Дизельные котлы отопления

Дизельные котлы относятся к жидкотопливному котельному оборудованию и предназначены для работы в водяных системах отопления частных домов. Оборудование имеет свою специфику эксплуатации и не может использоваться в автономных поквартирных системах отопления – агрегаты требуют выделения отдельного помещения, выполнения условий по хранению запаса топлива, отличаются наличием шума и постоянным присутствием запаха нефтепродуктов. В материале данной статьи мы расскажем о конструктивном устройстве и принципе работы дизельных котлов, условиях их установки и эксплуатации, проанализируем достоинства и недостатки оборудования.

Устройство и принцип работы дизельных котлов

Принцип работы дизельных котлов имеет классический алгоритм оборудования с режимом прямого горения – циркулирующий теплоноситель нагревается за счет теплоты, выделившейся при сгорании топлива, поступает в систему отопления, где отдает приобретенное тепло и вновь возвращается в котел для нагрева. Значение КПД дизельных котлов варьируется от 85 до 96%.

Конструкция дизельных котлов отопления аналогична конструкции газовых агрегатов, основным отличием изделий является устройство горелки. В состав конструкции дизельного котлоагрегата входят следующие основные элементы:

1. Горелка;
2. Камера сгорания;
3. Теплообменный аппарат;
4. Опорная рама с наружным кожухом и слоем тепловой изоляции;
5. Система управления и безопасности;
6. Топливный насос;
7. Дополнительные элементы – циркуляционный насос, расширительный бак, группа безопасности, вторичный теплообменник ГВС (у двухконтурных моделей).

Горелочное устройство дизельного котла реализует свою работу с помощью вентилятора – он обеспечивает наддув и распыляет топливо по камере сгорания через форсунки. Работа горелки связана с постоянным наличием электроэнергии и делает оборудование полностью энергозависимым, при работе котла наблюдается постоянный уровень шума. Некоторые производители делают свои модели универсальными – горелки этих устройств могут заменяться на газовые.

Камеры сгорания дизельных агрегатов в подавляющем большинстве имеют закрытое герметичное исполнение, атмосферные модели с открытыми топками встречаются довольно редко. Удаление дыма и забор воздуха у оборудования осуществляется через коаксиальный дымоход соответствующего диаметра.

Теплообменные аппараты, сопряженные с камерой сгорания, выполняются из 3-х видов материалов – углеродистой стали или нержавеющей стали, меди и чугуна. Стальные аппараты являются самыми дешевыми, служат в среднем 10 – 12 лет (нержавеющие дольше). Медные изделия обладают отличным коэффициентом теплопередачи, срок их службы варьируется от 15 до 18 лет (в среднем), чугунные теплообменники выгодно отличаются продолжительностью безаварийной работы – она обычно превышает 25 лет.

Системы управления дизельных котлов отличаются высоким уровнем автоматизации и обычно способны обеспечить полностью автономный режим работы оборудования, зачастую имеется целый набор дополнительных функций – программирование режимов, самодиагностика, антизамерзание и так далее.

Виды дизельных котлов отопления

По конструкции камеры сгорания дизельные котлы, как уже сказано, делят на 2 типа – турбированные и атмосферные. Подавляющее большинство моделей имеют напольное исполнение, настенные котлы выпускаются редко и дороже напольных аналогов в среднем в 2 раза.

По способу отбора теплоты дизельные котлоагрегаты бывают 2-х видов – конвекционные (традиционные) и конденсационные. Конденсационные котлы оснащаются дополнительным теплообменником для отбора теплоты высокотемпературных отходящих газов – она используется для предварительного подогрева теплоносителя, поступающего из системы отопления в котел. Оборудование конденсационного типа имеет высокий КПД, но работает в низкотемпературном режиме и требует утилизации побочного продукта – конденсата. Следует отметить и высокую стоимость конденсационных агрегатов – обычно они стоят в 2 – 3 раза дороже классических моделей.

По целевому назначению жидкотопливные дизельные агрегаты делятся на одноконтурные и двухконтурные. Первые могут работать только на отопление (с возможным присоединением бойлера косвенного нагрева), двухконтурные модели оснащаются вторичным теплообменным аппаратом для производства горячей воды.

Установка, эксплуатация и техобслуживание дизельных котлов

Для своего размещения дизельные котлы отопления требуют выделения отдельного помещения со следующими параметрами:

1. Высота потолка от 2, 5 метров, площадь от 4 м²;
2. Наличие окна (легкосбрасываемой конструкции) площадью 0,03 м² на каждый кВт тепловой мощности агрегата;
3. Наличие свободного пространства перед фронтом котла не менее 1 м;
4. Наличие приточной вентиляции (форточки) площадью 0,08 м² на 1 кВт тепловой мощности котла;
5. Ширина двери не менее 800 мм.

Для работы дизельного котла требуется сооружение топливохранилища. Емкости для хранения солярки изготавливаются из полимеров, стали и стеклопластика, они могут располагаться в помещении топочной (при объеме емкости не более 800 литров – 0,08 м³) и снаружи – наземным или подземным способом. Следует отметить, что наружное размещение более безопасно по сравнению с внутренним, но требует выполнения некоторых условий. Наружные емкости должны быть качественно утеплены и обычно оборудуются обогревом (в том числе топливопровод к котлу) – это обусловлено тем, что при температурах ниже +5⁰ значительно повышается вязкость солярки, использование же морозостойких марок топлива невыгодно с экономической точки зрения.

Режим горения солярки отличается постепенным образованием сажи на внутренней поверхности камеры сгорания – это становится причиной постепенного снижения мощности оборудования из-за ухудшения качества теплопередачи – поэтому рекомендуется проводить чистку камеры и горелки от сажевых отложений не реже, чем 1 раз в 2 года или ежесезонно – по результатам осмотра. Кроме того, рекомендуется проводить очистку теплообменного аппарата и замену топливного фильтра.

Выбор мощности котла и расчет среднего расхода топлива

Тепловая мощность дизельного котла определяется по данным теплового расчета (он является наиболее точным) или укрупненными методами – по величинам площади или объема отапливаемого помещения – подробнее об этих способах расчета можно прочитать в отдельной публикации нашего сайта. Кроме номинальной мощности, закладываемой на отопление, при расчетах следует учитывать дополнительные величины – запас мощности (10 – 15%), нужды ГВС – обычно 25 – 30%, теплота для других потребителей – систем теплых полов, калориферов приточной вентиляции, теплообменников бассейнов и так далее (по номинальному теплопотреблению оборудования).

Расход топлива дизельного котла можно определить по укрупненной методике. При сгорании 1 литра солярки в среднем выделяется около 11,9 – 12 кВт тепловой энергии, то есть для выработки 1 кВт тепла необходимо сжечь примерно 0, 085 литра горючего. Отсюда можно напрямую определить часовой расход дизельного топлива по формуле:

А = Q х С /Р,

А – расход топлива, кг/час;

Q – тепловая мощность котла, кВт;

С – удельный расход дизельного топлива, равный 0,085 л;

Р – коэффициент полезного действия котлоагрегата.

К примеру – для котла мощностью 20 кВт с величиной КПД 90% потребуется расход топлива, равный 20 х 0,085/0,9 = 1,89 л/час. Отсюда можно определить среднее потребление солярки в отопительном сезоне – с учетом того, что полученная величина требуется для работы агрегата на максимальной производительности – а это не всегда так – обычно котел работает в среднем диапазоне мощности от 35 до 70% (для расчета примем значение 55%).

Таким образом, в месяц расход топлива составит: 1,89 х 24 х 30 х 0,55 = 748 литров, за 6 месяцев отопительного сезона – 4490 литров. При средней стоимости солярки 46 рублей суммарные затраты на топливо в отопительном сезоне составят 4490 х 46 = 206 569 рублей.

Достоинства и недостатки дизельных котлов

Основными достоинствами дизельных котлов отопления являются:

1. Нет необходимости получения каких-либо разрешений, согласований, выполнения проекта, оборудование может быть установлено самостоятельно с соблюдением рекомендаций, изложенных в сопутствующей документации;
2. Отсутствие ручного обслуживания и практически полностью автономный режим работы оборудования;
3. Доступность топлива;
4. Относительно невысокая стоимость традиционных моделей;
5. Обычно не требуется сооружения отдельной дымовой трубы.

Вместе с этим дизельные котлы имеют ряд весомых недостатков:

1. Крупные финансовые расходы на топливо значительно превышают платежи за газ или твердое топливо, сопоставимы с платежами за электроэнергию;
2. Необходимость выделения отдельного помещения – из-за этого котлы могут применяться только в частных домах;
3. Работа агрегатов характеризуется наличием шума и запаха топлива;
4. Котлы полностью зависят от наличия электроэнергии;
5. Высокий уровень пожарной опасности;
6. В большинстве случаев – необходимость сооружения обогреваемого топливохранилища.