В кінці минулого століття нас переконували замінити шкідливі для навколишнього середовища твердопаливні котли, на сучасні екологічно чисті газові. Однак, через деякий час стало зрозуміло, що для економії ми занадто бідні – газ для нас дуже дорогий. Тому і виникає необхідність для більшої економії наших коштів.
Сьогодні знову зростає популярність твердопаливних котлів, незважаючи на деякі незручності в їх обслуговуванні.
Види твердопаливних котлів в залежності від палива
Залежно від типу палива, що спалюється, твердопаливні котли поділяються на: вугільні, пелетні, піролізні.
Вугільні твердопаливні котли «всеїдні», призначені для спалювання твердого палива, основний вид палива: буре та кам’яне вугілля, антрацит, вугільні та торф’яні брикети. Підходять для спалювання деревини, будівельного сміття та ін.
Пелетні твердопаливні котли служать для спалювання в них пелет – паливні гранули, біопаливо одержуване з торфу, деревних відходів і відходів сільського господарства. Пелети – циліндричні гранули стандартного розміру. Такі котли забезпечені автоматикою – вентилятором для подачі повітря, блоком управління з можливістю вказівки необхідної температури на виході котла. Можуть комплектуватися бункером з подальшою подачею палива в котел. Такі котли мають досить високий ККД 85-90% і велику тривалість горіння на одному завантаженні. Головними мінусами таких котлів є – ціна, примхливість до палива і енергозалежність.
Піролізні твердопаливні котли призначені для спалювання сухого біопалива – деревини, деревних відходів, відходів сільського господарства з вмістом вологи не більше 20%. Принцип роботи котла ґрунтується на газогенерації – при високій температурі і недоліку кисню, біопаливо виділяє синтез-газ (горючий газ), який вентилятором подається з верхньої камери (топкової) в нижній відсік і спалюється при температурі 800-1100 ° С. У більшості випадків для захисту металу від перегріву, сопло, через яке проводиться подача газу і нижній відсік обкладається вогнетривкою керамікою. Для початку газогенерації, котел розпалюється за принципом традіційоного котла до тих пір, поки на звороті котла не було буде 40-60 ° С. Такі котли мають досить високий ККД 85-92% і велику тривалість горіння на одному завантаженні. Головним мінусом таких котлів вважається вередливість до вологості палива (не більше 20%).
Залежно від матеріалу теплообмінника, з якого він виготовлений, твердопаливні котли поділяються на сталеві і чавунні.
Види твердопаливних котлів в залежності від теплообмінника.
Сталеві котли
Хотілося б відразу розділити котли зі сталевим теплообмінником на дві групи: вітчизняні та імпортні.
Вітчизняні твердопаливні котли зі сталевим теплообмінником виготовляються з чорної листової сталі і труб товщиною від 2-5мм. Такі котли в основному призначені під відкриті системи опалення з природною циркуляцією теплоносія, тому що низька якість сталі не дає можливості використовувати котел в закритих системах опалення, де інколи утворюється досить високий тиск. Можливе використання вітчизняних сталевих котлів в закритих системах опалення, якщо товщина сталі теплообмінника більше 3 мм і встановлений спеціальний запобіжний скидний клапан на 2атм, завдання якого, скинути воду з системи опалення при перевищенні заданого тиску. Для підвищення КПД таких котлів використовують внутрішні перегородки у вигляді труб, «ступенів потоку», розсікачів продуктів згоряння перед виходом в димохід. Вітчизняні котли дешевші за імпортні аналоги, проте мають більш низький ККД і менший термін служби.
Орієнтовний термін служби котла виготовленого з 3мм сталі – 10-15років, приблизний ККД 76-80%.
Імпортні твердопаливні котли зі сталевим теплообмінником виготовляються зі спеціальної легованої, жароміцної, котельної сталі товщиною не менше 3 мм. Такий теплообмінник витримує великі теплові удари і мало схильний до корозії металу. Завдяки якісним ребрам жорсткості всередині теплообмінника, інженерно-продуманим і точним зварним швам імпортні котли більш надійні, довговічні, придатні для монтажу в закриті системи опалення, тому що витримують тиск від 3атм і вище залежно від товщини металу.
Імпортні сталеві котли найчастіше виготовляються з так званим нижнім спалюванням з двох або трьохтяговим потоком продуктів згорання. Друга і третя тяга є труби-теплообмінники, які заповнені теплоносієм з системи опалення і призначені для більшого знімання тепла з продуктів згорання, які проходячи через ці «щаблі» віддають своє тепло теплоносія. Котли з двох і триходовим потоком продуктів згорання дуже добре підходять для спалювання деревини, антрациту та вугільних брикетів, вимагають наявність хорошої тяги в порівнянні зі звичайними котлами.
Орієнтовний термін служби імпортного котла виготовленого з 3мм сталі – 20-25 років, приблизний ККД 79-84%.
При виборі сталевого котла вітчизняного та імпортного виробництва, необхідно звернути увагу на товщину листа, з якого виготовлений теплообмінник. Занадто тонка сталь може деформуватися і швидше відбудеться її руйнування в результаті корозії. Зовнішній корпус котла, або кожух, виготовляється, як правило, з листового заліза і забарвлюється. Внутрішня частина котла ізолюється, для зменшення тепловтрат в навколишнє середовище.
Чавунні котли
Теплообмінник таких котлів виготовлений з високоякісного чавуну імпортного виробництва. Чавунний теплообмінник на відміну від сталевого, збирається посекційно, що істотно здешевлює ремонт в разі аварії – замінюється лише пошкоджений елемент.
Чавунний теплообмінник стійкий до корозії, довговічний, надійний, має хороші показники ККД, але може руйнуватися при різких перепадах температур теплоносія. Такі котли можуть використовуватися у відкритих і закритих системах опалення.
Чавунні котли придатні для спалювання будь-якого виду твердого палива: буре та кам’яне вугілля, антрацит, брикети і деревина.
Котли, оснащені охолоджуваними колосниками, мають підвищений ККД, за рахунок відбору тепла з вугілля, які розташовані на колосникових решітці. Так само плюс охолоджуваних колосників – вони не прогорають і довговічні.
Орієнтовний термін служби чавунних казанів – 30-40 років, приблизний ККД 80-85% в залежності від палива, його якості і вологості.
Котли з вентилятором і електронним блоком управління
Деякі виробники сталевих і чавунних котлів комплектують своє обладнання вентиляторами і електронним блоком управління. Це дозволяє досягти більш тривалого горіння на одному завантаженні котла, тим самим підвищуючи ККД.
Принцип роботи досить простий: на блоці управління Ви як користувач вказуєте бажану температуру теплоносія. Блок управління, якщо температура теплоносія недостатня – вмикає вентилятор, який примусово подає повітря в котел. При досягненні заданої температури, автоматика вимикає або знижує обороти вентилятора, тим самим припиняючи процес горіння палива. Збільшена тривалість горіння досягається за рахунок тимчасового припинення горіння палива, шляхом зниження подачі кисню в топковий. Завдяки примусовій подачі повітря, такі котли можуть працювати в будинках з поганою тягою димоходу. При відключенні електроенергії, можлива робота котла в режимі звичайного котла з ручним регулюванням подачі повітря необхідного для горіння.
Вугілля вугіллю ворог
Енергетична цінність вугілля, а точніше його теплотворна здатність, буває різною. Вона залежить від якості і виду вугілля. Варто розуміти, що кількість вугілля, необхідна для опалення будинку, буде залежати безпосередньо від його якості.
Існує багато видів вугілля. Останнім часом найбільш популярним является антрацит і так званий «еко-горошок» – кам’яне вугілля з розміром зерен од 5 до 25 мм.
Антрацит і «еко-горошок» – вугілля з низьким вмістом сірки, попелу, вологи, азоту, фосфору і летючих речовин. Завдяки низькому вмісту сірки, продукти згоряння, які утворюються в момент спалювання, містять меншу кількість двоокису сірки. Крім користі для навколишнього середовища, це збільшує термін експлуатації елементів котла і димоходу, які піддаються корозії при впливі сірчистої та сірчаної кислоти, що виникають в результаті реакції сірки і водяної пари. А низький вміст попелу і вологи веде до більшої продуктивності палива. (Для довідки: порядок утворення вугілля: торф ? буре вугілля ? кам’яне вугілля ? антрацит)
Рекомендації при вибору
При виборі пеллетного котла, проаналізуйте ринок, де продаються у Вашому регіоні якісні пелети, з твердолистянної породи дерева: дуб, ясен, береза. Чи є можливість зберігати їх сухість при зберіганні? Використання неякісного палива або пелет з підвищеним вмістом вологи – неефективне і економічно не вигідно, тому що ККД буде прирівнюватися звичайному твердопаливному котлу.
При виборі піролізного котла, задумайтеся, чи буде у Вас можливість придбання деревини з вологістю не більше 20% або ж якісних деревних брикетів з твердолистяних порід дерев (дуб, ясен, береза). Самому висушити деревину, не так-то просто. Для досягнення вмісту вологи в деревині 20% необхідно сушити її в спеціальних камерах або ж на відкритому добре провітрюваному місці з навісом більше 3 років. В іншому випадку, ефективність Вашого піролізного котла буде зведена до звичайного твердопаливного вугільного котла.
Підбирайте котел з запасом 5-10кВт від необхідної реальної потужності. Потужність котлів розраховується на висококалорійне паливо -антраціт, брикети. При використанні менш якісного палива, теплова потужність котла знижується.
Вибирайте котел виходячи з палива, яке буде в ньому спалюватися.
Якщо у Вас поганий димохід і слабка тяга – придбайте котел з вентилятором (примусова подача повітря в котел).
При виборі сталевого котла зверніть увагу на товщину листа, з якого виготовлений теплообмінник. Занадто тонка сталь може деформуватися і швидше відбудеться її руйнування в результаті корозії.
Найбільш невибагливими до палива, надійними і довговічними, вважаються чавунні котли, які придатні для спалювання всього, що горить.
Рекомендації при використанні
Для досягнення гарної тяги необхідно:
- Своєчасна чистка каналів теплообмінника котла і димоходу.
- Високий і трохи більше необхідного діаметр димоходу
- Якщо димохід – сталева труба, її слід утеплити в приміщенні і на вулиці на 3-5м вгору.
- Приміщення, в якому встановлений котел, повинно бути добре провітрюваним і мати постійний приплив свіжого повітря, який необхідний для горіння палива.
- Використовуйте якісне паливо в незалежності від типу котла. Використання неякісного палива може погано позначитися на терміні служби котла, тривалості роботи на одному завантаженні і привести до засмічення каналів теплообмінника, димоходу, що спричиняє втрату тяги.
- Використовуйте сухе паливо (вугілля, деревина, пелети тощо). При використанні вологого палива, у котла знижується теплова потужність, тому що йому доводиться витрачати тепло на сушку палива.
- При монтажі котла в закриту систему опалення, встановіть запобіжний скидний клапан або групу безпеки, яка складається з манометра, скидного клапана і автоматичного повітрявідводчика. Робочий тиск клапана підбирається виходячи з технічних характеристик котла.
- Для рівномірного прогріву приміщення з відкритою системою опалення, використовуйте циркуляційний насос.