Серия статей по системам отопления.
ЧАСТЬ 2.
ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЁЛ
В предыдущем номере журнала мы познакомили Вас с конденсационными газовыми котлами. Наилучшими представителями отопительного оборудования. Вершиной технологического прогресса. Но даже эти совершенные приборы имеют недостатки. Нет, скорее не недостатки, а слабые места. Одним из таких мест является зависимость систем котла от электричества. И виноваты в этом не котлы и не их разработчики. Просто у нас по-прежнему нередки случаи перебоев в подаче электричества. То подстанция сгорела, то за неуплату целый район отключили, а то и того страшнее, лютой зимой провода под весом замерзшего льда оборвало, а ремонтные бригады никак через сугробы пробиться не могут. Вот и выходит, что дорогущий котел никак не может обогреть дом. Висит и греет только мыслью, что он самый совершенный.
Выбирая отопительное оборудование, как это ни парадоксально звучит в двадцать первом веке, нужно не только смотреть на технические параметры мощности, теплоотдачи и КПД оборудования, предвкушая комфорт, уют и тепло в вашем доме, но и задумываться о самых непредсказуемых вариантах развития событий в самых противных условиях. При дожде, ветре, снегопадах и морозах. Безусловно, технический и технологический прогресс сегодня находится на самом высоком уровне, и подарил потребителям не один десяток прекрасных бытовых приборов, но иногда, не стоит для решения проблемы отопления прибегать к изощрённым методам. Не надо что-то выдумывать, особенно, если по печальной случайности ваш дом или дача оказался в районе, где не только до сих пор не подвели газ и о газовых котлах с высоким КПД вы даже не мечтаете, но и перебои с электричеством, сводят на нет все усилия тепловентиляторов и масляных радиаторов. А когда приходят счета за электричество, вы просто в шоковом состоянии от затраченных киловатт. Месяц Вы просидели в промёрзшем доме, а платить нужно несоизмеримо много. Во многих сёлах до сих пор не редкость обычная дровяная печь. Недаром все строители знают поговорку, что дом начинается от печи. Она в центре дома и прогретая может отапливать сразу несколько комнат. Но при этом, во всех дальних уголках дома, по-прежнему, холодно, сыро и противно. Печка может дымить, коптить, потреблять кубометры дров, потухнуть среди морозной ночи, если забыть подкинуть дров. А зимой ночью вставать из теплой постели так не хочется. В самом страшном случае, печь может стать причиной пожара. Итак, мы плавно подвели Вас к новому компромиссу. Вся наша жизнь, это череда компромиссов в принимаемых решениях.
Знакомьтесь, твердотопливный котёл. Услышав это словосочетание, сразу становится понятно, что мы имеем дело с современным и мощным отопительным прибором (это уже не печь), но работающем на традиционном топливе (это не газ, не жидкость и не электричество).
И действительно, по конструкции котла видно, что его основные компоненты напоминают дровяную печь. Есть и топка и окно для подачи дров. Есть и зольник и дымоход. Но материалы, используемые в производстве, совсем другие. Современные твердотопливные котлы делают из чугуна или из листовой стали.
Чугунные котлы очень долговечны. Они способны накапливать большое количество тепла, но при этом их необходимо использовать крайне аккуратно, в силу того, что сам чугун достаточно хрупок и может треснуть от резких скачков и перепадов температуры.
Стальные котлы выпускаются из стального листа. Поэтому его стенки гораздо тоньше, чем у чугунного котла, но зато сталь пластична и хорошо переносит даже резкие перепады температуры. Чтобы корпус котла не перегревался, и не было опасности обжечься от прикосновения к его панелям, в промежутки между наружной обшивкой и стенками топки проложены современные негорючие теплоизоляционные материалы.
Теперь становится понятно, что если Вы планируете установку котла в доме для постоянного проживания, то лучше остановить свой выбор на чугунном котле, если же Вы планируете отапливать дачу или коттедж при кратковременных визитах, то надежнее будет поставить стальной твердотопливный котел. Его же можно использовать, как резервную систему отопления для тяжелых времен без газа или электричества. Опять-таки, при несложных операциях по замене некоторых элементов котла, его можно перевести и на другой вид топлива. Через несколько часов работы мастера тот же твердотопливный котел будет готов работать на газу, дизельном топливе или мазуте. Дальнейший вид топлива будет зависеть от типа вновь установленной надувной горелки. Поэтому многотопливный котёл можно порекомендовать в тех местностях, где сегодня стоит проблема отопления и обычное твердое топливо в избытке или доступно по небольшой цене, а в перспективе возможно подведение газопровода. Хотя и стоит учесть, что КПД такого изменённого котла будет несколько ниже, чем у специализированного газового котла.
Твердотопливный отопительный котёл, в отличие от печи или электротепловентиляторов, не является самодостаточной единицей. Он сердце отопительной системы. Что такое отопительная система? Это совокупность нескольких соединенных между собой элементов отвечающих за отопление нашего дома. В неё, помимо котла, входят также трубы и радиаторы отопления. Теплоносителем в такой системе является вода. Нагретая в теплообменнике котла она устремляется по трубам к радиаторам, где, передав своё тепло помещению, возвращается в котёл, снова нагревается и весь процесс опять повторяется. Радиаторы отопления располагаются в разных комнатах, коридорах, возле окон и позволяют прогревать дом до самого дальнего закуточка, создавая равномерное тепло и устойчивый микроклимат. Дом греется не только в середине, как при использовании дровяной печи, а сразу везде. При этом, используя регулировки радиаторов отопления можно обеспечить в каждой комнате свой микроклимат и свою температуру. Котел же, достаточно компактен, чтобы расположить его либо в небольшом отдельном помещении, либо на кухне.
Твердым топливом и соответственно источником энергии и температуры может служить практически любая древесина в виде дров, обрезков или стружки. Уголь, торф, специальные топливные брикеты или пеллеты. Пеллеты – это топливные гранулы, прессованные из перемолотых отходов древесного производства. Размеры этих гранул различны и составляют от 6 до14 мм в диаметре и до 70 мм в длину. Пеллеты считаются экологически чистым видом топлива, потому что изготовляются без применения химических добавок. Одним из главных достоинств пеллет, как топлива, помимо их высокой теплоты сгорания, является возможность дозировать и автоматизировать процесс подачи топлива в котел, а, следовательно, и обеспечить работу котла с минимальным присутствием человека. Кроме того, их удобно транспортировать, складировать и хранить в частном доме или коттедже.
Стоит отметить, что топить котел, несмотря на такой широкий перечень возможного топлива, стоит с умом, не бросая в него всё подряд, как в прожорливое чудовище. Для сохранения максимально высокого КПД котла, и срока его службы, рекомендуется использовать в качестве топлива как можно более сухую древесину. Например, дерево с содержанием воды около 20% будет иметь теплоту сгорания около 4-4,5 кВт/час на 1 кг древесины, а вот более влажная древесина, например с 50%-ным содержанием воды даст теплоту сгорания только 2 кВт/час на 1 кг древесины. Сырая древесина горит плохо и неустойчиво. Мало отдаёт тепла. Сильно дымит и существенно сокращает срок службы топки, котла и дымоходной трубы. Мощность котла работающего на сыром и неподготовленном топливе может снижаться на половину, а расход топлива при этом может увеличиться в два-три раза.
Но даже на сухой древесине, процесс горения неравномерен. Сначала пламя слабое, потом разгорается и температура в котле постепенно растет. Потом при установившейся тяге, наступает период активного горения, в результате которого из горящей древесины за короткий промежуток времени высвобождается огромное количество энергии. Обычная система отопления просто не может потребить и передать помещениям это лишнее тепло. Чтобы система не разрушилась от перегрева, излишки тепла попросту «улетают в трубу». Старожилы говорят так: «греем улицу». Поэтому, чтобы продлить время работы котла и сделать работу системы более равномерной и устойчивой, возникает необходимость каким-то образом накапливать избыточное тепло. Для этого применяется теплоаккумулятор. Полученный избыток тепла от котла направляется в тепловой аккумулятор, где используется на нужды отопления и производства горячей бытовой воды. При правильном подборе котла и теплоаккумулятора, можно добиться всего одной-двух закладок топлива в котёл за сутки.
Опять-таки, есть возможность оснастить твердотопливный котёл устройством автоматической подачи топлива. Ранее это было возможно только в больших котлах предназначенных для отопления больших комплексов и цеховых помещений. Специальная транспортерная лента доставляла древесные заготовки к приемному окну топки, противопожарная конструкция которого позволяла брать количество топлива ровно столько, сколько необходимо для обеспечения постоянного и равномерного горения. Конструкция была громоздкая и практически не применимая в отоплении малых архитектурных форм. Поэтому традиционной для маломощных котлов коттеджей оставалась топка с боковой загрузкой деревянных поленьев длиной от 40 до 70 см. Необходимо было несколько раз в день подкидывать дровишки и следить за температурой.
С появлением пеллет стало возможным создание малогабаритных автоматических устройств для питания твердотопливных котлов топливом, способное разместиться с котлом в одном помещении и не отвлекать людей несколько раз в день от других дел. Конструкция подающего устройства проста и надежна. Основной объем устройства занимает бункер для пеллет, который по форме напоминает большую воронку. В нижней её части расположено приёмное отверстие, к которому топливо поступает само под действием силы тяжести. Пройдя через приёмное окно, пеллеты попадают между лопастями подающего шнека. Он называется внешним и доставляет топливные гранулы к бункеру котла. Работой шнека управляет встроенный в котел фотосенсор. Он отслеживает наполнение бункера гранулами. После наполнения бункера внешний шнек отключается, и внутренний подающий шнек транспортирует топливо на решетку горения, где оно и воспламеняется. Вашей задачей остаётся только раз в несколько дней пополнять бункер новыми пеллетами.
Однако, Вы скажете, что мы опять пришли к автоматизации процесса и оснащению прибора датчиками и устройствами работающими от электричества. Но надо признать, что часть этих устройств не работают постоянно (к примеру, шнеки и электроприводы), что позволяет экономно расходовать электроэнергию, а контрольные устройства вообще потребляют ничтожно малое количество электрической энергии.
Противники твердотопливных котлов могут отметить, что необходима постоянная чистка зольника от пепла. На что мы можем ответить этим лентяям, что, во-первых, древесный пепел прекрасное удобрение для почвы и деревьев и бережный хозяин у которого есть хотя бы сотка земли никогда не выкидывает его просто так. А во-вторых, количество пепла остаётся не такое уж большое. Есть модели котлов, в которых пепла практически нет, а долговременная работа на одной загрузке топлива поражает настолько, что первое время постоянно бегаешь в котельную, чтобы подкинуть топлива, а он всё работает и работает на первой загрузке. Дровишки горят и горят. А как сгорят от них ни пепла, ни сажи. Фокус, да и только. Нет, это не фокус, а теплофизика. Такие котлы называются газогенераторными или пиролизными.
В основе работы газогенераторного котла лежит принцип пиролизного сжигания топлива. Его ещё называют методом сухой перегонки. Суть этого метода заключается в том, что в условиях ограниченного доступа кислорода и под действием высокой температуры древесина сначала полностью высушивается, а потом разлагается на твердый древесный уголь (древесный кокс) и летучую часть - так называемый пиролизный газ. Далее этот газ сгорает с высокой эффективностью. В процессе сгорания он взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей. По большей части они состоят из водяного пара и незначительного количества углекислого газа. Газогенераторные котлы выбрасывают в атмосферу углекислого газа до 3-х раз меньше, чем обычные дровяные или, тем более, угольные котлы. В процессе пиролизного горения образуется лишь незначительное количество сажи и золы, поэтому котел реже, чем обычный, нуждается в чистке.
Как и за всё хорошее, в этом мире приходится платить, так и за возможность минимального ухода и максимальной теплоотдачи придется немного переплатить. Пиролизные котлы, как правило, в 1,5 - 2 раза дороже традиционных твердотопливных котлов, потому что время их работы на одной загрузке в разы (!) превышает время работы дровяных и угольных котлов.
А что, в конечном итоге, может интересовать покупателя больше, чем простота обслуживания, надежность и безопасность системы? Что может быть важнее времени бесперебойной работы котла? Что может быть важнее времени тепла и уюта без лишней суеты, когда можно сидя дома в уютном кресле, попивая крепкий чай, любоваться красотой зимнего пейзажа за окном.
Хохленков Михаил специально для журнала «МАСТЕР»
Октябрь 2008 г.
.jpg){kind=logo}
