Дизельный котел отопления: принцип действия, обзор

Установка системы автономного отопления – нелегкая задача. Необходимо рассмотреть все возможные варианты топливных котлов, отсечь неприемлемые. Потом, из оставшихся, выбирать самый подходящий, то есть, обеспечивающий ваши запросы и потребности по максимуму. Достаточно популярны в некоторых регионах котлы на солярке. Их называют еще дизельными или жидкотопливными.

Достоинства

Один из вариантов отопления частных домов – котел на дизельном топливе. Система привлекательна по нескольким причинам:

• Оборудование недорогое. Дешевле могут быть только котлы на ТЭНах, да и то не все. Но недороги только самые простые котлы с одноступенчатой горелкой. Стоимость более сложных моделей с высокопроизводительными моделируемыми горелками уже немалая. Зато такое оборудование более экономично и имеет гораздо более продолжительный срок эксплуатации.
• Установить дизельный котел для дома можно без согласования в пожарной инспекции (это требуется, но практически не выполняется, как и в случае с твердотопливными котлами).
• При установке не обязательно делать полноценный дымоход. Специфика устройства котла на солярке такова, что продукты горения под приличным давлением улетают в невысокую трубу. Для отвода дыма необходимо вывести сэндвич трубу от котла в стену, затем немного ее поднять, верхушку оснастить металлическим зонтом, чтобы не попадали внутрь осадки. Вот и весь дымоход.

  

Современные котлы имеют автоматику, которая следит за работой системы. Но оставлять такие котлы без присмотра можно часов на 8-12. Более продолжительное отсутствие возможно при настроенной системе оповещения. Такая возможность есть у современной автоматики. В этом случае при возникновении аварийных ситуаций (погас котел и т.п.) на указанный номер телефона приходит СМС сообщение о возникшей проблеме. Стоит это оборудование немало. К тому же, если вы планируете использовать котел на солярке для дачи, будьте готовы, что несколько раз отопительный сезон вам придется наведаться на участок, чтобы запустить остановившуюся систему. Достаточно часто забиваются горелки, пропадает электричество или случаются другие нештатные ситуации, из-за которых котел отключается.

Недостатки котлов на солярке

Недостатков у котлов на светлом печном топливе (так правильно называть его) немало:

• Для установки требуется отдельное помещение, отвечающее определенным требованиям.
• Нужен немалый резервуар для солярки. В него желательно перед сезоном залить всю норму на сезон. Имея некоторые данные, можно просчитать расход топлива дизельного котла на отопление. Если основываться на общепринятых усредненных нормах расчета мощности отопительного оборудования, на обогрев здания в 150 м² требуется котел на 15 кВт (в средней полосе России для домов среднего утепления). Если мощность горелки составляет 0,1 (данные есть в паспорте котла), то за один час работы на полную мощность расходоваться будет 1,5 литра топлива (15 кВт*0,1 = 1,5 литра). В день уйдет 36 литров. Если учесть, что для средней полосы России на полную мощность котел должен работать 120 дней, то  расход за сезон – 36*120=4320 литров. Емкость такого объема потребуется для обеспечения годовой потребности в жидком топливе. Но обычно резервуары берут с запасом. В данном случае нужна будет емкость на 5000 литров. Есть еще одна возможность – установить меньший резервуар, но заправлять его чаще.

  

• Из приведенных выше расходов ясно виден один из основных недостатков котлов на солярке: отопление получается дорогое. Пусть солярка используется специальная и она на 20-30% дешевле автомобильной, но 4320 литров на год будут стоить очень и очень немало. Даже отопление на электричестве стоит дешевле, тем более с новыми экономичными котлами. Эта проблема сводится практически на нет, если использовать отработанное дизельное топливо, но тогда требуется другая горелка.
• Есть у котлов на жидком топливе еще одна неприятная особенность: они сильно шумят при работе. Это еще одна причина, по которой приходится устраивать отдельную котельную (первая — сильный запах).
• Низкий КПД – достаточно серьезная проблема. У электрокотлов КПД обычно выше 90%, у дизельных, особенно старых моделей — 75-85%. Новые модели гораздо более производительны и экономичны: производители понимают, что такое отопление далеко не самое выгодное и постоянно улучшают оборудование. Так котлы CTC Okotherm Unit имеют КПД 98%, но стоимость у них немалая.

Современные отопительные котлы на жидком топливе имеют специальной цилиндрической формы камеру сгорания, теплообменник из нержавейки или чугуна. Для лучшей теплоотдачи и увеличения КПД разрабатывают теплообменники так, чтобы теплоноситель для водяных котлов или воздух для воздухонагревателей, несколько раз проходил по нагретым дымоходным трубам.

Принцип действия

Работают они практически так же, как и на газе: в форсунку подается под давлением горючее, которое разбрызгивается и воспламеняется. Отличается конструкция форсунки.

Основные конструктивные элементы:

• Камера сгорания. Их формы разрабатываются каждой фирмой. Они стремятся добиться более высокого КПД, но подавляющее большинство бытовых котлов на солярке имеет цилиндрическую топку.
• Теплообменник. Тут формы могут быть разнообразными. Есть теплообменники из нержавейки, чугуна, меди, стали.
• Дизельная горелка. Определяет эффективность работы котла и полноту сгорания топлива.
• Автоматика. Регулирует уровень теплоотдачи, согласуя работу всех узлов и отслеживая заданные параметры.
• Топливный насос – обеспечивает подачу топлива в горелку.

Если камера сгорания, теплообменник и автоматика выбираются в момент покупки и потом или не меняются вовсе (топка) или очень редко (автоматика), то топливный насос и дизельная горелка могут меняться для повышения эффективности системы. С насосами все более-менее понятно. Он должен обеспечивать требуемое давление и быть надежным.

Дизельные горелки – сложные устройства, которые обеспечивают работоспособность всей системы. Их можно менять и ставить изделия разных фирм. Давайте рассмотрим как они работают и чем отличаются.

Принцип работы горелки

Горелка – это, как правило, съемный узел и поставить вы можете любой, параметры которого отвечают мощности котла. Рекомендуют мощность горелки брать с запасом 10-15%  относительно мощности котла. Это даст возможность более плавно регулировать ее работу.

При помощи этого узла происходит распыление топлива на мелкие капли. За размеры капель и их направленность отвечает форсунка. Далее топливная взвесь смешивается с подаваемым вентилятором воздухом, а потом подается в камеру сгорания. Получается, что именно горелка отвечает за максимальное использование топлива.

Если рассматривать процесс сгорания подробно, происходит все следующим образом:

• Насос подает на горелку топливо. Причем отбирается только нужное его количество, а избыток возвращается в бак.
• Перед подачей на форсунку топливо разогревается (не во всех моделях есть эта ступень), затем фильтруется и поступает на сам распылитель.
• В камеру сгорания подается одновременно поток воздуха и топливная взвесь.
• Регулировка интенсивности процесса происходит при помощи лопаток специальной формы, которые создают вихревые потоки топливной взвеси и воздуха.
• Расположенные перед грелкой электроды поджигают смесь.

  

Типы горелок

Горелки могут быть трех видов: одноступенчатые, двухступенчатые и регулируемые. Самые простые – одноступенчатые. Они работают постоянно в одном режиме – на 100% мощности. Двухступенчатые могут работать в двух положения: на полную мощность и вполовину.

Самый дорогостоящие, но и самый эффективные и экономичные – регулируемые. Под управлением автоматики они потребляют то количество горючей смеси, которое необходимо для поддержания заданной температуры. При их использовании значительно сокращая расход топлива в дизельном котле.

Для создания мелкодисперсной пыли требуется подавать топливо на распылитель под большим давлением – это обеспечивается насосом. С другой стороны работает вентилятор, нагнетающий поток воздуха и обеспечивающий требуемый уровень насыщения топливной взвеси кислородом.

Различают еще горелки по типу устройства, обеспечивающего требуемое давление:

• вентиляторные горелки  для создания давления используют вентилятор;
• наддувные – используются мощные турбины, за счет чего повышается давление, капли получаются мельче и топливо сгорает полнее.

Выбор форсунки

Но это еще не все. Нужно правильно выбрать форсунку для горелки. Для правильной и эффективной работы дизельного котла правильный подбор форсунки очень важен. От качества распыления зависит КПД теплового агрегата, полнота сгорания топлива. Ведь форсунка распыляет топливо перед подачей его в камеру сжигания.

В паспорте к котлу есть угол распыла, который определяется формой камеры сжигания, мощностью агрегата и еще несколькими параметрами. В каждой конструкции и модели котла он может отличаться. Форсунка подбирается под это значение. Главное, чтобы на выходе топливо распылялось в виде конуса, а его угол соответствовал указанному в паспорте котла.

При неправильной работе горелки топливо сжигается неэффективно, часть его оседает в виде сажи на стенках теплообменника. Сажа — отличный теплоизолятор и небольшое ее количество значительно снижает эффективность работы. Так слой сажи в 1 мм снижает КПД почти вдвое.

Если у вас внутри топки есть сажа, дым из трубы идет сизый, увеличился расход топлива, а температура упала, самая вероятная причина — засорилась форсунка. Чтобы вернуть прежнюю эффективность работы, необходимо снять распыляющий узел, вынуть фильтр форсунки и промыть его неабразивными моющими средствами. После просушки поставить фильтр, а затем всю горелку на место. Если котел работает все равно недостаточно эффективно, скорее всего, требуется замена форсунки (в среднем – раз в год).

Монтаж дизельного котла

Требования к помещениям, где будет стоять котел на дизельном топливе, достаточно жесткие, но не запредельные. При установке аппарата мощностью до 150 кВт (отапливать в среднем можно 1500 м²) помещение должно иметь следующие габариты:

• объем не менее 15 м^3;
• высоту потолков не ниже 2 м.

В помещении обязательно должна быть вентиляция и, как минимум, одно окно. Внутренняя отделка котельной должна быть негорючей (и стены и пол). При расположении помещения в подвале дополнительно требуется оборудованный пожарный выход.

Емкость для топлива можно располагать в том же помещении, или закопать на улице. Соединяют котел и емкость трубами, обычно медными.

Есть в использовании жидкого топлива еще несколько моментов, которые требуется учесть. Котельная должна отапливаться, так как при понижении температуры ниже +5^oC солярка начинает густеть.  Она хуже течет, сгущаются парафины, которые мгновенно забивают горелку, останавливая систему. Выходы есть такие:

• отапливать котельную;
• установить на входе горелки фильтр;
• использовать зимнее топливо или добавлять специальные присадки самостоятельно.

Из опыта использования дизельных котлов можно посоветовать следующие усовершенствования, которые повышают качество работы системы:

• Если в вашем котле нет функции разогрева топлива перед подачей в горелку, следует тщательно провести теплоизоляцию резервуара для топлива и обеспечить его отопление. Греть до высоких температур не нужно. Все что требуется – поддерживать температуру на уровне +5^oC. При нормальном утеплении на этой уходит порядка 100 Вт в час. Совсем немного.
• Если покупаете котел импортного производства, или поставьте на входе дополнительный фильтр, или поменяйте «родной». Те, которые идут в комплекте, рассчитаны на европейское топливо, а не на отечественное. Они просто очень быстро забиваются и система останавливается.

Обзор производителей

Производителей дизельных котлов множество. Есть отечественные, из ближнего, дальнего зарубежья. Предложений столько, что выбрать трудно. В таком случае принято ориентироваться на самые популярные.

Дизельные котлы Kiturami (Китурами)

Удобны для отопления дач и домов с нерегулярным проживанием. Работают автономно, используется туброциклонная горелка – одна из последних разработок, которая позволяет экономить топливо. Есть возможность контролировать как температуру в помещении, так и температуру теплоносителя, встроена система самодиагностики.

Мощность котлов на дизельном топливе Kiturami (Китурами) от 10,5 до 34 кВт, расход топлива от 1,13 литр/час до 4,3 литр/час. Есть двухконтурные модели, с возможной подачей горячей воды от 3,8 литра/мин до 20 литр/мин.

Котлы «Будерус»

Кампания Buderus (Будерус) выпускает котлы на дизельном топливе из стали и чугуна. Популярны чугунные котлы модели Logano G  (Логано) . Есть мощностью от 25 кВт до 95 кВт. В другой линейке есть более мощные до 1200 кВт.

Работают на стандартном дизельном топливе или на горючем с пониженным содержанием серы. Интересны тем, что в модификации Unit горелки оптимизируют топливную смесь, добиваясь почти полного сгорания газа, что уменьшает образование сажи и количество выбросов. Эти агрегаты имеют простое управление, легкую установку требуемых параметров работы. Интересна может быть возможность расширения функционала автоматики путем установки дополнительных модулей (не нужно менять блок автоматики в целом, а лишь докупить блок, который обеспечивает интересующие вас функции).

Стальные котлы Buderus Logano S выпускаются только промышленных мощностей – от 450 кВт мощности. Это промышленные агрегаты работать могут на двух видах горючего — газе и жидком топливе.

Navien

Корейские дизельные котлы Navien (Навьен ), выполнены в виде прямоугольника. Их дизайн больше похож на европейский. Отличительная черта —  небольшие габариты.

В котлах с маркировкой Navien KG имеется предварительный подогрев топлива перед подачей в форсунку. Наддувной вентилятор подает топливо под достаточно высоким давлением, чем обеспечивается также эффективное удаление продуктов горения в дымоход. Теплообменник из нержавейки, и адаптированный под российское топливо фильтр, который имеет сменные картриджи для простой и быстрой очистки или замены. Пульт управления русифицированный, автоматика защищена специальной микросхемой на входе, которая позволяет котлу работать без сбоев при параметрах сети 230 В ±30%.

Потому котлы на жидком топливе Navien достаточно популярны: производители учли многие особенности сетей нашей страны. Мощность от 13 кВт до 40 кВт, расход топлива от 1,46 литр/час до 4,65 литр/час, производительность по горячей воде – до 22,9 литр/мин

Saturn (Сатурн)

Котлы Saturn (Сатурн) – агрегаты еще одной корейской фирмы. Работают на дизельном топливе и керосине, использовать отработанное топливо производители не советуют. Отличаются наличием медного теплообменника (труба длиной 20 метров и диаметром 15 мм). Радуют обладателей тихой работой, минимальными размерами. Их можно ставить в жилом помещении. Мощность дизельных котлов Saturn (Сатурн) от 13,5 кВт до 35 кВт, расход топлива от 2,01 литр/час до 4,54 литр/час.

Если сравнить с котлами Navien, налицо больший расход топлива на отопление при практически тоже мощности оборудования.

Котлы на жидком топливе Ferroli

Ferroli выпускает битопливные котлы. Они работают на газе и/или на жидком топливе. Корпус и теплообменник – чугунные. Корпус изолирован слоем стойкого к температурам материала. В модели GN2 N выпускается мощностью от 106 кВт до 252 кВт, масса от 360 кг до 780 кг.

Чугунные котлы модели GF N работают на твердом и жидком топливе. Мощность котлов этой линейки от 12,7 кВт до 27,5 кВт. Оборудованы системой защиты от перегрева и предохранительным клапаном, в топке можно сжигать как крупные, так и мелкие куски древесины, переключать ее в режим «жидкого топлива». Эти модели только одноконтурные (воду не греют).

В принципе, уже из этих марок можно выбрать оборудование для любых условий и потребностей, а их на рынке еще не один десяток, а может, и не одна сотня. Так что вооружитесь терпением, и выбирайте. Удачи!