Подкинем дровишек?

Твердотопливные котлы уже не один десяток лет применяются для отопления и горячего водоснабжения коттеджей и особняков, расположенных в неэлектрифицированных районах России- там, где нет магистрального газа и невыгодно покупать солярку.

Выбор оправдан!

Главное преимущество твердотопливных котлов перед своими собратьями, работающими на солярке и газе, заключается в общедоступности и невысокой цене твердого топлива. Такие котлы, как палочка-выручалочка, помогают создать довольно комфортное отопление в тех местах, куда не дотянулись ветки газопроводов и линии электропередач. Россия имеет поистине огромные, величайшие в мире запасы угля, леса и торфа. Опасаться, что "закрома" коттеджа нечем будет заполнить, не приходится. Вконце концов, большая часть сельского населения нашей страны до сих пор отапливает дома твердым топливом- всего в 100км от Москвы более половины сел и малых городов еще не газифицированы. Ифактический выбор между соляркой и твердым топливом (электричество как массовый источник тепла- вообще за пределами реальности) население делает в пользу последнего.

Тепло от дров дешевле, чем от угля, примерно в 1,5-2 раза, чем от солярки,- в 5-8 раз и, чем от электричества, в 12-17 раз. Даже на качественное твердое топливо типа сортированного антрацита цена обычно оказывается ниже, чем на солярку. Ктому же большинство твердотопливных котлов могут работать вообще без электричества (чего не скажешь о котлах на газе, солярке или об электрокотлах).

Оборудование, использующее твердое топливо, довольно разнообразно. Даже не существует его строгой классификации. Поэтому условно разделим эти устройства на три группы: котлы традиционные (используют только твердое топливо: уголь, дрова, торф и т.п.), твердотопливные комбинированные (твердое топливо, газ, солярка) и универсальные. Главное достоинство комбинированных и универсальных в том, что с ними проще приспособиться к местным условиям проживания. Например, начать отапливать дом дровами, а после газификации района поставить на котел газовую горелку (атмосферного типа, не требующую электропитания, или вентиляторную).

В универсальных котлах можно использовать 4энергоносителя: твердое топливо, газ, солярку и электричество. Эти устройства особенно популярны в Северной Европе (марки CTC, Jama, Jaspi). Есть и отечественные разработки: ЗИОСАБ-45,КС-ТГВ-20Э. Электричество как источник тепловой энергии в них используется с помощью встроенных в "рубашку" котла электронагревателей- ТЭНов. Последние применяются как «помощники», обычно в ночное время, когда действует дешевый тариф, или как «бдительный часовой», если сгорели дрова или отключились горелки.

Усредненный состав сухого генераторного газа

То, что потребность в твердотопливных котлах ненадуманна и не является местечковой или даже чисто российской, подтверждается их активным производством в разных уголках земного шара- как в студеной лесистой Скандинавии, так и в не столь богатой лесными угодьями Центральной Европе, тропической Корее, знойной Испании. Причем производители постоянно совершенствуют свою продукцию. На рынке появились не только котлы нового типа с массой достоинств (газогенераторные), но даже автоматизированные бытовые котельные на дровах (оних мы расскажем ниже). Косвенным, но весьма симптоматичным признаком укрепления российского рынка твердотопливных котлов является тот факт, что один из лидеров продаж теплогенераторов в Европе- завод СТС/PARCA (Швеция) вышел на него с четырьмя моделями таких котлов (в дополнение к давно продающимся у нас газовым и жидкостным моделям), а ветеран европейского котлостроения DAKON (Чехия) предлагает 18(!) моделей.

Основные недостатки котлов рассматриваемого вида связаны с небольшой теплотворной способностью топлива. Втопку приходится периодически загружать новые порции угля (обычно через 6-8 часов) и дров (через 2-3 часа). Горит это топливо неравномерно, с переменной интенсивностью, сгорает не полностью, выделяя сажу. Дымоходы забиваются и портятся из-за коррозии. Золы образуется много, и ее надо периодически удалять. Ктому же мощность котлов получается на 25-30% меньше, чем при использовании в них же газа или дизтоплива. Обычно в коттеджах применяют аппараты не мощнее 30кВт. Однако на рынке есть устройства и на 75кВт (KiltanF компании FONDITAL, Италия), и даже на 100кВт(!). Их выдает на дровах котел Pyromat101 от KOBSCHАFER (Германия) при весьма умеренных габаритах (неболее 1,51,51,5м).

Управлять процессом горения твердого топлива сложно, поэтому точность поддержания желаемой комнатной температуры невысока. Витоге получается, что внимания котлы требуют много, а климатического комфорта обеспечивают маловато. Поэтому в садовом или сельском домике логично поставить недорогой твердотопливный котел без каких-либо средств автоматизации (например, КС-ТВ-12,5 ), для розжига которого достаточно спички, а для поддержания в рабочем состоянии- двух-трех порций топлива в сутки.

В коттедже площадью 150-200м² целесообразнее применять комбинированные или универсальные котлы. Вних дрова или уголь можно использовать как резервное (наслучай отказа горелок) или дополнительное топливо (при сильных холодах). Иначе проблемы с подвозом и хранением угля и, особенно, дров, наблюдение за топкой, удаление золы (1-2 раза в сутки) превратят обитателей коттеджа в заложников котла. Ведь для отопления такого дома только дровами их потребуется около 22м³, а углем- до6т за сезон.

Поколение прогрессивных газогенераторных котлов заметно облегчило эксплуатацию котельной, но всех проблем не сняло. Если живучесть инженерных коммуникаций имеет для владельца дома значение, логично отдать предпочтение универсальному котлу, который может работать на газе, солярке, электричестве и твердом топливе. Экономически заманчив вариант установки двух котлов: газового или жидкотопливного плюс неавтоматизированного твердотопливного, подключаемого только в сильные холода, которые обычно стоят не особенно долго. При этом суммарная стоимость (капитальные затраты) простейшего твердотопливного котла и котла на газе зачастую оказывается ниже, чем стоимость одного мощного газового аппарата. Ктому же резервирование позволяет заметно повысить надежность отопительной системы- даже при выходе из строя основного теплогенератора коттедж протянет на дровах и угле до приезда ремонтной бригады, а то и до наступления тепла.

Владельцам больших коттеджей приходится обращаться к другим вариантам отопления. Если вариант напольного газового или жидкотопливного котла почему-либо неприемлем, можно установить, например, современную автоматизированную твердотопливную котельную. Конечно, она стоит значительно дороже котлов, но может продолжительное время (потенциально- всю зиму) работать в автономном режиме, без помощи человека.

В последние годы все большее значение приобретают экологические характеристики котлов на древесном топливе- единственном на планете возобновляемом источнике энергии. Сравнительно недавно выяснилось, что концентрация сильнейшего яда бенз-a-пирена (Iкласс опасности) в продуктах сгорания природного газа и высокосернистого мазута в 100-1000 раз превышает допустимый для воздуха уровень. Все это "добро" оседает в окрестности дома. Весной в талой воде содержание яда больше допустимого в 1,5-6 раз. Дальше дорога ему в ближайший водоем или колодец, откуда отравляющее вещество попадает к нам на стол. Котлы на дровяном топливе не загрязняют воздух и окрестности дома вредными выбросами. Во многих странах, таких как Финляндия, Норвегия, Швеция и Канада, твердотопливные котлы сегодня переживают второе рождение именно из-за высокой экологической чистоты. Лучшие модели снабжают теплом экологически чистые дома, обитатели которых всерьез озабочены состоянием окружающей среды и своим здоровьем. Многие новинки появляются и у нас. Но на рынке они еще не «прописались» (оформляют сертификаты и определяются с ценами).

В виде дополнения отметим, что твердотопливный котел не требователен к качеству подаваемого в топку воздуха. Поэтому устройство можно использовать во время строительства дома, когда в воздухе много пыли. Большинству газовых и жидкотопливных аппаратов строительная пыль противопоказана.

Доля истопника

Все обширное семейство котлов на твердом топливе по конструктивному признаку можно разделить на две группы: с одной топочной камерой и с двумя камерами. Те и другие еще делят на одно- и двухконтурные. Первые обеспечивают только отопление, а вторые могут еще снабдить дом бытовой горячей водой.

Однотопочные устройства. Это наиболее многочисленная группа котлов. Для изготовления их топок традиционно применяются два материала: чугун и сталь. Основу чугунного котла составляет блок из нескольких секций, образующих "рубашку" котла, топку и газоход. Такая конструкция позволяет легко подобрать нужную мощность и отремонтировать вышедшие из строя части. Чугунные котлы хорошо противостоят коррозии. Ремонтировать их приходится чаще, чем стальные, хотя общий срок их службы порядка 25-50 лет, а стальных- до 30 лет.

Применение чугунных аппаратов имеет ряд особенностей. Во-первых, они способны работать в сетях отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то есть совершенно не нуждаясь в электричестве (встальных котлах такая возможность предусмотрена не для всех моделей). Во-вторых, они не имеют встроенного теплообменника для питания системы горячего водоснабжения (ГВС). Исключение составляет единственный котел импортного производства с чугунной топкой (V25FG от CTC), оснащенный встроенным медным бойлером на 115л для снабжения дома санитарной водой, а также новый отечественный чугунный секционный котел КЧМ-5 «Комби» с «проточником». Чугунные котлы тяжелые, требуют прочного пола или фундамента. Да и ценится чугун дороже стали.

Чугунных котлов на рынке немного. По одной-две модели поставляют DAKON, Чехия (модельFB ); CTC, Швеция (модель V25FG); VIADRUS, Чехия (модель U22C); ROCA, Испания (модели Р10 и P30); HOGFORS, Финляндия (модель Hogfors20); SLANT/FIN, США (модель 21Series); а также "КИРОВСКИЙ ЗАВОД" (модели КЧМ-5Р).

Стальные котлы представлены значительно шире. Они менее инерционны, чем чугунные, быстрее выходят на заданный тепловой режим и точнее его поддерживают. При этом они требовательней чугунных к виду топлива. Далеко не во всех моделях можно сжигать уголь. Для этого их приходится оснащать чугунными, как в отечественных котлах серии КС, или водоохлаждаемыми, как в модели Junior (JASPIMAKINEN), колосниками. Еще один вариант- топка, сделанная из котловой стали. Вмодели VernerP45 (VERNER, Чехия) стальную топку покрыли изнутри огнеупорным железобетоном.

Стальные котлы оснащаются встроенным змеевиком для подготовки бытовой горячей воды (Senior1040KS, JuniorK, КС-ТГВ,АТВ-23Г и др.). Вряде моделей предусмотрена установка ТЭНов (на 6-12 кВт) для подогрева воды в межсезонье или в помощь топке при похолодании.

Особенностью однотопочных комбинированных котлов является то, что для перехода с одного вида топлива на другой их надо перенастраивать. Ведь каждое топливо имеет свой характер сгорания, и сделать, чтобы в одной и той же камере газ, солярка и дрова сгорали с высоким КПД, объективно весьма сложно. Скажем, топочная камера для дров должна быть объемной и без многооборотных дымоходов, которые снижают тягу. Применение дутьевых горелок диктует совсем другие параметры камеры. Тяга из дымохода им не нужна, а вот дымовые каналы для увеличения отдачи тепла "рубашке"- требуются. Эти перестройки несложны и по силам самому владельцу. Где-то надо снять (поставить) шамотные доски (как в FB от DAKON), где-то- турбуляторы (как в модели Jama). Вкотлах Dor (DAKON) и V25UB (CTC) даже предусмотрен переход с режима верхнего (поверхностного) горения на нижнее, когда меняют дрова на уголь. Порой перенастройка сводится только к установке горелки на нижнюю дверцу топки, где уже сделано нужное монтажное отверстие (как в отечественных моделях серий КС и КЧМ или котлах Jama). Но вот газовую горелку ставить или снимать имеет право только специалист с соответствующей лицензией.

Однокамерные котлы штатно или по дополнительному заказу снабжаются инструментами для чистки и обслуживания, а также приборами для наблюдения за давлением и температурой теплоносителя системы отопления (термоманометром), за температурой воды системы ГВС, температурой дымовых газов. Вчисто твердотопливных котлах нередко используется механический терморегулятор (термобаллон), шток которого соединен цепочкой с дверцей поддувала. Термобаллон управляет подачей воздуха в зону горения в зависимости от температуры теплоносителя в «рубашке» котла или от температуры отходящих газов.

Среди современных котлов выделяется группа аппаратов с ручной загрузкой топлива, предназначенных исключительно для высокоэффективного сжигания дерева и древесных отходов (непутать с газогенераторными, их мы рассмотрим ниже). КПД этих устройств может достигать 78%. Ктаким котлам относятся, например, DorD и FBD от DAKON, U22D от VIADRUS и изделие российских котлостроителей АТВ-23,2 (модель3131).

Топки у дровяных котлов приспособлены для загрузки большого объема дерева (одной закладки хватает на 6-10 часов). Для улучшения сжигания древесины, как правило, монтируются жаростойкие экраны или керамические вставки и две системы подачи воздуха- первичная и вторичная. Одной из технологических новинок современных котлов является система нижнего горения. Воздушные потоки формируются так, чтобы дрова тлели в нижней части топки, у колосника, а выделяющиеся продукты сгорания дожигались в дополнительной камере под колосником. Это обеспечивает более равномерное и длительное горение дров, их более полное использование. Работать система может и при естественной тяге (как в котлах Dor от DAKON и V25 UB от CTC), и при принудительной (как в KiltanA фирмы FONDITAL). Вдело идут даже влажные дрова. Для удобства обслуживания дровяные котлы снабжаются увеличенным зольником и большим загрузочным отверстием (длядров).

Двухтопочные котлы. Являются универсальными, реже комбинированными, аппаратами. Все они имеют две раздельные топочные камеры: для сжигания твердого топлива и для установки дутьевой газовой или жидкотопливной горелки. Каждая топка имеет свою конструкцию, обеспечивающую наилучшее сгорание ее топлива. Ничего перестраивать в таких котлах (как в однотопочных) не нужно, все собрано на заводе и готово к работе в любой момент. Соединяются топки только в зоне общего дымосборника, выходящего к дымовой трубе, поэтому на работу друг друга не влияют. Камеры выполняются из стали. Вбольшинстве моделей предусмотрена возможность установки ТЭНов (1-3 штуки мощностью на 6-18 кВт). Все аппараты могут снабжать дом горячей водой. Вкотле PolyflamTC35 фирмы BOSCH для этого применяется встроенный бойлер на 120л, а в остальных устройствах- проточный водонагреватель. Расход горячей воды зависит от мощности прибора. Но для хорошего душа и мытья посуды воды хватит (600-1200 л/ч).

Некоторые котлы могут единовременно загружаться несколькими десятками килограммов твердого топлива, запаса которого хватает на 6-12 часов. Таковы, например, KRM50R от KITURAMI или 2200Trio от CTC. При этом электронная система управления котлов KRM автоматически включит горелку при сгорании твердого топлива. «Двухтопочники» вообще более щедро напичканы автоматикой и устройствами безопасности, чем однокамерные аппараты, поскольку имеют встроенные горелки, весьма чувствительные к условиям питания топливом и электричеством. Вот на случай перебоев в этом питании котлы и оснащаются резервными генераторами тепла.

Сделаем газ?

В последнее время на рынке появилась новая разновидность твердотопливного оборудования- газогенераторные котлы на древесном топливе. Вних используется пиролизное горение. Эти котлы лишены одного из главных преимуществ традиционных теплогенераторов на твердом топливе- независимости от электроэнергии. Однако имеют и многие неоспоримые достоинства: высокий КПД, экологичность, возможность управления процессом сжигания топлива. Вэтих устройствах топливо не разгорается пламенем, а лишь тлеет, и процесс можно активизировать либо «укрощать», изменяя количество подаваемого воздуха.

Газификация древесины давно известна и широко применяется в промышленных установках. Вслой тлеющих углей, находящихся в бункере для топлива, вентилятором подается воздух (первичный). Врезультате образуется горючий генераторный газ, состоящий в основном из СО. Газ проходит через керамическую форсунку, где смешивается с дополнительным (вторичным) воздухом. Газовоздушная смесь воспламеняется в камере сгорания, соприкасаясь с катализатором, при этом сгорают и тяжелые соединения, и частицы сажи. Всравнении с котлами поверхностного горения, газогенераторные котлы вырабатывают дымовые газы, практически не содержащие токсичных и иных примесей.

Растапливаются котлы традиционно или с помощью системы электрического поджига. Однако в качестве топлива для них применяют только сухие поленья (влажность до20%). Хотя в общем случае для газификации могут использоваться сухие брикеты, опилки, стружка, щепа, обрезки, смесь дров и древесных отходов, некоторые виды торфа, смесь древесных отходов и торфа, а также отходы пищевой и легкой промышленности, содержащие целлюлозу. Если топливо, а также расход первичного и вторичного воздуха подобраны правильно, генераторный газ горит пламенем практически белого цвета. При повышении влажности твердого топлива понижается теплотворная способность газа, увеличивается образование копоти, дегтя и конденсата.

Большинство производителей предусматривают возможность управления котлом от комнатного программатора. На пульт управления выводятся параметры работы котла (температура теплоносителя, сигналы об аварийных ситуациях, режим действия вентилятора).

Как правило, газогенераторные котлы используются в отопительных системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Все они являются одноконтурными и горячей бытовой воды не производят. Но, благодаря высокой эффективности и экологичности, круг их потребителей (и поставщиков) увеличивается. Вот-вот появится на рынке отечественная модель КЧМГ-КЗ «Вернер». Судя по материалам сайта в Интернете, и чешская фирма VERNER начала исследование нашего рынка для поставки своих четырех моделей, но конкретную информацию о котлах ее представители предоставить редакции отказались.

Автоматизированные котельные

Чтобы избавить потребителя от необходимости подкладывать топливо в топку котла, ряд фирм разработали автоматизированные топочные аппараты (АТА). По мере сгорания топлива его новая порция подается из загрузочного бункера автоматически. Но вот топливо в этом случае годится уже не любое, а мелкоразмерное. Лучше всего подходят древесная щепа (размером 5-50мм) или гранулированные опилки (пеллеты). Последние получают прессованием опилок и мелкой стружки. Кстати, 12-15м³ щепы заменяют 1т солярки.

В состав аппарата входят котел, в котором нагревается вода, горелочное устройство с механизмом автоматической подачи топлива и дутьевой вентилятор для обеспечения полного сгорания топлива. Как правило, заказчику поставляется готовая моноблочная конструкция, но в принципе можно построить котельную и из отдельно приобретенных элементов. Только на нее придется получать сертификат пожарной безопасности.

Производством бытовых АТА для коттеджей сегодня занимаются многие иностранные компании во всем мире. На российском рынке начинает появляться продукция от ВАХI (Италия), ARIMAX-BIO (Финляндия), BENTONE (Швеция), VERNER (Чехия). По конструкции и принципу работы моноблочные аппараты разных производителей во многом похожи друг на друга. Например, АТА от ARIMAX-BIO мощностью 40кВт состоит из двух агрегатов: котла с топкой и стоккерной горелки. Стоккерная (бункерная) горелка включает в себя металлический бункер объемом 0,5-1м³ (впринципе он может быть увеличен до любого размера), к которому присоединен шнековый транспортер топливной щепы, переходящий в горелочное устройство с дутьевым вентилятором. По аналогичной схеме работает горелка Р12, разработанная фирмой BENTONE. Объема бункера вполне достаточно для автоматической работы котельной в течение одних суток. Есть устройства, действующие непрерывно 2-5 суток и даже две недели (VAP25Zeus от VERNER).

Установленную на выходе из котла температуру воды отслеживает терморегулятор. Если эта температура снизилась на 5С относительно установленной, по его сигналу на несколько секунд включается электродвигатель шнека, и порция топлива подается в горелочное устройство, в котором постоянно поддерживается тлеющий заряд. Дутьевой вентилятор нагнетает воздух в горелочное устройство, и температура воды в котле повышается. Однако, как только она достигает верхнего предела, автоматика отключает вентилятор.

Чтобы огонь по шнеку не проник в бункер, в конструкции АТА предусмотрены две системы. Первая следит за температурой кожуха подающего шнека. При повышении температуры до 40-45С специальный термостат отключает дутьевой вентилятор и подачу топлива. Вторая система- это автоматическое пожаротушение. При температуре топливоподающего кожуха 70-80С подающий шнек и горелочное устройство заливаются водой.

В России автоматизированных котельных для коттеджей пока не делают. Ближе всего к этому подошли в фирме "ИМПЕТ", где разработали серию эффективных газогенераторных горелок ГГ (мощностью от30 до 200кВт) с автоматической подачей древесных отходов. Пока фирма объединяет горелки с промышленными котлами, а переход на бытовые котлы трудности не представляет. По стоимости АТА сопоставимы с газовыми котлами (может быть, чуть дороже). Так, аппарат Multi-Heat 2,5 от BAXI на 25кВт стоит от $3200. Широкое распространение таких котельных сдерживается ограниченным производством щепы и гранулированной древесины.

На радость дачникам

Помимо рассмотренных котлов, которые предназначены для водяного отопления коттеджей, на рынке есть твердотопливные аппараты, поставляющие в комнаты теплый воздух. Таковы печи отечественного производства "Буллерьян" ("ПРОКК ЭНЕРГОТЕКС") и "Синель" ("КОМПАНИЯ ОРАНТИ"), работающие на дровах, древесных отходах, торфяных брикетах, картонажных изделиях, низкокалорийном угле и не требующие электропитания. Их можно назвать печами-калориферами. Они способны быстро (за 20-25 минут) разгореться и заполнить комнату потоками теплого воздуха, который производят в изрядном объеме (более 4,5м³/мин). Поэтому для тех дачников, кто изредка наведывается в свои продрогшие и отсыревшие «фазенды», такие устройства просто незаменимы.

В печах использован принцип пиролизного горения, благодаря чему одной загрузки дров достаточно, чтобы поддерживать тепло в помещении целую ночь. Расход топлива- 6-8 кгна 8-12 часов, а КПД устройств- 75-80%. Помещения снабжаются теплом за счет конвекции воздуха, который нагревается, проходя мимо топки. Только воздушные потоки проходят в разных печах по-разному: в "Буллерьяне"- по системе труб, кольцом опоясывающих корпус топки, а в "Синели"- через промежуток между цилиндром топки и внешним корпусом прибора.

Разжигаются печи как обычно, а потом на раскаленные угли закладывают основное топливо и заслонками устанавливают нужный режим горения. Колосники не предусмотрены. Их функции выполняет слой золы, неизбежно скапливающийся на дне. Вычищать золу надо в среднем после 5-6 топок, оставляя при этом слой в 5-6 см, чтобы предотвратить прогорание дна.

Печи "Синель" выпускаются шести типоразмеров мощностью от3,8 до28кВт и стоят от $77 до $318. "Буллерьяны" имеют мощность 6-36 кВт и стоят $175-650.

Газогенераторные (древесно-газовые) котлы

* — в скобках указано количество моделей, представленных на российском рынке.

Характеристики однотопочных твердотопливных котлов

* — в скобках указано количество моделей, представленных на российском рынке.

Характеристики двухтопочных твердотопливных котлов

* — в скобках указано количество моделей, представленных на российском рынке.

Редакция благодарит фирмы «РОСТТЕРМ», СТС, «СТАВАН», «АЛЬТЕРЭН», «КИРОВСКИЙ ЗАВОД», «ОННИНЕН», «ТЕПЛОИМПОРТ» за помощь в подготовке материала.