Как правило, тот, кто впервые устанавливает у себя в доме автономное котельное оборудование, сталкивается с проблемами его эксплуатации. Не каждый, например, знает, как правильно топить котел углем, какой вид твердого топлива выбирать для обозначенных целей. Специалисты обращают внимание на то, что с любой печью нужно обходиться крайне осторожно, тщательно соблюдая все нормы противопожарной безопасности. Полезно также заранее ознакомиться с особенностями функционирования выбранного оборудования.
Как работает угольный котел?
Что такое угольный котел? Это простая установка, которая состоит из двух отделений. В верхнюю топку закладывается уголь. После его прогорания остаются зола и шлаки, которые попадают в нижнее отделение и удаляются оттуда по мере необходимости. Между камерами стоит обычная решетка из прочного чугуна.
Подобные печи могут быть дополнительно укомплектованы сложной автоматикой, которая позволяет переводить работу установки в автономный режим и управлять тягой. Если автоматики нет, угольные печи работают при помощи естественной циркуляции. Первый тип устройства имеет несколько эксплуатационных преимуществ, но ст о ят печи длительного горения куда больше простых устройств.
Автоматика работает предельно просто. Благодаря ей и работе вентилятора легко контролировать поступление кислорода в топку. Чем его больше, тем сильнее горит уголь, и тем быстрее прогорает топливо, отдавая максимальное количество тепла. Ограничение доступа кислорода приводит к обратному эффекту. Топливо горит медленнее, количество отдаваемого тепла уменьшается, зато увеличивается время прогорания угля.
Температуру прогрева регулирует специальный термодатчик. Режимы работы котла можно программировать. Если достигнута заданная температура, датчик срабатывает и отключает вентилятор. При этом подача кислорода уменьшается, и печь прогорает медленнее. Когда температура падает, вентилятор включается и начинает интенсивно нагнетать в топку кислород. Уголь опять активно разгорается. Если учесть подобные особенности работы твердотопливного котла, становится понятно, когда и как в печь закладывать уголь.
Температура воспламенения и другие параметры
Процесс горения угля – это химическая реакция окисления углерода, протекающая при высокой начальной температуре с интенсивным выделением теплоты. Теперь попроще: угольное топливо не может воспламениться подобно бумаге, для возгорания требуется предварительный нагрев до 370—700 °С в зависимости от марки горючего.
Ключевой момент. Эффективность сжигания угля в печи или бытовом твердотопливном котле характеризуется не максимальной температурой, а полнотой сгорания. Каждая молекула углерода соединяется с двумя частицами кислорода воздуха, образуя углекислый газ СО2. Процесс отражен в химической формуле.
Если ограничить количество поступающего кислорода (прикрыть поддувало, перевести ТТ-котел в режим тления), вместо СО2 образуется угарный горючий газ СО, выбрасываемый в дымоход, КПД горения существенно снизится. Чтобы добиться высокой эффективности, нужно обеспечить благоприятствующие условия:
- Бурые угли воспламеняются при температуре +370 °С, каменные – 470 °С, антрациты – 700 градусов. Требуется предварительный нагрев отопительного агрегата с помощью дров (опилочных брикетов).
- Воздух в топливник подается с избытком, коэффициент запаса составляет 1.3—1.5.
- Горение поддерживается за счет высокой температуры раскаленного слоя углей, лежащих на колосниковой решетке. Важно обеспечить проход кислорода через всю толщу топлива, поскольку воздух движется через зольник благодаря естественной дымоходной тяге.
Замечание. Исключением являются самодельные печки типа «Бубафоня» и цилиндрические котлы верхнего горения, где воздух подается в топку сверху вниз.
Теоретическая температура сжигания и удельная теплоотдача различных видов топлива показана в сравнительной таблице. Заметно, что в идеальных условиях любое горючее выделит максимум теплоты при взаимодействии с нужным объемом воздуха.
На практике создать подобные условия нереально, поэтому воздух подается с некоторым избытком. Реальная температура горения бурых углей в обычном ТТ-котле лежит в пределах 700…800 °С, каменных пород и антрацитов – 800…1100 градусов.
Если переборщить с количеством кислорода, энергия начнет расходоваться на подогрев воздуха и попросту вылетать в трубу, КПД печи заметно упадет. Причем температура огня может достигать и 1500 °С. Процесс напоминает обычный костер – пламя большое, тепла мало. Пример эффективного сжигания каменного угля ретортной горелкой на автоматическом котле представлен в видеосюжете:
Какой уголь выбирать для топки?
Что такое уголь? Это продукт растительного происхождения, в состав которого входят углероды и негорючие примеси. Именно они образуют после прогорания золу и шлакообразные вещества. Соотношение двух компонентов везде разное. Именно оно, а также «возраст» природного топлива определяет марку угля. Специалисты различают несколько разновидностей.
Самый «молодой» вид угля — лингит. Он имеет довольно рыхлую структуру. Если взять в руки комок лингита, он быстро рассыплется и потеряет форму. Такой уголь чаще всего используется в тепловых электростанциях, а вот для отопления дома лингит не подходит.
Кроме лингита добываются еще и бурый, каменный уголь, антрацит — самые древние отложения углеродов. Все разновидности имеют разный уровень влажности. В буром угле, например, влажность составляет 50%, в антраците ее порог не превышает 7%. Поэтому антрацит имеет самую высокую удельную теплоту. Ее показатели составляют 9 тыс. ккал/кг. Меньший показатель у каменного угля — 5,5 ккал/кг. У бурой разновидности удельная теплота составляет всего 3 ккал/кг. Учитывая все это, легко понять, какой вид топлива приобретать для протапливания дома.
Как правильно использовать твердотопливные установки?
Принцип работы твердотопливного котла известен, решен вопрос и с выбором разновидности угля. Осталось научиться правильно топить печь. Существует несколько простых правил, усвоить которые должен каждый, кто выбирает описываемые установки для организации отопления загородного дома.
Запомните! Сначала печь необходимо подготовить к растопке, затем правильно загрузить в нее топливо. Во время его горения за установкой необходимо пристально следить, вовремя удаляя продукты сгорания.
Остановимся на всех этих моментах более подробно.
Готовим печь к растопке
Если печь в загородном доме используется от случая к случаю, перед началом ее эксплуатации в целях безопасности необходимо исключить наличие трещин внутри кладки.
Чем они опасны? Через них в помещение могут проникать продукты сгорания и угарный газ, который должен при помощи тяги выводиться наружу. Если подобный дефект обнаружен, его обязательно перед растопкой необходимо устранить, замазав щели смесью глины и песка. В противном случае при нагреве трещины могут еще больше увеличиться в размерах. И это приведет к возникновению опасных ситуаций.
Осматривая печь снаружи, убираем подальше от нее легковоспламеняющиеся предметы и чистим ее внутри. Выгребаем золу и шлаки при помощи лопатки, освобождая внутреннее отделение. Целесообразно сухой тряпкой протереть и внутренние стенки топки. Если этого не сделать, то во время растопки пыль начнет гореть, наполняя комнату неприятным запахом.
Топить угольную печь необходимо несколько раз в день. Продолжительность одной топки не должна превышать двух часов. Для загрузки лучше использовать хорошо просушенный уголь средней фракции.
Обратите внимание! Влажное топливо при горении выделяет пар. Он образует конденсат, который оседает внутри дымохода. Смешиваясь с сажей, конденсат формирует кокс, который постепенно забивает проход дымохода, сужая его. А это приводит к проблемам с тягой.
Для розжига угля нельзя использовать хозяйственные отходы, а также легковоспламеняющиеся жидкости — бензин или керосин. Нельзя во время горения оставлять печь без присмотра. Особенно строго это правило необходимо соблюдать, если в доме есть маленькие дети или животные.
Как правильно растапливать уголь?
Топить печь необходимо следующим образом:
- Сначала на дно топки укладываем листы газеты или любой другой сухой бумаги. Поверх нее располагаем слой мелких древесных щепок. А на них горкой укладываем небольшие дрова, например, березовые поленья. Чтобы они быстрее разгорелись, их необходимо сложить в виде колодца или небольшого шалаша.
- Поджигаем бумагу. Дверцу печи закрываем, а поддувало открываем. При помощи него легко контролировать интенсивность горения топлива. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее прогорает закладка дров.
- После того как дрова полностью прогорят, и от них останется лишь кучка тлеющей золы, нужно прямо на нее уложить 15-сантиметровый слой мелкого угля.
Обратите внимание! Открывая дверцу для загрузки топлива, обязательно закройте поддувало .
- Когда 15-сантиметровый слой угля хорошо прогорит, прямо на него укладываем более крупный уголь и сооружаем подушку высотой в 60 см. Предварительно полезно прогоревшее топливо хорошенько поворошить, что улучшит циркуляцию воздуха и предотвратит спекание угольной массы. Уголь можно укладывать, открыв дверцу топки.
Обратите внимание! Некачественное твердое топливо имеет свойство коксоваться. Поэтому опытные печники советуют прокладывать слой угля слоями дров. Такой многослойный пирог позволит установке хорошо разгореться и отдать максимальное количество тепла.
- Чтобы правильно растопить печь, лучше действовать так — открыть зольник и дать бумаге с щепами прогореть при помощи естественной циркуляции. Так удастся хорошо прогреть дымоход. По мере разгорания топлива тяга будет увеличиваться, поэтому нужно потом закрыть зольник и включить вентилятор.
Как хранить уголь
При покупке сразу большого количества топлива нужно знать, как его хранить. Если соблюдать правила хранения, уголь не потеряет свои изначальные свойства.
Срок хранения
Приобретать твердое топливо выгодно сразу в большом количестве. Но, как и любой другой горючий материал, уголь имеет срок хранения, который зависит от месторождения и марки.
Интересно, что каменный уголь может миллионы лет находиться в земных недрах без потери своего качества. Однако после добычи он немедленно начинает взаимодействовать с окружающей средой. Наиболее опасна для него встреча с кислородом – то есть окисление. Оно разрушает структуру сырья и приводит его в негодность.
Чем крупнее куски угля, тем больше времени потребуется на окисление. Например, каменный уголь фракции выше 100 мм может храниться без потери качественных характеристик до 3 лет, с размером кусков до 100 мм – около 1 года, а топливо мелкой фракции – меньше 24 месяцев. Фракция 20-40 мм, которую вы можете приобрести в нашей компании, сохраняет свое качество в течение одного сезона. То есть, заготавливать такой уголь на несколько зим не имеет смысла.
Требования к помещению
Идеальное место для хранения – темное, закрытое и хорошо проветриваемое. Материал можно расфасовать в мешки или ящики из дерева. Уголь можно положить во дворе. Для этого используют площадку, в которую засыпают уголь, утрамбовывают для снижения возд ушной прослойки. Для продления сроков хранения желательно закрыть топливо крышкой или полиэтиленом.
Рассмотрим на конкретном примере. На отопительный сезон надо 3,5 тонны угля (около 4,5 кубов). Значит, нужно помещение 4 м2 и еще участок для прохода. Желательно, чтобы в помещении была резервная площадка (не меньше 5% от площади). Она понадобится для освежения каменного угля при долгом хранении и охлаждении, если он разогрелся.
Лучше всего, если помещение для хранения угля будет рядом с котельной. Так не придется таскать тяжелые ведра на большие расстояния. В нем должны быть обустроены дренажные сооружения для отвода талых, дождевых и грунтовых вод.
Склад нельзя оснащать разными коммуникациями – газопроводом, источниками тепла, электрическими линиями. Кроме того, он не должен стоять там, где проходят подземные коммуникации – электрические кабели, трубопроводы и так далее.
Всегда нужно помнить о том, что каменный уголь может воспламениться. Именно поэтому при хранении этот фактор обязательно учитывается. Размещать топливо нужно , хорошо уплотняя мелкие кусочки. Ведь самовозгорание, которое возникает из-за проникновения воздуха в слои угля, может спровоцировать пожар. Самовозгорание может возникнуть в местах соприкосновения разных видов топлива, разных марок углей. Также нельзя выгружать свежий уголь на площадку, которая плохо очищена от остатков старого топлива.
Хранение угля в помещении или под навесом помогает сохранить качественные характеристики топлива на больший срок. Но не всегда есть возможность хранить его в закрытых условиях.
Хранение угля на улице
Лучше всего, если вы найдете сухое и темное место для складирования топлива. Это может быть сарай, навес и другие хозяйственные постройки. Можно приобрести специальный бункер – металлический ящик с закрывающимся люком. Подойдут и холщовые мешки (в них будет удобнее переносить уголь к котлу).
Не страшно, если уголь будет храниться и под открытым небом. Что касается осадков – они топливу не страшны. Но для того, чтобы уголь не потерял своих свойств, нужно придерживаться нескольких рекомендаций по складированию материала.
Итак, если вы вынуждены хранить уголь на улице:
- Выбирайте под материал ровную, очищенную от мусора площадку. Она обязательно должна располагаться в незатопляемом, несколько возвышенном месте (чтобы при весеннем половодье или в дождливое время вода не подмачивала уголь снизу). Грунт под материалом должен быть сухим или мерзлым.
- Желательно, чтобы основание под углем было твердым. Можно выложить его кирпичами, плиткой, в конце концов – постелить доски или уложить деревянные паллеты.
- Выбирая площадку, убедитесь, что рядом нет и не предполагается открытых источников огня. Также проследите, что рядом с углем не будет находиться оборудование, которое работает при высоких температурах (например, сварка).
- Перед тем, как засыпать на площадку материал, постелите под ним брезент. Так уголь будет сухим, без снега и листвы.
- Периодически пересыпайте и ворошите материал (особенно во время заморозков). Это необходимо для того, чтобы уголь на открытом воздухе не смерзался.
Как видите, данный материал достаточно прихотлив к условиям хранения. Однако это компенсируется его высокой эффективностью.
Выбор угля как топлива и котла для него
Вашему вниманию подборка материалов:
Все, что нужно знать об отоплении и климат-контроле Особенности выбора и обслуживания котлов и горелок. Сравнение топлива (газ, дизель, масло, уголь, дрова, электричество). Печи своими руками. Теплоноситель, радиаторы, трубы, теплый пол, циркуляцинные насосы. Чистка дымоходов. Кондиционирование
Анализ стоимости отопления показал, что самым дешевым вариантом является отопление углем. Газа у меня нет, так что эта альтернатива не рассматривается. Другие варианты отопления обходятся в разы дороже.
Эксплуатация угольного котла требует регулярного добавления в него угля. Это нужно делать 2 – 3 раза в сутки. Это не проблема. Добавляю утром, перед отъездом и вечером, после приезда, и немного подкидываю перед сном. Уголь, в отличие от дров, прекрасно может медленно и постепенно гореть в котле в течение 12 часов.
Для отопления был выбран котел BOSCH 2000 B K 16-1 S61, исходя из его небольшой стоимости, известного бренда и габаритов, соответствующих моим требованиям. Дело в том, что котел должен был встать на место печки – буржуйки. А место там очень ограниченное.
В качестве топлива был выбран уголь ДПК. Это топливо идеально подходит для указанного котла. С одной стороны, такой каменный уголь хорошо горит в этом котле, с другой, он обладает достаточной теплотворной способностью, чтобы обеспечить мой дом теплом.
Уголь или дерево?
Поддержать горение на протяжение продолжительного времени поможет вдумчивый выбор топлива. Уголь здесь существенно выигрывает перед древесиной.
Правда, чтобы теория сработала на практике, помните: ваш котёл должен иметь большую топку. Иначе у системы просто может не хватить ресурсов. И при хорошем топливе вы не сможете достичь нужный эффект.
Методика расчёта
- Выясните мощность котла (берите данные производителя из паспорта на оборудование с учетом КПД).
- Возьмите во внимание объём камеры и фактический объём загрузки топлива. Здесь нужно учитывать и паспортные данные, и реальный объём топлива. При использовании дров он может, например, существенно уменьшаться из-за особенностей укладки. Из-за зазоров между дровами величина коэффициента укладки достигает цифры 0,35-0,5.
- Теперь можно переходит к расчетам.
Допустим, у вас есть котел мощностью 12 квт и КПД = 70%. Объем его камеры составляет 33 литра. Топка будет производится древесиной плотностью 650 кг на 1 метр кубический.
При объеме 0,033 метров кубических теоретическая вместимость топки составляет 21 дровяных поленьев (650х0,033), практическая – 8 (21 х 0,4)
Остаётся просчитать теплотворную способность закладки. Для этого количество дров следует умножить на калорийность (8х4200 ккал = 33600 ккал). Это соответствует 39 квт. Данное число нужно умножить на КПД оборудования (39х0,7 = 27 квт), а полученный результат разделить на мощность Нехитрое вычисление показывает: реальное время горения вашего котла длительного горения составляет 2,25 часа.
Возможные причины ограничения доступа:
Доступ ограничен по решению суда или по иным основаниям, установленным законодательством Российской Федерации.
Сетевой адрес, позволяющий идентифицировать сайт в сети «Интернет», включен в Единый Реестр доменных имен, указателей страниц сайтов сети «Интернет» и сетевых адресов, позволяющих идентифицировать сайты в сети «Интернет», содержащие информацию, распространение которой в Российской Федерации запрещено.
Сетевой адрес, позволяющий идентифицировать сайт в сети «Интернет», включен в Реестр доменных имен, указателей страниц сайтов в сети «Интернет» и сетевых адресов, позволяющих идентифицировать сайты в сети «Интернет», содержащие информацию, распространяемую с нарушением исключительных прав.
