Твердото́пливный котёл — отопительное устройство, выполненное из стали или чугуна, которое выделяет тепловую энергию в процессе горения твёрдого топлива. В бытовых моделях подача топлива осуществляется в ручном режиме, в промышленных вариантах осуществляется автоматическая подача топлива и извлечение золы. Используется чаще всего как резервный или в местах, где нет газопровода.
В качестве топлива для твердотопливных котлов используют торф, дрова, уголь, кокс или топливные гранулы (пеллеты) — недорогую альтернативу газу и нефти. Сжигание отходов деревообработки и сельскохозяйственного производства (опилок, щепы, подсолнечной лузги) позволяет заодно решить проблему их утилизации .
Современные котлы снабжаются электронными системами управления, хотя более дешёвые конструкции котлов управляются "вручную", что делает их энергонезависимыми и надёжными. Котлам требуется своевременная чистка от сажи и накипи. Накипь значительно уменьшает передачу тепла от стенки котла к воде, из-за чего происходит перегрев металла и в дальнейшем его повреждение. Сажа также препятствует полноценному теплообмену между продуктами горения и трубами котла, вследствие чего снижается температура воды (пара) в котле.
Многие современные твердотопливные котлы имеют достаточно высокий уровень безопасности, автоматизации и КПД. Колебания тепла при использовании таких котлов составляет не более 5°С.
Механизм автоматического поддержания температуры у традиционных твердотопливных котлов:
На твердотопливном котле установлен регулятор температуры, который контролирует текущую температуру воды в котле. Регулятор температуры с помощью стальной цепочки соединён с заслонкой подачи воздуха. В случаях, когда температура теплоносителя становится выше заданной на шкале регулятора, заслонка посредством регулятора автоматически прикрывается и процесс горения замедляется. Когда температура понижается, то заслонка приоткрывается.
Также в некоторых моделях используется возможность поддержания температуры как автоматикой так и регулятором тяги. Автоматическое управление котлом состоит из комплекта нагнетающего вентилятора + контроллера режима работы. Для этого в котле предусмотрена специальная гильза. Куда вставляется щуп снимающий показатели температуры воды водяной рубашки. Далее контроллер задает обороты и выстраивает режим работы нагнетающего вентилятора, создающего тягу в котле согласно заданной пользователем температуры и показателям температурного щупа в гильзе.
Автоматика способна увеличить горение дров на одной закладке от 1,5 до 2-х часов.
Виды твердотопливных котлов:
Твердотопливные котлы условно можно классифицировать по следующим признакам:
по типу загрузки топлива:
ручные или засыпные — загрузка происходит ручным способом через загрузочную дверь;
автоматические — подача топлива осуществляется специальным механизмом: шнековым или поршневым.
по типу материалу теплообменника:
стальные;
чугунные.
по виду используемого топлива:
котлы на дровах — основным топливом для данных котлов являются сухие (до 20 % влажности) дрова;
котлы на угле — основным топливом для данных котлов является ископаемый уголь;
пеллетные котлы — для данных котлов в качестве топлива используются топливные гранулы (пеллеты);
котлы на смешанном топливе — в данных котлах допускается сжигание нескольких видов топлива;
по способу сгорания топлива:
котлы с естественной тягой — в данных моделях процесс сгорания топлива контролируется термостатическим тяговым регулятором без дополнительной подачи воздуха;
котлы с дополнительной тягой — в отличие от котлов с естественной тягой данный вид оснащен вентилятором, который дополнительно подает воздух в топку, а мощность вентилятора регулируется в зависимости от сжигаемого топлива и дымовой тяги;
пиролизные котлы — это котлы с более сложным механизмом горения, который заключается в том, что дрова в первичной камере сгорают в низкокислородной среде и при этом выделяется горючий газ, который воспламеняется во вторичной камере;
котлы длительного горения — в данных котлах процесс горения происходит послойно сверху вниз или только снизу, за счет чего на одной закладки топлива достигается более длительный и равномерный прогрев теплоносителя;
Преимущества твердотопливных котлов
доступность;
использование нескольких видов топлива;
невысокая стоимость топлива;
автономность (не требуется подключение к электрической сети и других коммуникаций);
пиролизные котлы имеют высокий коэффициент полезного действия и большое время работы на одной загрузке.