Относительно новая разовидность котлов на твердом топливе - газогенераторные котлы. Если в обычных твердотопливных котлах править процессом горения на практике нереально, то в газогенераторах производительность регулируется от 30 до 100%. В качестве топлива используются сухие деревянные чурки (влажность не больше 20%).

В различие от традиционного твердотопливного котла газогенератор нуждается в электроэнергии. Зато он свободен от многих недостатков традиционных твердотопливных котлов: у него большой КПД, он экологичен (угарный газ не поступает в дымоход, как при обычном сгорании дров, а служит сырьем для образования горючего газа). Дрова в газогенераторе неспешно тлеют, а тот самый ход, как и ход горения инертного газа, несложно регулируется за счет количества подаваемого воздуха.

Рассмотрим подробнее ход горения дерева с образованием горючего газа, то есть то, что происходит в газогенераторе.

Бункер для топлива устроен так, что к находящимся в нем дровам подается недостаточно кислорода. Поэтому вместо обыкновенного горения в этом месте происходит тление в большом объеме. Из-за недостатка кислорода в результате горения древесина разлагается на углерод, водяной пар, смолы и масла. Далее углерод соединяется с кислородом, но образуется не СО2 у а СО — первостепенной важности компонент горючего газа; смолы и масла, содержащиеся в древесине, разлагаются, выделяя водород и метан. Все это образует генераторный газ с высокой теплотворной способностью.

Этот газ проходит сквозь огнеупорную керамическую форсунку в камеру сгорания, где обеспечивается вероятность его горения благодаря наддуву дополнительного воздуха. Смесь воздуха с газом воспламеняется в присутствии катализатора, причем помимо горения самого газа происходит дожигание тяжелых соединений и сажи.

Таким образом:

при обычном сжигании дров имеет место поверхностное горение, при котором в дымоход улетает непочатый край тяжелых соединений и угарного газа — то есть веществ, с одной стороны, токсичных, с другой — способных пламенеть и уносящих в трубу неиспользованные калории;

при объемном тлении в условиях нехватки кислорода практически все способное полыхать в виде генераторного газа и увлекаемых им частиц поступает в верхнюю камеру, где отдает на практике все калории, так что в трубу уходит нетоксичный и негорючий дым.

В различие от специализированных дровяных котлов, для которых влажность дров не играет роли, газогенераторы требуют сухого топлива. Зато помимо дров годятся опилки, щепа, стружка, обрезки, а ещё сухие брикеты, мешанина дров и древесных отходов, торф (не все виды), мешанина торфа и древесных отходов (опилок и т. д.), а кроме того целлюлозосодержащие отходы пищевой и легкой промышленности.

Генераторный газ горит бесцветным (белым) пламенем, в случае если расход первичного и вторичного воздуха верно отрегулирован и если топливо сухое. При повышении влажности дров растёт численность копоти, дегтя и конденсата, снижается теплотворная способность газа.

Газогенераторные котлы являются одноконтурными, они предназначены для систем отопления с принудительной циркуляцией и не производят горячей бытовой воды.

Двухтопочные котлы.

Обычно Двухтопочные котлы делаются из стали. Необходимиости в их перенастройке при переходе от твердого топлива к газу либо жидкости нет - имеются разделительные камеры: одна - для твердого топлива, иная - для установки горелки с наддувом газа (для газа либо жидкого топлива). Поскольку любая топка сконструирована так, чтобы снабдить лучшим образом горение своего вида топлива, такие котлы, разумеется, эффективнее однотопочных. К тому же все уже отлажено в заводских условиях и в всякий миг готово к работе. Топки на работу друг друга никак не влияют, потому как сообщаются только через совместный дымосборник. Как правило, такие котлы универсальные — в них предусмотрена вероятность установки электроТЭНов.

Двухтопочные котлы во что бы то ни стало имеют второй контур-теплообменник для горячего водоснабжения дома или встроенный бойлер.

Автоматизированные котельные.

Автоматизированный топочный аппарат (АТА) сочетает в едином моноблоке твердотопливный котел и стоккер.

Стоккер (бункерная горелка) — это цельнометаллический ящик (бункер) объемом 0,5-1 м3, оборудованный шнековым транспортером для подачи топлива, переходящим в горелочное устройство с вентилятором наддува. Дрова в этом месте не годятся: топят АТА древесной щепой (5-50 мм), стружкой либо гранулами из прессованных опилок и мелкой стружки (пеллетами). 12-15 кубометров такого топлива заменяют тонну солярки.

Таким образом, стоккер, либо бункерная горелка, позволяет автоматизировать ход горения древесного топлива наподобие того, как это делается в газовых либо жидкотопливных котлах. Действительно, газовая либо жидкотопливная горелка подает топливо безостановочно по мере сгорания. Расход топлива регулируется в зависимости от температуры воды. Стоккерная горелка для того и оборудована гаджетом подачи топлива, чтобы скоростью подачи топлива можно было править.

Подача топлива в стоккере регулируется датчиком температуры воды на выходе из котла — при ее снижении на 5° С ниже установленного значения по сигналу терморегулятора на немного секунд включается электродвигатель шнека и доля топлива подается в горелочное устройство, в котором все время поддерживается тлеющий заряд.

Дутьевой вентилятор подает воздух в горелочное устройство, и температура воды в котле повышается. Как только она достигнет верхнего предела, вентилятор на автомате отключается.

Две системы защищают стоккер от проникновения огня по шнеку. Первая следит за температурой кожуха топливоподающего шнека. При повышении температуры до 40-45°С особый термостат отключает дутьевой вентилятор и подачу топлива. Вторая система при температуре топливоподающего кожуха 70-8 5°С заливает водой подающий шнек и горелочное устройство.

Котел с гидроаккумуляторным баком.
1 - котел; 2 - главный стояк; 3, 4 - отсекающие краны; 5 - гидроаккумуляторный бак; 6 - насос; 7 - расширительный бак; 8 - подающая линия; 9 - обратная линия; 10 - радиаторы

Традиционная кирпичная печь вслед за протопкай продолжительное время хранит тепло, запасенное кирпичной кладкой печи и дымоходов. Твердотопливный котел тепла на практике не запасает, потому его приходится топить вечно, что неэффективно — в трубу уносится невесть сколько тепла, к тому же сажа образуется так действенно, что чистка становится постоянной заботой.

Почему бы не запасать тепло, в то время как дровишки горят? Именно с данной целью производятся гидроаккумуляторы тепла: баки с горячей водой. Объем такого бака должен быть довольно велик (до 500 л). Подобно кирпичной кладке, влага в баке запасает только тепло, в то время как дровишки горят интенсивно, а следом исподволь отдает это тепло в контур системы отопления. В результате топить позволительно раз в 2-3 дня, что экономит топливо, обеспечивая непрерывный обогрев дома.

Самые легкие и распространенные — однотопочные котлы с чугунной либо железной топкой. Чугунные котлы чаще всего делают составными, из нескольких секций (образующих топку котла с рубашкой, по которой циркулирует вода) и газохода. Количество секций зависит от мощности котла.

Чугунные котлы имеют более значительный срок службы, чем стальные (до 50 лет и 30 лет соответственно), но в этом случае ремонтировать их приходится чаще. Впрочем, вероятность замены прогоревшей секции облегчает данную процедуру.

Чугунные котлы способны вкалывать в сетях отопления с естественной циркуляцией, то есть не зависят от наличия электричества. У стальных котлов есть модели, которые не позволяют функционировать без циркуляционного насоса, так как гидравлическое сопротивление тепообменника котла уж очень велико. Чугунные котлы тяжелее - для них требуется пол либо фундамент. По деньгм они дороже стальных.

Самый нешуточный изъян большей части чугунных котлов — отсутствие второго контура (теплообменника для горячего одоснабжения).

Стальные котлы менее инерционны, чем чугунные: они быстрее выходят на заданный порядок и точнее его поддерживают. Но по сравнению с чугунными они больше капризны по отношению к углю: для его использования необходимо вносить изменения: менять колосники на чугунные либо водоохлаждаемые.

Зато стальные котлы как правило оборудованы змеевиком — теплообменником для нагрева санитарной воды (горячего водоснабжения), а в некоторых моделях предусмотрена вероятность устанавливать электроТЭНы (6-12 кВт) для экстренного нагрева воды в межсезонье.

Однотопочные котлы при переходе с одного вида топлива на прочий приходится перенастраивать. Это связано с тем, что параметры камеры, обеспечивающие большой КПД, для каждого топлива свои. При использовании дров необходима свободная топка и не требуется многооборотный дымоход, снижающий тягу.

При использовании же горелки с наддувом воздуха тяга не требуется — она обеспечивается наддувом, а вот многооборотные дымоходы, напротив, нужны — газы по сравнению с продуктами сгорания дров имеют шибко высокую температуру, и им требуется немаленькая поверхность дымохода, чтобы поспеть возвратить ей родное тепло. Эти перенастройки несложны, они под силу владельцу и детально оговорены в инструкциях: требуется снять одни детали, определить на место другие. Исключение составляет газовая горелка, ее должен снимать и устанавливать только специалист-газовщик.

Однотопочные котлы нередко снабжены термоманометром, что показывает температуру и давление теплоносителя отопительного контура, а кроме того датчиками температуры дымовых газов, горячей воды системы водоснабжения.

Чисто твердотопливные котлы подчас оснащаются механическим терморегулятором (термобаллоном), шток которого соединен цепочкой с дверцей поддувала. Открывая либо прикрывая дверцу поддувала, он регулирует подачу воздуха в зону горения, поддерживая либо заданную температуру теплоносителя в водяной рубашке котла, либо заданную температуру дымовых газов.

Отдельно стоит упомянуть группу котлов, предназначенных лишь для дров и древесных отходов и обеспечивающих высокоэффективное горение (КПД до 78%). Топка у таких котлов рассчитана на крупный объем дров (одна закладка обеспечивает 6-10 часов работы). Эффективность горения достигается применением ряда новшеств по сравнению с традиционной топкой. Так, благодаря нарочно направленным воздушным потокам обеспечивается так называемое нижнее горение, когда дровишки тлеют у колосника, а продукты сгорания устремляются в нижнюю камеру, под колосником, там и дожигаются. Имеются модели, рассчитанные как на естественную тягу, так и на принудительную (наддув). Эти котлы не нуждаются в сухих дровах — годятся и влажные.

Печку, как известно, топят дровами, углем, брикетами торфа и т.д. Все это — твердое топливо. Твердотопливные котлы были весьма популярны до середины 50-х годов XX века: топливо для них наиболее доступное и дешевое. Для России твердотопливные котлы больше чем актуальны — дровами владельцу загородного дома запастись легче всего: позволительно заготовлять их в лесу; лесопилки типично задаром либо по-дешевке отдают отходы разделки бревен. Уголь, более того сортированный антрацит, кроме того оказывается как правило дешевле солярки.

Экологический момент становится ещё одним, все больше весомым аргументом в пользу древесины как единственного возобновляемого и экологически чистого топлива на планете Земля.

Известный факт, что в продуктах сгорания природного газа и высокосернистого мазута присутствует сильнейший отравляющий яд бензапирен, причем в концентрации, в сотни раз превышающей ПДК (предельно допустимую концентрацию).

С талой весенней водой тот самый отравляющий яд, осевший в окрестностях жилья, смывается в ближний водоем либо колодец — дальше к нам в пищу. Поэтому экологически чистые твердотопливные котлы переживают сегодня второе появление на свет.

Как еще один резоный момент в пользу таких котлов: в различие от газовых и жидкотопливных, они не требовательны к качеству подаваемого в топку воздуха, в частности к строительной пыли.

Промышленность предлагает достаточно просторный спектр дровяных и угольных котлов отечественного производства, цена которых варьируется в весьма широких пределах.

Можно условно поделить все твердотопливные котлы на 3 (три) категории:

традиционные (где топливо—уголь, деревянные чурки, торф);

комбинированные (кроме твердого топлива они могут трудиться на газе либо солярке, для чего требуется определить соответствующую горелку). Обычно, дровяная топка служит резервным вариантом на момент отсутствия солярки либо слабого давления газа, что нередко бывает зимой в сильные морозы;

универсальные, которые работают на твердом, жидком и газообразном топливе, как и комбинированные, но ещё имеют встроенные электроТЭНы. Электронагреватели имеет толк включать ночью, когда действует невысокий тариф на электроэнергию, либо в экстренных ситуациях.

Конструктивно и технологически твердотопливные котлы делятся на такие группы:

стальные и чугунные;

с одной топочной камерой либо с двумя;

одноконтурные (отопительные) и двухконтурньхе (отопительные и водогрейные).