Все о отопительных котлах: универсальные котлы, газовые отопительные котлы, и котлы на жидком и твердом топливе, расчет КПД котла и модернизация (переделка) котлов под нужное топливо — Как сделать самому?
О самостоятельной переделке (модернизации) котлов стоит поговорить отдельно. Наши российские умельцы вообще могут сделать что угодно. Есть «умельцы», которые дровяной котел переделывают на жидкотопливный. Вот только надо учитывать, что дровяной котел рассчитан на подвод тепла снизу вверх — топливо горит внизу и отходящие газы, поднимаясь вверх, нагревают теплоноситель.
Жидкотопливная горелка несет с собой абсолютно другой принцип подвода тепла — горизонтальный. Греть такой модернизированный котел, конечно, будет. КПД, правда, будет жуткий, и задняя стенка у котла будет нуждаться в дополнительной защите, иначе она начнет понемножку прогорать. Но какое-то время будет котел греть. А дальше…
Дело в том, что, установив даже очень хорошую импортную горелку в отечественный котел, в большинстве случаев невозможно получить нормального КПД. Отопительный котел — это технически сложное устройство. Когда его проектируют, то прежде всего, рассчитывают на определенные горелки. И устанавливать в котел «модерновую» импортную горелку — это, зачастую, все равно что пытаться воткнуть в бедный «Запорожец» 12 цилиндровый двигатель. Может и воткнется, может и поедет. Но бензина будет есть …!
В общем случае можно сказать только одно. Если в начале экономишь на оборудовании, значит, потом всю жизнь будешь платить за лишний теплоноситель. И, как правило, это действительно так. Хороший котел с нормальным КПД — это почти песня. И делают такие котлы далеко не все и далеко не везде. Поэтому к выбору котла надо относиться очень внимательно.
Есть еще один пример. В Москве на одном участке стоят рядом два дома. Оба эти дома совсем недавно заключили договор о сервисном обслуживании. Один дом чуть побольше, второй поменьше. Первым строился тот дом, который поменьше, и оснащали его котлом тоже первым. Под нажимом заказчика, экономившего деньги на начальном этапе, был установлен котел «ACV» с горелкой «GIERSCH». Когда сдавали второй дом, то деньги на оборудовании уже не экономили и установили котел «WOLF» гораздо большей, чем в первом доме, мощности. Так вот, в настоящий момент котел меньшей мощности потребляет гораздо больше солярки, чем более мощный котел во втором доме.
В характеристиках различного типа котлов указывается разный КПД. Указывается он в диапазоне от 85 до 110%. Все мы когда-то учились в школе и помним, что КПД не может быть больше 100%. Откуда же берутся цифры, превышающие 100%? Как вообще считается КПД? С электрическими котлами все обстоит именно так, как нас с Вами учили в школе и КПД у этих котлов выше 100% быть действительно не может. Выше 100% он может быть только у котлов, работающих на том топливе, которое сгорает. Все со школы помнят, что при полном сгорании любого топлива получается СО2 и Н2О. Н2О — получается, естественно, в виде водяного пара, содержащего какую-то энергию. Если этот водяной пар каким-то способом сконденсировать, то мы сможем получить дополнительную энергию. Поэтому существуют два понятия теплотворной способности топлива: высшая и низшая удельная теплота сгорания.
Низшая — это то тепло, которое мы получаем при сгорании топлива, когда водяные пары вместе с содержавшейся в них энергией улетели в «трубу».
Высшая — это теплота с учетом энергии, содержащейся в водяном паре. Все расчеты КПД и в России и в Европе идут по низшей удельной теплоте сгорания топлива (это закон, и по-другому тепловые расчеты вести не положено). Так вот, если все-таки использовать тепло, содержащееся в водяном паре, а расчеты вести, как и положено, по низшей удельной теплоте сгорания, то и появляются цифры, превышающие 100%. Котлы, использующие теплоту конденсации водяных паров, так и называются — конденсационными. И именно они имеют «ненормально» высокий КПД (выше 100%). Разница между низшей и высшей теплотой сгорания топлива составляет около 11%. В этом пределе и могут отличаться КПД котлов.
КПД можно считать по двум параметрам. Весь Запад считает КПД по температуре отходящих газов. То есть, сожгли килограмм топлива — должны получить столько-то килокалорий тепла, при том, что температура отходящих газов будет равняться температуре окружающей среды. Если замерить разницу между действительной температурой отходящих газов и температурой окружающей среды, то по ней вполне можно рассчитать КПД котла. Грубо говоря, проценты, «вылетевшие в трубу» вычитаются из 100%, и получается действительная цифра.
В СССР (наследственно в России) был принят принципиально другой принцип расчета — это так называемый «метод обратного баланса». Расход тепла определяется по нижней теплоте сгорания. А далее ставится калорифер на трубу и рассчитывается величина тепловой энергии ушедшей в неё, т. е. величину потерь энергии. Потери вычитаются из общего количества тепла, и рассчитывается КПД. Этот КПД более точен. Почему именно он был принят в качестве методики расчета? Да потому, что все корпуса наших котлов, как правило, были очень плохо теплоизолированы. Через стенки котла наружу улетало до 40 % энергии. (Перед глазами сама собой встает картина — температура в котельной +45-50°С, кочегары в майках бросают в котел уголек. При этом они норовят открыть входную дверь, чтобы хоть немного глотнуть воздуха. — В. К.) По методу обратного баланса на территории России принято считать до сих пор — этого требуют нормативные документы. В настоящее время эту методику можно успешно применять к котлам, работающим на ТЭЦ (котлы мощностью несколько мегаватт), у которых горелки никогда не выключаются. А вот к современным котлам она абсолютно неприменима, поскольку у них принципиально другая схема работы. Ведь у этих котлов нормальный цикл работы горелки выглядит так: пять минут она «работает» и потом 15 минут «стоит» и ждет пока, выработанное тепло используется. И чем выше температура на улице, тем меньше будет «работать» горелка и дольше будет «стоять». Какой уж тут обратный баланс? Что еще отличает современные котлы?
Все современные котлы, по крайней мере импортные, имеют теплоизоляцию. Причем, чем «круче» котел, тем лучше у него теплоизоляция. Потери тепла через стенки (тепло, идущее на обогрев котельной) у современного котла составляют не более 1,5-2%. Кстати, часто покупатели современного котла об этом забывают и по старой памяти думают, что в котельной отопления устраивать не нужно — котел сам по себе это помещение обогреет. Потом приходят к нам с вопросом: «А почему это у меня в котельной холодно?». А почему там должно быть тепло, если в котельной не установлено ни одного радиатора отопления? Был такой почти анекдотичный случай. Вызывают на объект — встал отопительный котел. Приезжаем и видим такую картину. К дому пристроено помещение для котла, со стенами в полкирпича.
Внутри пристройки кроме самого котла разместили и бак с соляркой, причем солярку использовали летнюю. Как только мороз на улице стал приближаться к отметке -30°С, солярка «замерзла» (выпали парафины и через фильтр она проходить перестала) — в этом и была причина остановки котла. Хозяин к с претензией: «А почему это котел не обогревает помещение котельной?». Пришлось долго объяснять, что задача котла — обогрев системы отопления, и с этой задачей он до сих пор прекрасно справлялся (хозяин и сам это подтвердил), а для того, чтобы помещение котельной обогревалось, его надо было, как положено, утеплить и включить в систему отопления, как все прочие помещения дома.
Кроме того, современные котлы, благодаря теплоизоляции, прекрасно сохраняют тепло. Температура в хорошем котле через двое суток после выключения котла падает всего на 20-25°С.
Вообще, нужно сказать честно, что все мы в России, включая и тех людей, которые занимаются вопросами отопления и теплоснабжения, далеко не все знаем и находимся в положении малограмотных. Просто, когда подняли «железный занавес» столько всего на нашу голову вывалилось — нового, интересного и непривычного для нас, что мы пока не в состоянии все это переварить. Да и за столько лет привыкли мы все абсолютно к другой технике и другим подходам. Лучшие образцы импортной отопительной техники спроектированы как цельный законченный агрегат.
Поэтому, наверное, не стоит в этом вопросе пытаться изобрести велосипед. Его уже давно без нас изобрели, и изобрели велосипед хороший. Поэтому, прежде чем самостоятельно что-то изобретать, стоит хорошо продумать к чему это приведет. Понятно, что в России Кулибины не переведутся никогда. Вот только в большинстве случаев, к сожалению, получается как у Ильфа и Петрова: «Из швейной машинки «Зингер» и … был изготовлен мотоцикл, который был очень похож на настоящий, но в отличие от настоящего не работал».
Давайте все-таки вернемся непосредственно к котлам на дизельном топливе. Когда речь заходит о дизельных котлах, то многие сразу же вспоминают такую картину. Заводится «МАЗ». Двигатель долго чихает и кашляет. При этом из него вылетают клубы черного дыма. И пока двигатель не наберет обороты, выхлоп получается просто жуткий. Именно такая малоприглядная картина, непроизвольно всплывающая из глубин подсознания, и останавливает большинство потребителей, когда предлагаешь им приобрести котел на дизельном топливе. На самом деле современные дизельные котлы, с нормальной горелкой и хорошо настроенные, работают значительно чище и спокойнее, чем тот самый «МАЗ». Ни выхлопных газов, ни дыма из трубы не вырывается. Из неё поднимается только теплый воздух.
Это можно подтвердить конкретным примером. Газоанализатор, с помощью которого настраивается котел, имеет рабочий диапазон по уровню СО до 1000 ррМ (1000 ррМ = 0,1%). В приборах для проверки состава выхлопных газов автомобиля пределы измерения начинаются именно с этой величины. Когда проходишь техосмотр, то уровень СО не должен превышать 1,5%, а при проверке на улице допустимой величиной является 3% — на этот диапазон и сориентированы автомобильные газоанализаторы. Таким образом, уровень СО, выбрасываемого нормально отстроенной котловой горелкой, как минимум в 100 раз ниже, чем у автомобиля. (Не дай бог кому-то придет в голову котловым газоанализатором проверить содержание СО в выхлопе автомобиля. Газоанализатор «умрет» сразу. И «реанимации» он уже не подлежит.)
Современная топливная система правильно спроектированная и постро