Твердотопливные котлы

Не секрет, что всего в 100 км от Москвы более половины сел и малых городов еще не газифицированы, и выбор между соляркой и твердым топливом (электричество как массовый источник тепла вообще не рассматривается) население делает в пользу последнего — дешевого либо вообще бесплатного. К тому же древесина является воспроизводимым видом топлива и имеет так называемый нейтральный баланс СО2 — при сжигании выделяется такое же количество СО2, какое поглощает растущее дерево в процессе фотосинтеза.

НА ТРАВЕ ДРОВА

При сжигании килограмма дров выделяется в среднем 4 кВт тепловой энергии; 1 куб.м дров способен заменить примерно 200 л жидкого топлива или 200 куб.м природного газа. Решающее влияние на мощность и КПД котла, а также на интервал закладки топлива имеет порода древесины. У каждого дерева своя энергетическая ценность.

А еще теплота сгорания напрямую зависит от влажности (для ее измерения существует специальный прибор, который можно приобрести вместе с котлом). Содержащаяся в древесине влага при сжигании испаряется и требует для этого большего количества энергии, поэтому сухие дрова горят гораздо лучше (теплота сгорания высушенной древесины примерно в два раза выше, чем у свежесрубленной). Обычно все технические данные, касающиеся энергетических параметров котла, приводят для лиственных пород с максимальной влажностью 25%.

СОВЕТЫ КОЧЕГАРАМ

Основные недостатки котлов рассматриваемого вида связаны с небольшой теплотворной способностью топлива. Для отопления дома площадью около 250 кв.м только дровами потребуется около 27 куб.м, а углем — до 7 т за сезон. Такое топливо приходится довольно часто загружать в топку: уголь — обычно каждые 6-8 ч, дрова — через 2-3 ч. Горят они неравномерно, с переменной интенсивностью. Сгорают не полностью, выделяя сажу. Образуется много золы, и ее приходится периодически удалять. Дымоходы забиваются и портятся из-за коррозии. К тому же управлять процессом горения твердого топлива сложно, поэтому точность поддержания желаемой комнатной температуры невысока.

Для экономичной работы твердотопливного котла важно обеспечить необходимую тягу в дымовой трубе. Он должен быть присоединен к независимой дымовой трубе, невосприимчивой к влаге. Причем первый участок дымохода (около 2 м) выполняют из жаростойкого материала, для следующих допустима кислотостойкая жесть. Отлично зарекомендовали себя трубы из керамики. Если вы решили создать каскад из нескольких котлов, не следует подключать их все к одному дымоходу.

Ухаживать за твердотопливным котлом требуется гораздо чаще, чем за теплогенераторами, потребляющими другие виды топлива. Минимум раз в неделю его нужно чистить, иначе при засорении дымовых каналов и теплообменника возрастут расход топлива, вероятность коррозии и загрязнение окружающей среды. По дымовым каналам и решетке проходят щеткой, а рыхлую сажу с золой собирают в зольный ящик. Чтобы минимизировать отложения сажи и золы в дымовых каналах, желательно полностью загружать топливом загрузочную камеру, а при работе на низких температурах регулярно ворошить угли и прикрывать воздушную заслонку (если нет автоматического регулирования мощности), снижая подачу воздуха на горение и уменьшая тягу в дымовой трубе. Топить бурым углем не рекомендуют, так как это приводит к образованию шлама в теплообменнике, что сказывается на качестве горения и сроке службы котла.

Возникновение конденсата и смолообразование в загрузочной камере указывают на повышенное содержание в топливе влаги или очень низкую температуру котловой воды. Смола также образуется при недостатке воздуха для поддержания процесса горения. Конденсат и смола ухудшают теплообмен и снижают мощность агрегата. Чтобы их избежать, полезно использовать сухое топливо и проверять температуру котловой воды — в рабочем режиме она должна быть выше 65 градусов Цельсия.

Соскоблить смолу удается только в теплом состоянии, для этого надо растопить котел (лучше всего мягкой древесиной) и по достижении температуры примерно 90 градусов Цельсия закрыть все вентили на отопительных приборах. После чего скребком удалить смолу с днища котла и с поверхностей нагрева.

Ко всему прочему при работе с пониженной мощностью выделяются вредные для здоровья полукоксовые газы, поэтому в котельной необходимо следить за отсутствием видимого чада и регулярно проверять вентиляцию.

ШАГ В БУДУЩЕЕ

Твердотопливные котлы с пиролизным сжиганием древесины — газогенераторные — появились относительно недавно. В отличие от традиционных в них горят не только сами дрова, но и древесный газ, выделяющийся под действием высокой температуры. Причем топливо не разгорается пламенем, а тлеет.

Хитрость системы в следующем. В слой тлеющих углей, находящихся в бункере для топлива, вентилятором подается воздух (первичный). Под действием высокой температуры дерево разлагается на углерод, водяной пар, смолы и масла. Дальнейшая реакция между кислородом и углеродом обеспечивает температуру, достаточную для образования окиси углерода (СО) — главного горючего компонента вырабатываемого газа. Смолы и масла также разлагаются на газы, содержащие водород. Возникающий в результате генераторный газ обладает высокой теплотворной способностью. Далее он проходит через форсунку (как правило, керамическую), где смешивается с дополнительным (вторичным) воздухом. Газовоздушная смесь воспламеняется в камере сгорания, при этом не только выделяется тепло, но и сгорают тяжелые соединения и частицы сажи.

Растапливаются котлы традиционно или с помощью системы электрического поджига. В качестве топлива для них рекомендуют сухие поленья (влажность до 20%). Если топливо, а также расход первичного и вторичного воздуха подобраны правильно, генераторный газ горит практически белым пламенем. Медленное тление большой порции дров позволяет газогенераторным котлам работать до 12 ч на одной загрузке топлива.

Основные достоинства пиролизных котлов: высокий КПД, экологичность (не образуется сажа, количество золы минимально) и возможность управлять процессом сжигания, а значит, мощностью котла. Недостатками считают необходимость электропитания и более высокую, по сравнению с традиционными, цену.

Нужно отметить, что существуют и универсальные модели с комбинацией от одного до четырех видов топлива.

Наиболее распространены твердотопливные котлы с возможностью установки навесных горелок для газа или солярки и со встроенным ТЭНом. Однако стоят многотопливные теплогенераторы существенно дороже, их цена порой превосходит суммарную стоимость отдельных устройств.

КАК ДОБИТЬСЯ СОВЕРШЕНСТВА

Добиться максимально эффективного использования топлива, небольшого количества сажи и чистых дымовых газов можно, если топить котел не чаще чем несколько часов в два-три дня. Однако, прямолинейно следуя этому совету, комфорта не достигнуть: температурный режим котла и отапливаемых помещений будет постоянно изменяться.

Другое дело, если к котлу подсоединить теплоизолированный бак-аккумулятор достаточно внушительного (500 л и более) объема. Его соединяют с котлом двумя способами: напрямую, без запорной арматуры или с помощью управляемой байпасной схемы с принудительной циркуляцией.

Бак забирает горячую воду, когда топливо горит интенсивно с выделением значительного количества тепла. Когда дрова прогорели и котел остывает, аккумулятор подпитывает его водяную «рубашку» и систему отопления. В итоге ровная температура поддерживается в доме на протяжении долгого времени, а в котле сохраняются условия для лучшего сжигания топлива. Кроме того, его требуется реже подтапливать.

Обзор твердотопливных котлов можно посмотреть в выпуске журнала «Всё для стройки и ремонта» серии «Потребитель» №35’2006