Содержание
В настоящее время существует множество моделей котлов на твёрдом топливе. Интерес вызывают шахтные котлы длительного горения, так называемые котлы Холмова.
Котёл Холмова шахтного типа
Что такое — котёл Холмова?
Котлы Холмова – это твердотопливные устройства длительного горения. Их конструкция имеет две вертикальные камеры. Первая шахта, побольше, необходима для топливной закладки и процесса горения. Сжигание топлива осуществляется только в закрытом пространстве в нижней части закладки, из-за этого агрегат ещё называют котлом шахтного типа с нижним горением. Вторая шахта, что поменьше, дожигает топливные газы. К тому же в ней находится теплообменник, и именно здесь вода для отопительной системы подогревается с наибольшей силой.
Шахтный котёл функционирует на различном твёрдом топливе. Производится котёл мощностью 10, 12, 25 кВт. Полная загрузка топки обеспечивает обогрев помещения агрегатом в среднем 12-16 часов. Изготавливаются зависимые и независимые агрегаты.
Устройство котла на дровах и угле шахтного типа
Устройство котла Холмова
Котёл данного типа в своей структуре имеет следующие основные элементы:
- корпус;
- камера для закладки топлива;
- камера с теплообменником;
- колосники ;
- двери;
- зольник ;
- расширительные компенсаторы;
- патрубок для дымохода;
- выходы и входы для слива, подачи и обратки, для крепления группы безопасности либо клапана предохранения;
- термостат .
Твердотопливный котёл Холмова мощностью 12 кВт весит почти 255 кг. Его габариты: высота – 124 см, ширина – 48,5 см, длина – 66 см. Перенести данный агрегат через дверной проём не доставит трудностей. Котлы мощностью 10 кВт по внешнему оформлению и размерам аналогичны предыдущей модели, разница лишь в конструкции изнутри.
Верхние двери агрегата двойные, внутри располагается тепловой изолятор, из-за которого температура не поднимается выше отметки 80 °С. Края обклеены уплотнителем. Окрашены стойкой к температурам краской. Крышка сзади закрывается четырьмя быстросъёмными винтами, а другие – специальными запорами. Дверь зольной камеры внизу закрыта теплоизолятором только на 40 %, причём температура не поднимается выше 90 °С из-за охлаждения постоянными воздушными потоками.
Самая нижняя часть отопительного агрегата – это именно специальная пластина с внутренним тепловым изолятором и парой длинных ножек, а не дно шахты котла.
Такое устройство повышает коэффициент полезного действия котла Холмова и защищает систему обогрева и помещение от пожара. Таким образом, шахтный котёл можно монтировать даже на пол из дерева.
Зависящие от энергии агрегаты дополнительно в своей конструкции имеют дымосос либо вентилятор, контроллер для регулировки процесса горения. Однако всё же большей популярностью пользуются котлы, для работы которых энергия не нужна. В энергонезависимых устройствах контроль производится термостатом типа RT3. Находится он на стенке спереди. С использованием цепочки термостат и небольшую дверцу поддува соединяют через специальное ушко.
Дверца поддува нужна для кислородной подачи в агрегат, чтобы держать на должном уровне горение топлива в нём. Находится она на большой двери зольной камеры. Полностью не бывает закрытой никогда, потому что предусмотрен специальный зазор для минимального прохода кислорода.
Сзади, в верхней части, располагается патрубок. К нему присоединяется дымоход. За счёт патрубка осуществляется естественная тяга. Через дверь поддува в отопительный агрегат начинает поступать воздух, который проходит в подколосниковую камеру с парой колосников из чугуна. За ними находится резервный сварной колосник (горбик), что располагается выше предыдущих.
Под колосниками располагается ёмкость для сбора золы. При очистке её можно с лёгкостью достать. Для слива жидкости в нижней части котла есть полудюймовый патрубок, аналогичный предназначен и для группы безопасности либо клапана предохранения.
Расширительные компенсаторы предназначены для того, чтобы исключить расширение котла Холмова до аварийных размеров и разрыв сварных швов.
Расширительные компенсаторы находятся по всему периметру котла. Есть они и во внутренней части корпуса.
Принцип работы котла
Тепло в котле Холмова получается путём двух видов теплогенерации:
- прямого топливного сжигания;
- дожигания твердотопливных газов.
Пиролизный котёл сконструирован таким образом, что входящий воздушный поток не даёт достаточного объёма воздуха для хорошего горения. Поэтому некоторое количество топлива просто горит, а часть попросту тлеет. Из-за тления появляется много дыма с большим содержанием сажи и смолы. Газы дыма, когда проходят через горячие угли, дополнительно обогащаются веществами и создают ещё более активные газы.
Пиролизный котел шахтного типа Холмова
Такой котёл шахтного типа на дровах может стабильно функционировать около 12 часов на единичной закладке, что в несколько раз дольше, чем у стандартных агрегатов на угле или дровах. Как раз из-за этого котёл Холмова и называется котлом длительного горения. Топка устройства очень большая и вмещает намного больше топлива, чем камера классических твердотопливных котлов.
Агрегат с мощностной характеристикой 15 кВт имеет топочную камеру на 180 л топлива. Горение осуществляется лишь в нижних 20 см всей закладки. «Резервное» топливо сверху в то время ждёт, пока топливо снизу догорит и постепенно занимает его место. Газы дыма скапливаются на высоте 30 см над тлеющими углями. Больший объём входящего воздуха движется под колосники и проходит под ними в другую топку пиролизного дожига. Данный воздух притягивает газы дыма, которые находятся над слоем горения. Дым движется через угли и обогащается, тем самым повышая качество пирогазов.
Вторую и первую шахты отделяет вертикальная перегородка. Лишь снизу данной стенки есть маленький просвет. Через это отверстие при помощи тяги огонь засасывается из одной камеры в другую. Здесь внизу происходит полный дожиг древесных газов, а вверху находится конвекционный тепловой обменник. Наиболее высокий нагрев достигается в нижней части второй камеры (температура до +800 °С). Большая часть теплоэнергии в данной области переходит в водяную рубашку отопительного агрегата как радиационное излучение. Остальное тепло от газов горения собирается водотрубным тепловым обменником конвекционного типа.
Шахтные котлы могут работать как на дровах, так и на угле, пеллетных гранулах, брикетах, щепках, опилках. Чтобы повысить коэффициент полезного действия отопительного агрегата, использование угольного топлива лучше сделать минимальным. Дело в том, что уголь – это продукт органического разложения и при его сжигании пирогазов почти не появляется.
Достоинства и недостатки
Твердотопливные котлы шахтного типа имеют следующие положительные характеристики:
- Универсальность. Котёл Холмова может функционировать почти на любом типе твёрдого топлива. Можно топить конструкцию даже влажными дровами (не более 45 %).
- Высокий КПД . Отопительные котлы отличаются высокой производительностью и, в зависимости от модели, предназначены для загородных домов, коттеджей, помещений под склад и т.д.
- Автономность. Этот параметр относится к энергонезависимым котлам обогрева. Модели могут работать без электричества, в экономном режиме, на одной закладке топлива 12-16 часов.
- Простота эксплуатации. Работы по загрузке топлива и чистке шахты производятся через разные люки. Для обслуживания топочных камер не нужно выключать котёл. Зола выбрасывается в специальную ёмкость, откуда её можно удалить.
- Безопасность. Для пользования агрегатом не нужно устанавливать сложную автоматику . Попадание в помещение дыма и отравление угарным газом практически невозможно.
Что касается недостатков, можно выделить следующий пункт.
Оседание сажи и смолы. Отходы появляются в процессе топливного горения. И не всё количество газов пиролиза удаляется во вторую камеру для сжигания. Поэтому часть газов дыма постоянно есть в загрузочной камере, что приводит к скапливанию смолы на её стенках.
Отзыв на котёл Холмова производства ТеплоПром
Чертежи котла длительного горения Холмова
Отличные технические характеристики твердотопливного котла Холмова и его простая конструкция поспособствовали тому, что появились различные чертежи и схемы, которые указывают на то, как правильно сделать агрегат такого типа самостоятельно.
Однако в полной мере и качественно выполнить дома такой котёл практически нереально. К тому же работы могут стать причиной несчастных случаев. Безопасность могут гарантировать лишь обогревательные котлы, выполненные в заводских условиях и имеющие сертификаты.
Как свидетельствуют отзывы пользователей, котлы на твёрдом топливе шахтного типа из всего модельного ряда устройств нагрева являются наиболее удобными, эффективными и простыми в обслуживании. Цена на них сравнительно невысокая, а наличие сложных элементов и механизмов в конструкции сведено к минимуму. Для тех, кто хочет иметь автономное отопление, котлы Холмова обеспечат много свободного времени и достаточный уровень комфорта.
Шахтные котлы (ШК) с длительным горением пиролизного типа или котлы Холмова является одной из разновидностей твердотопливных теплогенераторов. Они относятся к классу энергонезависимых и эффективных агрегатов, с принудительным или естественным движением газовоздушной среды.
Обычно, шахтные котлы изготавливаются на промышленных площадках, тем не менее, сегодня существует много конструкций выполненных своими руками умельцами с соблюдением требований нормативов и стандартов в области изготовления и безопасной эксплуатации котельных установок.
Многие устройства комплектуются энергоэффективными функциями с дополнительным контуром нагрева воды и баком-аккумулятором.
Котёл Холмова
Эта модификация печи отличается тем, что она оборудована двумя камерами — для установки теплообменника и отдельно для сжигания топлива. Эти устройства с нижним горением и высотой топки на всю высоту, что стало названием для них. Принцип действия зависит от конструкции.
Самыми популярными сегодня являются две конструкции:
- пиролизные котлы Холмова (ПК);
- обычного горения.
Топливо сгорает внизу закрытого топочного пространства. Вторая шахта меньшего размера, служит для дожига уходящих газов и охлаждения их в бойлере подогрева воды на отопление.
Энергонезависимые устройства контролируют температуру термостатом RT3, установленного на фронте конструкции. Для полноты горения топлива Подача воздуха в него, регулируется дверкой поддува расположенной на основной двери зольника.
Специальный ограничивающий затвор установлен для того, чтобы обеспечить минимальный воздухопроход. В верхней тыловой части агрегата находится патрубок для присоединения дымовой трубы, обеспечивающей естественную тягу.
Котел оборудован клапаном-отсекателем и компенсаторами на наружной части и внутри корпуса, предназначенных для предотвращения от разрыва сварных швов во время аварийного перегрева.
Принцип работы котла
Процесс генерации тепла происходит двумя способами: непосредственным сжиганием природного топлива и дожиганием пиролизной газовой смеси, образующейся из-за недостатка воздуха. Часть топлива тлеет, выделяя дым со смолой и сажей. Далее газы мигрируют сквозь угли, насыщаясь горючими составляющими, и превращаются в газогорючую смесь.
Эти агрегаты шахтного типа — с нижним горением. Процесс осуществляется на уровне 20.0 см нижней зоны топочного пространства. Верхнее топливо ждет в горячем резерве, пока нижнее догорит. Дымовые газы собираются примерно на уровне 30.0 см над топливом.
Основной объём первичного воздуха попадает под колосники и перемещается в часть агрегата для пиролизного дожига. Он захватывает дымовые газы над уровнем горения.
Шахты разделяет перегородка имеющая внизу малый просвет, через который пламя тягой затягивается из первой камеры в другую, где завершается полный дожиг горючих газов, омывающих с Т +850 С конвекционный теплообменник.
Радиационному нагреву подвергается отопительный контур в водяной рубашке котла шахтного типа, остататочное тепло передается теплообменнику конвекционного типа.
Достоинства и недостатки
Шахтный агрегат обладает такими основными преимуществами:
- Универсальность, доступность работы на разных видах топлива, в том числе и на жидком для модифицированных установок.
- Высокий КПД котла, производительность и автономность без дозагрузки топлива до 24 часов.
- Продуманная конструкция, упрощающая обслуживание, загрузка/выгрузка осуществляются через отдельные люки.
- Надежность и безопасность, поэтому загазованность помещения и отравление угарным газом, можно сказать, сведена на «ноль».
К недостаткам относят:
- повышенное сажеобразование и смолы при сгорании топлива;
- огромные габариты установки.
Изготовление шахтного пиролизного котла
Большим спросом сегодня пользуются модифицированные ПК, с высокими КПД, позволяющими сэкономить значительное количество топлива и функционирующие от одного заполнения более суток. Простота конструкции позволяет изготовить котел при наличии даже небольшого опыта сварочных работ.
Основание для создания эффективного котла Холмова своими руками послужит надежная конструкторская документация: чертежи, спецификации и расчеты, которые сегодня можно найти в интернете.
Выбирая нужный чертеж агрегата обращают внимание на объем загрузки устройства, чем он больше, тем продолжительнее будет работа и от чего зависит мощность теплогенератора.
Алгоритм создания котла своими руками.
- Выполняют основную частью устройства и разделяют его на две камеры, устанавливая перегородки и задвижки, для воздухоподачи.
- На металлический лист переносят схему деталей и вырезают их автогенном.
- Сваривают боковые элементы усиленным швом.
- Между бойлером и топкой в перегородке прорезают 2 отверстия — вверху и снизу около колосника.
- Устанавливают детали топки и обваривают их.
- Крепят задвижку у верхнего отверстия и закрепляют ее.
- Выполняют колосники с нарезкой узких продольных щелей.
- Размещают колосники на металлических уголках (чугунные) или приваривают (стальные).
- Выполняют дверки топки и зольника.
- Устанавливают и обваривают бойлер из труб 25 мм с водяной рубашкой.
- Обустраивают камеру дожига дымогазовой смеси, приварив перегородку рядом с колосником.
- Внизу выполняют отверстие, для установки воздушной трубы 50 мм с глухой заслонкой на выходном конце и множеством отверстий для создания равномерного воздушного потока.
- Топочную камеры изолируют шамотом, а далее она доутепляется базальтовой ватой, что повышает теплоэффективность котлоагрегата.
- Далее выполняют установку изготовленного оборудования, обвязку водяного и дымогазового трактов, монтаж отопления, после чего опрессовку системы.
Лучшие шахтные котлы
ШК пиролизного типа сегодня востребованы у населения, проживающего в одноэтажных и двухэтажных домах, поскольку они доказали свою эффективность и продемонстрировали простоту эксплуатации.
Рынок довольно быстро отреагировал на запросы покупателей и наполнился большим разнообразием агрегатов отечественных и зарубежных производителей.
В рейтингах покупок в сети 2019 году наибольшим спросом пользуются агрегаты со сроками эксплуатации более 20 лет и инновационными поверхностями нагрева.
Основные характеристики шахтных котлов.
Показатели | Пиролиз 43 Кп-10 | Heiztechnik ( 12 кВт | Wirbel ECO CK Plus 25 |
Цена | 67100 руб. | 215760 руб. | 277845 руб. |
Модель | 66694 | 90128 | 80023 |
Производитель | Пиролиз 43 | Heiztechnik | Wirbel |
Краткое описание | Продолжительность работы на 1 закладке до 10 час. КПД 85% до 90%. Энергоемкость, Низкое потребление топлива Автоматическое поддержание температуры отопления. | Мощность 12 кВт, новинка ЕС, инновационная техника. Экологический чистая установка отопления с усовершенствованной горелкой с автоподжогом и системой самоочистки . КПД — 91 %, температура нагрева – 85 С. | Универсальный агрегат для жидкого и твердого топлива. Диапазон нагреваемой среды – 40/90 С, КПД на твердом топливе – 85 %, на жидком – 90 % |
Мощность кВт: | 10 | 12 | 25 |
Вес, кг | 210 | 350 | 271 |
Габариты (ВхШхГ), мм | 1070х500х800 | 1370х1150х550 | 1260x915x1070 |
Диаметр дымохода, мм | 160 | 150 | 160 |
Страна производитель | Россия | Польша | Германия |
Таким образом, подведя черту, можно утверждать, что котлы шахтного типа – эффективные устройства с низким удельным расходом топлива. Такие агрегаты сегодня применяется для индивидуального отопления жилых и общественных, существенно снижая расходы владельцев на обогрев.
Котлом длительного горения называют котлоагрегат, способный поддерживать горение топлива и теплообразование в течение более длительного периода: сутки и более. Большинство моделей рассчитаны именно на 24-30 часов активности. Однако существуют твердотопливные котлы длительного горения, предполагающие загрузку раз в неделю, что существенно упрощает процесс топки.
Чтобы достичь такой продолжительности теплообразования на одной закладке, важно выбрать не только соответствующую модель, но и вид топлива, его характеристики и размер фракций.
Читайте в статье
Что из себя представляют котлы длительного горения с загрузкой до 7 дней
Помимо бóльших размеров, котлы столь долгого горения отличаются конструкцией и принципом работы, в камеру сгорания подается значительно меньше воздуха, топливо в ней не горит, а практически тлеет.
Устройство и принцип работы
Во-первых, помимо большей камеры сгорания, длительность работы обеспечивается принципом сгорания топлива « сверху-вниз «: сжигается только верхний слой, постепенно нагревая и зажигая все более нижние. Наглядно принцип сжигания можно увидеть на фото ниже.
Наглядный процесс длительного горения угля.
Загрузочная дверца находится как можно выше, чтобы камеру сгорания можно было заполнить полностью. В некоторых моделях (например, Stropuva S20U) воздух подается не снизу, а из воздушной камеры, находящейся сверху, которая так же является и рекуператором, подогревая воздух за ранее, что увеличивает КПД котла . Подается воздух при такой конструкции через телескопическую трубу-распределитель, которая с прогоранием топлива опускается все ниже и ниже, обеспечивая длительное равномерное прогорание.
Принцип работы котлов шахтного типа с верхней подачей на примере Stropuva S20U.
Вернуть распределитель воздуха в исходное положение можно потянув за трос, по его положению, к слову, можно определить и остаток топлива в камере сгорания.
Более традиционные модели (такие, как «Неделька» КО-60) имеют сложную, многоступенчатую систему отвода воздуха: разогретый воздух из камеры сгорания не просто вылетает в трубу, а проходит через многоходовый конвективный теплообменник, отдавая все оставшееся тепло теплоносителю.
Отзывы о котлах длительного горения с закладкой до 7 суток
Преимущества | Недостатки |
Время горения до 7 суток, что упрощает топку | Эффективность и длительность горения сильно зависит от используемого топлива |
Все еще относительно простая и надежная конструкция | Большие габариты и вес, что усложняет установку котлов в небольших котельных помещениях. Стоит за ранее продумать как котел будет заноситься в помещение. |
Модели в большинстве случаев энергонезависимые | Необходимость в более частой очистке |
При столь долгой активности на 1 закладке топлива сохраняется высокий КПД (87-92%) |
Требования к топливу
Хотя столь долгоиграющие котлы и можно топить дровами или дровяными пеллетами, длительность их горения будет не 7 дней, а в зависимости от характеристик топлива – 12-30 часов. Качественные пеллеты могут обеспечить теплообразование максимум до 72 часов, т.е. до 3 суток.
Для обеспечения длительности горения до 7 суток необходимо использовать уголь. Оптимальный по соотношению цена-качество – каменный уголь. Наибольшей теплоотдачей обладает антрацит, однако стоимость такого угля – 8000-8500 руб. за тонну, что не дешево. Также отличной теплоотдачей и длительностью горения обладает древесный уголь (особенно из твердых пород дерева – марки А).
Наихудшим вариантом является распространенный и наиболее доступный по цене бурый уголь, который сгорает в лучшем случае за 3-4 суток и имеет гораздо большую в сравнении с другими сортами зольность.
Кроме того, лучше топить слабоспекаемым (тип 31 или 32) и низкозольным (до 15 %) углём, чтобы избежать появления лишнего «мусора» и снижения КПД.
Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива
Длительность горения от 7 до 30 суток благодаря бункеру хранения
Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены
LIEPSNELĖ L20U
Неоднократно упоминаемая нами литовская модель, которая является одной из лучших среди котлов длительного горения. Отличается одной из наибольших камерой сгорания объемом 320 л, высоким КПД 91%, своей надежностью и всеядностью. Однако максимально допустимое рабочее давление – 1,5 бар, что не допускает установку котла во многих системах отопления закрытого типа с более высоким давлением.
При полной закладке дровами, котел может сохранять равномерное горение до рекордных 36 часов (важно использовать полена длиной не более 40-45 см), а на угле, соответственно, – до 7 суток. В целом модель абсолютно универсальная, в качестве топлива могут быть использованы дрова, опилки, стружка, пеллеты, уголь или даже торф, но важно помнить о длительности горения каждого из видов топлива.
Стоимость: 110 000-125 000 рублей.
Stropuva S20U
Отличная литовская модель, как и LIEPSNELĖ L20U – шахтного типа (подача воздуха сверху), что обеспечивает длительность горения (сверху-вниз) на одной закладке до 7 суток. Объем камеры сгорания 262 л. КПД универсальной модели S20U оптимальный – 85%. Котел имеет надежную, проверенную на практике, конструкцию. При топке дровами имеет существенные недостатки: высокие требования к сухости дров и высокий уровень образования на стенках топки дегтя. Производитель рекомендует использовать в качестве топлива каменный уголь. Вне зависимости от топлива, необходимо проводить очистку котла раз в 1-2 месяца.
Стоимость: 105 000 рублей.
НЕДЕЛЬКА КО-60
Известный котел длительного горения российского производства с пиковой мощностью 60 кВт и объемом камеры сгорания 160 л. При сжигании качественных сортов угля КПД достигает 92%. Теплообменник и котел изготовлены из особо толстой и прочной стали, что отразилось и на его весе в 420 кг. Несмотря на большую тепловую мощность, котел оптимально использовать в домах площадью около 150 м2. Для отопления дома площадью 200 м2 и более длительность горения будет меньше, порядка 4-5 дней.
Существенным недостатком модели является высокая цена, сравнимая с более качественными по сплавам и конструкции иностранными моделям. Тем не менее, котел представляет отличную альтернативу.
Стоимость: 130 000 руб.
Стимул ДГ-1 20
Еще одна модель отечественного производства с объемом камеры сгорания 110 л. Отличается верхним расположением теплообменников, что снижает вероятность образования конденсата и делает процесс их очистки более удобным. На практике, в виду небольшой топки, топливо редко горит до 7 дней, обычно длительность горения составляет 5-6 суток.