Основные ошибки при выборе и эксплуатации твердотопливного котла

     

 Какой принцип работы твердотопливного котла? Зачем чистить котел?

       Современный твердотопливный котел представляет собой сочетание трубчатых либо пластинчатых теплообменников, по которым движутся нагретые газы. Металлические стенки теплообменников котла одновременно являются и стенками водяного контура, по которому постоянно перемещается теплоноситель, и стенками газохода. В результате, с одной стороны температура поверхности теплообменника повышается дымовыми газами, а с другой — понижается охлаждённым теплоносителем. Таким образом происходит отдача тепла теплоносителю через теплообменники котла.

       Процесс горения твёрдого топлива сопровождается выделением дымовых газов. В дымовых газах всегда присутствует процент сажи и смолы, которые оседают на стенках дымохода и внутри котла во время его работы. Полностью избавиться от образования налёта на поверхностях теплообменников невозможно. Поэтому необходимо регулярно проводить чистку вашего твердотопливного котла не реже одного раза в месяц.

    

        Если не проводить регулярную чистку котла, котел будет потреблять больше топлива для прогрева вашего помещения, так как слой сажи на поверхности теплообменника всего в 2-3 миллиметра снижает мощность котла на 20-30%. 

     Это объясняется тем, что сажа и смола на стенках теплообменников выступают в роли теплоизолятора, который уменьшает КПД котла и препятствует обмену тепла между дымовыми газами и теплоносителем.
     Сажа и смолы оседают и на стенках дымохода, и их скопление в критическом объеме внутри дымохода может привести к пожару. Интенсивное возгорание отложений раскаляет дымоход и происходит возгорание кровли и чердачных перекрытий.
   

Какие причины скопления сажи и смолы на теплообменниках котла и на стенках дымохода?
 
1.     Топливо. Выбор топлива является основополагающим фактором правильной и стабильной работы отопительного котла 

      - Дрова. Главный показатель — это влажность. Качественные дрова — это древесина с влажностью не более 20%. Дрова с большей влажностью горят дольше, но хуже. И соответственно таких дров понадобится больше для поддержания комфортной температуры в доме, так как часть тепловой энергии, выделяемая при сгорании, уходит на испарение лишней влаги в древесине.
     Применение сырых дров значительно ускоряет процесс засаживания котла, так как они дают очень большие выбросы смолы. Многие «знатоки» пишут на форумах, что следует закладывать дрова с влажностью 40% и выше. Такие дрова действительно горят дольше, но скорость засаживания теплообменников вырастает в разы, что влечет за собой потерю мощности котла и дополнительный расход топлива.
      - Уголь. В случае с углем основных показателей качества больше, чем с дровами.
      - Марка угля. К примеру для котлов со слоевым сжиганием топлива наилучшим вариантом является применение каменного угля сорта ДО. Марка – длиннопламенный, размерность кусков – орех (25-50мм). Также возможно применение сортов угля ДОМ (длиннопламенный орех с мелким) и ДКО (длиннопламенный крупный орех). Но применение данных сортов не рекомендуется на постоянной основе, так как в одном случае мелкий уголь будет перекрывать доступ воздуха через колосниковую решетку, а в другом случае крупные куски могут провоцировать зависание угля в загрузочной камере.
      - Теплотворная способность. Еще один важный показатель это теплотворная способность топлива. Удельная теплота сгорания выбранного угля должна быть не менее 5800ккал/кг. Применение топлива с теплотворной способностью ниже указанного предела приведет к снижению мощности котла и в следствии повышению расхода топлива. В некоторых случаях может наблюдаться низкая температура воды на выходе из котла.
     - Зольность. Высокая зольность топлива приводит к забиванию колосниковой решетки золой и преждевременному снижению теплопроизводительности котла. При наличии в топливе большого количества песка и других включений, происходит увеличение количества зольных остатков и коксование топлива.
    - Спекаемость. Большое содержание пыли и мелкой фракции в топливе препятствует поступлению воздуха для его эффективного сгорания. Это приводит к спеканию топлива и снижению теплопроизводительности котла.
    - Влажность. Хранить топливо необходимо в сухом месте при температуре не менее 5°С, не допуская попадания на него влаги. Высокая влажность и низкая температура топлива приводит к существенному снижению теплопроизводительности котла и времени его работы на одной загрузке. При этом уменьшается температура уходящих газов, увеличивается количество отложений на теплообменных поверхностях котла и дымовой трубы, что крайне негативно складывается на работе котла.
При отсутствии возможности хранения большого количества топлива в теплом и сухом мести, организуйте промежуточное хранение порции топлива равной одной полной загрузке в котел в помещении вашей котельной. 

 
  2.     Просчеты в выборе мощности котла 

     Один из основных просчетов – это неправильный подбор котла. В данном случае мощности котла будет недостаточно для достижения оптимальной температуры теплоносителя в системе отопления
Ошибки при выборе и монтаже котла отопления обходятся особенно дорого.
Зачастую при выборе котла отопления не придается серьезное значение грамотному расчету необходимой мощности котла и берутся за основу упрощенные схемы расчета.
Для правильного выбора котла необходимо не только знать площадь помещения – важно учитывать толщину стен, размеры окон, материал, используемый в строительстве здания.      
Немаловажным условием является наличие другого вида отопления, например, "теплых полов" или горячее водоснабжение. 

 
  3.     Низкая температура на подаче и/или на обратке в системе отопления. Ошибки в расчетах системы отопления. 

      Система отопления представляет собой замкнутую цепь, все звенья которой - отопительный котел, насосное оборудование, трубопроводы, арматура и радиаторы - работают в тесной взаимосвязи друг с другом. Очень важно, чтобы на этапах проектирования, выбора и монтажа этих элементов не было допущено серьезных промахов.
Основной ошибкой пользователей котлов в данном случае является занижение температуры на подаче котла, а также низкая температура на обратке.
При совместном использовании с котлом регулятора тяги (для автоматизации горения) пользователи зачастую устанавливают на регуляторе горения температуру менее 65°С. Зачастую это происходит в межсезонье для снижения температуры воздуха в помещении, когда на улице температура повышается, либо когда не правильно был произведен подбор количества радиаторов в системе отопления и/или общее количество теплоносителя не соответствует мощности котла.
Бывают нарушения когда в системе отопления количество теплоносителя намного превышает необходимое количество. В данном случае температура оборотной воды снижается до температуры ниже 60°С и на теплообменных поверхностях котла происходит интенсивное выделение конденсата и оседание сажи.
Для поддержания номинальной температуры оборотной воды не менее 60°С необходима обязательная установка смесительного клапана, либо рециркуляционного насоса.   

  4.     Недостаток кислорода 

     Зачастую в результате неправильного подбора мощности котла, котлы в частных домах работают в задавленном режиме. Такой режим обеспечивается ограничением подачи воздуха в камеру сгорания котла. Такой приём позволяет продлить длительность сгорания топлива и ограничивает интенсивность горения, если система уже находится в прогретом состоянии.
Недостаток кислорода при сжигании топлива имеет свои последствия - это неполное сгорания топлива.
      Для правильной работы котла, в помещение, где установлен котел, необходимо обеспечить поступление свежего воздуха через отверстия вентиляции в стенах помещения. Из-за недостатка воздуха для сгорания топлива возможно засмаливание, образование полукоксового газа и ухудшение тяги.

    Требования к котельной: 

• Объем котельной не может составлять менее 15 кубометров. На каждый киловатт мощности котла следует дополнительно выделять 0,2 кубических метра площади;
• Высота потолка – не менее 2,5 метров;
• Обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции.

  Требования к вентиляции:

• Интенсивность вытяжки должна в час обеспечивать трехкратный воздухообмен.
• Возвратный воздушный приток должен полностью компенсировать объем вытяжки и превышать ее на количество воздуха, необходимого для поддержания горения энергоносителя;
• Котельную необходимо приточно-вытяжной вентиляцией. Сечение окон приточно-вытяжной вентиляции – не менее 0,25 кв. метров.

Потребность в воздухе для котла работающего на угле рассчитывается по формуле:
  Vв=1,86*P, куб.м./час
где P – это мощность котла (кВт) 

 
    Как правильно заполнить систему теплоносителем? Что выбрать воду или антифриз? 

        Во избежание повреждения котла из-за напряжения материала, возникающего вследствие разницы температур, заполнять (либо пополнять) систему отопления необходимо только в холодном состоянии (температура подающей линии не должна превышать 40°С).
        В процессе заполнения теплоносителем необходимо выпускать воздух из системы отопления. Для этой цели в системе отопления должны быть обязательно установлены автоматические воздушные клапана. ВАЖНО установить клапан в самой верхней точки системы отопления.
        Наиболее распространенным видом теплоносителя является вода, которая имеет высокую теплоемкость и способна долгое время сохранять температуру. Между тем, вода содержит растворенный кислород, который со временем выделяется и способствует коррозии металла, что снижает ценность этой жидкости при использовании в системах отопления.  
       Вода должна быть чистой и бесцветной, без суспензий, масла и химически агрессивных веществ, общей жесткостью не более 2,0 мг-экв/л. Применение жесткой воды в качестве теплоносителя вызывает образование накипи в котле, что снижает его теплотехнические параметры, а также становится причиной повреждения блока ТЭН (если он установлен в котле). Отложение 1мм известняка на внутренних поверхностях котла снижает передачу тепла от металла к воде в данном месте на 10%.
        Если жесткость воды не соответствует данным требованиям она должна быть обязательно обработана.
        Если котел и система отопления незащищены от замерзания, то рекомендуется заполнить систему антифризом с низкой точкой замерзания и антикоррозионными добавками. При использовании этих теплоносителей необходимо выполнять требования по их применению в системах отопления.
Помимо своей основной функции – передачи тепла – антифриз систем отопления предотвращает промерзание радиаторов и труб отопительной системы. Чаще всего антифриз для системы отопления используется в загородных домах, которые в холодное время года отапливаются непостоянно. 

Антифриз отопления выбирается по следующим параметрам:

• основному веществу,
• наличию присадок,
• температуре кристаллизации.

Антифризы для систем отопления имеют две основные рабочие характеристики:

• вязкость,
• рабочий диапазон температур.

Менять антифриз в системе отопления необходимо не реже одного раза в три года.

Антифриз: преимущества и недостатки

     Использование антифриза в отопительной системе вашего дома дает ряд преимуществ перед применением обычной воды:

• не замерзает при низких температурах;
• не вызывает коррозийные процессы;
• исключает образование накипи.

     Антифриз для систем отопления имеет ряд характеристик, которые могут потребовать модернизации  системы и несколько иной подход к ее эксплуатации:

• теплоемкость антифриза на 15% ниже, чем у воды, поэтому отдача тепла будет проходить медленнее;
• более высокая вязкость требует использования более мощного циркуляционного насоса;
• более значительное расширение антифризов при нагревании требует наличия в системе расширительного бачка и радиаторов большего объема;
• антифризы более текучи, поэтому все соединения в системе должны быть тщательно герметизированы;
• пользуясь антифризом, в составе которого имеется этиленгликоль, стоит помнить о его токсичности и применять только в одноконтурных системах.

  Помните основные правила! 

• Запрещается разбор теплоносителя из котла и отопительной системы для разных нужд.
• В качестве теплоносителя запрещено использование жидкостей не предназначенных для систем отопления

       Промывка системы отопления.
Вода, используемая для отопительных систем, подлежит умягчению, чтобы снизить риски образования накипи внутри труб, но на их внутренних стенках все равно остается осадок, который необходимо своевременно удалять. Специалисты рекомендуют проводить промывку с определенной периодичностью:

• гидравлическую – ежегодно;
• гидропневматическую – раз в 4 года;
• химическую – раз в 5 лет.

      Специальная жидкость для промывки систем отопления используется только в последнем случае. Средство для промывки при попадании в трубы вступает в химическую реакцию с отложениями, растворяет их и позволяет удалить при последующей продувке.

  Как правильно выбрать дымоход?

      Процесс горения невозможен без выделения дыма, но также без постоянного поступления кислорода. А значит котельное оборудование без дымохода работать не сможет. Именно этот узел отвечает за вывод отработанных газов и подачу свежего воздуха в систему.
      Но чтобы она функционировала эффективно необходимо правильно подобрать дымоход для твердотопливного котла. Какая модель будет лучшей? На что обращать внимание при выборе? 
      Какой должна быть система отвода отработанных газов?
      Качество работы котла напрямую зависит от наличия тяги. Она создается в результате разной температуры внутри канала дымохода и снаружи. Чем больше отличие между ними, тем лучше тяга, следовательно, и более полно сгорает топливо. Но кроме температуры на данный параметр влияют и другие характеристики:

• Высота
• Форма
• Наличие поворотов
• Шероховатость поверхности
• Расположение зоны ветрового подпора

       Насколько более прямой и узкой будет труба, настолько лучше в ней тяга, а повороты и уклоны значительно ухудшают этот показатель.
       Высота дымохода для твердотопливного котла регламентируется нормативными документами и не может быть менее 5 м, это связано с тем, что вверх дым поднимается по спирали, постепенно наращивая скорость. И в различного рода ответвлениях направление перемещения газов изменяется, что может привести к завихрениям.
Идеальным считается круглая форма хода. А вот квадратная или прямоугольная приведет к быстрому скоплению сажи, значительно ухудшив показатели тяги.
      Однако подбирать длину и сечение дымохода следует в зависимости от индивидуальных особенностей оборудования.
      При монтаже дымоходной системы, необходимо использовать дымовые трубы круглого сечения из нержавеющей стали с термоизоляцией типа – сэндвич. Они устойчивы к воздействию агрессивных сред, образованию конденсата Рекомендуемая толщина стали дымовой трубы не менее 0,8мм, марка стали AISI 316L, AISI 321, AISI 430.
      Не допускается монтаж современных котлов в кирпичный дымоход, так как в процессе горения образуется конденсат, способный привести к появлению трещин или разрушению конструкции.
      Обустройство дымохода для твердотопливных котлов дело достаточно сложное, поэтому не имея необходимых знаний по котельному оборудованию лучше доверить выбор и монтаж специалистам.
       Ключевое влияние на работу котла оказывает правильный выбор высоты и диаметра дымовой трубы.
     При подборе диаметра дымохода не должно создаваться заужений относительно выходного патрубка котла.
При подборе трубы запрещается увеличивать диаметр уменьшая высоту, это снижает скорость потока дымовых газов. Низкая скорость потока способствует образованию конденсата на стенках дымовой трубы.
     Длину горизонтального участка не допускается делать более 1 метра. Рекомендуется горизонтальные участки располагать под уклоном – это позволит поддерживать тягу постоянной.
     Не забывайте! Нельзя подключать два котла к одному дымоходу!
     В процессе оборудования дымохода соблюдайте все требования, регламентируемые нормативными документами.
     

       Высоту дымовых труб, размещаемых на расстоянии равном или большем высоты сплошной конструкции, выступающей над кровлей, следует принимать:
  - не менее 500 мм над плоской кровлей;
  - не менее 500 мм над коньком кровли - при расположении трубы от него на расстоянии до 1,5 м;
  - не ниже конька кровли или парапета - при расположении трубы от него на расстоянии от 1,5 до 3 м;
  - не ниже линии, проведённой от конька вниз под углом 10° к горизонту - при расположении трубы от него на расстоянии более 3 м.
       В любом случае дымовые трубы необходимо выводить выше кровли более высоких зданий пристроенных к зданию с котельным отоплением.