Отзывы об электрических котлах. Твёрдотопливная система отопления

Санников Дмитрий Иванович,

кандидат технических наук,

Руководитель проектов,

г. Калининград.

Тел.:+7911 493 65 07

Одним из важнейших мероприятий по повышению эффективности котельной установки является правильный выбор мощности и количества котлов для проектируемого источника теплоснабжения. Выбор котла для проектируемой установки представляет собой сложную и неоднозначную задачу, определяемую не только качественными показателями котла на номинальной нагрузке, но и зависящую от средней наиболее вероятной нагрузки, наработки и характеристик вспомогательного энергооборудования, оснащения средствами контроля, управления и защиты.

Использование типовых решений при проектировании в своей основе субъективно и не гарантирует высокого качества установки и ее приемлемых потребительских свойств. Использование ПЭВМ в проектирование котельных установок позволяет еще на этапе выбора основных показателей качества и потребительских свойств установить границы их приемлемости для эксплуатации, которая будет осуществляться в течение 15-20 лет.

Как правило, заказчик согласует характеристики котельной установки с проектантом по основным показателям: паропроизводительности, параметрам пара или воды, сорту топлива, количеству котлов, их КПД, стоимость технических средств, массогабаритным показателям оборудования.

Одно из важнейших характеристик котельной установки, определяющее ее потребительское свойства, являются приведенные затраты на получение тепловой энергии. Для потребителя важно, по какой цене он будет получать тепловую энергию, и какую часть составит ее производство. Отсутствие методики определения приведенных затрат на получение тепловой энергии является причиной использования в проектах котельных устарелых технических решений, которые были освоены машиностроительной промышленностью на базе проектных разработок 30-40 летней давности. Такие решения не пригодны для нынешних рыночных условий, поскольку отличаются низкими эффективностью, надежностью, значительными затратами на получение тепловой энергии. Применение на практике методики по определению приведенных затрат на получение тепловой энергии, позволяет оценить эффективность новых разработок и целесообразность модернизации эксплуатируемых котельных .

Напомним, что расчетная производительность котельной определяется суммой часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические цели. При определении расчетной производительности котельной должны учитываться также расходы теплоты на собственные нужды котельной и потери теплоты в котельной и в тепловых сетях. Количество и единичную производительность котлоагрегатов, устанавливаемых в котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной. Максимальное количество котлов, устанавливаемых в котельной, определяется на основании технико-экономических расчетов . В котельных должна предусматриваться установка не менее двух котлов, за исключением производственных котельных второй категории, в которых допускается установка одного котла .

Перед автором данной работы была поставлена задача, разработать проект котельной для микрорайона с тепловыми потоками потребителя 6,93 МВт. С учетом расчетных расходов теплоты на мазутное хозяйство 0,087 МВт и на подогрев подпиточной воды 0,47 МВт общий расход теплоты составляет 7,5 МВт. По решению заказчика проектируемая котельная оснащается котлами типа УВКа производства "ДальСТАМ". Жидкотопливные котлы УВКа, в качестве основного, имеют расширенный диапазон тепловых мощностей: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15 МВт .

Для определения числа котлов, устанавливаемых котельной, были проанализированы варианты установки котлов различной производительности. Анализ производился с помощью программы "POVERA" . В первом варианте рассматривалась установка трех котлов УВКа-2,5М, тепловой мощностью 2,5 МВт, во втором варианте - четырех котлов УВКа-2,0М, тепловой мощностью 2,0МВт, в третьем варианте - шести котлов УВКа-1,25М, тепловой мощностью 1,25МВт, в четвертом варианте - восьми котлов УВКа-1,0М, тепловой мощностью 1,0 МВт. Вариант установки двух котлов тепловой мощностью 3,15МВт не рассматривался, так как суммарная установленная мощность котельной не обеспечила бы потребителя в полном объеме, а установка третьего котла приведет к увеличению капитальных затрат на котельную. В качестве экономических условий эксплуатации были приняты цены на топливо (мазут М-200), электроэнергию и подпиточную воду по состоянию на 2006 год. В табл. 1 приведены результаты экономического расчета сопоставляемых вариантов.

Из таблицы видно, что установка трех котлов УВКа-2,5М имеет более низкие годовые затраты на получение тепловой энергии по сравнению с другими вариантами. Себестоимость в этом в случае также ниже по сравнению с другими вариантами. Исходя из условия минимизации затрат на получение тепловой энергии автором принято решение установить три котла УВКа-2,5М.

Этот расчет еще раз подтверждает тот факт, что при снижении установленной мощности котла затраты на производство тепловой энергии растут . Поэтому децентрализация теплоснабжения, т.е. замена крупных котельных на котельные малой производительности, является экономически нецелесообразной, и приводит к росту тарифа на отопление.

На рис.1 для наглядности приведена зависимость себестоимости тепловой энергии от относительной нагрузки потребителя для различных вариантов.

Рис.1. Зависимость себестоимости тепловой энергии от относительной нагрузки потребителя

1 - установка 3 котлов УВКа-2,5М; 2 - установка 4 котлов УВКа-2,0М;

3 - установка 6 котлов УВКа-1,25М; 4 - установка 8 котлов УВКа-1,0М.

При снижении нагрузки потребителя себестоимость тепловой энергии увеличивается и наблюдается существенное расхождение между вариантами. В связи с этим во избежание роста затрат на производство тепловой энергии необходимо обеспечить эксплуатацию котлов в течение всего отопительного периода на тепловой мощности, близкой номинальному значению, что достижимо при условии подключения дополнительных тепловых потребителей. Возможность подключения дополнительных потребителей можно реализовать только в кольцевых системах теплоснабжения, однако перераспределение потребителей между источниками теплоты является сложной и неоднозначной задачей.

Эксплуатация котлов на этом режиме позволяет снизить среднегодовую себестоимость тепловой энергии, так как относительная нагрузка работающего котла на долевых нагрузках абонентов остается постоянной и близкой номинальной, изменяется только число котлов в работе. При снижении относительной мощности котла менее 0,5 температура уходящих газов снижается ниже значения температуры точки росы топлива, что приводит к появлению низкотемпературной сернокислотной коррозии в газоходах, поэтому работа котла на этом режиме неэффективна, а увеличение нагрузки котла более 0,5 позволит продлить срок службы установленных котлоагрегатов.

Таким образом, вышеприведенные результаты расчетов свидетельствуют о том, что для правильного выбора количества устанавливаемых в проектируемой котельной котлов необходимо произвести анализ тепловых нагрузок потребителей и поиск оптимального варианта котла, обладающего низкими затратами на производство тепловой энергии. Использование программных продуктов позволяет определить технико-экономические характеристики котельной установки при условии изменения количества устанавливаемых котлов и их производительности.

Литература

1. Сень Л.И. Оптимизация технико - экономических решений при проектировании и эксплуатации котельных установок малой мощности. Владивосток, 2004.

2. Строительные нормы и правила. СНиП II-35-76 "Котельные установки".

3. Захаров Г.А. Новое поколение стальных водогрейных теплогенераторов для жилищно-коммунального комплекса Приморского края. Сборник статей ДВГТУ. Владивосток: ДВГТУ, 2005.

4. Сень Л. И., Сень А. Л., Семенюк Л. А. Методические указания по использованию программных продуктов при проектировании и модернизации судовых котельных установок. Владивосток, 2003.

5. Сень Л. И., Сень А. Л. Улучшение качества и потребительских свойств котельных установок. Владивосток: Интермор, 1997.

Сердцем отопительной системы является котел и именно от него зависит надежность и экономичность ее работы.
Существует огромное количество котлов и все они по своему хороши, все имеют некоторые преимущества и некоторые недостатки. Все они разные и на первый взгляд очень трудно разобраться какой все же выбрать котел. В данном цикле статей мы попытаемся разобраться во всех тонкостях этого дела и сделать свой выбор.
В первую очередь необходимо определиться с топливом, а точнее каким его видом вы собираетесь отапливать дом. Вполне возможно, что вы будете рассматривать и отопление электричеством, как самое удобное и комфортное, однако это удовольствие не из дешевых ибо цены на электроэнергию с каждым годом растут и вскоре наступит момент когда платежи за такое отопление станут неподъемными. К тому же электрический обогрев - высшая степень кощунства и поэтому на данном ресурсе эта тема рассматриваться почти не будет. На сегодняшний день наиболее удобным и дешевым является отопление природным газом. Однако пока еще не к каждому дому подведен газопровод и поэтому если вам повезло и он у вас есть, то вам стоит обратить внимание именно на это оборудование. Если же вам не повезло с газопроводом, то на ваш выбор остается не так уж и много: отопление жидким топливом и твердым. Что касается жидкого топлива (дизельное топливо, печное топливо и не упаси Бог Отработанное масло), то у этого вида отопления скорее больше минусов, чем плюсов. Основным недостатком является дороговизна топлива, которое тоже с каждым годом дорожает, а вторым недостатком является то, что в жидком топливе все же, хоть и в малых долях, содержатся тяжелые металлы и элементы которые вредят вашему здоровью. За долгие годы работы вокруг вашего дома скопится достаточное количество вредных веществ, концентрация которых превысит все допустимые нормы. С точки зрения экологии отопление твердым топливом выглядит получше. Но с точки зрения комфорта и удобства обслуживания данный вид конечно уступает. Однако при грамотном подходе к выбору твердотопливного оборудования этот недостаток можно минимизировать, а стоимость тепла, полученная от твердотопливного котла окажется сравнима или меньше чем от газового котла. У большинства людей отопление таким котлом ассоциируется с работой кочегара, поэтому спешу вас в этом разубедить, ибо мы живем в 21 веке и сейчас существует просто огромное количество котлов при эксплуатации которых походы в котельную сокращаются до двух раз в сутки.
Итак, с топливом определились.
Второй критерий по которому производится выбор котла- это мощность. Следует помнить, что котел выбирается под конкретный дом, а точнее под его . Ведь очень часто можно встретить рекомендации выбирать оборудование с запасом по мощности. Это крайне неверно. Все дело в том, что чем больше мощность котла тем дороже он стоит и тем больше получит менеджер за его продажу. Менеджеру конечно хорошо, а вот вам одни убытки. Во первых переплачиваете и кормите менеджера, а во вторых переплачиваете за топливо. Обьяснение этому простое: каждый котел рассчитан и спроектирован под определенную мощность. Режим работы котла на мощностях ниже расчетной приводит к неоптимальному сгоранию топлива и вследствии чего потере экономичности. Если с газовыми и жидкотопливными котлами это не так заметно, то с твердотопами дело обстоит совсем плохо.
Еще помимо всего вышеописанного существует проблема в межсезонье, когда от котла требуется частичная нагрузка, что еще больше усугубляет ситуацию. Спасти положение поможет использование теплоаккумулятора. При его использовании котел работает в оптимальном режиме с наибольшей экономичностью, а излишки тепла запасаются в теплоаккумуляторе. Позже это тепло отдается обратно в дом. Оборудование это конечно не из дешевых, да и габариты теплоаккумулятора весьма внушительны. (На котел мощностью 10 квт приходится приблизительно 1 метр кубический емкости теплоаккумулятора.)
Если вы своего дома, знаете каким видом топлива будете отапливаться и остановились на определенном типе котлов, мы рекомендуем прочитать статьи в которых мы подробно рассмотрели каждый тип котла, марку и их конструкцию.Там же вы сможете найти рекомендации по выбору котла на конкретных примерах и ознакомиться с некоторыми результатами их испытаний.

Отопительный котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (или электричества) осуществляющего нагрев теплоносителя.

Устройство (конструкция) отопительного котла : теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также элементы безопасности и автоматика для управления и контроля. У газовых и дизельных котлов в конструкции предусмотрена горелка, у твердотопливных - топка для дров или угля. Такие котлы требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Элекрокотлы оснащаются ТЭНами, не имеют горелок и дымохода. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.

Принцип работы отопительного котла - теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу).

Теплообменник - металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) - может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и достаточно долговечны, но чувствительны к резкому перепаду температур и имеют большой вес. Стальные могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности для увеличения срока защищают различными антикоррозийными покрытиями. Такие теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники популярны, часто используются в настенных котлах, но обычно дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых или жидкотопливных является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная. (Подробное описание горелок представлено в статьях про газовые и жидкотопливные котлы).

Для управления котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для удаленного управления котлом – GSM-модуль (регулирование работы устройства через SMS-сообщения).

Основными техническими характеристиками котлов отопления являются: мощность котла, тип энергоносителя, количество контуров обогрева, тип камеры сгорания, тип горелки, тип монтажа, наличие насоса, расширительного бака, автоматика котла и др.

Чтобы определить необходимую мощность котла отопления для дома или квартиры используется простая формула - 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Соответственно, если требуется обогрев подвального помещения, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).

Отметим особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. При выборе мощности котла обязательно отметьте все особенности теплоизоляции дома и помещений. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно

Так какой котел лучше выбрать ? Рассмотрим типы котлов:

«Средний класс» - средняя по уровню цена, не так престижно, но вполне надежно, представлены стандартные типовые решения. Это итальянские котлы Ariston , Hermann и Baxi , шведские Electrolux , немецкие Unitherm и котлы из Словакии Protherm .

«Эконом-класс» - бюджетные варианты, простые модели, срок службы меньше, чем у котлов более высокой категории. У некоторых производителей есть бюджетные модели котлов, например,

Состояние коммуникаций отопления и горячего водоснабжения оставляет желать лучшего даже в крупных городах. Чего уж говорить о селах и дачных поселках? Тем большее значение приобретает вопрос обеспечение автономного, независимого от коммуникаций нагрева воды. Предназначенный для этого котел – прибор дорогостоящий, поэтому выбор котла требует серьезного и ответственного подхода.

Основы выбора котла

Котлом в технике называется устройство для нагрева теплоносителя посредством сжигания топлива. Могут отличаться типом используемого топлива:

• твердотопливные;
• на жидком топливе;
• газовые;
• электрические;
• комбинированные;
• с использованием даровой энергии: солнечные коллекторы, а также различные экзотические конструкции вроде котлов на энергии горячих источников.

Зависимостью от источников энергии:

• энергонезависимые;
• турбированные.

Количеством контуров:

• одноконтурные;
• двухконтурные.

Типом горения:

• котлы прямого горения;
• котлы двухэтапного горения (пиролизные котлы).

Одноконтурные нагревательные с разомкнутым контуром (колонки и некоторые виды коллекторов) к котлам обычно не относят. Возможен нагрев теплоносителя и без непосредственного нагрева топлива – с помощью электроэнергии либо горячего теплоносителя из системы циркуляции другого, как правило, более крупного объекта. В быту такие приборы принято называть бойлерами.

Отдельную группу составляют так называемые утилизационные котлы, в которых для нагрева теплоносителя используется теплота газов, выделяемых в ходе технологических процессов либо работы больших двигателей. В быту такие котлы практически не используются, место их «прописки» - морские суда и крупные производственные предприятия.

Также котлы отличаются целым рядом параметров и показателей, таких потребляемая мощность, производительность, размер и другие, которых мы постараемся коснуться в процессе рассмотрения. Грамотный выбор котла как раз и состоит в подборе устройства с оптимальными показателями для данных условий.

Тип топлива

Выбор типа топлива, или, правильнее будет сказать, энергоносителя (возможно, итогом выбора станет электрический бойлер) является, пожалуй, основополагающим моментом при выборе котла. Именно от того, какой энергоноситель доступен, мы и будем, прежде всего, отталкиваться при выборе. Как выбрать котел отопления , основываясь на типе топлива?

Газовые котлы являются наиболее выгодными с финансовой точки зрения: газ дает наибольший коэффициент полезного действия. Газовые котлы отличаются несложным устройством, поэтому стоят, при прочих равных показателях, дешевле. Процесс горения газа лучше всего поддается автоматизации. Конечно, газ небезопасен, но если не экономить на современных, оборудованных всеми возможными предохранительными системами моделях, а также на своевременном обслуживании, вероятность аварии фактически равна нулю.

Однако у газовых котлов есть одно важное ограничение: их экономическая составляющая актуальна только при наличии магистрального газопровода. Затраты на «упаковку» газа в сжиженном состоянии в специальные емкости – баллоны сводит на нет все финансовые выгоды от использования газового топлива. Топить баллонным газом выходит не дешевле, а то и дороже, чем дровами или углем. Отсюда вывод: перед тем, как выбрать котел, определяем, есть ли у нас доступ к магистральному газу. Если есть доступ к централизованному газоснабжению – смело выбираем котел, работающий на газе. В противном случае выбираем из моделей, работающих на других типах топлива. Но для тех регионов, где тяжело с дровами и углем, приемлемым может быть приобретение котла на сжиженном газе .

Котлы на жидком топливе не пользуются большой популярностью в быту. Не удивительно: топить бензином или даже соляркой в наше время – все равно, что сжигать в топке котла деньги. Можно использовать мазут, но его применение сопряжено с грязью, копотью, нестерпимым запахом, ядовитыми испарениями и чадящим черным дымом.

• водоподготовка - для работы котла нужно измерить и привести к норме значение удельного сопротивления воды;
• теплоносителе может быть только вода;
• если циркуляции воды в системе слабая, то вода в котле может закипеть и наоборот - при сильной циркуляции котел не запустится;
• электроды имеют свойство растворяться, снижая эффективность, поэтому их нужно менять.

Достоинства индукционных котлов это:

• отсутствие нагревательного элемента, это исключает его замену;
• отсутствие разъемных соединений через которые котел мог бы протекать;
• накипь практически не образовывается;
• можно использовать любые жидкости в качестве теплоносителя;
• электробезопасность котла.

Недостатками индукционных котлов есть высокая стоимость приобретения и установки, а так же не малые габариты.

Количество контуров

Одноконтурные системы применяются практически только для отопления помещений. В отличие от проточных (колонок) и накопительных (титанов, бойлеров) водонагревателей, в котельных системах осуществляется циркуляция теплоносителя по замкнутому контуру. Одноконтурной называется система, в которой проходящий через котел теплоноситель используется по прямому назначению системы. То есть теплоноситель из котла подается непосредственно в радиаторы отопления.

В двухконтурных системах теплоноситель из котла попадает в теплообменник, в котором происходит нагрев воды для непосредственного применения. Такая система позволяет нагревать воду, как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Выбор котла по количеству контуров производится исходя из того, собираются ли его использовать только для отопления или также для снабжения помещения горячей водой для бытовых нужд. При этом стоит заметить, что осуществлять нагрев воды для отопления и горячего водоснабжения одновременно могут только котлы большой производительности.

Настенный или напольный

• Настенные котлы занимают меньше места, пространство под ними можно использовать по своему усмотрению. Но также очевидны и ограничения, которые налагаются на навесную конструкцию – такая конструкция априори должна иметь небольшой вес. Отсюда меньший полезный объем, а также конструктивные особенности настенных котлов – материалом для их теплообменников, как правило, служит медь, имеющие худшие (относительно чугуна) термодинамические показатели.
• Напольные котлы более громоздки, занимают больше места, чем настенные, зато практически не имеют ограничений по весу (лишь бы пол выдержал). Теплообменники напольных котлов делают из более предпочтительного в этой роли чугуна, по объему котла также ограничений нет.

Какой котел выбрать, настенный или напольный, необходимо решать, исходя из потребной производительности. Настенные котлы отлично подойдут для квартир, дач и небольших коттеджей, зато в крупном домовладении не обойтись без основательного напольного агрегата.

Материал теплообменника

Частично вопроса материала котла мы коснулись в предыдущем пункте. Чугунные котлы лучше медных, однако, заметно тяжелее, а также являются довольно хрупкими и чувствительным к перепадам температур. Решить эту проблему позволяют котлы с биметаллическими (то есть изготовленными из двух видов металла) теплообменниками. Такие котлы чувствительно дороже монометаллических, зато обладают большим сроком эксплуатации, особенно в условиях перепада температур, что дает возможность окупить более высокую цену.

Тип горелки

Если вы остановили свой выбор на газовом котле, то отдельное внимание необходимо уделить выбору горелки. Наряду с обычными грелками в газовых котлах применяются также горелки модулируемые.

В модулируемой горелке регулируется не только подача топлива, но и домес воздуха, что позволяет плавно регулировать вырабатываемое котлом тепло. Особенно это актуально для двухконтурных котлов, используемых одновременно для отопления и нагрева горячей воды для бытовых нужд: во время интенсивного использования горячей воды количество потребной энергии возрастает.

Модулируемая горелка дает возможность произвести коррекцию работы плавно, в максимально щадящем для ресурса котла режиме. Совмещение модулируемой горелки с электронной автоматикой позволяет максимально приблизить вырабатываемое котлом тепло к уровню тепловых потерь помещения.

Мы описали далеко не все тонкости выбора котла, полный разбор этого вопроса требует объема немаленькой книги. Поэтому если сомневаетесь в собственных знаниях, лучше воспользуйтесь помощью квалифицированных специалистов.