеют специально оборудованную камеру сгорания и турбину, благодаря особенностям которой одна закладка может гореть более 10 часов. Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения оснащены программатором, позволяющим выбирать режим отопления.

Далее происходит автоматическое управление работой турбины, при котором в камеру нагнетается определенное количество воздуха, что позволяет регулировать процесс горения и тем самым поддерживать определенную температуру в системе.

Внедрение данной технологии позволило спроектировать котлы с:

• Длительное время горения
• Высокие экономические показатели

Пиролизное оборудование еще сравнительно молодое, но уже завоевало популярность. Принцип работы твердотопливного пиролизного котла основан на технологии газообразования или термического разложения древесины при воздействии высоких температур и недостатке кислорода.

Смотрим преимущества газовых котлов:

И хотя в качестве основного топлива можно использовать только хорошо просушенные дрова, но горят они не, а газ, который выделяется под воздействием очень высоких температур.В самом начале процесса дрова сжигают с выделением пиролизного газа. Следующий шаг — пропустить его через сопла, смешать со вторичным воздухом и сжечь при высокой температуре.

При прохождении через теплообменник газ отдает часть своего тепла воде и удаляется через дымоход. Это приводит к максимальному использованию энергии, выделяемой при горении, и продлению самого процесса. Но у твердотопливного пиролизного котла на дровах есть один недостаток — влажность топлива не должна превышать 16%, иначе процесс газогенерации будет невозможен.

Корпус прибора — стальной или чугунный?

Самый распространенный пиролизный твердотопливный котел имеет стальной корпус. Причем толщина его листов не должна быть меньше 5 мм. Однако этот материал подвержен коррозии, что сказывается на сроке службы оборудования.

Поэтому производители уже разработали и выпускают пиролизные котлы на угле в чугунном корпусе и тем, кто выбирает себе такое устройство, прежде чем констатировать эффективность таких моделей, следует отметить, что чугун — один из самых надежных. и качественные материалы.

И это естественно, что котлы пиролизные дровяные, сделанные из него, обладают такими же качествами. Y значительно более высокие характеристики, такие как:

• Теплоотдача
• Прочность
• Незначительная подверженность коррозии
• Высокая стойкость к смолам и кислотам

Пиролизные котлы на дереве в чугунном корпусе обладают отличной теплопередачей, а это значит, что они более эффективны, имеют более высокий КПД и гораздо лучше справляются со своими обязанностями, чем модели в стальном корпусе.А благодаря тому, что чугун менее подвержен коррозии, устройство может эффективно работать на 50% мощности в межсезонье.

Чаще всего человека, покупающего твердотопливный пиролизный котел, интересует, на каком из видов топлива он будет работать наиболее эффективно? Теоретически для него можно использовать любые материалы органического происхождения:

• Дрова
• Пеллеты древесные
• Уголь
• Отходы деревообработки

Однако не пытайтесь искать пиролизные котлы на опилках, стружке или других подобных материалах.Лучшее видное топливо для них — дрова. Хоть и не отличается высокой теплоотдачей, но при его сгорании выделяется много пиролизного газа и этому показателю нет равных.

Важно только помнить, что он должен быть сухим, только в этом случае можно добиться высокого КПД.

Если сравнивать виды топлива по стоимости, то пиролизный котел на пеллетах или пеллетах считается наиболее выгодным. Они производятся из древесных отходов и имеют самую низкую стоимость.

Но их можно использовать только как добавку к дровам из-за мелкой фракции.Сегодня пиролизные котлы производятся на пеллетах, но они менее эффективны, чем котлы на дровах.

Для минимальных размеров топливо должно быть 70-100 мм в поперечнике. Возможно использование щепы и опилок, но опять же не более 25% от общей массы, поэтому при покупке пиролизного котла учтите, что на опилках он работать не будет.

Котлы твердотопливные и прочее

Как бы не рекламировалось газовое отопление, но оно давно превратилось из самого дешевого в недопустимую роскошь.Раньше к нему подключались целые поселки и города, а сегодня дружно ищут альтернативу. Подорожал природный газ, и с наступлением следующей зимы владельцы котлов, работающих на этом топливе, получают все больше счетов.

А дерево — было и остается самым дешевым видом, а конструктивные особенности, которыми обладает котел для пиролиза древесины, позволили очень экономно его использовать, достигая при этом высокого КПД оборудования.

Некоторые современные модели этого оборудования не зависят от электричества, и единственное, о чем стоит подумать, — это постоянное наличие дров.

Есть, конечно, и электрические модели отопительных приборов. У них много преимуществ: небольшие размеры и вес, простота в уходе и обслуживании. Но очень высокая стоимость энергии и частые сбои в ней делают это оборудование неконкурентоспособным и в отношении газогенераторного оборудования.

Аппараты на жидком топливе также проигрывают пиролизу.Цены на дизельное топливо постоянно растут, поэтому его использование в системах отопления нерентабельно.

С точки зрения экономичности и экономичности на первом месте остается твердое топливо. Причем пиролизные котлы — единственные, которые могут похвастаться не только высоким КПД, но и тем, что в отличие от других моделей используют не только тепло от сжигания древесины, но и энергию, выделяемую древесным газом.

Подведем итоги

Покупка отопительного прибора сейчас является центральным вопросом при оснащении системы отопления.И если раньше этот вопрос решался очень просто — покупкой газового котла, то сегодня все большее количество потребителей выбирают твердотопливные модели.

Среди твердого топлива наилучшим КПД обладает. И единственный их недостаток — это чувствительность к влажности топлива. Поэтому придется отказаться от необработанной и замороженной древесины.

Но потребители, купившие твердотопливные пиролизные котлы, оставляют отзывы о работе этого оборудования исключительно положительно и приводят убедительные расчеты их высокой экономической эффективности.

Сопоставив все существующие модели отопительных приборов, рассмотрев их технические характеристики, виды используемого топлива, стоимость и другие аспекты эксплуатации, можно с уверенностью сказать, что пиролизные котлы на сегодняшний день являются наиболее рентабельными. Купив такой для обогрева жилого помещения, гаража или бани вы, несомненно, останетесь довольны его работой.

Биомасса для тепла | WBDG

Введение

Внутри этой страницы

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Биомасса используется для отопления помещений и, в меньшей степени, для производства электроэнергии и комбинированного производства тепла и электроэнергии.Термин «биомасса» охватывает большое количество разнообразных материалов, включая древесину из различных источников, сельскохозяйственные остатки, а также отходы животноводства и жизнедеятельности человека. В этом разделе основное внимание уделяется древесной биомассе только для обогрева. Электроэнергия из биомассы, биогаз из свалочного газа и анаэробное сбраживание рассматриваются на других страницах технологических ресурсов в этом руководстве:

Древесная биомасса обычно используется для отопления помещений в трех формах: цельные бревна или дрова, щепа и древесные гранулы. Доступны системы от 6000 британских тепловых единиц (БТЕ) ​​/ час до более 100 миллионов британских тепловых единиц / час.Небольшие системы, особенно мелкие и средние системы гранул и бревен, доступны в готовом виде от многих производителей. Более крупные системы пеллет и системы сжигания древесной щепы коммерчески доступны от нескольких компаний. Более крупные системы обычно требуют как модификации оборудования, так и настройки системы, в основном для интеграции систем хранения, обработки и транспортировки топлива.

Системы, работающие на биомассе, требуют большего взаимодействия с оператором, чем другие системы возобновляемой энергии, такие как солнечная и ветровая.Это включает в себя заказ и доставку топлива, удаление золы и обслуживание движущихся частей. В целом, однако, системы отопления, работающие на биомассе, обычно требуют всего несколько минут внимания каждый день, плюс несколько часов в год для ежегодного обслуживания.

По сравнению с большинством других доступных в настоящее время вариантов возобновляемой энергии, биомасса обладает преимуществом диспетчеризации, что означает, что она управляема и доступна при необходимости, подобно системам отопления на ископаемом топливе и системам выработки электроэнергии. Недостаток биомассы для отопления помещений заключается в том, что топливо необходимо покупать, закупать, доставлять и хранить.Сжигание биомассы также приводит к выбросам, которые необходимо отслеживать и контролировать в соответствии с нормативными требованиями.

Этот обзор предназначен для предоставления конкретных подробностей для федеральных агентств, рассматривающих технологии отопления на биомассе как часть нового строительного проекта или капитального ремонта. Дополнительную общую информацию о нагревании биомассы можно получить в Центре ресурсов энергии биомассы.

Описание

Система отопления, работающая на биомассе, состоит из нескольких ключевых компонентов, которые включают в себя комбинацию следующих элементов:

• Хранение и транспортировка / транспортировка топлива
• Камера сгорания
• Котел
• Системы пожаротушения
• Насосы
• Вентиляторы
• Контроль выхлопа / выбросов
• Система управления
• Автоматический золоудаление (опция)
• Резервный котел
• Система распределения тепла здания.

Для небольших систем, таких как пеллетные и дровяные печи, эти компоненты в значительной степени объединены в один комплект и требуют только отвода выхлопных газов через стену или дымоход. В системах пеллет и древесной щепы среднего размера часто используется один или несколько бункеров для хранения топлива. Бункер должен быть расположен для удобного доступа для доставки, обычно снаружи, что потребует некоторой формы конвейерной системы для перемещения топлива к блоку сжигания. Более крупные системы из древесной щепы обычно требуют большей интеграции со зданием, в котором они размещены, особенно если бункер для щепы является частью конструкции здания.

Все системы, работающие на биомассе, требуют места для хранения топлива и, как правило, какого-либо оборудования и средств управления топливом. Система, использующая древесную щепу или пеллеты, обычно хранит топливо в бункере или силосе. Автоматизированная система управления транспортирует топливо из зоны хранения с помощью ремней, шнеков или пневмотранспорта. Объем хранилища топлива может быть рассчитан на поставку количества топлива, которого хватит от одного дня до нескольких недель.

Хранилище древесной щепы в системе централизованного теплоснабжения кампуса Boulder County Parks и Open Space.Эта система имеет три большие дверцы отсека, через которые щепа подается в подземный колодец, где ряд шнеков и лент доставляет щепу в камеру сгорания.

Обычно рекомендуется, чтобы это хранилище было такого размера, чтобы обеспечить достаточно топлива как минимум на три дня работы, чтобы пережить длинные холодные выходные без дополнительных поставок топлива. Кроме того, поблизости часто располагается больший запас топлива, чтобы уменьшить вероятность того, что топливо закончится в суровую погоду.

Дозирующий бункер или расширительный бункер часто является последней секцией системы обращения с топливом и регулирует скорость, с которой топливо доставляется в камеру сгорания. Камера сгорания также называется топкой или реактором. Системы из пеллет и бревен могут использоваться для прямого нагрева воздуха в качестве теплоносителя, или они могут нагревать воду в бойлере или системе горячего водоснабжения, известной как гидропонная система отопления. В системах сжигания щепы в качестве теплоносителя почти всегда используется вода.

Камера сгорания и котел могут быть скомпонованы сквозным образом, или котел может быть установлен наверху камеры сгорания.Первая конфигурация требует больше места на полу, а вторая требует большего вертикального зазора. Некоторые производители более крупного нагревательного оборудования на биомассе производят все компоненты системы, включая котел / теплообменник и камеру сгорания. Другие специализируются на конкретных компонентах, таких как камеры сгорания и системы обращения с топливом, а также на интеграции компонентов в полные системы.

Поставка камеры сгорания и котла, округ Боулдер, Колорадо

Одна потенциальная область для путаницы при указании систем отопления на биомассе — это разнообразие систем единиц, используемых при указании производительности системы.Системы отопления описываются в единицах британских тепловых единиц в час (часто неправильно указывается как просто британских тепловых единиц) или миллионов британских тепловых единиц в час (сокращенно по-разному: MMBtu / hr, MBtu / hr или MMBtuh), ваттах (Вт), киловаттах (кВт), или мегаватты (МВт), мощность котла (1 л.с. примерно равна 9 810 Вт или 33 479 британских тепловых единиц в час), фунты пара в час, эквивалентное прямое излучение (EDR) и другие. Некоторые поставщики указывают размер системы с точки зрения количества потребляемого топлива, хотя в большинстве случаев размер системы определяется исходя из выходной мощности котла.Подобная путаница возможна при заявлении об эффективности системы отопления, особенно при использовании топлива с высоким содержанием влаги, такого как древесная щепа. Это делает расчет требований к расходу топлива для отопительной нагрузки данного помещения особенно сложной задачей.

Система пожаротушения иногда используется для предотвращения распространения огня из камеры сгорания обратно через конвейерную систему, где древесная щепа удерживается в дозирующем бункере. Например, эта система может включать датчик температуры, установленный в системе подачи непосредственно перед камерой сгорания, а также систему подачи воды и управления для тушения любого пожара до его распространения по системе подачи.

В гидравлической системе, в которой используется пар или горячая вода, насосы используются для циркуляции воды из резервуара для горячей воды в помещения или здания, обогреваемые системой, через клапаны потока, управляемые термостатом или другим регулятором температуры.

Вытяжная труба в системе биомассы в теплице в Калифорнии

В системах отопления на биомассе обычно используется комбинация нагнетательных и нагнетательных вентиляторов для управления воздухом для горения, поступающего в топку, и нагнетания воздуха через любые системы контроля выбросов.

Выхлопные системы используются для вывода в атмосферу побочных продуктов сгорания, первичного углекислого газа и воды. Средства контроля выбросов могут включать в себя циклон или мультициклон, рукавный фильтр или электрофильтр (перечислены в порядке увеличения капитальных затрат и эффективности) для улавливания твердых частиц. Циклоны и мультициклоны могут использоваться в качестве предварительных коллекторов для удаления более крупных частиц перед рукавным фильтром (тканевыми фильтрами) или электростатическим фильтром.

Системные средства управления обычно координируют работу конвейерных систем, вентиляторов горения, воспламенителей, нагнетателей сажи, автоматического золоудаления и резервных котлов и часто включают диагностические системы и системы сигнализации для уведомления операторов о проблемах в системе.Некоторые системы могут включать телефонные программы дозвона, которые запрограммированы на отправку текстовых или электронных сообщений и могут иметь доступ в Интернет для удаленного просмотра параметров системы.

Древесная биомасса обычно содержит от 1% до 5% золы, которая является негорючим материалом. Чтобы система продолжала нормально функционировать, эту золу необходимо периодически удалять из системы. В некоторых системах золу удаляют вручную, используя специальные грабли или лопату. В других системах шнеки автоматически удаляют золу из топки и доставляют ее в бочку или другой контейнер для утилизации.

Включение автоматизированной системы увеличит капитальные затраты, но снизит затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Системы отопления, работающие на биомассе, часто включают в себя вторичный нагревательный элемент, работающий на ископаемом топливе. Это дает несколько преимуществ, в том числе:

• Снижение капитальных затрат и повышение операционной эффективности за счет занижения размеров системы, работающей на биомассе
• Сниженная неопределенность, поскольку в зданиях будет оставаться источник тепла, даже если система биомассы выйдет из строя по какой-либо причине.
• Повышенная эксплуатационная гибкость
• Увеличенные варианты топлива.

Многие объекты включают резервный котел даже с системой сжигания ископаемого топлива. В этом случае стоимость резервного котла не будет учитываться при финансовом анализе биомассы.

Меньшие системы, работающие на биомассе, часто располагаются в обогреваемом помещении, что позволяет обогревать помещение за счет излучения, естественной и принудительной конвекции. Более крупные системы обычно связаны с гидравлическими распределительными системами, которые обеспечивают обогрев помещения через теплый пол или системы плинтусов. На фотографии котла, работающего на биомассе, видна часть распределительного трубопровода.Эта конкретная система использует изолированные подземные трубопроводы для подачи горячей воды в несколько зданий в университетском городке.

Автоматизированная система золоудаления на дровяном котле. Система использует шнек для удаления золы из котла (внизу справа) и подает ее в синий бочонок слева.

Котел, работающий на биомассе (справа на переднем плане) и резервный котел Hurst, работающий на природном газе (левый фон)

Как это работает?

Прямое сжигание — наиболее распространенный метод получения тепла из биомассы.В системе прямого сжигания биомасса сжигается для получения горячего газа, который либо используется непосредственно для выработки тепла, либо подается в котел для производства горячей воды или пара. В котельной системе пар может использоваться для обеспечения тепла для технологического обогрева или отопления помещений. Горячая вода или пар из котла могут использоваться для передачи тепла в объект с помощью обычных методов отопления помещений.

Если система используется как комбинированная теплоэнергетическая система, котел может производить пар для работы турбины и питания генератора, а оставшийся пар и горячая вода могут затем использоваться для отопления.

Типы и стоимость технологий

Двумя основными типами систем прямого сжигания щепы являются камеры сгорания со стационарной и подвижной решеткой, также известные как системы с неподвижным слоем и атмосферным псевдоожиженным слоем. Установленные затраты на отопительные установки, работающие на биомассе, обычно составляют в среднем от 500 до 1500 долларов за кВт-тепловой установленной тепловой мощности. Поскольку в них используются зрелые технологии, в краткосрочной перспективе не ожидается значительного снижения затрат.

Фиксированные системы

Существуют различные конфигурации систем с неподвижным слоем, но общей характеристикой является то, что топливо подается на решетку, где оно вступает в реакцию с кислородом воздуха, продуваемого через топку.Это экзотермическая реакция, при которой образуются очень горячие газы и пар в секции теплообменника котла.

Системы с атмосферным псевдоожиженным слоем

В системе с циркулирующим псевдоожиженным слоем или с барботажным псевдоожиженным слоем биомасса сжигается в горячем слое взвешенных негорючих частиц, таких как песок. В системах с псевдоожиженным слоем обычно достигается более полная конверсия углерода, что приводит к снижению выбросов и повышению эффективности системы. Кроме того, по сравнению с системами с неподвижным слоем, котлы с псевдоожиженным слоем могут использовать более широкий диапазон исходного сырья.Системы с псевдоожиженным слоем также имеют более высокую электрическую нагрузку, чем системы с неподвижным слоем, из-за повышенных требований к мощности вентилятора.

Системы газификации биомассы

Системы газификации биомассы аналогичны системам сжигания, за исключением того, что количество воздуха ограничено. В этом процессе биомасса преобразуется в горячий газ, который можно сжигать в котле.

На эффективность системы прямого сжигания влияет ряд факторов, включая влажность биомассы, распределение и количество воздуха для горения (избыток воздуха), рабочую температуру и давление, а также температуру дымовых газов (выхлопных газов).Типичная система биомассы, работающая на топливе с влажностью 40%, имеет чистый КПД примерно от 60% до 65%. Хотя древесину можно высушить перед сжиганием для повышения эффективности, на практике это обычно не делается из-за необходимости в дополнительном оборудовании и более высоких начальных затрат.

Приложение

Тип системы, наиболее подходящей для конкретного применения, зависит от многих факторов, включая: доступность и стоимость каждого типа биомассы (например, щепа, пеллеты или бревна), стоимость конкурирующего топлива (например.грамм. мазут и природный газ), пиковая тепловая и годовая нагрузка, размер и тип здания, доступность площадей, наличие персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию (O&M) и местные нормы выбросов.

Для зданий или кампусов площадью более 100 000 кв. М для обогрева в умеренно холодном климате система, работающая на древесной щепе, вероятно, будет наиболее экономичной при условии наличия стабильных местных поставок щепы. Экономика даже лучше для зданий с круглогодичной нагрузкой на горячую воду или пар или при конкуренции с дорогостоящим ископаемым топливом.

Для зданий площадью менее 10 000 кв. Футов в умеренно холодном климате лучшим вариантом может быть система древесных гранул. В эти системы можно вручную загружать 40-фунтовые мешки с гранулами. Для более крупных систем, как правило, лучше всего доставлять пеллеты оптом (не в мешках), если возможна доставка оптом. Эти системы обычно используют бункер для гранул или бункер для хранения большого количества гранул. В результате пеллеты могут автоматически транспортироваться из силоса в печь для пеллет, печь для пеллет или котел для пеллет.

Другой вариант для небольших зданий — система из дров. Лучшие из этих систем имеют горелку, окруженную большой водяной рубашкой. Дрова загружаются партиями и сжигаются на полном огне, чтобы нагреть воду. Горячая вода — это накопитель тепловой энергии, который циркулирует через обогреватели здания, контролируемые термостатами.

Некоторые системы из дровяной древесины снижают скорость горения за счет дросселирования воздуха для горения, но это приводит к низкой эффективности и очень высоким выбросам твердых частиц и несгоревших углеводородов.В результате эти системы не рекомендуются и являются незаконными во многих юрисдикциях.

Объекты с высоким коэффициентом мощности (т. Е. Высокой среднегодовой тепловой нагрузкой) часто являются хорошими кандидатами для отопления на биомассе. Капитальные затраты на системы отопления, работающие на биомассе, значительно выше, чем затраты на установки, работающие на ископаемом топливе, но экономия на использовании топлива снижает нормированную стоимость энергии с течением времени. Типы объектов, для которых биомасса обычно является хорошей инвестицией, включают больницы, тюрьмы, школьные городки или другие учреждения, где использование горячей воды приводит к высокой нагрузке в любое время года.Кроме того, нагрев биомассы не будет рентабельным, если конкурирующее топливо для отопления будет значительно дороже, чем сырье для биомассы.

Существует множество стимулов для производства энергии из биомассы, но они различаются в зависимости от законодательства и политики федерального правительства и штата. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности (DSIRE) перечисляет стимулы для биомассы. Сроки программ стимулирования часто позволяют меньше времени на строительство, чем необходимо для проектов, связанных с биомассой.

Федеральные агентства часто не могут напрямую воспользоваться финансовыми стимулами для возобновляемых источников энергии, если они не используют другую структуру собственности.В Руководстве Федеральной программы управления энергетикой (FEMP) по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержится дополнительная информация о финансировании проектов в области возобновляемых источников энергии.

Экономика

Нормированная стоимость энергии для отопления с использованием биомассы обычно составляет от 10 до 20 долларов за миллион британских тепловых единиц, но это сильно зависит от стоимости и качества сырья, а также от затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание. Федеральные агентства должны проконсультироваться с местными экспертами по биомассе для лучшего понимания имеющихся ресурсов биомассы, а также доступного производства и стоимости энергии из этих ресурсов.

Оценка доступности ресурсов

Наиболее важными факторами при планировании энергетической системы на биомассе являются оценка ресурсов, планирование и закупки. В рамках проверки и последующего анализа осуществимости критически важно определить потенциальные источники биомассы и оценить необходимое количество топлива.

Из-за сложности определения доступных ресурсов биомассы и полезности различных типов биомассы федеральным агентствам следует проконсультироваться с региональными экспертами по биомассе, чтобы определить доступные ресурсы для конкретного объекта.Им необходимо будет детально определить возможности потенциальных поставщиков производить и поставлять топливо, отвечающее требованиям системы отопления на биомассе. Для древесной биомассы важно спросить о:

• Существуют ли лесные товары в регионе или их можно отправить из другого региона
• Стоимость топлива, включая транспортировку.

Поскольку на большей части территории Соединенных Штатов нет установленной системы распределения древесной щепы, иногда бывает трудно найти поставщиков.Вы можете связаться с региональной лесной службой США и государственной лесной службой. Другие ресурсы включают ландшафтные компании, лесопилки и других деревообрабатывающих предприятий, свалки, лесоводов и производителей деревянной мебели.

Необходимо разработать процесс приема поставок биомассы и оценки свойств топлива. По состоянию на июль 2011 года национальные спецификации по древесной щепе отсутствуют, но разрабатываются региональные спецификации. Наличие спецификации помогает сообщать и обеспечивать соблюдение требований к микросхеме.Спецификация должна включать: физические размеры, диапазон содержания влаги в топливе, энергосодержание, содержание золы и минералов, а также другие факторы, влияющие на обращение с топливом или его сгорание. Рекомендуется, чтобы в контрактах на закупку топлива закупочная цена была пропорциональна содержанию влаги, поскольку более высокое содержание влаги значительно снижает эффективность сгорания и увеличивает вес транспортируемого материала.

Рекомендации по проектированию для интеграции

Следующие ниже рекомендации имеют решающее значение для успеха любого проекта по производству энергии из биомассы.

• Тесно сотрудничать с производителем или поставщиком оборудования, работающего на биомассе, для координации проектирования зданий и требований к оборудованию.
• Согласование календарного планирования строительства с поставкой оборудования. Например, легче доставить и установить оборудование, если кран имеет доступ к месту установки.
• Определите маршрут доставки топлива, чтобы грузовики могли легко добраться до места хранения и при необходимости развернуться.
• Убедитесь, что двери достаточно большие, чтобы грузовик мог поднять отвал (при проектировании бункера для стружки).

Этапы принятия решения по отоплению биомассой

В этом разделе представлены этапы анализа и установки системы отопления на дровах. Ниже приводится краткое описание этого процесса. Шаги не обязательно должны быть последовательными; на первых шагах ожидается некоторая итерация по мере возникновения вопросов и получения знаний.

Скрининг

Целью этапа проверки является определение целесообразности использования дровяной системы отопления для конкретного объекта.Чтобы оценить капитальные затраты относительно потенциальной годовой экономии, необходимо провести быстрый экономический анализ. Следует провести обсуждение с персоналом по эксплуатации и техобслуживанию, руководством и другими затронутыми сторонами, чтобы определить способность организации поддерживать нагрев биомассы.

Проведение исследований

Если концепция нагрева биомассы проходит первоначальный быстрый фильтр, пора узнать больше о системах нагрева биомассы. Изучите веб-сайты производителей и литературу, поговорите с другими, кто знаком с нагреванием биомассы, и подумайте о записи на прием для посещения аналогичных региональных установок.

Оценка местных ресурсов биомассы

Изучите стоимость и доступность топлива из биомассы в этом районе и помните, что большие расстояния увеличивают стоимость щепы. Найдите потенциальных поставщиков, которые могут доставить щепу на указанный объект. В конце концов, потребуется выбрать одного или нескольких поставщиков, средства доставки которых совместимы с выбранной системой.

Провести технико-экономическое обоснование

На данном этапе было бы полезно, чтобы технико-экономическое обоснование выполняла фирма, имеющая опыт работы с системами отопления на биомассе.Исследование будет охватывать большинство тем в этом документе и предоставит подробный экономический анализ отопления и сравнение древесины с обычным топливом. Технико-экономическое обоснование также может определить, насколько хорошо система отопления на биомассе поможет удовлетворить потребности объекта в энергии и цели.

Определите подходящий размер системы

Размер дровяной системы должен быть основан на пиковой нагрузке. По сравнению с системой меньшего размера, система увеличенного размера не будет работать так же хорошо, будет неэффективной и будет иметь более высокие выбросы.Дополнительный котел, работающий на обычном топливе, почти всегда будет необходим, и его размер будет соответствовать пиковой нагрузке. Котел на дровах может иметь размер от 50% до 80% пиковой нагрузки, но при этом выдерживать от 90% до 95% годовой нагрузки. Меньшая система будет иметь меньшие капитальные затраты и будет работать более эффективно, чем большая система. Экономический анализ может быть использован для определения оптимального размера дровяной системы.

Оценка использования тепловой энергии

Оценка использования тепловой энергии и затрат для системы, работающей на дровах, и для системы, использующей альтернативное топливо, такое как природный газ, пропан и топочный мазут.Годовая стоимость древесины по сравнению с альтернативным топливом будет фактором экономического анализа, а также будет использоваться для оценки выбросов в атмосферу, образования золы, требований к хранению топлива и графиков поставки древесины.

Примите решение

После того, как собрано достаточное количество информации, пора решить, удовлетворяет ли установка системы отопления на биомассе конкретным потребностям, целям и экономическим требованиям объекта.

Содействовать общественному обсуждению нагрева биомассой

Если создание системы отопления на биомассе отвечает наилучшим интересам, обязательно в полной мере привлекайте лиц, принимающих решения, и широкую общественность на этапах планирования и по мере достижения прогресса, особенно если система должна быть установлена ​​в общественном здании.

Эксплуатация и обслуживание

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание систем отопления, работающих на биомассе, в основном состоят из затрат на топливо и рабочую силу. Хорошо управляемая и обслуживаемая система отопления на древесной стружке должна требовать от 2 до 5 часов эксплуатации и технического обслуживания в неделю в течение отопительного сезона. Это включает в себя заказ топлива и ежедневный осмотр.

Ниже приводится консервативный план первоначального обслуживания. По мере того, как операторы знакомятся с оборудованием, этот план может быть изменен по мере необходимости. Многие установки могут занимать значительно больше времени между процедурами обслуживания, чем указанное здесь время.

Зола от сжигания древесины

Уход за решеткой заключается в небольшом охлаждении ящика и зачистке решетки граблями или мотыгой. Удаление золы может быть автоматическим или ручным. Удаление золы вручную занимает около 10 минут и первоначально должно выполняться примерно два раза в неделю. Если до этого использовались легкие, система может пройти до двух недель между чистками.

Очистка котельной трубы также зависит от использования. Большинство систем в школах очищают эти трубы два раза в год — один раз летом и один раз во время отключения в середине сезона (во время каникул).Контролируя температуру дымовых газов, можно определить частоту необходимой очистки трубы котла.

Техническое обслуживание оборудования заключается в смазке зубчатых передач и периодической замене уплотнений, подшипников и прокладок. В зависимости от размера объекта «амортизационный фонд» от 1000 до 2000 долларов в год обычно покрывает любое необходимое техническое обслуживание оборудования.

Дополнительные эксплуатационные расходы включают затраты на перемещение древесины по территории и загрузку бункера с большей площади хранения.По оценкам, такая обработка будет стоить около 3000 долларов в год для системы микросхем среднего размера.

Особые соображения

Ниже приведены важные особенности систем отопления, работающих на биомассе.

Экологическая экспертиза / разрешение

Основной проблемой NEPA и выдачей разрешений для системы отопления на биомассе являются выбросы от сжигания. Поэтому следует учитывать местные требования. Выбросы в атмосферу из системы биомассы зависят от конструкции системы и характеристик топлива.В следующей таблице показаны типичные выбросы для системы отопления на биомассе (на основе данных газификатора CHIPTEC), работающей на сосне с содержанием влаги 40%. При необходимости можно использовать системы контроля выбросов для снижения выбросов твердых частиц (ТЧ) и оксидов азота (NOx). Выбросы серы полностью зависят от содержания серы в биомассе, которое обычно очень низкое.

Выбросы в атмосферу для типичной системы отопления на биомассе (фунт / зеленая тонна)

Составляющая	PM10	NOx	ЛОС	CO
Типичные выбросы системы биомассы	2.1	2,8	0,6	1,7

Хранение древесной щепы также вызывает несколько проблем. Когда стружка хранится в здании, существует вероятность скопления пыли от стружки на горизонтальных поверхностях и попадания внутрь оборудования. По этой причине многие предприятия либо хранят щепу в бункерах или закрытых контейнерах, либо строят пылезащитную стену, чтобы ограничить скопление пыли на небольшой площади.

Другой проблемой, хотя и редко встречающейся, является способность древесной щепы самовоспламеняться или самовоспламеняться при хранении в течение длительного времени.Это происходит из-за цепочки событий, которая начинается с биологического разложения органического вещества и может привести к тлению кучи. Критический диапазон влажности, поддерживающий самовозгорание, составляет примерно от 20% до 45%. Вероятность самовозгорания также увеличивается с увеличением размера кучи из-за уменьшения отношения площади поверхности к массе.

В Онтарио, Канада, произошло несколько пожаров, связанных с древесной щепой. Чтобы помочь с этой проблемой, Кодекс пожарной безопасности Управления начальника пожарной охраны предоставляет следующие рекомендации:

• Место хранения должно быть хорошо дренированным и ровным, с твердым грунтом или вымощенным асфальтом, бетоном или другим твердым покрытием.На поверхности грунта между сваями не должно быть горючих материалов. Во дворе должны быть удалены сорняки, трава и подобная растительность. Переносные горелки с открытым пламенем для сорняков нельзя использовать на площадках для хранения щепы. Сваи не должны превышать 18 м в высоту, 90 м в ширину и 150 м в длину, за исключением случаев, когда на верхней поверхности сваи проложены временные водопроводные трубы со шланговыми соединениями.

• Между штабелями щепы и открытыми конструкциями, дворовым оборудованием или инвентарём должно поддерживаться пространство, равное (а) удвоенной высоте сваи для горючего материала или зданий или (b) высоте сваи для негорючих зданий и оборудования.

• В местах скопления щепок курение запрещено.

Пожары древесной стружки также могут быть вызваны другими факторами, такими как удары молнии, тепло от оборудования, искры от сварочных работ, лесные пожары и поджоги. Эти пожары иногда называют поверхностными пожарами, потому что они возникают и распространяются по внешней стороне сваи.

Для хранения рекомендуется содержать щепу в чистоте. Когда щепа хранится на земле или гравии, часть этого материала часто собирается вместе со щепой и попадает в камеру сгорания.

21 февраля 2011 года EPA установило стандарты выбросов Закона о чистом воздухе для больших и малых котлов и мусоросжигательных заводов, которые сжигают твердые отходы и осадок сточных вод. Эти стандарты охватывают более 200 000 котлов и мусоросжигательных заводов, выбрасывающих в атмосферу вредное загрязнение, включая ртуть, кадмий и загрязнение частицами.

EPA также приняло Закон о чистом воздухе, разрешающий выбросы парниковых газов 2 января 2011 года. Этот процесс требует разрешения на производство парниковых газов, но освобождает небольшие предприятия.Ожидается, что окончательные правила будут разработаны в течение трехлетнего исследовательского периода, но федеральные предприятия, использующие производство электроэнергии из биомассы в рамках нового строительного проекта, могут захотеть убедиться, что размер объекта, работающего на биомассе, не вызывает эти требования.

В 2009 году штат Массачусетс издал Правила безопасности и выбросов котлов и печей на биомассе в северо-восточных штатах . Хотя в этом документе содержится обзор существующих правил в этом регионе, он может быть полезным справочником для других частей страны.

Дополнительные ресурсы

Ресурсы для обогрева биомассы

Система отопления коттеджа. Какой тип котла выбрать для частного дома

Котел — важнейшая часть системы отопления коттеджа. Именно он обычно отвечает за отопление дома в холодный период, а зачастую и за подогрев горячей воды в течение всего года. Выбирайте котел в зависимости от ряда параметров — таких как используемое топливо, площадь и энергоэффективность здания, а также перечень задач, которые решает оборудование

Основой выбора котельного оборудования является вид топлива, на котором оно будет работать.Выбор вида топлива зависит от наличия и стоимости того или иного источника энергии в данном регионе, а также от пожеланий хозяина дома.

В большинстве случаев самым простым и доступным вариантом является газ. Наибольшую автономность и экономичность обеспечивает твердое топливо. Более надежного оборудования можно добиться, установив пару котлов разного типа, в том числе, например, электрокотел, а также используя альтернативные варианты.

Преимущества твердого топлива

Самая доступная энергия — твердое топливо — древесина, которую можно заготовить самостоятельно, уголь, а также пеллеты и брикеты из древесных отходов, — но использование твердого топлива не очень удобно.Его следует где-то хранить, собирать или покупать, а также регулярно выбрасывать (от нескольких раз в день для дровяных котлов до нескольких раз в неделю для автоматических пеллетных котлов). Да и чистить твердотопливный котел нужно гораздо чаще, чем другие виды оборудования.

Виды твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы делятся на:

• котлы простые дровяные, используемые для сжигания дров и брикетов;
• Котлы на пеллетах, работу которых можно автоматизировать, подключив шнек для загрузки пеллет;
• универсальных котлов, работающих преимущественно на угле, а также на других видах топлива.

Котлы раздельные горения, устройство которых отличается от других. Воздух в камеру сгорания подается не через золу (по принципу топки), а через телескопическую трубу в верхней части камеры. При сгорании топлива труба подачи воздуха под действием силы тяжести опускается вниз, а вместе с ней перемещается огонь пламени. Сгорание топлива здесь медленное и эффективное.

Еще один аппарат с модернизированной камерой сгорания — пиролизные котлы.В таких котлах есть два отсека, в которых происходит горение. Загрузочная камера обеспечивает медленное горение при высокой температуре и недостатке кислорода, а также горение в камере сгорания образующегося при этом древесного газа. Это увеличивает КПД котла до 85% и снижает образование сажи. Однако пиролитические котлы довольно дороги и предъявляют самые высокие требования к качеству (влажности) топлива.

Преимущества газа

Использование газа ненамного дороже твердого топлива, но намного удобнее.Ведь современное газовое оборудование работает практически автоматически даже при длительном отсутствии человека. Газовые котлы могут самостоятельно регулировать температуру теплоносителя, обеспечивать защиту теплоносителя от замерзания и т.д. Однако подключение к газопроводу в некоторых случаях может стать проблемой.

Виды газовых котлов

Коэффициент полезного действия традиционных — конвекционных — газовых котлов составляет более 90%, но и это достаточно высокое значение было повышено до 108-112% у конденсационных котлов.Дело в том, что расчет КПД котлов основан исключительно на сжигании топлива. А в конденсационных устройствах дополнительное тепло для нагрева теплоносителя берется еще и от пары дымовых газов. Поэтому использование конденсационного котла в долгосрочной перспективе более выгодно.

При выборе и установке газового котла обращайте внимание не только на мощность, но и на многие другие ключевые параметры. Среди них тип камеры сгорания (открытая или закрытая), материал теплообменника (медь, сталь, алюминий, чугун), тип розжига (пьезоэлектрический или электронный), устройство горелки, наличие систем безопасности и автоматизации работы. , так далее.очень важны.

Электричество — доступная альтернатива

Третья доступная энергия для частных домов — это электричество. Этот вариант отопления является наиболее дорогим и часто рассматривается как резервный. Преимущества электрокотлов в высоком КПД (порядка 95-98%), простоте устройства и практически полном отсутствии необходимости ухода.

В любом случае использование электрокотла требует установки многотарифного счетчика потребления дешевой электроэнергии в ночное время, а также теплового аккумулятора.Последнее устройство способно хранить «дешевое» тепло, вырабатываемое ночью, для использования днем ​​(емкость аккумулятора очень полезна также при подключении другого оборудования — твердотопливных котлов и альтернативных источников энергии).

Котлы одноконтурные и двухконтурные

Все котлы могут быть выполнены в виде одноконтурных и двухконтурных моделей. Одноконтурные устройства предназначены только для работы системы отопления коттеджа, а двухконтурные котлы также обеспечивают нагрев воды.

Стоимость двухконтурных моделей самых распространенных газовых котлов всего на 15-20% выше одноконтурных устройств, а их установка выгоднее, чем установка индивидуальных котлов на ГВС.

Нестандартные способы отопления дома

Помимо котлов, частные коттеджи можно дополнительно отапливать с помощью возобновляемых источников энергии. Наиболее распространенные решения в области альтернативной энергетики, которые используются для отопления:

• тепловые насосы, преобразующие низкотемпературное тепло внешней среды (земли, воды или воздуха) в энергию для нагрева теплоносителя системы отопления;
• солнечных коллекторов, воспринимающих тепло солнечного излучения и тепло, циркулирующее по гелиосистеме теплоносителя.

Кроме того, в частном секторе широко распространены ветряные турбины и солнечные батареи. Эти устройства чаще используются для выработки электроэнергии, но их также можно использовать для снижения затрат на отопление.

Важно отметить, что при использовании альтернативных источников энергии не обойтись без вспомогательных или альтернативных решений по обеспечению отопления дома. Дело в том, что низкотемпературное тепло от возобновляемых источников энергии неэффективно в сочетании с традиционными радиаторами отопления, а здесь обычно системы теплого пола и специальные конвекторы — фанкойлы, которые нагревают воздух через встроенный вентилятор.Поэтому проектирование системы отопления с совместным использованием котлов и альтернативных источников энергии в любом случае должно быть системным.

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии.Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Один из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, — это использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической).Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров в последние годы.Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используется для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

• Топка , камера, в которой сжигается топливо;
• A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
• A насос и система трубопроводов для транспортировки нагретой воды;
• A теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
• Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

1. Сжигание . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
2. Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
3. Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) — это процесс, в котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней, — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

Поскольку температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева все смолы и газы улетучатся.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, как быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как недостаток воздуха.

Слишком большое количество воздуха в камере сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют «водяными плитами».«В этом типе агрегата стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки из огнеупорного кирпича. Огнеупорный кирпич замедляет отвод тепла от огня и, таким образом, увеличивает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, работает так же хорошо, как белый огнеупорный кирпич для облицовки топки.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пятую часть дешевле белого огнеупорного кирпича.

Конструкция топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного агрегата. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка еще не слишком мала, добавление облицовки из огнеупорного кирпича может помочь, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения может быть описана двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина будет достаточной. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер колосниковой решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.

---

Таблица 1. Соотношение между производительностью системы и объемом камеры сгорания.

Производительность системы (БТЕ / ч)	Объем камеры сгорания (кубические футы)
50 000	2
100 000	5
200 000	9
300 000	27
400 000	40
500 000	75
750 000	100
1 000 000	200
2 000 000	400
3 000 000	500

---

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие расстановки и их комбинации:

• Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
• Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
• Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная скорость работы системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

.

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб. Футов / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Таким образом, требуемый объем:

405 куб. Футов в минуту x 1,5 = 608 куб. Футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Статического давления воды в 1 дюйм будет более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.

---

Таблица 2. Размеры стеклопакетов для различных систем.

Производительность системы (БТЕ / ч)	Размер вентилятора стека (куб. Фут / мин при 1 дюйм.давление воды)
50 000	40
100 000	75
200 000	140
300 000	180
400 000	240
500 000	300
750 000	425
1 000 000	550
2 000 000	1,100
3 000 000	1,650

---

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является коробление дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на Рисунке 2, была сделана из стали ^1, ⁄ ₂ дюйма с существенным усилением, вскоре она так сильно перекосилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что эту проблему нельзя полностью устранить, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть выхода циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Решетка Дизайн

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 ¹ ⁄ ₂ футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от ¹ ⁄ _{2 от} дюйма до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх ногами, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии ¹ ⁄ ₂ на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это бак для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.

---

Таблица 3. Типовые размеры металлических резервуаров для хранения.

Емкость (галлоны)	Диаметр	Длина
500	48 из	64 в
560	42 из	92 из
1000	49 1 ⁄ 2 дюйм	10 футов
2 000	64 в	12 футов
4 000	64 в	24 фута
6 000	8 футов	16 футов 1 дюйм
8,000	8 футов	21 фут 4 дюйма
10 000	8 футов 10 1 ⁄ 2 фут	26 футов 1 дюйм 15 футов 8 дюймов
12 000	8 футов 10 1 ⁄ 2 фут	31 фут 11 дюймов 18 футов 7 дюймов
15 000	8 футов 10 1 ⁄ 2 фут	39 футов 11 дюймов 23 фута 4 дюйма
20 000	10 1 ⁄ 2 футов	31 фут
25 000	10 1 ⁄ 2 футов	38 футов 9 дюймов
30 000	10 1 ⁄ 2 футов	46 футов 6 дюймов

---

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Внимание: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и провентилирован. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — это смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (БТЕ) ​​- это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F — 65 ° F = 147 ° F

показывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, понижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

.

212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка определена как 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

.

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10,714 фунтов

Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода подается к загрузке и от нее.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии резервуара. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также рекомендуется установить термометр в трубопроводах с обеих сторон нагрузки — например, на впускном и выпускном трубопроводах радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в ​​последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость хранения не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирующей тепло системы слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый накопительный бак чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.

---

Таблица 4. Эффективность изоляции трех толщин на большом резервуаре для горячей воды.

Толщина изоляции (дюймы)	Значение «R»	Тепловые потери (БТЕ / ч) 1	Ежемесячная стоимость потерянной энергии 2	Стоимость изоляции 3
0.0	0,5	200 000	384,00 $	$ 0
0,5	4,0	25 000	48,00	500
1,0	7,5	13 300	25,54	1 000
2,0 ​​	14,5	6 900	13.25	2 000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов. 1 При разнице температур воды и окружающей среды 100 ° F. 2 При условии, что древесина стоит 40 долларов за шнур. 3 Предполагается, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут на дюйм толщины.

---

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции можно легко оправдать за счет экономии затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более ¹ / ₂ дюйма трудно оправдать.

Один из вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, может удерживаться на месте проволочной сеткой с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано таким образом, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.

---

Таблица 5. Линейные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.

Номинальный размер трубы (дюймы)	Внешний диаметр (дюймы)	Линейных футов на квадратный фут внешней площади
1/2	0,840	4,55
3/4	1.050	3.64
1	1,315	2,90
1 1/4	1,660	2,30
1 1/2	1.900	2,01
2	2,375	1,61
2 1/2	2,875	1,33
3	3.500	1,09
3 1/2	4.000	0,95
4	4.500	0,85
4 1/2	5.000	0,76
5	5,563	0,67
6	6,625	0,58

---

Правильный размер трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из Таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящая топка с таким объемом должна иметь длину 1 ¹ ⁄ ₂ фута, ширину 2 фута и высоту 3 фута. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Около 147 погонных футов 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовой трубы требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения затрат, нет большой разницы между 147 футами 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовой трубы и 80 футами 3-дюймовой трубы. Однако сваривать большую трубу намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на дымовые трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение — установить постоянно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса ¹ ⁄ _{6 от} до ¹ ⁄ ₂ .

Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.

---

Таблица 6. Минимальные размеры трубы для нагрузок на расстоянии 100 и 300 футов от резервуара.

Нагрузка (БТЕ / ч)	Расход (галлон / мин)	Диаметр стальной трубы (дюймы) 1
		100 футов	300 футов
100 000	8	1 1/4	1 1/2
200 000	16	1 1/2	2
300 000	24	2	2 1/2
400 000	32	2 1/2	2 1/2
500 000	40	2 1/2	3
750 000	60	3	3
1 000 000	80	3	4
1 500 000	120	4	4
2 000 000	160	4	4
1 Для трубы из ХПВХ подходит следующий меньший размер

---

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или стойл для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

Насосы

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы как к нагрузке, так и от нее были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы должны быть проложены над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает при защите от солнечных лучей.

Когда труба проложена под землей, изолировать ее намного сложнее. просто закапывать трубу в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из пенопласта, таких как изоляция с разъемными трубками, изготовлены из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных труб, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы опираются на 2 или 3 дюйма от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, полностью окружая и покрывая трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор размером 1 ¹ ⁄ ₂ фута шириной и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать, и его можно отключить вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что дымовые трубы являются теплообменниками, и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы остановить вентилятор, когда температура упадет примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Хотя это хорошее топливо, у дерева есть недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, ее называют выдержанной древесиной или сухой древесиной . По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. Это значение называется равновесное содержание влаги (EMC). Фактическое процентное содержание определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.

---

Таблица 7. Энергетическая ценность древесины при различной влажности.

Влагосодержание во влажном состоянии (в процентах)	Теплотворная способность (БТЕ на фунт)	Вес (фунтов на шнур)
0	8,600	2,960
5	8,120	3,116
10	7,640	3 289
15 (правильно приправленные)	7,160	3 482
20	6 680	3,700
25	6 200	3 947
30	5,720	4 229
40	4,760	4 933
50 (зеленый)	3,800	5,920

Обратите внимание на то, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для обогрева древесины, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных форм древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со строительных площадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 доллара за фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 доллара за миллион БТЕ

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион

БТЕ

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, для системы недостаточно эффективно сжигать топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / ч

Эффективность системы — это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.

---

Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.

Тип системы	КПД (в процентах)
Электрический резистивный нагреватель	98
Обогреватель сжиженного или природного газа	75
Масляная печь	65
Система горячего водоснабжения на древесном топливе	60

---

Значения в таблице 9 основаны на показателях эффективности, показанных в таблице 8, и при предположении, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7,160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.

---

Таблица 9. Сравнение безубыточной стоимости древесного топлива по сравнению с мазутом и сжиженным нефтяным газом с учетом относительной эффективности системы.

Расходы на топливо
Дерево (на шнур)	Мазут (на галлон)	Сжиженный газ (на галлон)
$ 10	0 руб.06	0,043 $
20	0,12	0,086
30	0,18	0,129
40	0,24	0,172
50	0,30	0,215
60	0,36	0,258
70	0.42	0,301
80	0,48	0,344
100	0,60	0,430
140	0,84	0.602
180	1,08	0,774
200	1,20	0,860
250	1.50	1,075
300	1,80	1,290
400	2,40	1,720
500	3,00	2,150

---

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по использованию энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, Обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет

Philip Morris Professor
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Р.В. Уоткинс

Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.