Отопительные котлы для частного дома: характеристики, отличия и цена устройств
Содержание:
Инженерные системы частного дома, независимо от того, только построенный он или модернизируемый требуют очень пристального внимания и довольно высоких расходов. И система отопления является одной из главных, и, пожалуй, самих дорогих. Если стандартные отопительные приборы, к которым относятся радиаторы, конвекторы, трубы теплого пола, — у всех систем отопления одинаковые, то генераторы тепла – котлы, могут иметь принципиальные различия.
В предлагаемой статье мы расскажем о том какие именно отопительные котлы для частного дома надо выбрать, исходя из конкретных условий. Мы дадим понять читателям как определиться с необходимой мощностью котла, видом топлива, конструктивными особенностями и другими важными с нашей точки зрения вопросами.
Отопительные котлы для частного дома
Выбор отопительных котлов по типу топлива
Очевидно, что главным фактором, влияющим на выбор того или иного отопительного котла, является именно вид топлива (или другого источника энергии), которое будет использовано для получения тепла. Вначале перечислим какие бывают котлы:
- Твердотопливные котлы, которые работают на дровах, угле, пеллетах или брикетах.
- Жидкотопливные котлы, использующие для получения энергии дизельное топливо (солярку).
- Электрические котлы – нагревающие теплоноситель при помощи электроэнергии.
- Газовые котлы, использующую энергию сгорания природного или сжиженного газа.
Кроме вышеперечисленных типов котлов встречаются еще и комбинированные модели. Например, газовый скомбинирован с электрическим. Такое сочетание бывает очень полезно тогда, когда учет электроэнергии идет по двум тарифам – дневному и ночному. Днем можно греть дом газом, а ночью поддерживать электричеством. Также такие котлы целесообразно использовать в дачных домах, где люди появляются периодически. Тогда в холодное время года электрическая часть котла будет поддерживать определенную заданную температуру, чтобы теплоноситель не замерз, а по приезду хозяев уже можно подключать на полную мощность газовую «фракцию».
Комбинированный газоэлектрический котел отопления
Еще одной из достаточно часто встречающейся разновидности комбинированных котлов являются твердотопливные котлы, в которые при необходимости можно установить газовую горелку. Такой прием использовали в старых котлах, когда особо не заботились о КПД. Тогда это можно было понять, так как цены на все виды топлива были копеечные и не оказывали существенного влияния на семейный бюджет. Но и сейчас существуют современные модели котлов, которые позволяют использовать и твердое топливо в виде дров, угля или даже пеллет (при некоторой модернизации), а также газа и даже жидкого топлива. Причем, производители уверяют, что горелка может работать как на газе, так и на солярке – надо просто перевести котел в другой режим при помощи переключателя. Чаще всего такие «всеядные» котлы имеют две или даже три топки и соответственно и теплообменника, что сказывается на габаритах.
Тяжело сказать какое топливо не сможет принять этот «монстр»
С первого взгляда многотопливные котлы выгодны, так как позволяют использовать в целях отопления все, что угодно. Но у них есть масса существенных недостатков:
- У таких котлов КПД на том или ином виде топлива будет всегда ниже моделей, которые «заточены» под только одно топливо. Более низкий КПД выражается в больших расходах на отопление. За месяц это десятки—сотни рублей, а за срок эксплуатации – это десятки тысяч, которые могли бы быть потрачены на котел с более высоким КПД.
- Разное топливо дает отличную друг от друга теплоту сгорания, поэтому и автоматика системы отопления также должна настраиваться на соответствующий вид топлива. А это дополнительные и немалые расходы. Количество тепла при сгорания твердого топлива трудно контролировать, поэтому очень желателен аккумулирующий бак, который стоит нисколько не меньше, чем хороший котел.
- Как мы уже отмечали, габариты «всеядных» котлов значительно больше, они очень тяжелые и выпускаются только в напольном исполнении, что потребует отдельного специально оборудованного помещения котельной. О требованиях к котельным можно прочитать в соответствующей статье нашего портала
- Цены на многотопливные котлы по понятным причинам гораздо выше, чем более «привередливых» их собратьев. Бывает, что дешевле приобрести, например, отдельные твердотопливный и газовый котлы, чем их «гибриды». Встречаются модели российского производства, которые могут показаться «вкусными» по цене, но отзывы об их эксплуатации либо замалчиваются, либо негативные.
Мнение авторов статьи однозначное – лучше иметь два отдельных котла на различные виды топлива, чем один, приспособленный на два или три. Исключение может составить комбинированный котел газ-электричество или дрова-электричество. ТЭНы в таких котлах обычно встраивают непосредственно в теплообменник, что не сказывается сильно на габаритах. Далее мы предлагаем рассмотреть котлы на каждом из видов топлива отдельно.
Отопительные котлы для частного дома
Твердотопливные котлы
Самым традиционным видом топлива для человека, которым он пользуется испокон веков являются обычные дрова. Древние люди обогревались открытым огнем от костра, а когда человек стал строить жилище для себя, то и огню нашли тоже место в доме. Вначале это тоже был открытый огонь в очаге, но потом технический прогресс привел к появлению печей, в которых огонь изолировали в топке, а дымовые газы стали выводить через дымоход. Все классические печи отапливают за счет излучения и конвекции, то есть только те помещения, которые непосредственно примыкают к печи могут получать свою порцию тепла. Если правильно организовать воздуховоды, то можно отапливать и смежные помещения, находящиеся недалеко, что делают и в современных печах и каминах. Но нас интересуют несколько другие устройства, которые работают на твердом топливе – а именно котлы.
Котел отличается от печи тем, что он может отапливать не только непосредственно то помещение, в котором находится, а также и удаленные. Для этого котел нагревает теплоноситель, выполняющий роль посредника, который транспортирует тепло в другие помещения. В каминах или печах, оснащенных воздуховодами, роль теплоносителя выполняет воздух, однако его малая удельная теплоемкость не позволяет использовать его для передачи большого количества тепла в удаленные помещения. Поэтому роль посредника отдают чаще всего обычной воде, которая по своим физико-химическим свойствам практически идеально подходит для теплоносителя.
Для того, чтобы тепло от сгорания топлива передавалось теплоносителю (воде или антифризу), в котле обязательно должен присутствовать теплообменник. Он представляет собой емкость определенной формы, расположенную в камере сгорания. С одной стороны, теплообменник должен разделять две среды – пламя в топке и теплоноситель, а другой стороны обеспечивать эффективную передачу тепла. Поэтому форму теплообменника делают такой, чтобы площадь его соприкосновения с топкой и нагретыми дымовыми газами была максимальной. Подогретый теплоноситель под действием природных сил или принудительно при помощи циркуляционных насосов отправляется в «путешествие» к отопительным приборам: радиаторам, конвекторам, бойлерам косвенного нагрева, трубам теплого пола и другим.
Пример трубчатого теплообменника твердотопливного котла
Невольно возникает резонный вопрос – можно ли считать дровяную печь с водяным контуром твердотопливным котлом? В продаже ведь имеется много моделей печей и каминов, которые помимо своего прямого назначения – обогревать «своим телом», имеют еще и контур для теплоносителя. Некоторые из моделей еще имеют вдобавок и специальное место, на котором можно или приготовить, или разогреть пищу. Наше мнение, что печь с контуром нельзя в чистом виде назвать твердотопливным котлом. Можно сказать, что печь выполняет некоторые функции котла, но не является им полностью. Задача котла – это максимальное количество тепла, полученного от сгорания топлива передать теплоносителю. Поэтому часто топки хороших твердотопливных котлов снабжают эффективной термоизоляцией. Тогда с очень высокой точностью можно рассчитывать систему отопления, которая будет предсказуемой и управляемой, так как львиная доля тепла идет именно на подогрев теплоносителя.
Какое топливо используется в твердотопливных котлах?
В современных твердотопливных котлах могут применяться различные виды топлива. Сразу отметим, что есть «всеядные» котлы, а есть такие, которые приспособлены для конкретного вида топлива. Этим ни в коем случае пренебрегать нельзя, так как преждевременный выход из строя твердотопливного котла далеко не редкий случай. И основная причина этого – использование «неправильного» топлива. Вся необходимая информация есть в технических характеристиках котлов, которые можно изучить еще задолго до приобретения, воспользовавшись всемогущим интернетом. Кратко рассмотрим виды топлива, применяемого в твердотопливных котлах.
Дрова
В России с ее гигантскими лесными ресурсами просто грех не пользоваться этим видом топлива. Особенно в тех регионах, где дрова можно купить по низким ценам или добыть самостоятельно. И, независимо от того, что дрова самый древний вид топлива, актуальность их применения нисколько не утрачена. Они вовсе не собираются «на пенсию», а в некоторых развитых странах вообще обретают второе рождение, так как газообразное и жидкое топливо постоянно растет в цене. А еще дрова являются возобновляемым видом топлива, так как вместо спиленного дерева в нормальных странах, заботящихся о своих природных ресурсах, сразу сажают новое дерево, которое через несколько лет уже может опять использоваться в качестве топлива.
Дрова и в XXI веке являются ценным видом твердого топлива
Приведем хороший пример — Финляндия, которая по площади лесных массивов в десятки раз меньше России, имеет амбициозные планы по снабжению себя и всей Европы прежде всего высококачественной продукцией деревообрабатывающей промышленности. Известно, что не все части дерева могут использоваться для производства бруса, или досок. И «отходами» деревообработки всегда будут дрова, причем в очень больших количествах. Просто грех не воспользоваться ими как топливом, что финны успешно и делают. При этом лесные массивы не просто бездумно вырубаются, а засаживаются новыми деревьями. В результате площадь лесных массивов в Финляндии растет. Есть чему поучиться России у той страны, которая какое-то время была частью Российской империи.
Однако, не все дрова одинаковы, они различаются по виду древесины, плотности, размеру, теплотворной способности и уровню содержания влаги. Свежеспиленное дерево имеет влажность от 45% до 80%. Такие дрова будет очень трудно разжечь, при горении они будут выделять мало тепла и сильно загрязнять дымоход сажей. Поэтому их предварительно просушивают в естественных условиях, чтобы влажность была на уровне 15—25%. Принудительную сушку для дров не применяют, так как это связано с дополнительными энергозатратами, что делает применение дров экономически нецелесообразным. Для того, чтобы понять важность влажности дров, приведем простой пример – дрова из свежеспиленного дуба выделяют в 2,25 раза меньше тепла, чем из просушенного в естественных условиях. У свежеспиленного уровень влаги примерно 60%, а у просушенных – 20%.
Следует отметить, что влажность древесины может быть выражена в двух величинах:
- Абсолютная влажность – это величина, выраженная в процентах, отражающая содержание влаги в древесине по отношению к полностью ее высушенной. Естественно, полностью удалить влагу из древесины невозможно, она все равно сохранится хоть в мизерных количествах, чтобы дерево не потеряло свои физические свойства. просто при сушке древесины наступает момент, когда она перестает терять свой вес. Тогда можно сказать, что древесина абсолютно сухая. Понятие абсолютной влажности применяется в строительстве и мебельном производстве для определения качества пиломатериалов.
- Относительная влажность – это показатель, который нас может заинтересовать только при использовании древесины в качестве топлива. Относительная влажность рассчитывается как отношение массы влаги в настоящий момент к общей массе древесины. Очевидно, что относительная влажность никак не может превышать 100%. Ранее, когда мы говорили о влажности дров, то имели в виду именно относительную влажность.
Кроме относительной влажности на теплотворность дров также сильно влияет порода древесины, которая соответствует плотности. Очевидно, что чем она больше, тем больше тепла будет выделяться при сгорании. Рассмотрим таблицу, в которой приведены порода древесины, ее плотность в кг/м³ и объемная удельная теплотворность, выраженная в ккал/дм³. При этом принято, что все породы древесины имеют одинаковую относительную влажность в 12%.
| Порода древесины | Плотность, кг/м³ | Объемная теплотворность, ккал/дм³ |
|---|---|---|
| Лиственница | 665 | 2620 |
| Сосна | 505 | 1990 |
| Ель | 445 | 1755 |
| Кедр | 435 | 1714 |
| Пихта | 375 | 1478 |
| Акация белая | 800 | 3082 |
| Граб | 795 | 3062 |
| Груша | 710 | 2735 |
| Яблоня | 710 | 2735 |
| Дуб | 690 | 2658 |
| Клен | 690 | 2658 |
| Ясень | 680 | 2620 |
| Бук | 680 | 2620 |
| Вяз | 650 | 2504 |
| Береза | 640 | 2465 |
| Орех грецкий | 590 | 2275 |
| Ольха | 525 | 2022 |
| Осина | 495 | 1907 |
| Липа | 495 | 1907 |
| Тополь | 455 | 1753 |
| Ива | 455 | 1753 |
Размер дров также имеет значение. Обычно он находится в диапазоне от 25 до 40 см, но здесь главное, чтобы дрова подходили к топке. Не стоит загружать слишком длинные дрова в небольшие топки, равно как и короткие в большие. Также дрова бывают пиленые или колотые. Пиленые стоят дешевле и при покупке легче подсчитать кубатуру, так как по отзывам владельцев твердотопливных котлов продавцы нередко обманывают на объемах. Колоть дрова можно и самостоятельно. Тогда и никакой фитнес зал нужен не будет, так как по количеству истраченных калорий колка дров «заткнет за пояс» любую беговую дорожку, степ или гребной тренажер.
Хвойные породы древесины для топки котлов использовать не рекомендуется, так как в их составе высокое содержание смол, которые при сгорании сильно загрязняют топки и дымоходы. Поэтому дрова из хвойных пород имеет смысл применять только иногда и только после продолжительной сушки.
Достоинства и недостатки дров как топлива для твердотопливных котлов
Мы уже говорили, что дрова нельзя недооценивать как топливо. Они обладают рядом преимуществ:
- Во-первых – это доступность дров. Россия обладает огромными лесными богатствами и места проживания большинства населения страны находятся там, где недостатка в древесине нет. При бережном и умном отношении к лесам можно сказать, что в стране неисчерпаемый источник древесины, в том числе и дров. В то же самое время, газовые магистрали проходят далеко не везде.
- Во-вторых, ввиду доступности и большого количества, дрова имеют или низкую, или разумную цену. Даже при наличии газовых магистралей, современные дома сейчас часто оборудуют еще и твердотопливным котлом.
Образцовая поленница
- В-третьих, использование дров в качестве топлива для котлов не требует изнурительных и дорогостоящих согласований у различных организаций. Котел на дровах можно установить и запустить в эксплуатацию самостоятельно, что категорически запрещено с газовыми котлами.
- И, наконец, котлы на дровах имеют простую (по сравнению с газовыми или жидкотопливными) конструкцию, что упрощает техническое обслуживание и ремонт. Это еще и позволяет людям с инженерным образом мышления и руками, растущими из нужных мест, изготавливать котлы самостоятельно.
Но все-таки мы живем уже в XXI веке и прогресс не стоит на месте. Поэтому дрова не лишены некоторых недостатков, которые мы перечислим.
- Котлы на дровах имеют низкий КПД. Современные модели могут «выжать» из этого вида топлива максимум 70—80%, тогда как другие виды котлов уже приближаются к отметке 95—96%.
- Большой расход топлива вследствие малой теплотворности. Чтобы отопить даже небольшой дом, потребуется внушительный запас дров. Поэтому котлы на дровах могут отопить только небольшой дом, а современные коттеджи им «не по зубам».
- Котлы на дровах требуют постоянного участия человека для закладки топлива, его розжига, периодического добавления и чистки от золы. Процесс отопления дровяными котлами практически невозможно автоматизировать.
- Дровяной котел требует отдельного помещения котельной. Кроме этого для запаса дров требуется либо отдельное помещение, либо оборудованная неподалеку от котельной поленница. А это дополнительные площади и постройки.
- Твердотопливные котлы на очень требовательны к качеству дров: породе древесины, размеру, относительной влажности. Применение некачественного топлива очень быстро приводит к загрязнениям топки и дымоходов.
Все вышесказанное приводит нас к выводам, что применение дров оправдано только при их дешевизне, приемлемом качестве, наличия мест для складирования и желании лично участвовать в отоплении дома.
Уголь
Уголь – это первое ископаемое топливо, которое начал использовать человек. Причем, как утверждают некоторые исторические источники, уголь использовали китайцы еще 3000 лет тому назад. А шахтный способ добычи был налажен в Голландии еще в 1113 году. Кстати, эта шахта эксплуатируется и до сих пор. Именно добыча угля привела к промышленной революции, в ходе которой был изобретен паровой двигатель, сыгравший огромную роль в развитии производства и транспорта.
В целях отопления уголь тоже использовался достаточно давно, но не так широко, как дрова, хотя теплотворная способность его выше. Основным препятствием было образование при его горении большого количества вредных и едких газов, попадавших в помещения, но с изобретением дымохода для печей, а в дальнейшем и водогрейных котлов все изменилось. Добыча угля в мире возросла, он стал выгодным товаром, так как его можно было перевозить железнодорожным транспортом или морскими судами, которые приводили в движение паровыми двигателями.
Даже сейчас, когда достаточно развита добыча и транспортировка нефти и газа, уголь широко используется в промышленности. Он используется в металлургии, в электроэнергетике, в качестве химического сырья и в том числе и для отопления в централизованных котельных. Доля его использования постепенно снижается, так как в электроэнергетике часть «оттяпали» ГЭС, АЭС и сжигание природного газа. Но пока доля угля достаточно высока, его сжиганием получают более 20% произведенной в России электроэнергии, а добыча практически не упала. Если в 1990 году добывали 395 млн. тонн, то в 2016 – 385 млн. тонн. Правда 171,4 млн. тонн пошло на экспорт.
В домашних котельных уголь также достаточно широко применяется, особенно в тех регионах, где его добывают. Это понятно, ведь там он и дешевле и расходы на перевозку будут минимальными. Но далеко не всякий уголь пригоден для отопления. Прежде всего сам котел должен быть приспособлен для топки именно углем, что должно обязательно указываться в паспорте изделия. Если нет паспорта, то необходимо обратиться к специалистам. А каким именно углем предпочтительней топить кратко рассмотрим далее.
Уголь, который может использоваться в качестве топлива делится на три основные группы:
- Антрацит – это самый древний вид ископаемого угля, самый лучший его сорт. Он является переходным звеном между углем и графитом. Его отличают черный цвет, характерный блеск и самая большая из всех видов угля теплотворная способность. В антраците меньше всего содержится серы и воды, он горит очень быстро, не образуя пламени и дыма. После сгорания образуется минимальной количество золы. При высокой теплоотдаче антрацит не спекается. В качестве топлива использоваться может, но котел должен быть приспособлен к нему, да и высокая цена на антрацит ограничивает его использование в домашних твердотопливных котлах. Маркируется буквой «А».
- Каменный уголь – представляет собой горную породу, образованную преимущественно из битумных масс, которые в давние времена попадали на поверхность планеты, а потом вследствие каких-либо геологических процессов, оказавшихся в недрах. В каменном угле больше содержания воды, летучих веществ и минеральных примесей. Это основной вид топлива как в центральных котельных, так и в домашних. Хоть теплотворная способность каменного угля ниже, чем антрацита, он вполне подходит для отопления. Подразделяется на несколько видов, каждый из которых маркируется своей буквой, о чем будет сказано ниже.
- Бурый уголь – это также горная порода, но образованная преимущественно из торфа или лигнина. Содержание углерода в нем еще меньше, воды больше (до 43%), теплотворная способность ниже, чем у каменного угля. При горении бурого угля образуется самое большое количество вредных примесей и золы (шлаков), но тем не менее он может использоваться в качестве топлива. Имеют чаще всего черный цвет, черно-бурый или очень редко бурый цвет, но проведенная им черта на фарфоровой плитке всегда будет бурая. На воздухе бурый уголь быстро деградирует – при потере влаги он растрескивается и становится порошкообразным. Маркируется буквой «Б».
Классификация угля для «чайников»
Теперь рассмотрим более подробно маркировку различных марок угля. Представим ее в виде таблицы и заодно посмотрим на основные показатели.
| Марки угля | Буквенное обозначение марок | Выход летучих веществ, % | Содержание углерода, % | Теплота сгорания, ккал/кг |
|---|---|---|---|---|
| Бурые | Б | 41 и более | Менее 76 | 6900—7500 |
| Длиннопламенные | Д | Более 39 | 76 | 7500—8000 |
| Газовые | Г | 36 | 83 | 7900—8600 |
| Жирные | Ж | 30 | 86 | 8300—8700 |
| Коксовые | К | 15 | 89 | 8450—8780 |
| Отощенно-спекающиеся | ОС | 15 | 89 | 8450—8780 |
| Тощие | Т | 12 | 90 | 7300—8750 |
| Антрациты | А | Менее 8 | Более 91 | 8100—8750 |
Кроме этого при добыче угля в некоторых месторождениях (бассейнах) могут встречаться различные промежуточные марки, которые обозначают сочетанием букв. Например, ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), СС (слабоспекающиеся) и другие.
При использовании угля как топлива огромное значение имеет размер фракции, получаемый при добыче. Здесь тоже есть своя градация, обозначаемая буквенным кодом. Рассмотрим это в виде таблицы.
| Наименование | Маркировка | Размеры фракции |
|---|---|---|
| Плитный | П | 100 мм и более |
| Крупный (кулак) | К | 50—100 мм |
| Орех | О | 26—50 мм |
| Мелкий | М | 13—25 мм |
| Семечка | С | 6—13 мм |
| Штыб | Ш | До 6 мм |
| Рядовой шахтный | Р | 0—200 мм |
| Рядовой карьерный | Р | 0—300 мм |
В размерах фракций также могут присутствовать сочетания букв. Например, марка угля ДПК означает, что это длиннопламенный уголь фракции плитной и крупной.
При выборе угля той или иной марки надо обязательно строго следовать инструкциям производителя котлов, либо обращаться к опытным пользователям лично или через форумы в интернете. Применение угля не той марки может сделать отопление неэффективным или привести к прогоранию колосниковой решетки или самой топки котла. Казалось бы, что самым желанным для твердотопливного котла является антрацит, так как он дает наибольшую теплоту сгорания. Но на практике это может оказать «медвежью услугу». Его трудно разжечь, но когда антрацит разгорится, то высокая температура в топке приводит к спеканию и плавлению кокса, который заливает колосниковую решетку, прекращая доступ воздуха. Результат – котел гаснет, причем в самый «подходящий» момент, посреди морозной зимней ночи.
Результат неправильной закладки топлива — прогоревший колосник
Пожалуй, самым популярным и оптимальным углем для твердотопливных котлов являются длиннопламенные фракции от семечек до крупного. При их сгорании образуются длинные языки пламени, напоминающие горение дров. Обычно разжигают котел семечкой или мелким, а потом добавляют фракции покрупнее. Очень часто котел вначале растапливают небольшим количеством дров, а затем уже добавляют требуемое количество угля нужной марки. Самое главное – это понять, что нет универсального рецепта топки того или иного котла. Каждый случай индивидуален, и чтобы отопление работало эффективно и бесперебойно, надо следовать рекомендациям производителя, закупать нужное топливо и приобрести опыт, который по словам великого поэта «сын ошибок трудных». Куда же без них.
Отметим основные достоинства и недостатки отопления твердотопливными котлами при помощи угля. Начнем с хорошего – с достоинств.
- Мировые запасы угля огромны и Россия занимает одно из ведущих мест по добыче. Это делает такой вид топлива доступным как по цене, так по количеству и региону доставки. Можно сказать, что уголь это еще имеет перспективу использования в виде топлива не на один десяток лет.
- Уголь достаточно просто хранить. Ему не надо отапливаемых помещений, он может храниться даже под открытым небом или простым навесом без потери своих физико-химических свойств. Но это касается только антрацита и каменного угля. Бурый уголь разрушается при взаимодействии с кислородом и водой.
Правильное хранения угля поможет лучше пройти отопительный сезон
- Уголь имеет высокую удельную теплоту сгорания, гораздо выше, чем у дров. При равном с ними объеме, в угле заложено гораздо больше тепловой энергии. Соответственно для хранения запасов угля на холодный сезон необходимо гораздо меньше площадей.
- На рынке котельного оборудования существует огромный выбор котлов, которые могут отапливать при помощи угля и других видов твердого топлива. В зависимости от мощности, материалов, из которых котел изготовлен, степени автоматизации, марке, стране производства, можно подобрать нужный котел на любой вкус и кошелек.
- Традиционные угольные котлы могут работать полностью автономно, без электричества, что полезно в отдаленных регионах, где существуют проблемы с электроснабжением. Также угольные колы будут лучшим выходом в тех регионах, где нет и не планируется подача природного газа.
- Для разжигания каменного угля или антрацита надо создать специальные условия, что и делается в печах или котлах. Уголь не разгорится от брошенной спички или непогашенного окурка и что самое главное – он невзрывоопасен. Поэтому установка котла на угле и оборудование мест хранения не требуют специальных разрешений и согласований с надзорными органами.
Теперь добавим порцию дегтя в нашу бочку с медом и отметим недостатки.
- Уголь (особенно в виде пыли, которая всегда присутствует) уже сам по себе вреден для здоровья человека, животных и окружающей среды. В составе угля содержатся тяжелые металлы – ртуть, кадмий и другие, а также мышьяк, серу и другие опасные соединения.
- При сгорании угля образуется большое количество углекислого газа, угарного газа, моноокись и двуокись азота, двуокись серы, трёхокись серы. Эти вещества могут быть ядовитыми сами по себе (угарный газ) и при контакте с водой некоторые из них создают кислоты, становящиеся причинами разрушения дымоходов. Те соединения, которые ушли в атмосферу становятся частью кислотных дождей.
- При сгорании угля образуется большое количество сажи, которая оседает в топках и дымоходах, а также оседает на прилегающей к дымоходу территории. Котлы, работающие на угле, требуют периодической очистки топки и дымохода от золя и сажи. Во время чистки, разумеется, котел требует остановки. Образующуюся осле сгорания золу и шлаки необходимо утилизировать.
Этот котел наверняка топят углем
- Работа твердотопливного котла на угле требует постоянного участия человека (закладка топлива, удаление золы и шлака), что затрудняет автоматизацию. Существуют модели котлов, в которых уголь в топку подается автоматизировано из специального бункера, но стоит такое оборудование баснословно дорого и не окупится за весь срок службы.
- Котлы, работающие на угле, требуют специального помещения котельной, имеющего хорошую и приточную и вытяжную вентиляцию. Кроме этого для хранения запасов угля также требуются площади.
- Любой контакт с углем приводит к загрязнениям помещения, инструменты и самого человека, что приводит к определенным неудобствам.
Тем не менее уголь продолжает оставаться перспективным видом топлива как минимум еще на несколько десятков лет. Поэтому не надо «списывать его со счетов», а лучше применять для отопления там, где он действительно выгоден.
Топливные брикеты
В процессе промышленного производства, добычи полезных ископаемых, деревообработки, сельскохозяйственной деятельности образуется большое количества различных отходов, которые вполне могут служить топливом. Если раньше на них не обращали внимания и просто вывозили, то сейчас как говорится «отход идет в доход». Из всего, что может служить топливом стали делать так называемые топливные брикеты, которые могут применяться в печах, каминах и котлах. Такой подход имеет неоспоримые преимущества как для производителя, так и для потребителя.
Топливные брикеты
- Отходы какого-либо производства или переработки сразу используются для последующего производства брикетов. В результате конечная цена на готовый продукт будет гораздо ниже.
- Топливные брикеты имеют стандартизированные размеры, плотность, относительную влажность и теплотворность. В результате этого можно точно рассчитывать количество закладываемого топлива.
- Топливные брикеты производят только из экологически чистого сырья. В качестве связующего выступает лигнин – натуральное вещество, содержащееся в древесине.
- Топливные брикеты горят практически бездымно, не искрят и не выделяют никаких вредных соединений. В топках и дымоходах не происходит образование сажи.
- Топливные брикеты сгорают полностью, зольность их не превышает 1,5%. Это позволяет делать большие закладки на продолжительное время. Для пиролизных котлов топливные брикеты высокого качества – просто находка.
- Брикеты легко складировать и хранить. Их использование не приводит к большому загрязнению пылью, щепками и прочим мусором. Повышенного уровня влажности качественные брикеты не боятся, но прямого воздействия воды надо избегать.
Безусловно, что брикеты являются очень перспективным видом топлива. Единственное, чем они могут «отпугивать» потребителя – это высокая цена и нестабильное качество. Надеемся, что с увеличением количества производств брикетов, применения нового оборудования, строгого соблюдения технологии, контроля качества и появления настоящей конкурентной борьбы на рынке, законы экономики сделают и цену ниже, и качество выше. Пока для большинства населения России брикеты являются диковинкой. Недаром их назвали «евродрова». Некоторые шутники отмечают, что им не нужно отдавать евро за дрова, когда в России они либо бесплатно, либо за рубли.
Какие же существуют брикеты по типу применяемого при производстве сырья?
- Древесные брикеты;
- Брикеты из каменного угля;
Угольные брикеты горят более предсказуемо, чем каменный уголь
- Торфяные брикеты;
- Брикеты из лузги.
Топливные брикеты могут выпускать разной формы:
- В виде «кирпичиков». Их еще называют «РУФ» — по имени правообладателя – компании RUF GmbH & Co. Изготовление таких брикетов производится на прессах при давлении 300—400 бар. Эти брикеты при несоблюдении технологии производства боятся механических повреждений.
Топливные брикеты RUF
- Круглые брикеты, называемые Нестро (Nestro). Они бывают как с радиальным отверстием, так и без него. Оригинальная технология предполагает, что они должны изготавливаться на гидравлических или ударно-механических прессах при давлении от 400 до 600 бар. Но кто по внешнему виду сможет это узнать? При выборе стоит обратить на диаметр – он должен быть не менее 80 мм, а также на длину – не менее 250 мм.
Брикеты типа Nestro из дуба
- «Евродрова» в форме многоугольника (4- или 6-гранного) в разрезе. Кроме этого в этом виде брикетов обязательно присутствует радиальное отверстие по центру, оно нужно для лучшего горения. Называют этот вид «евродров» «Пини-Кей» — по имени австрийской фабрики Pini&Kay, где они впервые были произведены. Изготавливают их под давлением 1000—1100 бар на шнековых прессах методом экструзии. В дальнейшем «карандаши» (применяемое в обиходе название) еще и подвергают термической обработке. Поэтому такие брикеты самые стойкие к механическим повреждениям, меньше, чем другие боятся влаги, долго горят и выделяют большое количество тепла. Ну и стоят «пини-кей» соответственно дороже.
Брикеты Pini&Kay, они же «карандаши», они же «евродрова»
Кроме этого существуют и другие, менее распространенные форм-факторы топливных брикетов. Особенно это касается тех, которые изготавливаются из торфа или угля.
Топливные гранулы (пеллеты)
Человек, впервые увидевший пеллеты, вряд ли сразу подумает, что это топливо, так как они скорее напоминают какую-то кормовую добавку для животных. Но на самом деле топливные гранулы (пеллеты) – это один из самых популярных видов возобновляемого биотоплива. Возобновляемыми они являются по причине того, что для их производства используется древесина, которая является возобновляемым (выращиваемым) сырьем. По своей сути – топливные пеллеты – это те же самые топливные брикеты, только гораздо меньших размеров, что дает преимущества в транспортировке, хранении и дозированной подаче в топки котлов и печей.
Из пеллет различных видов можно делать красивые композиции
Пеллеты представляют собой цилиндрические гранулы диаметром от 4 до 10 мм и длиной от 15—50 мм. Для их производства может применяться различное сырье:
- Для производства самых качественных пеллет используются отходы деревообрабатывающих производств в виде стружки или опилок. Такие гранулы называют белые пеллеты. Именно их рекомендуют применять в домашних котлах отопления, так как при хорошей теплотворности они имеют малую зольность.
Белые пеллеты обладают наибольшей теплотворностью
- В процессе переработки древесины кроме стружки или опилок в исходное сырье могут добавляться другие отходы – ветки, кора, высушенная хвоя или листва. Готовые пеллеты имеют серо-коричневый цвет. По качеству они уступают белым пеллетам, в домашних котлах их применение не рекомендуется. Наверное, поэтому такие пеллеты называют индустриальными.
- Пеллеты могут изготавливаться и из различных отходов после переработки сельскохозяйственных культур: жмыха, подсолнечной лузги, отходы от мукомольных линий и производства круп, зерноотходы, подсолнечная лузга. Такие пеллеты получили название агропеллеты. В домашних котлах их использовать не рекомендуется, так как ни имеют высокую зольность.
Пеллеты из лузги подсолнечника противопоказаны для бытовых котлов
- Торф также может использоваться ля производства пеллет. Именно в таком виде из торфа можно «выжать» все, на что он способен. Но топить дорогущие домашние пеллетные котлы такими гранулами не рекомендуется.
- На птицефабриках всегда остро стоит проблема утилизации куриного помета. Оказывается, его тоже можно применять для производства пеллет, которые, разумеется, можно применять только в промышленных котлах.
- При сортировке твердых бытовых отходов (мусора) очень много материалов может использоваться для производства топливных гранул. Это и делается, особенно в тех странах, где практикуется раздельный сбор бытовых отходов.
Особого внимания заслуживают так называемые торрефицированные пеллеты. Для их производства исходную биомассу обжигают при температуре 200—300°C, но без доступа кислорода. Такая технология похожа на процесс изготовления древесного угля. При торрефикации происходит удаление влаги из сырья, далее выделяется фенол, уксусная кислота и другие негорючие соединения, участвующие в образовании золы и агрессивных соединений, разрушающих котлы и дымоходы.
Торрефицированные пеллеты имеют ряд преимуществ:
- Они практически не впитывают влагу и не требуют специальных хранилищ.
Слева — обычные пеллеты, а справа — торрефицированные
- Торрефицированные пеллеты на рассыпаются, не разбухают, не плесневеют и не гниют. Плотность их гораздо ниже, чем обычных пеллет.
- По теплотворной способности торрефицированные пеллеты стоят очень близко к хорошим сортам угля. Поэтому их иногда называют «биоуголь».
Торрефицированные пеллеты поначалу отпугивают потенциального потребителя своим темным цветом. Может показаться, что они подвергались воздействию огня и уже в них гореть. Плюс цена на такие пеллеты выше, чем на традиционные. Для неопытного покупателя есть поводы насторожиться. Поэтому, мы предлагаем читателям нашего портала ознакомиться с таблицей, где приведены сравнительные характеристики сырья для производства пеллет (щепа), традиционных топливных гранул и торрефицированных.
| Характеристика | Щепа | Традиционные древесные пеллеты | Торрефицированные пеллеты (biocoal pellets) |
|---|---|---|---|
| Низшая теплота сгорания (в зависимости от влажности и вида древесины), МДж/кг (ккал/кг) | 7,4—11,4 МДж/кг (1767—2722 ккал/кг) | 17—18 МДж/кг (4059—4298 ккал/кг) | 21—22 МДж/кг (5015—5253 ккал/кг) |
| Относительная влажность, % | 30—50 |
Войти
|