ВЫБОР КОТЛА ОТОПЛЕНИЯ
По месту расположения все котлы можно разделить на две группы -
настенные и напольные.
Начнём с навесных котлов – их установка оптимальна при недостатке свободных площадей. Навесные котлы компактны – типичные габариты 850 x 500 x 400 мм. Вес, как правило, не более 50 кг. Они занимают очень мало полезной площади, что особенно важно при установке на кухне, где всегда не хватает места или в небольшом котельном пункте, где должно находится и другое оборудование – насосная станция, бойлер горячего водоснабжения, фильтровальная установка и т.д.
Навесные котлы, правда, имеют ограничение по тепловой мощности, которая обычно не бывает больше 35 кВт. Однако, такой мощности достаточно для отопления жилого дома площадью до 300 – 320 кв.м. Если же смонтировать два таких котла параллельно, «каскадом», то отапливаемая площадь увеличивается до 600 – 650 кв.м. При каскадном включении нескольких котлов отапливаемая площадь может быть значительно большей.
Навесные котлы работают на природном газе и, в случае необходимости, легко перестраиваются на сжиженный газ. Имеется много моделей навесных котлов, работающих на электроэнергии. Правда, для питания электрокотлов мощностью выше 6 кВт требуется трёхфазная электроподводка, а установку котлов мощностью 10 кВт и выше необходимо согласовать с органами Энергонадзора.
По способу приготовления горячей воды навесные котлы разделяются на одноконтурные, двухконтурные со встроенным бойлером и двухконтурные проточные. В первом случае водопроводная вода подаётся в отдельный бойлер с объёмом, как правило, от 100 до 200 литров и нагревается в нём до нужной температуры горячей водой, взятой от отопительного котла. Автоматика при этом управляет котлом таким образом, что до достижения заданной температуры воды в бойлере котел работает только на её нагрев, отключая систему отопления. То есть отдает приоритет горячему водоснабжению (ГВС). Так как процесс этот достаточно быстрый, система отопления не успевает заметно остыть. В котле со встроенным бойлером бойлер находится в корпусе котла и ограничен по объёму 45 или 60 литрами. В проточном котле, как следует из названия, вода нагревается проходя через специальный теплообменник внутри котла. Очевидно, чем меньше её проходит в единицу времени через теплообменник, тем быстрее и до большей температуры она нагревается. И наоборот. Максимальная производительность по горячей воде двухконтурных навесных котлов от 8 до 15 л/мин. Есть модели с производительностью до 20 л/мин. При этом имеется ввиду, что вода нагревается на ^Т =30° С. Это означает, что температура нагретой воды на 30 градусов выше водопроводной. При необходимости получения более горячей воды производительность соответственно уменьшается . Производительности такого водонагревателя вполне хватает для одного потребителя горячей воды . При одновременно работающих двух и более потребителях – приходится мириться с недостатком горячей воды или устанавливать дополнительный бойлер .
Все навесные котлы имеют функцию , позволяющую в летний период работать только в режиме горячего водоснабжения , с отключённым отоплением .
Все навесные котлы оборудованы атмосферными газовыми горелками . Они работают при нормальном давлении воздуха, не нуждаясь в дополнительном наддуве . Горелки бывают одноступенчатые , двухступенчатые и с плавной модуляцией пламени . В одноступенчатых горелках один режим горения . Пламя может только автоматически включаться или выключаться. В двухступенчатых горелках пламя автоматически переключается с номинального уровня горения на пониженный. Последнее происходит тогда , когда расход теплоты в котле невелик и достаточно небольшой энергии для её пополнения . Такой приём увеличивает продолжительность цикла между включением и выключением горелки , что снижает её износ и уменьшает расход топлива. Горелки с плавной модуляцией ещё более гибко реагируют на изменение температуры теплоносителя и делают процесс его нагрева ещё более экономичным. В результате температура теплоносителя поддерживается в режиме, необходимом для поддержания постоянной температуры воздуха в помещении.
Важным достоинством горелок, которыми оборудованы современные навесные котлы является то, что, благодаря особенностям своей конструкции, они хорошо приспособлены к работе на пониженном давлении газа. Конечно, мощность, которую выдаёт котёл при пониженном давлении газа тоже понижается и это надо учитывать при проектировании. Но сами горелки при этом не прогорают и их эксплуатационный ресурс не уменьшается.
Навесные котлы различаются по способу дымоотвода, который может быть естественным и принудительным. У котлов с естественным дымоотводом продукты сгорания поступают в вертикальный дымоход и удаляются под действием естественной тяги. При этом к горелке должен поступать воздух в количестве, необходимом для поддержания горения. Для этого в помещении должно быть воздухозаборное отверстие или приточная вентиляция. Такие горелки называются горелками с открытой камерой сгорания. Другой тип горелок – с закрытой камерой сгорания не требуют вертикального дымохода и приточной вентиляции. Удаление продуктов сгорания производится через горизонтальный коаксиальный дымоход, выходящий на улицу через стену. Воздух к горелке поступает по этой же трубе, но изолирован от дымохода. Специальный вентилятор обеспечивает принудительную вытяжку дымовых газов и подачу воздуха к горелке. Такой тип дымоходов называют ещё «труба в трубе». Если учесть, что стоимость вертикальных дымоходов – от 60у.е. за метр, без учёта стоимости монтажных и строительных работ, то при выборе такого способа дымоудаления экономия средств может быть весьма ощутимой.
Современные навесные котлы снабжены всеми необходимыми системами безопасности: защитой от перегрева, от нарушения режима дымоудаления, от поступления газа без воспламенения, от отключения электропитания. Многие модели имеют защиту от
замерзания на случай отключения газа.
Ионизационный контроль горения, применяемый в
ряде моделей обеспечивает мгновенную блокировку подачи газа.
Все модели навесных котлов, за очень небольшим исключением, имеют полную «обвязку», т.е. набор дополнительного оборудования, превращающий этот котёл в «мини-котельную». Они комплектуются «группой безопасности», циркуляционным насосом (иногда двумя), расширительным мембранным баком, контрольно – измерительными приборами и т.п
Монтаж такой «котельной» сводится к подключению газового ввода (для электрических котлов - силового электрокабеля), трубопроводов отопления и водоснабжения, электропитания.
Большинство навесных котлов имею функцию самозапуска на случай отключения электроэнергии.
Простота монтажа – ещё один источник экономии для тех, кто остановит свой выбор на навесных котлах.
НЕДОСТАТКИ НАВЕСНЫХ КОТЛОВ
Как у всяких сложных систем вероятность отказа какого – либо агрегата выше , а ремонт дороже.
Теплообменники в навесных котлах изготовлены из стали или меди. Ресурс их , естественно меньше , чем , например , у чугунных , которые в настенных котлах не применяются.
Срок службы таких котлов без ремонта вряд ли превысит 10 лет.
Сложная электроника выходит из строя от скачков напряжения в электросети и значительных отклонений напряжения питания от номинального. Поэтому покупка стабилизатора напряжения обязательна.
Ещё одна опасность, которая угрожает котлу – выход из строя проточного теплообменника горячего водоснабжения из-за плохого качества водопроводной воды. Теплообменник, имеющий тонкие каналы, «зарастает» минеральными отложениями, растворёнными в воде, от чего перегревается и прогорает. Чтобы избежать такой неприятности, необходимо с помощью фильтров добиться стандартного качества воды.
Тем не менее, невысокая стоимость навесных котлов ( 600 – 1500 у.е.), «терпимость» к пониженному давлению газа, компактность, возможность работать без дорогостоящих дымоходов делает эту разновидность котлов очень привлекательной среди котлов эконом – класса.
НАПОЛЬНЫЕ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ КОТЛЫ
Это самый массовый вид тепловых генераторов.
По мощности , от 4 до нескольких сот кВт, они перекрывают весь диапазон возможных потребностей в отоплении индивидуальных домов.
Они могут работать на всех используемых видах топлива.
Самый популярный вид котлов – это котлы, работающие на природном газе.
На сегодняшний день, природный газ - самый дешёвый энергоноситель. Впрочем, любой котёл, предназначенный для работы на природном газе, без особых трудностей может быть приспособлен к работе на сжиженном газе. Стоимость топлива, правда, резко возрастает.
Один из главных признаков, по которым отличаются котлы разных моделей, – материал теплообменника. Теплообменник может быть изготовлен из чугуна, стали, нержавеющей стали, и, в редких случаях, из меди. От материала теплообменника в первую очередь зависит срок службы котла. Чугун – самый долговечный и надёжный материал. Он практически не подвержен коррозии и крайне редко прогорает. В дорогих моделях теплообменники изготавливаются из специальных марок серого чугуна, часто являющихся ноу-хау производителя. Такой чугун обладает повышенной пластичностью, большой однородностью структуры и высокой сопротивляемостью коррозии, что ещё больше увеличивает его эксплуатационный ресурс. Теплообменники из чугуна служат 50 лет и более. Однако, чугун – материал хрупкий. Сильный удар может привести к образованию трещин. Чугун так же может треснуть, если в неостывший теплообменник попадёт холодная вода. При частой смене воды с высокой жёсткостью, внутри котла может образоваться накипь, которая приводит к локальному перегреву участков теплообменника и появлению микротрещин.
Котлы с чугунными теплообменниками обладают большой тепловой инерционностью. Если за окном , например, резко потеплело и автоматика отреагировала на это изменением режима работы горелки, то теплообменник из-за своей массы ещё долго будет оставаться горячим, продолжая греть теплоноситель и помещение. Наличие в системе отопления чугунных радиаторов ещё больше увеличит тепловую инерцию системы отопления. До трёх часов может пройти, пока температура в помещении вернётся к норме.
Стальные теплообменники менее критичны к ударам и деформациям. Они в 2 – 2.5 раза легче чугунных. Однако, они быстрее прогорают и в более высокой степени подвержены коррозии, которую провоцирует конденсат, образующийся при понижении температуры внутри котла ниже «точки росы». Срок службы стальных теплообменников зависит от качества стали, её толщины, условий эксплуатации и составляет от 5 до 15 лет. В дорогих моделях для увеличения эксплуатационного ресурса используются легированные и нержавеющие стали, применяются специальные технологии, предотвращающие образование конденсата. Такие котлы вполне успешно конкурируют с чугунными.
Увеличению срока службы теплообменников служит и использование меди для их изготовления. Практика всё же показывает, что при мощности теплового генератора больше 40 кВт, предпочтение лучше отдать чугунным котлам.
Важнейшей частью любого теплового генератора, работающего на газовом топливе, является горелка. От её работы зависит эффективность и экономичность котла. Все горелки , используемые в напольных котлах, относятся к одному из двух типов :
- горелки атмосферного типа ,
- горелки вентиляторные или наддувные.
Атмосферные горелки всегда встроены в котёл и являются его конструктивной частью. Работают они практически бесшумно. Однако, котлы европейского производства с атмосферной горелкой ( а их на российском рынке большинство), нормально работают при давлении газа, принятом в Европе – не ниже 150 мм. вод. столба. В Украине же оно часто падает до 120 – 100 мм. вод. столба и ниже. Атмосферные горелки могут хорошо работать при пониженном давлении газа в магистрали. Однако, имеется одно «но». Если давление газа в процессе работы заметно возрастёт, то необходимо перенастроить горелку на эту новую величину давления газа. В противном случае интенсивность горения тоже возрастёт и пламя с течением времени может прожечь теплообменник котла. Если давление газа заметно упадёт, то пламя может гореть, не отрываясь от горелки, т. е.«сесть» на неё. Тогда прогорает сама горелка. Результатом нестабильного давления газа становятся частые остановки котла и сокращение его эксплуатационного ресурса. Производить же перенастройку горелки всякий раз, когда меняется давление невозможно – это может делать только специалист. Считается, что атмосферная горелка в котлах импортного производства без перенастройки нормально работает только при давлении газа не ниже 150 мм. вод. столба. Не надо забывать, что величина тепловой мощности котла, указываемая в его паспорте, подразумевает номинальное ( паспортное ) значение давления газа. При пониженном давлении газа уменьшается и мощность котла , что нужно учитывать при проектировании системы отопления. Если давление газа в магистрали ниже 150 мм. вод. столба и нестабильно, лучше использовать котлы с вентиляторными (наддувными) горелками.
В вентиляторных горелках воздух в камеру сгорания нагнетается принудительно, а его поступление автоматически меняется в зависимости от требуемого режима работы горелки. Такие горелки устойчиво работают при пониженном и нестабильном давлении газа. Однако они имеют два существенных недостатка – высокий уровень шума, требующий дополнительных затрат на звукоизоляцию и высокую стоимость, в 2 – 3 раза превышающую стоимость атмосферной горелки. Как правило, наддувные горелки не являются частью котла, а навешиваются к нему (поэтому их ещё называют навесными). С этим связано и их преимущество: котлы, которые коммутируются с навесными газовыми горелками, дают возможность использовать и навесные жидкотопливные (дизельные) горелки. Такие «двухтопливные» котлы применяют тогда, когда подача газа нерегулярна или его подводка ожидается не скоро.
Газовые горелки в напольных котлах, как и в навесных, бывают одно, - двухступенчатые или с плавной модуляцией. Напомним, что модуляция пламени – это автоматическое изменение мощности горелки в зависимости от интенсивности отбора тепла из теплообменника.
В дорогих котлах встречаются двойные атмосферные горелки, использование которых позволяет заметно увеличить их эксплуатационный ресурс и поднять КПД котлов. Двухступенчатые горелки и горелки с модуляцией пламени увеличивают ресурс котлов, снижают расход топлива, повышают «гибкость» регулирования теплового режима. Разумеется, они предпочтительнее одноступенчатых.
Напольные котлы обеспечивают горячее водоснабжение с помощью:
- внешнего накопительного бойлера,
- встроенного накопительного бойлера,
- встроенный проточный водонагреватель.
Если котёл - одноконтурный и работает в паре с накопительным бойлером, необходимо, чтобы мощность котла была согласована с тепловой мощностью бойлера. Если мощность котла будет меньше мощности бойлера, то он не обеспечит приготовления нужного количества горячей воды при разборе. Бойлеры большой ёмкости – 250, 500 или 1000 литров при достаточной мощности котла удовлетворят любые разумные потребности жилого дома в горячем водоснабжении.
Напольные котлы со встроенными бойлерами имеют бойлеры ёмкостью 60, 90, 100 и 150 литров. Для ускорения нагрева в некоторых моделях применяют дополнительный электроподогрев воды.
Двухконтурные котлы с проточным водонагревателем могут обеспечить расход горячей воды до 33 лмин, а при необходимости, в комбинации с дополнительным накопительным бойлером – значительно больше.
Некоторые дорогие модели отопительных котлов имеют не только контур горячего водоснабжения, но и независимые встроенные контуры для приготовления горячей воды для тёплых полов и подогрева воды в бассейне.
Таким образом, напольные газовые котлы способны удовлетворить практически любые потребности в горячем водоснабжении жилого дома.
Большинство современных котлов электрозависимы.
В случае прекращения подачи электроэнергии, подача газа мгновенно блокируется, пламя гаснет и котёл останавливается. При возобновлении подачи электроэнергии котлы, имеющие функцию самозапуска, снова включаются в рабочий режим. Котлы, не имеющие такой функции, для продолжения работы требуют механического запуска. Имеются модели электронезависимых котлов, автоматика которых работает от термоэлектричества, которое вырабатывает термопара, нагреваемая пламенем горелки.
Наиболее известный способ аварийного электроснабжения это - мини-электростанции с автоматическим запуском. Способ, однако, весьма дорогой.
Существуют источники резервного питания на основе автомобильных аккумуляторов с преобразователем частоты. Цена их невелика, но ресурс работы ограничен, примерно 20 - 26-ю часами.
Имеются котлы, в которых для удаления газов используют специальные вентиляторы, встраиваемые в дымоход. Это, например, некоторые модели словацких котлов «PROTERM» Дымоход в этом случае можно вывести через стену на улицу. Однако, мощность таких котлов не превышает 35 кВт, а котельный пункт должен быть оборудован приточной вентиляцией. Похожие устройства есть и у других производителей , но с теми же ограничениями . Строительство вертикальных дымоходов при использовании котлов мощностью более 35 - 40 кВт неизбежно.
Как правило , в стоимость напольных котлов не входит стоимость оборудования , необходимого для функционирования котла в системе отопления.
Это – циркуляционный насос , расширительный бак , « группа безопасности », выносной термостат и т. д .
При планировании затрат на покупку оборудования это обстоятельство нужно учитывать . Впрочем , разнообразие вариантов здесь достаточно большое. Имеются модели и частично и полностью укомплектованные дополнительным оборудованием.
ЖИДКОТОПЛИВНЫЕ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ КОТЛЫ.
Подавляющее большинство из них работает на дизельном топливе – солярке.
Значительно реже используется мазут и печное топливо.
Устройство и принцип работы жидкотопливных котлов не отличаются от газовых . Они могут иметь как чугунные, так и стальные теплообменники.
Главное различие в способе использования энергоносителя, т. е. в конструкции горелки. Поэтому многие модели котлов предусматривают работу на двух видах топлива. Для этого достаточно иметь две специализированные горелки и менять их в случае смены вида топлива. Мощность таких двухтопливных котлов может быть от 10 кВт до нескольких тысяч. Правда, жидкотопливные котлы бывают только в напольном исполнении в отличие от газовых, которые могут быть и навесными.
Если дизельное топливо – единственный энергоноситель и не предполагается переход на газ, то можно использовать котлы со встроенной дизельной горелкой. Такие котлы недороги, имеют стальной теплообменник, что снижает их вес, проточный водонагреватель и комплектуются, как правило, полной «обвязкой».
Для работы на жидком топливе нужны специальные горелки. Они называются вентиляторными или наддувными. Их особенность состоит в том, что они оборудованы специальным вентилятором, который нагнетает воздух в камеру сгорания горелки.(Поэтому вентиляторные горелки имеют большую шумность). Если котёл двухтопливный, солярка + газ, то газовая горелка тоже должна быть вентиляторной. И в этом случае повышенного шума не избежать, даже перейдя на газ. В дорогих котлах принимаются специальные меры для снижения шума от горелок, но радикальное решение проблемы шума – это устройство котельного пункта в отдельном строении.
При выборе дизельного котла имеет значение такой параметр горелки, как глубина всасывания топлива (забора). Так как топливные баки часто зарывают в землю, то глубина всасывания показывает максимальную глубину с которой топливо может быть подано горелку.
Поскольку устройства дизельных и газовых котлов одинаково, разница в их стоимости определяется разницей в стоимости горелок.
Например, двухконтурный стальной котёл мощностью 40 кВт с дизельной горелкой стоит 1200 евро , а с газовой – 1480 евро; одноконтурный чугунный мощностью 38 кВт с дизельной горелкой стоит 1130 евро,а с газовой – 1865 евро. Однако, разница в цене изменится в обратную сторону, если мы учтём стоимость резервуара для топлива, помещения для его установки; устройства топливопровода с фильтром тонкой очистки, транспортные расходы на доставку топлива. В итоге дизельный котёл обойдётся заметно дороже газового.
Расход топлива зависит от того, насколько хорошо утеплен дом, от температуры наружного воздуха, от суточного и недельного режима отопления, от используемых устройств автоматического регулирования, от мощности котла и т.д. В среднем, в климатических условиях центра Украины, для отопления и горячего водоснабжения дома площадью 300 – 400 кв.м. на отопительный сезон необходимо от 2 до 5 тонн солярки.
Недостатки жидкотопливных котлов
Первое - это, конечно, высокая шумность работающей горелки. Для борьбы с ней необходимо предусмотреть хорошую звукоизоляцию помещения котельного пункта, если он расположен в жилом доме.
Второе – электрозависимость жидкотопливного котла. Даже кратковременное отключение электричества требует присутствия человека для повторного запуска котла.
Третье – при низких температурах воздуха требуется подогрев топливопровода, так как температура топлива не должна быть ниже + 5 С. В противном случае топливо густеет, фильтры забиваются и котёл останавливается. Дизельный котёл требует к себе постоянного внимания и дополнительного ухода.
Но есть у дизельных котлов и одно неоценимое преимущество. Его установку не надо согласовывать ни с какими инстанциями.
ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ КОТЛЫ
Используют их тогда, когда другие виды энергоносителей недоступны или очень дороги. С помощью твёрдотопливных котлов трудно выполнить основную задачу отопления – поддерживать температуру в помещении постоянной. Необходимо всё время контролировать процесс горения, подкладывать топливо, удалять шлаки и золу. К счастью, прогресс не стоит на месте. Имеются твёрдотопливные котлы с пиролизным сжиганием древесины и простой регулировкой мощности. В таких котлах горят не сами дрова, а древесный газ, выделяющийся из них под воздействием высокой температуры. При этом образуется очень мало золы.
Появились модели, в которых регулировка мощности котла производится автоматически, путём изменения тяги, причём без электрического привода.
Главное неудобство, однако, остаётся – загружать топливо и удалять золу должен человек и делать это нужно ежедневно.
В настоящее время отопительные котлы, которые работают только на твёрдом топливе встречаются всё реже. Зато на рынке имеется широкий ассортимент комбинированных или универсальных котлов, которые могут работать не только на твёрдом топливе, но и ещё на одном, двух или даже трёх видах топлива. Есть котлы, работающие на твёрдом топливе, в которых предусмотрена установка навесных жидкотопливных или газовых горелок.
Появились комбинированные котлы, которые после сгорания твёрдого топлива способны автоматически переключаться на второй вид топлива – газ или солярку.
Представляют интерес и двухтопочные котлы. Они имеют раздельные камеры сгорания для твёрдого, жидкого и газообразного топлива, а встроенный электронагреватель (ТЭН) мощностью от 3 до 15 кВт позволяет использовать для отопления и электроэнергию. Различные модели комбинированных многотопочных котлов могут иметь тепловую мощность от 4 до 3000 кВт, что позволяет отапливать дома площадью до 30000 кв. м. Стоимость таких котлов, впрочем, весьма высока.
Существуют и системы, работающие на сжиженном газе.
Но для установки резервуара для запасов сжиженного газа нужны значительные капиталовложения. Во первых, потребуется оформление разрешительной документации и разработка проекта. Во вторых, необходимо будет произвести большой объём земляных и монтажных работ, так как резервуар, объем которого может быть от 1000 до 6000 литров, необходимо закапывать в землю и закреплять на специальных фундаментах . Эта часть затрат составит от 8000 до 11000 евро. Стоимость самого газа (без транспортировки) для отопления дома площадью 400 кв. м. составит на сегодня около 200 евро в месяц. Как видим, затраты соизмеримы со стоимостью всей системы отопления дома средней величины. Наверное поэтому отопление сжиженным газом по популярности значительно уступает отоплению жидким топливом. К достоинствам этого способа отопления можно отнести очень низкое содержание сернистых соединений в сжиженном газе и стабильность его давления на входе горелки
