Дизельные котлы - гаранты домашнего уюта

Для горения топлива в котле с открытой камерой сгорания необходим приток воздуха в помещение, где он установлен. Для котлов мощностью до 50 кВт он организуется через отверстие в стене площадью 150 см2. На каждый киловатт увеличения мощности нужно добавлять 2 см2.

Количество кислорода в сжигаемой горелкой воздушно-капельной смеси — параметр очень важный, так как и при его избытке, и при недостатке количество вредных выбросов растет.

Дежурные обязанности

Строго говоря, дизельный котел надо называть дизтопливным, поскольку «дизельный» — это характеристика двигателя внутреннего сгорания определенной конструкции. Однако наименование «дизельный котел» применяется настолько широко, что присутствует и в официальной документации производителей. Такой котел рассчитан на сжигание легкого жидкого топлива (которым «питаются» и двигатели), в народе называемого соляркой.

Дизельный котел, как и все устройства подобного типа, предназначен для отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Котел, используемый только для отопления, — одноконтурный. В нем тепло от сжигаемого в горелке топлива через теплообменник передается воде, циркулирующей в системе отопления. У котла, служащего еще и для ГВС, два контура — второй предназначен для нагрева воды для бытовых нужд проточным способом. Пользователем задается приоритет контура, который поддерживается автоматически. К примеру, если нужен душ, автомат отключит циркуляцию теплоносителя в отопительной системе, и котел будет работать в режиме проточного водонагревателя. Приоритет можно снять вручную. Если этого не сделать в течение двух часов, то котел сам возвратится в режим отопления.

Потребность в ГВС можно удовлетворить и другим способом — за счет комбинирования одноконтурного котла с внешним накопительным бойлером, предоставляющим также возможность нагрева воды электричеством. В отопительный сезон вода в бойлере нагревается с помощью теплообменника от горячей воды котла, и электрический нагрев не включают. Летом, когда котел не используется для отопления, бойлер включается в электросеть, и ГВС обеспечивается без расхода дизельного топлива.

Плазменный реактор

Комплект оборудования для системы отопления включает в себя собственно водогрейный котел, горелку, обвязку котла, блоки автоматики, циркуляционный насос, расширительный бак и отопительные приборы. Дизельный котел дополнительно оснащается топливной емкостью и насосом, способным поднимать солярку даже из заглубленного хранилища. Емкость размещают под землей, в котельной или в отдельном помещении. Насос встраивают в горелку или располагают вне её.

Для сжигания солярки в котле используется горелка, особенности устройства которой связаны как с видом топлива, так и с необходимостью постоянной подачи кислорода.

По сути сжигается не само топливо, а топливно-воздушная смесь — кислород берется из воздуха. Этот процесс может совершаться как при естественном атмосферном давлении, так и с помощью принудительного нагнетания воздуха в область сжигания топлива. Горелки, принцип действия которых относится к первому типу, называются атмосферными, а предусматривающие нагнетание воздуха — «дутьевыми» или «надувными». В дизельных котлах применяются только наддувные горелки с вентилятором, создающим поток воздуха. Топливо насосом подается под давлением в форсунки и, перемешавшись с нагнетаемым воздухом, распыляется в камере сгорания, где поджигается запальным электродом. Для обеспечения оптимального горения используется также предварительный нагрев топлива с помощью электрического нагревателя.

Геометрия камеры сгорания очень важна для эффективной работы котла. Если теплогенераторы, функционирующие на твердом топливе, унаследовали конструкцию традиционных печей, в которых пламя направлено вверх, то у газовых и жидкотопливных котлов все обстоит по-другому. Пламя, создаваемое горелкой, распространяется горизонтально, что требует и другой конфигурации топочной камеры: чаще всего она выполняется в виде горизонтально расположенного цилиндра.

Для повышения КПД в топке используются трубчатые каналы, размещенные с наружной стороны топочного цилиндра и меняющие направление движения дымовых газов на обратное (в этом процессе участвует и внутренняя поверхность топочной дверцы, отражающая их потоки). В зависимости от того, сколько проходов вдоль цилиндра делают продукты сгорания, топка может быть двух- или трехходовой.

Герметичность асбестовых уплотнителей на дверце — важный фактор, определяющий безопасность и эффективность работы котла.

В дымоходные каналы помещаются вставки, служащие для образования турбулентного завихрения уходящих газов для более полной их теплоотдачи. Выполняя эту полезную вспомогательную функцию, вставки вместе с тем собирают на себя сажу, которую нужно регулярно убирать.

Постоянно совершенствуя камеру сгорания дизельных котлов, конструкторы добиваются все меньшего выброса вредных веществ в атмосферу.

По способу удаления отработанных газов дизельные котлы бывают с естественной и принудительной тягой. В первом варианте дымоудаление происходит через вертикальный дымоход обычным способом за счет подъема теплого воздуха. Второй вариант применяется при топочной камере закрытого типа, когда кислород для сжигания топлива поступает извне здания по наружной трубе коаксиального дымохода («труба в трубе»), а отработанные газы вентилятором принудительно выбрасываются в атмосферу по внутренней трубе. Такая конструкция позволяет отапливать дом, не выжигая кислород в помещении.

Плюсы и минусы

Одним из главных достоинств дизельного котла является возможность перевести его на более дешевое газовое топливо, когда к дому будет подведена газораспределительная сеть. Для этого надо просто заменить дизельную горелку на газовую. Только следует учесть, что данная процедура предусматривает переналадку всей системы «котел-горелка», и потому должна производиться специалистами.

Правда, кроме этого вида дизельных котлов, которые называются двухтопливными, существуют и котлы с несменной, встроенной дизельной горелкой. С ними можно поступить по-другому: в случае перехода на газовое топливо задействовать такой котел в качестве резервного, а основным источником тепла выбрать другой — газовый.

Среди положительных свойств дизельных котлов можно назвать их относительно небольшие габариты и высокий КПД.

К привлекательным характеристикам жидкотопливных теплогенераторов следует добавить отсутствие необходимости специальных разрешений, невысокую стоимость монтажа и пуско-наладочных работ, возможность установки в местах, где ресурсы электроэнергии недостаточны для отопления. Кроме того, при использовании дизельного котла с принудительным дымоудалением не надо монтировать длинный дымоход, как это делается для теплогенераторов на естественной тяге.

Срок комплектования и изготовления оснастки для котельной с дизельным котлом составляет не больше недели, а весь монтаж системы отопления занимает 2-3 недели.

Рассматривая достоинства и недостатки подобных котлов, нельзя обойти вниманием дизельное топливо. Оно подразделяется на зимнее и летнее, в зависимости от температуры, при которой его рекомендовано применять. При размещении топливной емкости на улице потребуется зимняя солярка, которая не замерзает. Однако при заглублении бака более чем на 5 м, хорошей теплоизоляции его и трубопровода можно использовать и летнее топливо, которое дешевле зимнего. Чтобы применять зимой летнее топливо, в хранилище надо поддерживать температуру выше +5 °С.

К сожалению, качество топлива, предлагаемого на российском рынке, непостоянно, и оно может быть причиной нарушений в работе котла из-за засорения фильтра или сопла форсунки вязкими примесями.

Владельцу дома с системой отопления, работающей на жидком топливе, следует принимать во внимание, что платить надо не только за солярку, но и за ее транспортировку, храпение, создание подъездных путей для топливозаправщика. Расход топлива за сезон составляет 5-10 т, и с учетом нынешнего соотношения цен на энергоносители эксплуатация дизельного котла может оказаться самой дорогостоящей.

Надо отметить, что при сжигании жидкого топлива образуется больше сернистых соединений, чем при использовании других видов топлива. Они могут конденсироваться на поверхности стенок котла, особенно при невысоких температурах воды. Поэтому тепловоспринимающие поверхности дизельных котлов стараются делать из чугуна, который подвержен коррозии меньше, чем сталь. Это увеличивает вес всего агрегата, в связи с чем практически все жидкотопливные котлы имеют напольное исполнение. Хотя такой котел мощностью до 60 кВт можно устанавливать даже на кухне, вряд ли данный вариант будет приемлем, поскольку дизельые котлы, в которых используются только наддувные горелки, производят много шума.

Как ясно из описания конструкции, работа дизельных котлов зависит и от подачи электроэнергии, так как при ее исчезновении перестанут работать вентилятор наддува, топливный насос и электрозапальник. В таких случаях котел автоматически отключается.

При восстановлении энергоснабжения котлы, обладающие функцией самозапуска, автоматически переводятся в рабочий режим. А для запуска котла, лишенного этой функции, понадобится присутствие человека. При частых сбоях в электросети рекомендуется обзавестись резервным источником электроэнергии, что повысит степень автономности всей системы отопления.

Умная автоматика

В современных котлах процесс горения регулируется интеллектуальными блоками управления — так называемыми цифровыми «менеджерами горения», выбирающими расход топлива и степень наддува в соответствии с заданными программами и показаниями датчиков.

Наибольшие экономия топлива и экологичность работы котла достигаются сочетанием интеллектуальной автоматики с так называемыми модулируемыми горелками, мощность которых плавно регулируется с учетом сигналов датчиков и заданных домовладельцем режимов работы системы отопления. Как правило, диапазон плавной регулировки у них начинается с 40% от максимальной мощности горелки.

Также содействуют топливосбережению, хоть и не столь ювелирно, горелки со ступенчатым регулированием, когда в диапазоне мощности выбраны два или три фиксированных значения, которые и используются в зависимости от конкретной ситуации (ведь далеко не всегда требуется задействовать 100% мощности — она нужна лишь в течение 15% длительности отопительного сезона). Обычно ступенчатыми горелками оснащаются котлы мощностью более 70 кВт, а у некоторых производителей — начиная уже с 45 кВт. Существуют модели, занимающие промежуточное положение между модулируемыми и ступенчатыми горелками. При оснащении отдельным модуляционным управляющим комплектом регулирование мощности производится по модулируемому принципу, а без него горелка работает в двухступенчатом режиме.

Обычная же горелка с одним-единственным уровнем регулирования, совпадающим с максимальным показателем мощности, часто включается-выключается из-за непостоянной востребованности полной мощности, что ведет к более быстрому износу деталей, инертности всей системы в достижении заданных параметров и неоптимальному расходу топлива.

Блоки автоматики способны поддерживать точную температуру в каждом отдельном помещении. Кроме того, котел может служить источником тепла не только для отопления и ГВС, но и для систем вентиляции, подогрева воды в бассейне, теплого пола и т.п. Все эти факторы учитываются конфигурацией автоматики, которая также легко «наращивается» под решение расширившихся задач.

Как правило, производители выпускают отдельно «тело» котла и систему управления. Это позволяет комбинировать их друг с другом под конкретную ситуацию. Например, стыкуя современные блоки автоматики даже с очень простыми котлами, можно добиться хорошего, погодозависимого управления тепловыми параметрами в контурах, включения дизельного котла в систему «умный дом», а также его работы в партнерстве с солнечными коллекторами, что разгружает котел и экономит топливо.

У котлов есть полезный режим, обеспечивающий его экономное функционирование в отсутствие хозяина, — температура воздуха в помещении поддерживается автоматически на уровне +7 °С с периодическими включениями и выключениями горелки, к примеру, в течение недели. По возвращении жильца снова вводится режим поддержания комфортной температуры.