Як працює нижнє горіння в шахтних котлах: повний огляд для українських споживачів

В умовах зростаючих тарифів на енергоносії пошук ефективних і економних систем опалення стає дуже актуальним. Одним із популярних варіантів для приватних будинків в Україні є твердопаливні шахтні котли з нижнім горінням, або як їх ще називають, котли Холмова. У цій статті розглянемо, як саме працює цей тип котлів, їх унікальні технологічні особливості, переваги та практичні рекомендації для користувачів.

Що таке шахтний котел з нижнім горінням?

Шахтний котел — це теплоенергетичний агрегат, де паливо (здебільшого дрова або вугілля) завантажується у вертикальну топкову камеру — «шахту». Особливістю є те, що горіння відбувається не хаотично за допомогою надходження повітря зверху, як у класичних котлах, а пошарово знизу догори. Цей процес називається нижнім горінням і забезпечує максимально повне згоряння палива.

Стандартний об’єм закладки у таких котлах — 20-40 кг дров. Наприклад, для котла потужністю 12 кВт висота завантаження шахти може становити близько 50 см. Паливо горить у нижній зоні на колосниковій решітці, до якої подається необхідна кількість кисню. Верхні шари палива поступово нагріваються і висихають під дією гарячих димових газів, що проходять через камеру.

Принцип роботи нижнього горіння

Процес горіння у шахтних котлах відбувається у кілька етапів:

Розпал котла починають з нижньої частини топки. Для цього використовують сухі дрібні дрова чи тріску, щоб створити необхідне полум’я.
Закріплене повітря надходить через колосникову решітку в нижню частину топки, дозволяючи палива тліти та виділяти пиролізні гази.
Пиролізні гази, що утворюються, потрапляють у камеру вторинного дожигу, де вони повністю згоряють, що підвищує ККД котла (до 85-92% залежно від моделі).
Верхні шари палива, які ще не згоріли, поступово опускаються вниз під власною вагою і просушуються гарячими димовими газами, готуючись до наступного етапу горіння.
Тепло від згоряння передається через теплообмінник воді опалювальної системи.

Цей пошарово-поступовий підхід дозволяє котлу працювати на одному завантаженні дров до 12-24 годин і більше, у порівнянні зі звичайними котлами, які потребують підкидання палива кожні 2-4 години.

Переваги нижнього горіння в шахтних котлах

Висока економічність. Завдяки повнішому згорянню палива витрати дров зменшуються на 20-30% у порівнянні з традиційними котлами. Економія особливо відчутна при використанні складніших видів дров із вологістю до 20-25%.
Тривала автономна робота. Один цикл роботи котла на максимальній потужності може тривати від 8 до 24 годин, що зручно для користувачів без постійного контролю.
Зниження викидів шкідливих речовин. Вторинний дожиг газів у камері дозволяє зменшити вміст сажі та чадного газу у димових відходах, роблячи опалення екологічнішим.
Можливість дозавантаження палива під час роботи. Це дозволяє уникати різких перепадів температури в опалювальній системі.
Простота обслуговування. Конструкція передбачає легкий доступ до колосникової решітки та камери дожигу, що спрощує очищення котла від золи.

Приклади ефективності та експлуатації

За експериментальними даними, котел Холмова на 25 кВт знижує витрати дров до 7-9 кг на 1 годину опалення середнього котеджу площею 100-150 м² при середньодобовій температурі +5...+10 °C. Порівняно, звичайний твердопаливний котел споживає приблизно 10-13 кг дров на ту ж площу при тих самих умовах.
Для регіонів з холодними зимами (температура до -20 °C) рекомендовано використовувати дрова з вологістю нижче 20%, що дозволить уникнути зниження ККД та утворення зайвої сажі. Також важливо дотримуватися правил експлуатації, наприклад, розпалювати котел сухою тріскою, стежити за регулюванням подачі повітря та проводити своєчасне чищення.

Обслуговування і безпека

Системи шахтних котлів обладнані дверцятами для завантаження дров, зольними ящиками для збору попелу та колосниковими решітками з можливістю підняття для зручного очищення. Для безпеки застосовують спеціальні терморегулятори або автоматику, що регулюють подачу повітря залежно від температури.