28 и 29 октября. Проблемы экологии в контексте цифровой трансформации общества... Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


Особенности национального отопления

 

Современный рынок предлагает множество совершенно различных отопительных котлов: котлы стальные и чугунные, со встроенными горелками и с горелками отдельным блоком, котлы на солярке, газе, дровах, угле и электричестве. Разобраться в этом море предлагаемой продукции для рядового потребителя крайне непросто. Поэтому давайте попробуем ввести какую-нибудь классификацию этого оборудования. И на фоне этой классификации сказать какие котлы и в каком случае применимы и выгодны, а в каком не применимы.

 

Ну, что ж, давайте попробуем. Для начала классифицируем котлы по виду исходного топлива. На сегодняшний день основных видов топлива насчитывается четыре: электричество, твердое (дрова, уголь и т.д.), жидкое (солярка, мазут) и газообразное топливо (природный или сжиженный газ). Есть еще группа котлов, использующих для нагрева солнечную энергию, но об этом, пока еще «экзотическом» для нашего рынка оборудовании мы сегодня говорить не будем.

Электрические котлы.

 

Что такое ТЭН и принцип их работы, думаю, объяснять не нужно — аббревиатуру «ТЭН» теперь знают даже дети. ТЭНовых котлов выпускается великое множество. И выпускает их чуть меньшее множество фирм. Котлы эти пользуются во всем мире вполне заслуженной популярностью, ведь КПД этих котлов очень близок к 100%. Выбирая такой котёл, следует учитывать, что ресурс работы ТЭНа составляет порядка 10000 рабочих часов. В пересчете на время работы котла это составляет срок от 3-х до 5 лет. По истечении этого срока в худшем случае придется менять только ТЭН.

 

Надо отметить, что у нас больше распространены отечественные ТЭНовые котлы, чем импортные. Это объясняется, прежде всего, тем, что стоимость практически любого импортного электрического котла намного превышает стоимость аналогичного по классу отечественного. По качеству импортные котлы во много раз превосходят отечественные, но по потребительской стоимости разница между ними не велика. Поэтому можно смело сказать, что на рынке ТЭНовых котлов российские изделия выглядят даже очень не плохо.

 

Чаше всего на выбор в пользу электрического котла влияет то, что электричество сейчас есть почти везде. Но вот только какое же мы имеем электричество? Точнее, какое же мы имеем электроснабжение?

 

О его качестве стоит поговорить особо. Живем мы, как известно, не на Западе, где за двух-трех часовой перебой в электроснабжении потребитель праве потребовать с электрокомпании неустойку. У нас же электричество даже в ближнем Подмосковье порой исчезает на несколько часов, а иногда и дней. И что в этот период делать с отоплением?

 

Источники бесперебойного питания (UPS), способные обеспечить электрокотёл энергией на столь длительный период, конечно же, существуют, но занимают такой объем помещения и имеют такую огромную стоимость, что об их установке в собственном доме не может быть и речи. Поэтому спасением от такой напасти является только мощный дизель-генератор. Вот эту-то особенность нашего электроснабжения просто нельзя не учитывать при выборе оборудования. Следует учитывать и то, что стоимость электроэнергии в нашей стране повышается достаточно регулярно. Электроэнергия уже перестала быть самым дешёвым носителем, что будет происходить дальше, предугадать, в общем-то, не сложно.

 

Есть и ещё один нюанс отечественного электроснабжения. При питающем напряжении 220 В мощность котла будет ограничена пятью киловаттами (котёл большей мощности поставить просто не разрешат). Такой мощности едва хватает на отопление домика размером 6х6 м. А кто же сейчас строит такие дома? Сейчас самый распространенный домик — это 250-300 квадратных метров. А все более мощные котлы рассчитаны на трехфазное напряжение 380 В. И нужно продумать, где взять эти самые три фазы, во что обойдется прокладка силового кабеля и получение разрешения на отпуск электричества. Ведь по существующим нормам на каждый дом положена мощность в 10 кВт/час. Всё, что сверх этой цифры, можно получить только за дополнительную плату.

 

А эта дополнительная плата может оказаться такой, что легче и дешевле будет подвести к дому газ. Можно уверенно сказать, что практически по всему Подмосковью сейчас не хватает электроэнергии. К этому добавляется высокая изношенность электросетей. Энергетики часто предлагают решить эти проблемы так: «Давайте мы проложим к Вам высоковольтный кабель, а Вы поставьте собственную подстанцию и тогда делайте, что хотите». Всё, вроде бы, просто, но стоимость собственной подстанции может оказаться такой… Даже если для решения такой проблемы объединяются жители целого коттеджного поселка, то и тогда это обходится для каждого домовладельца сосем не дешево.

 

Выбирая электрический котёл надо учитывать и то, что далеко не любой теплоноситель в нём можно использовать. ТЭНы — это зона интенсивного нагрева, поэтому всегда есть «поверхностный» слой теплоносителя, который перегревается. Из «жесткой» воды начинает выпадать известь, этиленгликоль (антифриз) начинает пригорать к поверхности, из солевых растворов выпадают соли.

 

Чем это чревато?

 

Чревато это прежде всего тем, что выпавшее вещество (соли, сажа и т.д.) изменят условия работы на границе раздела «ТЭН / теплоноситель». В результате для того, чтобы нагреть теплоноситель до прежней температуры, температуру поверхности самого ТЭНа придётся увеличивать, что моментально скажется на сроке его службы. Расход электроэнергии так же возрастёт. В общем, проблем сразу же возникнет много. Поэтому прежде, чем заливать в систему какой-то новый теплоноситель, нужно очень хорошо подумать.

Котлы на твёрдом топливе

 

— это старые, как мир, котлы, сменившие в системе отопления старую добрую русскую печь. Большинство выпускаемых твердотопливных котлов чугунные, стальных попадается крайне мало.

 

Выпускает их и российская промышленность и многие зарубежные фирмы. Как правило, все эти котлы рассчитаны на естественную циркуляцию теплоносителя и не требуют подводки электроэнергии (правда, есть отдельные исключения).

 

Ставя дровяной котёл, нужно помнить следующее. Если топить котёл углём и не воровать его, а покупать, то удовольствие это окажется достаточно дорогим — цена отопления в этом случае оказывается сопоставимой с ценой электрического отопления. Безусловно, неудобством такой системы является то, что как минимум два раза в день надо котёл топить и столько же раз в день вручную чистить. Не говоря уже о том, что за работой котла необходимо следить. Автоматизировать подачу топлива и процесс чистки, к сожалению, невозможно. Несмотря на то что котлы снабжены предохранительной системой, все равно при определенных условиях (например, при отсутствии по какой-либо причине циркуляции теплоносителя) существует опасность взрыва котла.

 

Есть и ещё один нюанс, на который надо обратить внимание. Объясню на конкретном примере. Построили коттеджный поселок из 30 домов. Все дома оснастили котлами на твердом топливе, установив их, как и положено, в подвалах. Попасть в подвал можно только пройдя через парадную дверь и ряд комнат. В результате хозяева этих коттеджей будут вынуждены проносить дрова (уголь) в подвал через жилые комнаты. Тем же путём придется выносить и золу. В результате хозяйкам обеспечено как минимум по 2 дополнительных уборки ежедневно. Было бы гораздо легче, если бы в котёльную был предусмотрен отдельный вход, но отдельный вход ни в одном коттедже не предусмотрели, прежде всего, из соображений повышения безопасности. Балансировать между соображениями безопасности и удобствами приходится практически всем, остановившим свой выбор на твердотопливных котлах.

Котлы на жидком топливе

 

Для бытовых целей в качестве теплоносителя используется в основном солярка. Солярка — топливо достаточно дорогое, поэтому эксплуатационные расходы получаются, пожалуй, самыми высокими по сравнению с перечисленными выше видами котлов (естественно, при сегодняшнем уровне цен на этот вид топлива). Еще год-полтора назад котёл на солярке был гораздо выгоднее электрического. Сейчас они сравнимы. Чисто эксплуатационные расходы (расходы на киловатт тепловой энергии) здесь пожалуй повыше. Приведенные же затраты на год за 15 лет эксплуатации получаются сравнимыми.

 

Отечественных котлов, работающих на жидком топливе на нашем рынке практически нет. Исключение из этого правила составляют котлы «Ставан М» (г.Подольск), «РУСНИТ» (г.Рязань) и котлы одной из фирм, принадлежащих системе ГАЗПРОМа (г.Каменск, Ростовской области). Почему так сложилось? Горелка для жидкотопливного котла — вещь технически сложная. Хороших горелок ни в бывшем СССР, ни в России ни один завод не производил. Выпускались отечественные мазутные горелки для ТЭЦ и тому подобных потребителей, а вот для бытового и полупромышленного применения горелок никогда не было. То, что сейчас первые российские фирмы пытаются наладить их выпуск, делает им честь. Именно по этой причине большинство жидкотопливных котлов у нас импортные.

 

А можно ли соединить котёл отечественного производства с какой-нибудь «шикарной» импортной горелкой?

 

О самостоятельной переделке (модернизации) котлов стоит поговорить отдельно. Наши российские умельцы вообще могут сделать что угодно. Есть «умельцы», которые дровяной котёл переделывают на жидкотопливный. Вот только надо учитывать, что дровяной котёл рассчитан на подвод тепла снизу вверх — топливо горит внизу и отходящие газы, поднимаясь вверх, нагревают теплоноситель.

 

Жидкотопливная горелка несет с собой абсолютно другой принцип подвода тепла — горизонтальный. Греть такой модернизированный котёл, конечно, будет. КПД, правда, будет жуткий, и задняя стенка у котла будет нуждаться в дополнительной защите, иначе она начнет понемножку прогорать. Но какое-то время будет котёл греть. А вот что будет происходить дальше, можно объяснить на примере из практики нашей фирмы.

 

Пришёл к нам клиент и попросил продать ему горелку для жидкого топлива. Ну, надоело ему топить котёл КЧМ дровами и решил он его переделать на жидкое топливо, а заодно автоматизировать весь этот процесс. Как мы его ни отговаривали, горелку он в начале осени все-таки купил. И до весны следующего года у нас не появлялся. За это время он всё-таки провел намеченную модернизацию, причём сделал все очень грамотно — и задняя стенка не прогорала, и прочие неприятности не стрясались. А вот весной пришёл опять. Конечно же, интересуемся: «Что привело Вас к нам снова?» «Хочу — говорит, — у Вас новый котёл купить. За зиму сжег столько солярки, что, наверное, потраченных денег хватило бы на ДВА новых котла.»

 

Дело в том, что, установив даже очень хорошую импортную горелку в отечественный котёл, в большинстве случаев невозможно получить нормального КПД. Отопительный котёл — это технически сложное устройство. Когда его проектируют, то прежде всего, рассчитывают на определенные горелки. И устанавливать в котёл «модерновую» импортную горелку — это, зачастую, все равно что пытаться воткнуть в бедный «Запорожец» 12 цилиндровый двигатель. Может и воткнется, может и поедет. Но бензина будет есть..!

 

В общем случае можно сказать только одно. Если в начале экономишь на оборудовании, значит, потом всю жизнь будешь платить за лишний теплоноситель. И, как правило, это действительно так. Хороший котёл с нормальным КПД — это почти песня. И делают такие котлы далеко не все и далеко не везде. Поэтому к выбору котла надо относиться очень внимательно.

 

В характеристиках различного типа котлов указывается разный КПД. Указывается он в диапазоне от 85 до 110%. Все мы когда-то учились в школе и помним, что КПД не может быть больше 100%. Откуда же берутся цифры, превышающие 100%? Как вообще считается КПД? С электрическими котлами все обстоит именно так, как нас с Вами учили в школе и КПД у этих котлов выше 100% быть действительно не может. Выше 100% он может быть только у котлов, работающих на том топливе, которое сгорает. Все со школы помнят, что при полном сгорании любого топлива получается СО2 и Н2О. Н2О получается, естественно, в виде водяного пара, содержащего какую-то энергию. Если этот водяной пар каким-то способом сконденсировать, то мы сможем получить дополнительную энергию. Поэтому существуют два понятия теплотворной способности топлива: высшая и низшая удельная теплота сгорания.

 

Низшая — это то тепло, которое мы получаем при сгорании топлива, когда водяные пары вместе с содержавшейся в них энергией улетели в «трубу». Высшая — это теплота с учетом энергии, содержащейся в водяном паре. Все расчеты КПД и в России и в Европе идут по низшей удельной теплоте сгорания топлива (это закон, и по-другому тепловые расчеты вести не положено). Так вот, если все-таки использовать тепло, содержащееся в водяном паре, а расчеты вести, как и положено, по низшей удельной теплоте сгорания, то и появляются цифры, превышающие 100%. Котлы, использующие теплоту конденсации водяных паров, так и называются — конденсационными. И именно они имеют «ненормально» высокий КПД (выше 100%). Разница между низшей и высшей теплотой сгорания топлива составляет около 11%. В этом пределе и могут отличаться КПД котлов.

 

КПД можно считать по двум параметрам. Весь Запад считает КПД по температуре отходящих газов. То есть, сожгли килограмм топлива — должны получить столько-то килокалорий тепла, при том, что температура отходящих газов будет равняться температуре окружающей среды. Если замерить разницу между действительной температурой отходящих газов и температурой окружающей среды, то по ней вполне можно рассчитать КПД котла. Грубо говоря, проценты, «вылетевшие в трубу» вычитаются из 100%, и получается действительная цифра.

 

В СССР (наследственно в России) был принят принципиально другой принцип расчета — это так называемый «метод обратного баланса». Расход тепла определяется по нижней теплоте сгорания. А далее ставится калорифер на трубу и рассчитывается величина тепловой энергии ушедшей в неё, т.е. величину потерь энергии. Потери вычитаются из общего количества тепла, и рассчитывается КПД. Этот КПД более точен. Почему именно он был принят в качестве методики расчета? Да потому, что все корпуса наших котлов, как правило, были очень плохо теплоизолированы. Через стенки котла наружу улетало до 40% энергии. (Перед глазами сама собой встает картина — температура в котёльной +45-50°С, кочегары в майках бросают в котёл уголек. При этом они норовят открыть входную дверь, чтобы хоть немного глотнуть воздуха. — В.К.)

 

По методу обратного баланса на территории России принято считать до сих пор — этого требуют нормативные документы. В настоящее время эту методику можно успешно применять к котлам, работающим на ТЭЦ (котлы мощностью несколько мегаватт), у которых горелки никогда не выключаются. А вот к современным котлам она абсолютно неприменима, поскольку у них принципиально другая схема работы. Ведь у этих котлов нормальный цикл работы горелки выглядит так: пять минут она «работает» и потом 15 минут «стоит» и ждет пока, выработанное тепло используется. И чем выше температура на улице, тем меньше будет «работать» горелка и дольше будет «стоять». Какой уж тут обратный баланс?

 

Что еще отличает современные котлы?

 

Все современные котлы, по крайней мере импортные, имеют теплоизоляцию. Причем, чем «круче» котёл, тем лучше у него теплоизоляция. Потери тепла через стенки (тепло, идущее на обогрев котёльной) у современного котла составляют не более 1,5-2%. Кстати, часто покупатели современного котла об этом забывают и по старой памяти думают, что в котёльной отопления устраивать не нужно — котёл сам по себе это помещение обогреет. Потом приходят к нам с вопросом: «А почему это у меня в котёльной холодно?». А почему там должно быть тепло, если в котёльной не установлено ни одного радиатора отопления?

 

Кроме того, современные котлы, благодаря теплоизоляции, прекрасно сохраняют тепло. Температура в хорошем котле через двое суток после выключения котла падает всего на 20-25°С.

 

Вообще, нужно сказать честно, что все мы в России, включая и тех людей, которые занимаются вопросами отопления и теплоснабжения, далеко не все знаем и находимся в положении малограмотных. Просто, когда подняли «железный занавес» столько всего на нашу голову вывалилось — нового, интересного и непривычного для нас, что мы пока не в состоянии все это переварить. Да и за столько лет привыкли мы все абсолютно к другой технике и другим подходам. Лучшие образцы импортной отопительной техники спроектированы как цельный законченный агрегат.

 

Давайте все-таки вернемся непосредственно к котлам на дизельном топливе. Когда речь заходит о дизельных котлах, то многие сразу же вспоминают такую картину. Заводится «МАЗ». Двигатель долго чихает и кашляет. При этом из него вылетают клубы черного дыма. И пока двигатель не наберет обороты, выхлоп получается просто жуткий. Именно такая малоприглядная картина, непроизвольно всплывающая из глубин подсознания, и останавливает большинство потребителей, когда предлагаешь им приобрести котёл на дизельном топливе. На самом деле современные дизельные котлы, с нормальной горелкой и хорошо настроенные, работают значительно чище и спокойнее, чем тот самый «МАЗ». Ни выхлопных газов, ни дыма из трубы не вырывается. Из неё поднимается только теплый воздух.

 

Это можно подтвердить конкретным примером. Газоанализатор, с помощью которого настраивается котёл, имеет рабочий диапазон по уровню СО до 1000 ррМ (1000 ррМ = 0,1%). В приборах для проверки состава выхлопных газов автомобиля пределы измерения начинаются именно с этой величины. Когда проходишь техосмотр, то уровень СО не должен превышать 1,5%, а при проверке на улице допустимой величиной является 3% — на этот диапазон и сориентированы автомобильные газоанализаторы. Таким образом, уровень СО, выбрасываемого нормально отстроенной котловой горелкой, как минимум в 100 раз ниже, чем у автомобиля. (Не дай бог кому-то придет в голову котловым газоанализатором проверить содержание СО в выхлопе автомобиля. Газоанализатор «умрет» сразу. И «реанимации» он уже не подлежит.)

 

Современная топливная система правильно спроектированная и построенная, тоже запахов не дает, поэтому никакого отдельно стоящего хранилища солярки строить не надо. Существуют пластиковые баки, выпускаемые множеством фирм (в основном зарубежных), которые позволяют «хранить» солярку в том же помещении, где установлен котёл. И никаких запахов ни в «котёльной», ни в доме. Требования пожарной безопасности, безусловно, соблюдать надо. Устанавливать бак в металлической емкости, которая в случае протечки бака не даст топливу разлиться по полу, а блокирует его разлив (таковы современные требования) тоже надо.

 

Единственная неприятность, которая грозит владельцу такого котла, это то, что если не совсем умно сделан дымоход, то в зимнее время он может обрасти сосульками желто-коричневого цвета. Картина эта, так скажем, не совсем эстетичная. При правильно сделанном дымоходе «сосулек» быть не должно.

 

Чтобы котёл на солярке работал долго и качественно и с соблюдением всех экологических норм, к нему нужны руки. Должен быть наладчик, который бы его отладил и периодически следил (конечно, если сам хозяин этого делать не умеет). Котлы на дизельном топливе имеют повышенную зольность и сажеобразование, по сравнению с газовыми котлами. Если на стенках котла осядет слой сажи толщиной хотя бы 2 мм, то это увеличивает расход солярки приблизительно на 8%. Сажа тепло передает плохо, котёл поневоле увеличивает расход топлива, растет температура отходящих газов.

 

А в результате «лишняя» солярка расходуется в основном на «отопление улицы». Рано или поздно это приведет к полной остановке котла. Если хотите, чтобы котёл мало «кушал», то за ним нужно следить. И делать это должен профессионал. Наиболее оптимальный вариант — это когда таким профессионалом является сам хозяин. Современный котёл — техника сложная.

 

Его наладка и периодические проверки требуют не только специальных знаний, но и специального оборудования. И оборудования далеко не дешевого. Стоимость оборудования, необходимого для сервисного обслуживания современного котла намного превышает стоимость самого котла (кстати, именно поэтому стоимость сервисного обслуживания получается не очень дешевой). И дизельные котлы — они, пожалуй, наиболее требовательны к таким вещам как сервисное обслуживание. Конечно, можно всего этого не делать, если Вас не интересует конечный результат.

Котлы на газовом топливе

 

Говоря о газовых котлах, придется ввести дополнительную их классификацию, потому что газовые котлы подразделяются еще и по типу горелки и по типу её расположения. Существуют котлы с вентиляторными и факельными горелками на природном и сжиженном газе, котлы с атмосферными горелками. Есть еще отдельный подкласс котлов — настенные (другие котлы, кроме электрических, на стену не вешаются).

 

Котлы с вентиляторной факельной горелкой — они практически ничем не отличаются от котлов с дизельными горелками. Более того, котёл с жидкотопливной горелкой всегда может быть путем замены горелки переведен на газовое топливо. Зачастую потребитель, зная, что в перспективе планируется газификация поселка, выбирает котёл на солярке с тем, чтобы в будущем свести переделки системы отопления к минимуму.

 

Нельзя не сказать о целом подклассе котлов, работающих сразу на двух видах топлива: жидком и газообразном. Сразу оговорюсь, что при обсуждении этого подкласса я буду высказывать только свое личное мнение. Соглашаться или оспаривать его — это личное дело как читателей, так и специалистов. Выбор этого подкласса котлов, что называется, дело сугубо хозяйское. Дело в том, что часто стоимость двух горелок, работающих на разных видах топлива, вполне сопоставима со стоимостью одной горелки, работающей сразу на двух видах топлива. То есть ощутимой экономической выгоды тут нет. Кроме того, комплексирование различных видов топлива в одном горелочном блоке — это всегда ухудшение одного из них за счет другого. И ограничения, которые совмещенные в единой конструкции горелки накладывают друг на друга и на условия эксплуатации, достаточно велики.

 

 

www.proektstroy.ru