Автоматические твердотопливные котлы длительного горения — плюсы и минусы

Твердотопливные котлы бытового назначения

Можно классифицировать их по-разному. Сегодняшними исследователями выделяются в котельном оборудовании такие основные направления, как прямоточные паровые котлы; котлы без дожига отходящих газов; газогенераторные котлы; шахтные котлы с верхним и нижним горением; пиролизные; пеллетные; угольные котлы.

Всё вышеперечисленное оборудование функционирует на разных видах твердого топлива. Эффективность их тоже соответственно разная, к тому же зависит от различий в условиях эксплуатации и самого топлива в немалой мере.

Содержание

Особенности российского рынка ↑

Котлы длительного горения на твердом топливе

Котлы длительного горения на твердом топливе с автоматикой имеют разную эффективность теплоотдачи

Многие специалисты справедливо считают его пока не вполне сформировавшимся. Именно в силу этого не всегда менее высокая эффективность отражается пропорционально на цене изделия. Нет достаточно четкой классификации, должной сертификации оборудования.
Нужны более глубокие и детальные исследования. Касающиеся мощностных режимов, разных теплоносителей, видов топлива, использования магнитных преобразователей и т.д. — все эти факторы напрямую отражаются на КПД приборов.
Без достаточных знаний простому потребителю сложно даже выявить отличия между, к примеру, прямоточными котлами и пиролизными. Что касается «пиролизников» и «шахтников», здесь и сами производители не совсем определились с терминологией (см. ниже).
Но подобные исследования обходятся дорого. А проводить их можно только в специальных условиях лицензированными специалистами, что не всегда и не всем производителям доступно. А так как пока в России это посчитали не обязательным, то и понятно, что самим производителям котлового оборудования нет никакой надобности на свой страх и риск углубленные изыскания проводить — зачем?
Реальный смысл в этом забрезжит лишь в том случае, если сочетание качественных характеристик и цен на товар приблизится к идеальному в своём сегменте, а сами итоги и выводы проведенных исследований будут ценной базовой опорой для рекламных кампаний.
На данный же момент несколько производителей, из тех, кто разбирается в предмете и выпускает ликвидную продукцию, по мере сил объединяют общие усилия по созданию независимого протокола. Вполне вероятно, и я это допускаю, что это может послужить базой для формирования в будущем мощного производственного комплекса в России, который способен обогнать (технически и интеллектуально) мировых лидеров в сфере котлостроения.

КПД и другие технические характеристики ↑

Котлы длительного горения на угле

Котлы длительного горения, работающие на угле, имеют достаточно высокую эффективность

Покажу на примере отличия в базовых характеристиках (КПД, длительность работы на одной топливной закладке) разных классов котельного оборудования  на объектах.

Рассмотрю котлы, работающие на дровах, древесных брикетах, пеллетах (из дерева), опилках, щепках, с разной влажностью топлива. Надо иметь в  виду, что приводимые цифры не точные, а примерные — глубоких исследований, повторяю, пока не проводилось.

Прямоточные дровяные котлы ↑

КПД = 25-35%. На одной закладке дровяные котлы работают до 3-4-х часов. Заметно ухудшается при этом дожигание топлива. Отложения сажи в дымоходе заметные. Дрова, как правило,  подкладывают 1 раз/ 30-60 мин. На сыпучих видах топлива (щепа, опилки и пр.) и на влажном топливе не работают.

Котлы дровяные (одно-, двух- и трёхходовые) без дожига отходящих газов ↑

КПД =  30-50% (влияют форма теплообменника и количество ходов). Иные модели работают непрерывно по 8-12 часов. Проблемы имеют схожие с прямоточниками.

Газогенераторные котлы ↑

Топка у таких котлов (т.н. загрузочная камера) расположена внизу. Теплообменник и камеры дожига топлива — сверху. Такого типа котлы иногда называют пиролизными (т.к. в них присутствует система дожига отходящих газов), но чаще их всё же разделяют. Ведь конструкция  пиролизных и газогенераторных котлов существенно различна, да и по техническим характеристикам они отличаются.

Газогенераторные котлы на дровах выдают КПД порядка 45-90% (разница зависит от количества ходов, формы теплообменника, количества ходов  (одно-, двух- и трёхходовые), режима работы и собственно устройства  дожига). Иные модели работают непрерывно до 30 часов.
Это направление считается перспективным. Хотя бы потому что котлы способны работать на разном топливе, на любой влажности, и весьма длительно на одной закладке.
Система дожига отходящих газов  над топкой позволяет эксплуатировать котлы разной мощности без затухания без принудительной тяги.  Газогенераторные дровяные котлы на малых оборотах котёл существенно ухудшают свой КПД (до 25-35%), забивают дымоход отложениями сажи с выделением креазота. Но и это не сказывается на их популярности.  А она растет год от года.  Одна из самых продаваемых позиций на рынке газогенераторных котлов России — модель «Буржуй-К».

Шахтные котлы нижнего горения (традиционные) на дровах ↑

Такие котлы показывают КПД порядка 75-90%. Работать могут на одной закладке дров до 8-12 часов.  Влажность топлива может при этом быть любой. Такие шахтные котлы известны чуть ли не 100 лет. Нынешние изготовители их весьма уменьшили в размерах, в силу чего они стали удобны больше для топки углем.  Нередко  традиционные шахтные котлы также называют пиролизными —  у них есть система дожига отходящих газов.

Шахтные котлы (дровяные) длительного верхнего горения ↑

Способны стабильно работать до трех суток на одной закладке, при КПД до 50-75%. Топливо принимают лишь  сухое. Опилки, пеллеты, щепав этих котлах не работают, вернее, они затухают. Имеются универсальные модели. Они способны также работать на буром угле. И на торфяных крупных брикетах. Называют примеры работы шахтного котла длительного (верхнего) горения почти 16 суток на единственной закладке угля. Как и газогенераторные котлы, появились на рынке шумно, имеют немалый спрос и производятся с  2001 г.  Из самых  известных брендов — Stropuva (Литва).  Мощности котлов от 7 до 40 кВт.

Шахтные котлы длительного нижнего горения ↑

Многие специалисты склонны считать их чуть ли не самым перспективным направлением в   сегменте бытового отопительного оборудования. Работают таковые на дровах и на комбинированном топливе (опилки, пеллеты и всё вперемешку), причем оно допустимо любой влажности. Топятся шахтные котлы  подряд по несколько суток. До нескольких недель могут работать на одной закладке бурого угля. При известной автоматизации подобных котлов они способны стабильно работать и в энергонезависимом режиме. Это значит, что помещение (дом) с подобным типом отопления на естественной циркуляции теплоносителя обойдется при необходимости  без электроснабжения, находясь в полностью автономном режиме. У шахтных котлов длительного нижнего горения весьма впечатляющий КПД = 75-90%. И, что приятно, отрасль шахтных котлов сегодня довольно-таки энергично развивается.

Пиролизные котлы ↑

Имеют неоднозначные позиции и даже снискали определенную репутацию «скандальных». В России их начали использовать  в бытовом сегменте, заменяя прямоточные котлы, и разница в экономичности показалась поразительной. В рабочем режиме КПД этих котлов демонстрирует огромную экономичность, достигая 80-90%. Изготовители пиролизной котельной техники «подрезали» диапазон рабочих мощностей (от 80 до 100% от номинальных параметров), потребовались тепловые аккумуляторы.  Ограничили и влажность для топлива до 20%. Впрочем, новые  модели работают на всяком топливе и при любой влажности, имея большой разброс мощностей (от 30 до 110% от номинальной). Некоторые модификации конструктивно приблизились к характеристикам шахтных котлов длительного нижнего горения и способны вполне работать более суток на одной закладке. Кстати, сходство у пиролизных и шахтных котлов действительно есть. Недаром и  производители зачастую называют пиролизные котлы («пиролизники») именуют «шахтниками», и наоборот. Пиролизные котлы, тем не менее, достаточно прочно занимают свою собственную нишу, и судя по динамике, продолжат совершенствоваться.

Пиролизные котлы с автоматикой

Пиролизные котлы, так же как и т.н. шахтники,  автоматизируются пеллетными горелками факельного типа, подразумевающими возможность автоматизации процессов загрузки топлива в саму топочную камеру. Могу только предположить, что в данном направлении в России какие-то более или менее серьезные исследовательские работы начаты, но пока нам о такого рода разработках ничего не известно.

Пеллетные котлы с автоматикой ↑

Это едва ли не самая неоднозначная тема на сегодняшний момент. Такие котлы выбирать надо со вниманием. Про автоматические пеллетные котлы много разговоров. Порой можно слышать,  что они вовсе не работают, либо работают неэффективно, с неполной отдачей. В тот же момент замечу, что удачно подобранные пеллетные котлы демонстрируют совершенно изумительные способности. Во-первых, они в действительности могут вполне стабильно работать с КПД до 90-94%. Во-вторых, самоочищают теплообменник. В-третьих, способны автоматизированно работать в продолжение всего сезона. Так что не приходится удивляться тому факту, что объёмы их продаж ежегодно растут, и весьма основательно. Если и были одно время сомнения по вопросу своевременной и без перебоев доставки качественного топлива, то, похоже, проблема решена. Во всяком случае, что касается Московского региона, там в последние годы  перебоев не было совсем. Думается, и в прочих регионах в ближайшее время будет подобная ситуация.

Автоматизированные шахтные котлы нижнего горения ↑

На сегодня такие котлы оборудуют  автоматизированными пеллетными горелками факельного типа. Конструкторы разрабатывают автоматизацию подачи топлива непосредственно в шахту. Это положительно отразится на себестоимости готового изделия, но сократит при этом диапазон стабильной работы (пеллетные горелки работают в режиме старт/стоп). Проблемы некоторые пока имеются, но они решаются. И направление неуклонно развивается, что неудивительно — простота конструкции, низкая цена, возможность в течение всего сезона работать на одной закладке топлива — всё это служит весьма эффективными факторами успеха.

Котлы с автоматической подачей угля ↑

Автоматизированные котлы на угле. Данное направление также активно пробивается в последние годы, и по-видимому, движение это продолжится, поскольку востребованность в автоматизированных угольных котлах в силу популярности данного вида топлива в нашей стране высока. Десять лет назад в России получили активное распространение угольные котлы венгерского производства под брендом КарбоРобот (Carborobot) — с автоматикой. Тогда резко сократились  выбросы с отходящими газами. Устраивавшие неоднократные проверки Карбороботов московские экологи не могли предъявить существенных претензий к оборудованию и не воспрепятствовали их использованию.  КПД венгерских котлов вырос в среднем составляет около 80- 85%. Хотелось бы надеяться, что в ближайшие годы Россия сумеет тоже составить достойную конкуренцию венгерским производителям, но пока об этом говорить, увы, рано.

А. В. Старков, канд.техн. наук

кнопки2 кнопки2