1.29.2017

Твердотопливный ренессанс: экзистенциальная зарисовка


Бывает, слушаешь вопрос посетителя, смотришь ему в глаза, видишь в них определенную надежду и думаешь: сразу ли сказать, как оно есть, или все-таки дать ему возможность еще немного помечтать.

Да, речь идет именно о котле на твердом топливе – вещи обыденной, простой и утилитарной. Вроде бы и сомнений быть не должно – продавай, если продается. Но трагизм-то ситуации «твердотопливного ренессанса» известен не понаслышке, его наблюдаешь уже как два года, включен в него непосредственно, ежедневно слушаешь определенные истории, становишься их непосредственным участником. Отзывы, удовлетворенность, разочарование предыдущих покупателей – все это держится в уме, пока ненавязчиво продолжаешь беседу.

хорошо забытое старое
Постепенно выясняется, как покупатель собирается управляться со своим твердотопливным котлом в будущем. Чего он от него ожидает. Имеет ли он представление о том, как изменится его жизнь после его покупки… И вот, в подходящий момент, озвучиваешь хороший и правильный вопрос: а сколько хотелось бы, чтобы воображаемый пока-что твердотоп горел в реальности. Просто предлагаешь подумать и оценить готовность вкладывать в свое благополучие определенную меру внимания, времени и сил.

Зная конкретную цифру, можно начинать говорить по существу. Можно предлагать конкретное решение. Четко обозначить то, из чего стоило бы сделать выбор. После этого вопроса становится понятно, знает ли человек, с чем ему доведется столкнуться. Или имеет лишь смутное представление, основанное на обрывочных сведениях из интернета, от знакомых, а также каких-то собственных домыслах.

Статистика – вещь упрямая. Покупатель, в подавляющем большинстве, желает, чтобы его котел горел подольше. Он подозревает или знает наверняка, что с такой техникой придется возиться основательно: колоть, к примеру, дрова, регулярно чистить аппарат от сажи, периодически обновлять топливную закладку.

Всем понятно, что твердотопливный котел – не электрический и не газовый. Те будут работать автоматически до тех пор, пока подающие магистрали как-то не иссякнут, твердотоп же требует персонального участия. Именно поэтому подольше, согласно представлению покупателя, должно компенсировать его усердие по отоплению своего дома. Подольше должно как можно меньше отвлекать его от обыденных занятий, занимать его заготовкой топливного материала и обслуживанием котла, и как можно реже будить его ночью. И уже как-то привычно, что конкретной цифры озвучено не будет, будет то самое подольше.

Подольше - представление настолько растяжимое, что в одном случае оно способно уместиться в двух часах, а в другом обязано составлять не менее двух-трех суток. Кроме того, оно должно поместиться в устройстве как можно меньшего размера – ставить-то его почти что некуда. Подольше подразумевает в себе так много хочу, что реальный образец котла на твердом топливе, который был бы способен удовлетворить обозначенные требования, нередко и буквально вызывает у покупателя когнитивный диссонанс своими габаритами и/или ценой. Такой вот парадокс ситуации вообще, и нашего отопления XXI века в частности.

Как только появляется подольше, понимаешь, что простым дальнейший разговор не получится. По одной простой причине – все, что дальше будет сказано, будет носить только вероятностный характер. Как бы провокационно это не звучало, но сколько будет гореть твердотопливный котел в каждом конкретном случае, на самом деле однозначно не знает никто. Ни производитель, ни покупатель, ни продавец.

Почему это так, мы и рассмотрим в этой статье. А экзистенциальная зарисовка нужна была для того, чтобы слегка подчеркнуть драматизм ситуации, в которой мы все невольно оказались. Уверены, что «твердотопливный ренессанс» можно и стоит рассматривать с определенной долей черного юмора. Во-первых, эта отопительная технология, по сути, архаична, во-вторых, ее эффективность лишь условно сопоставима с современными, в-третьих, она затратна по ресурсам – как природным, так и личным (время, силы, средства на покупку топлива). Понятно, что рассматривать ее, как панацею, недальновидно по целому ряду объективных причин. Впрочем, доступный большинству населения выбор не так и велик. Поэтому не хотим, но ставим мы твердотопливные котлы, и в ряде случаев учимся топить их заново.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов


Что стоит учитывать перед тем, как решиться на установку котла на твердом топливе?

Прежде всего, надо предусмотреть место, где его было бы удобно эксплуатировать. В идеале под твердотопливный котел правильно было бы выделить отдельное помещение – котельную. О том, как ее правильно организовать, мы уже рассказывали в статье «Как подготовить котельную для твердотопливного котла» у нас в блоге.

В реальности данный отопительный прибор у нас устанавливают туда, где позволяет свободное место – кухни, коридоры, ванные, предбанники. Стоит понимать, что твердотоп – достаточно габаритный прибор, вокруг него всегда грязно, а открытое пламя не должно соседствовать с газовыми приборами. Приводимые производителями в паспортах изделий рекомендованные отступы стоит соблюдать. Также стоит обеспечить приточную вентиляцию помещения в надлежащем объеме. Подход к котлу следует держать свободным, чтобы было удобно проводить чистку и загрузку топливом. Естественно, разумно придерживаться элементарных правил пожарной безопасности, в частности расположить перед котлом стальной лист, чтобы предупредить возгорание пола от горящих искр.

твердотоп в системе
Твердотопливный котел работает циклично – от розжига до полного прогорания закладки. Если в системе не предусмотрен другой отопительный прибор, который мог бы автоматически включиться в работу на нагрев теплоносителя, пока твердотоп простаивает, поблизости должен быть человек, способный обновить закладку и произвести запуск нового цикла обогрева. Разумеется, запас топлива следует заготовить заблаговременно, что также требует средств, сил и времени.

КПД твердотопливного отопительного оборудования априори ниже, чем у газовых и электрических котлов, и существенно варьируется в зависимости от калорийности наличного топлива и установленной температуры теплоносителя. Поэтому мощность котла на твердом топливе для емких систем отопления рассчитывается, как 1 кВт не более чем на 10-12 л, а в случае современных компактных систем – 1 кВт на 10 м2.

Стоит учитывать, что максимальный КПД твердотопливной техники достигается в процессе активного сгорания сухого топлива при нагреве теплоносителя в интервале 75-95° С. При более низких температурах нагрева и высокой влажности топлива КПД снижается, наблюдается повышенное образование сажи и выпадение конденсата на стенках дымохода и теплообменника.

Особым случаем является монтаж твердотопа в малолитражную систему отопления. Далеко не всякий котел способен работать в таких системах без обвязки с буферной емкостью. Разумеется, работать он будет, но будет ли доволен результатами его работы его владелец – большой вопрос. Мы его обязательно рассмотрим в нашем блоге отдельной статьей и поделимся своими соображениями по этому поводу.

Т.к. продукты горения полностью не выгорают, котел на твердом топливе требует регулярной и основательной чистки. Проводить ее следует не реже раза в неделю. Чтобы этот процесс был значительно легче и быстрее, разумно использовать качественные солевые смеси-катализаторы при каждом рабочем цикле устройства.

Последний нюанс, который стоит рассмотреть, это заявленные производителем характеристики оборудования. Здесь проявляется проблема отсутствия общепризнанного стандарта. Фокус заключается в том, что указанные параметры тепловой мощности и длительности горения одной порции топлива практически не сопровождаются пояснениями, при каких условиях они были получены. Фактически, такие важные параметры испытаний как теплопотери помещения, тип топлива и его реальная калорийность всегда остаются за кадром.

Повсеместно наблюдается ситуация, когда данные объективно завышены – например, указаны для каменного угля, хотя сам аппарат для работы на угле не предназначен, как в случае с котлом Теплолюкс. Или напротив, занижены - с целью предусмотреть различные условия его последующей эксплуатации. К примеру, по техническому паспорту чешский котел OPOP горит до 4 часов максимум. Если не знать, что чехи топят не совсем так, как принято у нас, никогда не делая полную закладку, то с трудом верится, что это устройство в благоприятных условиях (сухой дуб, минимальные теплопотери дома, загрузка под завязку) способно гореть почти 10 часов. Его хозяин в последствие специально приезжал, чтобы поделиться своей радостью с нами – так бы мы и не узнали, что подобное возможно.

Подводя промежуточный итог, следует сказать, что подбор котла на твердом топливе на практике является более сложным, чем это может показаться. Для того чтобы хоть примерно получить желаемое, нам совместно с покупателями приходится учитывать целый ряд существенных параметров, от которых зависит успех отопления твердым топливом в целом.

Факторы внутренние


Те факторы, которые непосредственно влияют на продолжительность рабочего цикла, исходя из конструктивных особенностей отопительного устройства, можно условно объединить в группу внутренних. В самом общем случае таких параметров четыре: объем топочной камеры, тип теплообменника, принцип горения, степень управляемости устройства.

Топочная камера


Объем топочной камеры определяет количество разовой закладки топлива в литрах или килограммах. При прочих равных условиях тот котел, чья топочная вместительнее, будет обладать большим циклом горения, что, в общем-то, очевидно. Мощностные линейки серийных образцов крайне редко отличаются чем-то еще, кроме размеров топки. Естественно, чем больше загрузочная камера, тем габаритнее получается и сам прибор.

Конструкция теплообменника


С конструкцией теплообменника дело обстоит намного интереснее. Поскольку основная его задача – обеспечить качественный теплосъем, особенности его конструкции ощутимо влияют на КПД котла и, следовательно, на длительность горения.

Разница в теплообменниках линеек котлов Корди-М и Стандарт

Чем больше общая площадь теплообмена, чем сложнее маршрут дымовых газов по пути к дымоходу, тем более эффективен теплосъем, и меньше топлива требуется для прогрева теплоносителя. Из двух котлов с одинаковой топочной камерой дольше гореть будет тот, у кого теплообменник совершеннее, потому что топливо сгорает более рационально и экономично. Для котлов с предельно простым теплообменников типа «водяной рубашки» по стенкам котла в реальных условиях горение редко превышает 2-3 часа, в то время как у котлов с многоходовым теплообменником в отдельных случаях может составлять до 2-х суток.

Принцип горения


Немаловажной деталью является способ горения твердого топлива в аппарате. Формально твердотопливные агрегаты можно подразделить на котлы нижнего и верхнего горения. Устройства с нижним горением представляют собой классический тип твердотопливного оборудования, в котором горит весь объем топлива. Котлы верхнего горения отличаются тем, что закладка прогорает сверху вниз слой за слоем. Если в равных условиях эксплуатировать оба вида котлов, то аппараты с верхним горением будут гореть в 2-3 раза дольше. Почему это так, можно иллюстрировать хрестоматийной аналогией с горением спички: вертикально расположенная спичка сгорает за 30 с и с большей теплотворностью, чем у спички, горящей снизу вверх за 15 с. Именно по этой причине агрегаты, в которых реализуется принцип верхнего горения, принято называть котлами длительного горения.

пример с верхним и нижним горением

Управляемость котла


Степень управляемости котла ответственна за автоматизацию работы устройства. Ясное дело, что регулировать подачу воздуха в топочную камеру можно и вручную, однако, терморегуляторы способны делать это точнее, что обеспечивает более рациональный расход топлива. Чем лучше осуществляется поддержание температуры теплоносителя, тем дольше рабочий цикл котла.

Вы можете спросить, а какое отношение конструкция котла может иметь к терморегулятору – он ведь внешнее устройство управления? Оказывается самое непосредственное: герметичность камеры сгорания и конструкция поддувала, как минимум. Нам известен целый ряд образцов твердотопливного оборудования, которые даже при наличии регулятора тяги более управляемыми не становятся. Такие изделия получают необходимый для поддержания горения кислород даже при закрытом поддувале и не угасают никогда. Щели у негерметичной нижней дверцы и поддувала объективно уменьшают возможное время горения этих устройств – иногда и в два раза.

Естественно, в каждом конкретном случае имеет место свое сочетание этих параметров. Если попытаться представить самую совершенную конструкцию котла с наибольшим циклом горения, то у нас, наверное, получится полностью герметичный прибор с огромной топочной камерой, предельно сложным многоходовым теплообменником, в идеале с турбулизаторами, который работает по принципу верхнего горения и управляется цифровым терморегулятором с возможностью недельного программирования. Как думаете, какого размера получился бы такой прибор и сколько бы он весил? А какова бы получилась его цена? То-то.

Факторы внешние


То, что от котла, как такового, практически не зависит, будем считать внешними факторами, определяющими длительность его горения.

Теплопотери помещения


теплопотери схема
Ключевым параметром из этой серии являются теплопотери помещения. Несмотря на то, что именно этот показатель является фундаментальным для подбора твердотопливного котла, на практике он всегда неизвестен. Ни разу нам не встретился человек, который бы начал постановку задачи с конкретного значения тепловых потерь своего помещения. Не секрет, что они определяются навскидку по поверхностному описанию того, что имеется у покупателя. Каждое помещение по-своему уникально, единого классификационного реестра по теплопотерям нет, и врядле его кто-то составит, потому что туда надо было бы включить все, что у нас бывает построено.

Фактор неизвестности несколько компенсируется подбором изделия с запасом до 20% - все-таки лучше ошибиться в большую сторону, чем в меньшую. Обычно, котел, подобранный таким образом, по длительности рабочего цикла приближается к значениям, заявленным производителем. Но если помещение само по себе холодное, длительность горения объективно сокращается. Утепление дома позволяет увеличить цикл горения, т.к. от котла требуется меньше тепловой энергии на обогрев. Помните еще пример с OPOP?

Индивидуальные особенности системы отопления


Хорошо, когда система отопления создается под конкретный твердотопливный котел. В этом случае можно организовать оптимальную обвязку и обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя по контуру отопления. На практике же твердотопы врезают в уже существующие системы отопления частных домов и, естественно, что их схемы оказывают определенное влияние на эффективность работы отопительного прибора. Здесь имеет особое значение литраж теплоносителя и интенсивность циркуляции.

Показательным может быть следующий пример: пусть на площадь 100 м2 с объемом СО в 200 л есть желание поставить котел с номинальным циклом горения 4 часа. Покупателю хочется взять котел поменьше и дешевле, пусть 12 кВт, мы же предлагаем побольше и дороже – 15 кВт.

Покупатель уверен, что на его площадь 12 кВт вполне достаточно, мы же сомневаемся в том, что он будет удовлетворен своей покупкой.

Поскольку до 4-х часов гарантированно будет гореть только 15 кВт, а 12 кВт – никак не более 3-х, мы предлагаем покупателю подумать, имеет ли длительность цикла горения для него какое-то значение? Ведь на 100 м2 можно поставить и 10 кВт с длительностью горения до 2 часов максимум.

И опять-таки, напоминаем, что подобные расчёты носят теоретический характер, и на практике с учетом особенностей самой системы и 15-й вдруг станет гореть не 4, а 2, поскольку помещение холодное или разводка специфическая, а в этом покупатель так и не признался.

Понятно, что по-своему прав и покупатель, и мы. Согласны?

Кроме привычного всем контура отопления с трубами и радиаторами в системе может быть разводка водяного теплого пола, бойлер косвенного нагрева, теплоаккумулятор и т.д. Несмотря на очевидные функциональные различия, каждый их этих элементов требует от котла свою часть тепловой энергии и косвенно влияет время горения топлива. Было бы неправильным не учитывать это при выборе твердотопливного агрегата.

Калорийность твердого топлива


Следующий существенный нюанс – это качество или калорийность горючего. Во-первых, вид твердого топлива определяет подходящий тип твердотопливного котла, и, во-вторых, непосредственно влияет на длительность его горения.

Известный факт, что высококалорийное топливо, вроде антрацита или кокса, имеет смысл сжигать только в чугунных котлах – хорошо горит и долго, часов до 8-ми, а иногда и больше. Жечь древесину в чугунном котле, напротив, дело неблагодарное – часов до 4-х получится в лучшем случае, и КПД прибора ощутимо ухудшается. К слову, чем мощнее чугунный котел номинально, тем больше разница в эффективности на основном и альтернативном топливе – до 20% у моделей под 100 кВт.

По-разному горят сорта древесины, а также дрова различной влажности. Чем суше и тверже порода, тем больше ее теплотворность и дольше рабочий цикл.

Ряд устройств специально разработаны для сжигания определенных видов твердого топлива. Сухая древесина – лучшее горючее для пиролизных котлов, прессованные гранулы предназначены для пеллетных твердотопов. Пеллетные котлы обычно оснащаются загрузочным бункером определенного объема с автоматической подачей пеллет в топку. Длительность одной загрузки определяется емкостью бункера и может составлять несколько суток при хорошей калорийности гранул. С пиролизными котлами ситуация несколько иная – вопреки распространенному мифу рабочий цикл такого устройства - самого по себе - не превышает 2-3 часа. Повышение длительности его горения на практике происходит за счет грамотной обвязки, и только в этом случае она может составлять 10-12 часов. К слову, стоимость такой обвязки обычно получается не менее половины стоимости самого, совсем недешевого, котла. Если же сухой древесины (влажность до 12%) взять негде, то и смысла в такой покупке, в общем-то, немного.

горящая закладка

Отвественное отношение


Последнее, о чем стоило бы упомянуть, это фактор лени. А именно, каким образом осуществляется сама загрузка топлива. Опытный истопник знает, что чем аккуратнее сделана закладка, чем меньше воздушного пространства между поленьями, чем дольше получается процесс горения. Небрежная загрузка, напротив, приводит к посредственным результатам, ведь потенциал техники используется не полностью.

Подведем итог. Как вы могли убедиться, внешние и внутренние факторы оказывают существенное влияние на длительность горения котла на твердом топливе. Несмотря на то, что мы могли пропустить что-то мимо внимания, возможных сочетаний нами рассмотренных параметров вполне достаточно, чтобы сделать решительный вывод: сказать однозначно, сколько будет гореть твердотопливный котел той или иной марки в реальных условиях, невозможно. Можно говорить только о степени приближения к истинности прогноза, а также обозначить условия, при которых вероятность корректного подбора отопительного прибора станет приемлемой.

Подольше получается только в том случае, если:

  1. мощность котла соответствует существующим параметрам системы отопления, и сам аппарат надлежащим образом обвязан;

  2. конструкция котла является гармоничным сочетанием емкой топочной камеры, производительного теплообменника и хорошей управляемости;

  3. используется подходящее качественное топливо, которое добросовестно закладывается;

Естественно, способность отопительного прибора работать по принципу верхнего горения – только приветствуется.

Такой вот чек-лист на заметку.

0 коммент.: