Котёл Холмова относится к твердотопливным теплогенераторам длительного горения. Конструктивно агрегат состоит из двух вертикальных шахт. Более объёмная первая камера предназначена для закладки топлива и его сжигания. Процесс горения материала протекает лишь в ограниченном пространстве внизу закладки, поэтому устройство ещё носит название шахтный котёл длительного нижнего горения. Вторая камера имеет меньшие габариты и выполняет функцию дожига древесных газов. Кроме того, она является местом расположения теплообменника: именно в этой части устройства происходит наиболее активный нагрев воды для системы отопления.

Принцип работы котла

Технология получения тепла в агрегате включает в себя два типа теплогенерации: прямое сжигание топлива и дожигание пиролизных газов. Конструкция спроектирована таким образом, чтобы входящий поток воздуха не давал достаточного количества кислорода для обеспечения полноценного процесса горения. В результате часть топлива горит, а часть просто тлеет. Тление подразумевает разложение органических соединений под воздействием высоких температур. Оно сопровождается выбросом большого количества дыма со значительным содержанием смолы и сажи. Эти дымовые газы, проходя через раскалённые угли, обогащаются дополнительными веществами и образуют более активные пиролизные газы.

Котёл Холмова может непрерывно работать на одной закладке топлива до 12 часов. Это от трёх до четырёх раз дольше, чем у классических твердотопливных теплогенераторов. Именно поэтому он называется котлом длительного горения. Такая продолжительность сжигания одной закладки достигается за счёт ограничения области горения в камере загрузки. Данная камера является самой просторной в конструкции агрегата и вмещает гораздо больше топлива, чем топки у обычных ТТ котлов.

У котла мощностью 15 кВт объём шахты загрузки составляет порядка 180 литров. Из всей закладки, от колосников до верхней границы, горение происходит только на нижних 20-25 см. Остальное топливо находится над этой прослойкой и ждёт, когда нижний материал прогорит, чтобы занять его место. Пространство над горящими углями высотой около 30 см является областью активного образования дымовых газов. Большая часть потока входящего воздуха поступает под колосники и проходит под ними во вторую камеру дожигания пирогазов. Этот воздух затягивает дымовые газы, находящиеся над горящим слоем. Проходя через угли дым обогащается, повышая качество пиролизных газов.

Вторая камера отделена от первой вертикальной перегородкой. Только в самом низу эта стенка имеет небольшой просвет. Через это свободное пространство, под воздействием тяги, пламя засасывается из первой камеры во вторую. Тут, в нижней части, осуществляется полное дожигание пиролизных газов, а в верхней установлен конвекционный теплообменник. Место с самой высокой температурой находится именно внизу второй шахты, здесь этот показатель достигает 800 °С. Около 70% тепла в этой области передаётся на водяную рубашку котла в виде радиационного излучения. Оставшуюся тепловую энергию из горячих газов собирает конвекционный водотрубный теплообменник.

Теплогенератор Холмова способен функционировать на дровах, угле, брикетах, пеллетах, а также на мелких сыпучих материалах, таких как щепа, опилки и другом органическом топливе. Для получения максимальной отдачи от устройства, применение угля лучше ограничить. Ископаемый уголь сам по себе является продуктом разложения органики и при его переработке в котле пиролизные газы практически не образуются. Гораздо лучше использовать в таком теплогенераторе качественные дрова, либо брать брикеты из органического сырья: древесные, из шелухи, соломы или другие.

Преимущества и недостатки теплогенератора Холмова

Среди преимуществ наиболее ощутимое — это высокий КПД устройства. Грамотно продуманная схема дожига пиролизных газов делает такую конструкцию второй по производительности после пиролизных котлов. При этом стоимость хорошего пиролизного котла значительно выше, чем у шахтного агрегата Холмова. Высокий коэффициент полезного действия обеспечивается сложной системой теплосъёма. Она позволяет эффективно нагревать воду в теплообменнике за счёт двух видов тепла. Радиационного, который возникает при горении пирогазов, и конвекционного, который образуется по закону теплопроводности при взаимодействии нагретых газов с корпусом теплообменника.

Второй важный плюс конструкции в том, что она использует принцип нижнего горения. За счёт этого удаётся получить более продолжительный период сжигания одной закладки топлива. Кроме того, в отличие от котлов длительного верхнего горения, в котёл Холмова можно подбросить дрова во время работы устройства. Такие распространённые агрегаты, как Стропува и аналогичные, требуют дождаться полного окончания горения предыдущей закладки, прежде чем появится возможность обновить топливо.

Среди котлов длительного горения Стропува — это главный конкурент теплогенератора Холмова. Устройство цилиндрических котлов, работающих по принципу горения верхнего слоя не только снижает удобство пользования устройством, но и ограничивает их КПД. Здесь чисто технологически невозможно создать такой сложный теплообменник, который есть в котле Холмова и его производных.

Однако, и у такого продуманного шахтного агрегата есть свои недостатки. Во-первых, на верхней части камеры загрузки постоянно оседает сажа и смола, которые образуются в процессе пиролиза топлива. Не весь объём пирогазов засасывается во вторую шахту для сжигания. В результате часть дымовых газов всё время находится в камере загрузки и приводит к оседанию смолы на её стенках. Также свои сложности возникают в процессе горения пиролизных газов, для которого нужно большое количество воздуха.

Стоит ли покупать котел Холмова? Анализ отзывов

Производство и продажа котлов Холмова сейчас поставлены на поток и в сети уже можно найти много отзывов о негативном опыте эксплуатации устройств. В большинстве своём проблемы связаны не с конструктивными особенностями, а с браком на производстве. Поэтому, сегодня лучше приобретать более надёжные устройства от проверенных производителей, созданные на основе данного котла. В Украине несколько фирм выпускают теплогенераторы, спроектированные на базе агрегата Холмова, но наибольший интерес вызывает шахтный котёл Термико (Termico).

Инженеры из Термико смогли усовершенствовать технологию подачи воздуха так, чтобы ещё больше повысить КПД устройства. На входе в котёл воздух разделяется на два потока. Основная масса, 80%, идёт под колосники и обеспечивает горение топлива в первой камере и дожиг пиролизных газов во второй. А другие 20% сразу после попадания внутрь корпуса по специальным каналам движутся в верхнюю часть шахты загрузки. Там этот воздух вытесняет скопившиеся дымовые газы и засасывается вместе с ними через горящие угли в камеру с теплообменником. Вследствие такого решения удаётся не только избежать налипания смолы на стенках первой шахты, но и увеличить производительность теплогенератора за счёт более полноценного сжигания всех продуктов разложения топлива.

Вторая важная разработка проектировщиков твердотопливных шахтных котлов Термико — это керамический катализатор вторичной подачи воздуха. Под вторичной подачей понимается тот воздух, который попадает в нижнее пространство второй камеры. За счёт него процесс дожига пирогазов протекает более эффективно. Использование термокерамики при изготовлении каналов вторичной подачи позволило вывести интенсивность горения пиролизных газов на максимальный уровень.

Производство у компании Термико осуществляется только квалифицированными специалистами с применением дорогостоящей промышленной техники, и в надёжности конечной продукции можно быть уверенным. Кроме того, для серийного изготовления устройств закупаются дорогостоящие материалы высокого качества. Все эти обстоятельства, совместно с важными конструктивными доработками базового агрегата Холмова, делают покупку шахтного котла Термико лучшим решением в нише теплогенераторов длительного горения.