Твердотопливные стальные котлы Dakon DOR F («Дакон») с верхней загрузкой. Котлы твердотопливные с верхней загрузкой

25.07.13 Источник: журнал "Идеи вашего дома" 

Но все же выход существует. Производители котельного оборудования теперь снабжают свои изделия увеличенными загрузочными камерами, электрическими ТЭНами, усовершенствованными схемами горения, а также предлагают автоматические котлы, работающие на новом виде топлива - пеллетах. Попробуем разобраться, что собой представляет каждый из перечисленных видов устройств и насколько они помогают решить названную проблему.

Увеличиваем загрузку

Ассортимент твердотопливных котлов с увеличенной загрузкой довольно разнообразен: российские и импортные, стальные и чугунные, работающие только на одном виде топлива и на нескольких, для систем с естественной или принудительной циркуляцией. Широк и ценовой диапазон - от нескольких тысяч до сотен тысяч рублей. Выпускают их компании Atmos, Dakon, Орор, Rojek, Viadrus, Wespe (все - Чехия), Protherm (Словакия), Buderus, Olymp (обе - Германия), Roca (Испания), CTC (Швеция), Jama (Финляндия), Wirbel (Австрия), Demir Dokum (Турция), Hajdu (Венгрия), Sime, Lamborghini (Италия), НМЗ, "Пламя", "Ставан", "Эван" (все - Россия). Большинство из перечисленных фирм уже довольно долго работают на отечественном рынке. А вот продукция Atmos, Hajdu, Орор и Wirbel появилась на нем относительно недавно, но уже успела завоевать популярность. И это вполне закономерно - в конструкции котлов названных фирм использованы оригинальные технические решения.

"Всеядных" котлов увеличенной загрузки, позволяющих использовать любой вид твердого топлива, на нашем рынке не так много. Это в основном чугунные агрегаты: Solida (Sime), Logano, G211 (Buderus), Opop H (Opop), "Бобер" (Protherm), Hercules U 26 (Viadrus), а также котлы из серии Solitech Basic (Demir Dokum). Выбирая котел, имейте в виду, что у некоторых производителей есть модели с предписанным (основным) и резервным видами твердого топлива. Например, основное топливо - дрова; резервное - бурый уголь, брикеты, кокс. Или наоборот: предписанное топливо - бурый уголь; резервное - дрова. Если потребитель не знает этого и котел постоянно работает вместо основного топлива на резервном, его КПД (а значит, и тепловая мощность) может снизиться на 5-10 %. В результате расход топлива увеличится. К твердотопливным котлам, для которых предписанным топливом являются дрова (древесные брикеты и т. п.), относятся DOR D (Dakon), Logano G211 D и Logano S111 D (оба  - Buderus), U22 D (Viadrus). Уголь (каменный, бурый, антрацит, кокс и т. д.) является предписанным топливом для таких котлов, как DOR (Dakon), Logano S111 (Buderus), AC 25S (Atmos) и U22 С (Viadrus). 

Стальные и чугунные теплообменники

Особенностью конструкции котлов Rojek является водоохлаждаемая колосниковая решетка из жаропрочной стали. Это позволяет не только увеличить теплоотдачу, но и запускать в котел обратную воду температурой 40 °С (хотя обычно данный показатель должен быть не ниже 60 °С). Под решеткой расположен гребень, с помощью которого можно очистить ее, не открывая дверцу котла. Водоохлаждаемыми колосниками оснащает свои котлы и фирма Hajdu, но изготовлены они не из круглой, а из квадратной трубы сечением 50 × 50 мм.

Системы очистки топочной камеры совершенствуют и другие производители. Например, Dakon оборудует свои котлы патентованной системой поворотных колосников, дополненной откидным колосником, - его приводит в движение специальный рычаг, который выведен на корпус котла. Похожее устройство есть в котлах Buderus.

Котлы с встроенным ТЭНом

Заявленная и реальная длительность горения

Следует учесть, что твердотопливные котлы дополнительно оснащают ТЭНом с несколько иной целью, чем многотопливные. ТЭН здесь призван лишь поддерживать заданную температуру теплоносителя в перерывах между протапливанием. Он включается, только когда твердое топливо прогорит и температура теплоносителя снизится до заданного предела (ее, а также включение и отключение ТЭНа контролирует специальный блок управления). Таким образом, ТЭН здесь является тем самым элементом, который избавляет потребителя от необходимости подниматься среди ночи, чтобы подбросить дров в котел.

Подобные котлы расходуют не очень много электроэнергии: мощность ТЭНов, которые в них устанавливают, заведомо ниже, чем необходимо для отопления дома. Ведь они только подогревают теплоноситель, а для этого тепла нужно значительно меньше.

На нашем рынке котлы с встроенным ТЭНом пока представлены не слишком широко. Среди распространенных моделей стоит упомянуть EKO-EL (Wirbel), имеющую водоохлаждаемую колосниковую решетку и рассчитанную на использование в качестве основного топлива угля, дров и др.; котел Warmos-TT ("Эван"), а также "Дымок" и Mix ("Завод отопительной техники и автоматики" - ZOTA, Россия).

Котлы верхнего горения

Как устроен такой котел? Он состоит из двух стальных цилиндров (один внутри другого), а в пространстве между ними находится нагреваемый теплоноситель. В цилиндре малого диаметра размещена топка, в которую топливо загружают через дверцу на корпусе. Необходимый для горения воздух поступает в топочное пространство сверху (при этом он подогревается за счет тепла выходящих газов) и направляется в очаг горения с помощью распределителя воздуха. Последний представляет собой телескопическую трубу, на конце которой прикреплено устройство, по форме напоминающее зонт. Нижними краями этот зонт опирается на топливо, находящееся у стенок топки (в данной зоне горение происходит не так интенсивно, как в центре). Воздух подается в топку с таким расчетом, чтобы стимулировать сжигание только верхнего слоя дров толщиной 15-20 см. Нижележащие слои котел как бы держит про запас, словно хомяк - еду за щекой. По мере того как верхний слой прогорает, зонт опускается ниже, но всегда держится на топливе на уровне линии горения. Пепел практически не мешает сжиганию - его достаточно убирать 2-3 раза в месяц.

Каковы преимущества котлов верхнего горения? В их круглой в сечении топке одинаково хорошо сгорают как дрова, так и брикеты из древесных опилок и торфа. Несмотря на значительную высоту, такие агрегаты занимают в котельной очень небольшую площадь. Наконец, поскольку в котле горит только верхний слой топлива, даже при отключении циркуляции теплоносителя его температура повышается только на 12-16 °С.

На наш взгляд, основной недостаток таких приборов состоит в том, что нет возможности догружать топливо в горящий котел. Почему это плохо? Представьте: раннее утро, вам пора на работу, а на улице мороз под 30 °С. По вашим расчетам, топлива в котле осталось на 1 ч, а домой вы вернетесь только через 9-10 ч. Есть три пути решения проблемы: не ходить на работу; приехать домой в обеденный перерыв; понадеяться, что до вечера трубы не успеют замерзнуть. Еще один минус - котлы верхнего горения дороже традиционных в 1,5-2 раза.

Газогенераторные котлы

Если в доме все-таки будет газ...

В чем для потребителя заключается разница между традиционным и газогенераторным котлом? При эксплуатации обычного твердотопливного котла топливо закладывают раз в 3-4 ч, а в пиролизном время между загрузками увеличивается в 2 и более раза. В результате пиролизного горения дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей и представляют собой смесь углекислого газа и водяного пара. Но при этом такой агрегат будет выбрасывать в атмосферу в 3 раза меньше СО2, чем традиционный дровяной. При пиролизном горении образуется минимальное количество сажи и золы, поэтому котел нуждается в чистке реже, чем обычный. И самое главное, пиролизные котлы имеют высокий КПД (около 85 %) и дают возможность автоматически регулировать мощность в интервале 30-100 % от номинальной.

Один из минусов пиролизных котлов - высокая стоимость (они в 1,5- 2 раза дороже классических аналогичной мощности). К тому же для работы вентиляторов, используемых для наддува воздуха в камеру сгорания пиролизного газа либо для отвода отходящих газов, необходимо электропитание. Но справедливости ради отметим, что не все производители используют вентиляторы в конструкции котлов, и пиролизные агрегаты бывают электронезависимыми. Такие приборы оснащены горелкой диффузного типа (она напоминает перфорированную трубку особой конструкции, обеспечивающую естественный ток газов) и механическими регуляторами открывания/закрывания заслонок, через которые в пиролизный котел поступает первичный и вторичный воздух.

Альтернативное решение проблемы - установить бак-накопитель

О топливе для пиролизных котлов следует поговорить подробнее. Практически все производители предлагают использовать любые виды древесины, а также отходы деревообрабатывающей промышленности и специальные древесные брикеты, влажность которых не превышает 20 %. Только строгое соблюдение этого требования обеспечивает работу котла с максимальной мощностью и длительный срок его службы. Стоит загрузить в котел сырые дрова - и вы получите полный набор неприятностей: из трубы начнет валить сильный дым; в помещении, где установлен агрегат, появится неприятный запах, а однослойный стальной дымоход "украсят" потеки сажи и дегтя. При этом снизится эффективность работы котла и значительно сократится срок службы не только самого прибора, но и дымохода.

Некоторые производители, применяя двухступенчатое сжигание, предоставляют возможность использовать в своих котлах альтернативные виды топлива: бурый и каменный уголь, угольные брикеты, кокс. Конечно, при этом ни о каком пиролизе речи не идет - котел будет работать в режиме обычного горения. Но такая опция может оказаться весьма полезной, если закончатся дрова.

Одним из технологических новшеств современных газогенераторных котлов является система нижнего горения. От уже описанной она отличается тем, что камера сжигания пиролизного газа размещена не над топкой, а под ней. Дрова при этом тлеют в нижней части топки - у колосника, а выделяющийся пиролизный газ дожигается в камере под колосником. Благодаря такой схеме дрова горят равномернее и дольше, а тепло дымовых газов удается использовать более полно, поскольку удлиняется их путь внутри котла. На рынке также представлены агрегаты, у которых камера сжигания газа расположена не под топкой, а сбоку от нее. При этом пиролизный газ, выделяемый дровами, горящими в нижней зоне топки, отводится соответственно не вниз, а вбок. И в том и в другом случае для эффективной работы системы лучше применять принудительную тягу.

Не стоит доверять рекламным утверждениям торгующих фирм, что в таких котлах в дело могут пойти даже влажные дрова (якобы они подсохнут в ожидании доступа в зону горения). Подобные заявления не подкреплены данными производителей. А значит, как и для остальных пиролизных котлов, разрешено использовать исключительно сухие дрова.

Пиролизных котлов с системой нижнего горения на отечественном рынке довольно много. Это продукция фирм Kalvis (Литва), Viessmann (Германия), Atmos, Buderus, Dakon, Opop, Rojek. Большинство производителей предлагают по одной серии таких пиролизных агрегатов, а Atmos и Buderus - по две. Например, Atmos выпускает котлы Atmos DC с одной или несколькими топками, а также приборы с полугазификацией Atmos D без вентилятора. Buderus представляет серию оснащенных дымососом котлов S121 и S121WT, причем последние также оборудованы защитным контуром охлаждения. Установка дымососа вместо нагнетательного вентилятора является дополнительной мерой защиты: дымосос создает в камере сгорания небольшое разрежение, которое препятствует выбросу дымовых газов в помещение котельной при открывании дверцы котла.

Любопытное конструктивное решение использовано в котлах Viessmann: нагреваемая вода, поднимающаяся по трубам, устремляется к задней стенке котла и подмешивается к холодной воде обратного хода. Это позволяет повысить температуру обратной воды и предотвратить возникновение низкотемпературной коррозии.

Пеллетные котлы

Эти гранулы являются экологически чистым и очень калорийным топливом (теплотворная способность составляет 4500 ккал/кг). Другое их преимущество - благодаря малому размеру их подачу в пеллетный котел можно автоматизировать.

Европа борется за независимость. От кого и от чего?

Дания практически не имеет никаких энергетических ресурсов - газ был найден несколько лет назад на шельфе Северного моря. И датчане одними из первых в Европе поняли, что зависеть от привозных нефти и газа небезопасно. В конце 90-х гг. ХХ в. здесь приняли специальную программу, поощряющую переход на биологические сорта топлива для обогрева зданий, и прежде всего на гранулированное топливо - пеллеты. Конечно, перемены происходили весьма непросто и не слишком быстро. Лишь в 2006 г. пеллетные котлы завоевали не только популярность, но и звание изделий года. За Данией последовали и остальные европейские страны. Например, в Германии уже в 2007 г. работало более 70 тыс. котлов на гранулах, и для них производили 1,8 млн т топлива. В наши дни спрос на пеллетные котлы растет не только в Европе, но и в России. И происходит это, во-первых, благодаря тому, что отечественные производители пеллет (они появились сразу, как только в европейских странах возник интерес к этой продукции) наконец-то поняли, что продавать гранулы за рубеж не так уж выгодно из-за огромных транспортных расходов и пеллеты можно поставлять на внутренний рынок. Во-вторых, выпускать пеллеты начали новые предприятия (сейчас их насчитывается более 200). Возникла конкуренция, в результате чего пеллеты перестали быть дефицитом. Тем временем европейцы в борьбе за "газовую независимость", похоже, останавливаться не собираются, и сегодня это движение перерастает в борьбу за "топливную независимость". Так еще 3 года назад на выставке SHK во Франкфурте-на-Майне были представлены гранулы, изготовленные из так называемого бедного угля давно заброшенного Рурского угольного бассейна, которые можно с успехом использовать вместо пеллет. Поэтому вполне возможно, что в ближайшие годы жители Европы начнут постепенно отказываться не только от газа, но и от пеллет, поставляемых из России. 

В нижней части топки котла встроена специальная горелка. В нее пеллеты поступают по шнековому транспортеру из небольшого топливного питателя горелки. В него гранулы попадают из бункера-хранилища, размещаемого рядом с котлом или в соседнем помещении, и доставляет их туда другой шнековый транспортер, работой которого управляет встроенный в питатель фотосенсор - он следит за наполнением питателя гранулами, включая/отключая внешний шнек. Разделение транспортера, подающего пеллеты, на две части повышает противопожарную безопасность: если даже пламя вырвется из горелки, дальше первого транспортера оно не распространится.

В большинстве случаев используют горелку объемного типа (она напоминает кастрюльку из жаропрочной стали, чугуна и т. п.). Пеллеты подаются в это устройство в зависимости от конструкции котла двумя способами: их насыпают в горелку сверху либо через отверстие в ее днище.

Как выбрать хорошие пеллеты?

Качество пеллет зависит как от состава сырья, применяемого для их изготовления, так и от соблюдения "гигиены" при использовании этого топлива. Скажем, светлый цвет гранул (а) свидетельствует о том, что они сделаны из чистых опилок. Включения, видные невооруженным глазом, или темный цвет (б) указывают на то, что значительную долю исходного материала составляет кора дерева (при сгорании она дает большее количество золы и снижает КПД котла). В коре иногда встречаются песчинки и земля, застрявшие в ней, например, когда трактор тащил ствол с делянки на дорогу. При сжигании таких пеллет частички кварца расплавляются; в результате горелка покрывается слоем стекла и способна выйти из строя. Песок, пыль, земля попадают на гранулы и при неправильном хранении. Помните, что древесные пеллеты впитывают влагу, а чтобы их можно было эффективно использовать, относительная влажность гранул не должна превышать 8 %. Покупая пеллеты, попробуйте провести "входной контроль" их качества. Они не должны легко ломаться, иначе уже на пути к горелке начнут рассыпаться в пыль. Если добротные гранулы опустить в стакан с водой, они лягут на дно и не разбухнут как минимум 5 мин. 

Работой котла и подающих топливо механизмов "руководит" специальный электронный блок. Контролируют деятельность агрегата при помощи пульта управления, на котором задают все необходимые настройки, включая требуемую температуру, дневной и даже недельный цикл работы котла. Для безопасности в конструкции котла предусмотрен аварийный термостат, разрывающий электрическую цепь, если прибор перегреется. Размыкателями оснащены и дверцы котла. Понятно, что такой - "напичканный" электроникой котел в российских условиях рекомендуется подключать к сети только через стабилизатор напряжения.

Получив команду "Старт", транспортер начинает выталкивать пеллеты в сопло горелки. Установленный под последней вентилятор тем временем подает в нее воздух, а преду-смотренная в конструкции спираль накаливания поджигает гранулы (есть и другой способ розжига - с помощью раскаленной струи воздуха, создаваемой тепловентилятором). Когда они разгорятся, система управления сама выберет режим подачи пеллет, соответствующий заданной мощности, и станет поддерживать его до тех пор, пока теплоноситель в системе не прогреется до необходимой температуры. После этого подача новых порций топлива прекратится, и пеллеты, оставшиеся в сопле горелки, будут потихоньку догорать. Если они не успеют полностью прогореть до следующего включения системы, новая порция гранул зажжется от старой. А если успеют - не страшно: котел просто повторит весь цикл.

Использование накопительного бункера позволяет бытовым пеллетным котлам работать на одной закладке гранул несколько суток. Например, агрегат мощностью 24 кВт, оснащенный баком на 240 л, при его полной загрузке способен автономно функционировать около 7 дней. Увеличив объем накопительного бункера или приспособив соседнее с котельной помещение для хранения пеллет, удастся увеличить время непрерывной работы котла практически настолько, насколько вы желаете. Нужно будет лишь периодически заполнять накопительный бункер пеллетами и извлекать золу из зольного ящика, причем делать это можно всего раз в неделю. Стоимость пеллет колеблется в диапазоне 2- 5 тыс. руб. за 1 т, что вполне сопоставимо с ценами на дрова (от 1200 руб. за 1 м3). Согласитесь, это веские аргументы в пользу пеллетного котла.

Такие котлы удобны в транспортировке, поскольку конструкция разделена на теплообменник, транспортер для гранул, бункер и пеллетную горелку. Еще одно преимущество этих агрегатов заключается в том, что они имеют относительно компактную камеру сгорания и, наоборот, большую многоходовую конвективную часть, которая поглощает полученное тепло (температура исходящих газов не превышает 120-130 °C). При необходимости горелку можно удалить или закрыть специальной крышкой и затем топить котел обычными поленьями. Некоторые производители оснащают свои агрегаты дополнительным контуром для системы ГВС (горячего водоснабжения).

Теперь о недостатках. На наш взгляд, у котлов пеллетного типа их два. Первый - они дороже классических в 3-5 раз (в стоимость включена цена необходимого дополнительного оборудования: бункера, транспортера и др.). Второй - поскольку работа котла полностью зависит от поступающей извне электроэнергии, для его бесперебойной работы следует создать систему аварийного питания.

При выборе пеллетного котла профессионалы советуют обратить внимание на степень требовательности агрегатов к качеству гранул. По словам специалистов, особенно капризны немецкие котлы. А итальянские, например Biomaster, благодаря особой конструкции горелки, наоборот, весьма неприхотливы. Есть у этих котлов и другие достоинства: S-образный трехзаходный теплообменник, обеспечивающий КПД до 88 %; усиленный шнековый механизм подачи топлива, позволяющий добавлять в пеллеты до 50 % любой измельченной сухой биомассы, и т. п.

Некоторые фирмы производят специальные комплекты оборудования, при установке которого можно перевести твердотопливные котлы, изготовляемые данной компанией, на пеллеты. Например, Wirbel выпускает наборы Pelet-set, предназначенные для монтажа как на новые, так и на давно работающие котлы серий EKO-CK и EKO-CKBт. В такой комплект входят пеллетная горелка (она состоит из вентилятора, дозатора и системы автоматического поджига), цифровой пульт, нижняя дверь котла, бункер для гранул на 330 л и шнековый транспортер. Цена набора - от 107 тыс. руб. Похожий комплект предлагает и фирма Sime.

Разделы / Отопление