Дровяные котлы, каким должен быть котел для сжигания дров

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. Одним из самых распространенных традиционных твердотопливных источников являются дрова. Даже в эпоху развития альтернативных экологически чистых систем отопления и их повсеместного внедрения по многим параметрам они не могут даже приблизиться к природным качествам дров.

Дрова – это один из самых экологически чистых и энергоемких видов топлива. При росте дерево берет энергию от солнца и преобразует ее. При участии воды и минерального состава земли произрастает древесное волокно. Если дрова сжигать правильно, то в этом процессе остается только зола, которую можно использовать как удобрение, и нейтральный углекислый газ, участвующий 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, от которой происходит градация теплотворности древесины, ГОСТ 3243-88. Объемная удельная теплотворная способность березовых дров (ккал/дм³) - 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);
• Состояния 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 неодинакова.

Для компенсации неоднородности и различий теплотворных показателей той или иной партии заготовленных дров, учитывая вместительность топочной камеры, дровяные котлы должны иметь некоторые конструктивные особенности.

Конструкция бытовых дровяных котлов предполагает наличие просторной топки, позволяющей загрузить значительный объем дров необходимой длины. В северных регионах зачастую нарубить прямое полено длиной более 40 см представляется затруднительным. Из-за особенностей произрастания деревьев в холодных климатических условиях они приобретают более витую форму. Этот факт необходимо учитывать при проектировании дровяных котлов. В остальных регионах наибольшее распространение получили поленья 50-60 см, поэтому топка дровяного котла должна быть достаточной длины.

При сжигании дров выделяется большое количество пиролизных 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 этого топка дровяного котла должна быть достаточного размера, иначе топливо, которое не сгорело, будет осаждаться на стенках теплообменника или просто вылетать наружу через дымоход. Неполное сгорание топлива ухудшает КПД теплоагрегата и требует более частой чистки дымоотводных каналов от копоти и сажи.

Для того чтобы большой объем разогретых до высоких температур пиролизных газов успел при их 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, в этом случае эффективность дровяного котла снизится.

Исходя из того, что дровяное топливо неоднородно, а котел должен постоянно выдавать определенную рабочую (номинальную) тепловую мощность, он должен регулироваться по мощности в широком диапазоне. Для достижения необходимой температуры теплоносителя при подаче в систему отопления надо нужным образом отрегулировать дровяной котел.