Дровяные котлы, выбор наиболее выгодной конструкции котла

Дровяные котлы, выбор наиболее предпочтительной конструкции котла для сжигания дров

В нашей стране степень доступности того или иного твердого топлива сильно отличается в зависимости от регионов проживания. Самым распространенным традиционным твердотопливным источником энергии были и остаются дрова. Даже в эпоху развития альтернативных экологически чистых систем отопления и их повсеместного внедрения, по многим параметрам они не могут даже приблизиться к свойствам и качествам дров. Дрова – это один из самых экологически чистых и эффективных видов топлива. При росте дерево берет энергию от солнца, преобразует ее, при участии воды и минерального состава земли произрастает древесное волокно. При правильном сжигании дров остается только зола, которая может быть использована в дальнейшем в качестве удобрения, и нейтральный углекислый газ, участвующий впоследствии в обменных процессах произрастания растений.

С точки зрения однородности топливного сырья, дрова – это самый непостоянный источник энергии. Теплотворные способности дров могут сильно отличаться в зависимости от многих факторов:

- породы дерева. Например, по градации теплотворности древесины, ГОСТ 3243-88, при влажности 20%. Объемная удельная теплотворная способность дров (ккал/дм³) из березы – 1389÷2240, а из тополя - 839÷1370 (значительно меньше);

- влажности дров. Сухие дрова в котле горят дольше и выделяют больше тепла, а влажные сгорают быстрее, тепла от них меньше (часть теплоты расходуется на выпаривание из них излишней влаги в процессе горения);

- состояние древесины (процент гнили). Гниль ухудшает качество дров и уменьшает их теплотворность;

- теплотворность дров, полученных из одинаковых пород дерева, но имеющих различные регионы произрастания, за счет изменения плотности древесины в зависимости от насыщения почвы водой, также не одинакова.

Для компенсации неоднородности и различий теплотворных показателей той или иной партии заготовленных дров, а также исходя из вместительности топочной камеры, дровяные котлы должны иметь некоторые конструктивные особенности.

Конструкция дровяных бытовых котлов предполагает наличие просторной топки, позволяющей загрузить значительный объем дров, необходимой длины. Для более северных регионов, при заготовке дров, например березовых, зачастую нарубить прямое полено, длиной более 40 см представляется затруднительным, из-за особенностей произрастания деревьев в холодных климатических условиях (дерево имеет более витую форму), поэтому данную специфику тоже необходимо учитывать в конструкции котлов. Тем не менее, наиболее широко для отопления используют дрова с длиной полена 50-60 см. Поэтому топка дровяного котла должна быть достаточной длины.

При сжигании дров выделяется большое количество печных газов. В одной тонне дерева их находится более 700 кг! Это очень высокий показатель. Для того, чтобы весь этот объем газа сгорел, необходимо, чтобы он перемешался с воздухом. Для эффективного перемешивания печных газов, топка дровяного котла должна иметь достаточное для этого пространство, иначе большое количество несгоревшего топлива будет осаждаться на стенках теплообменника и дымохода, или просто вылетать наружу через трубу. Неполное сгорание топливо ухудшит показатели экономичности и эффективности отопительного прибора и потребует более частой чистки дымоотводных каналов от копоти и сажи.

Для того, чтобы большой объем разогретых до высоких температур печных газов, успел при его движении по газоходу, передать тепло через стальную стенку теплоносителю, площадь эффективного теплосъема у дровяного котла должна быть достаточной. Поэтому теплообменник должен быть развитым, со значительной площадью нагрева. Оптимальная толщина стальной стенки – 4-5 мм. Более толстый металл будет замедлять теплообмен, эффективность дровяного котла снизится.

Исходя из того, что дровяное топливо неоднородно, а котел должен постоянно выдавать определенную рабочую, номинальную тепловую мощность. Дровяной котел должен иметь возможность регулировки мощности в широком диапазоне. В этом случае, для достижения необходимой температуры подачи теплоносителя в систему отопления, надо будет просто нужным образом отрегулировать дровяной котел.