Котел на солярке принцип работы и особенности эксплуатации

Гражданам, чьи дома еще не подключены к централизованной системе газоснабжения, приходится выбирать между твердотопливными и жидкотопливными котлами.

Многие делают выбор в пользу второй разновидности по ряду причин.

Давайте посмотрим, какими достоинствами обладает котел на солярке для дома, сколько он потребляет топлива и как можно изготовить простенькую версию такого отопителя своими руками.

Внутреннее устройство и особенности работы

В корпусе дизельного котла располагается всего несколько элементов:

1. Устройство розжига. Имеет два электрода, между которыми при включении возникает искровой разряд.
2. Теплообменник. Емкость особой конфигурации, подключаемая к системе отопления. В ней происходит нагрев теплоносителя. В двухконтурных котлах помимо основного имеется еще один теплообменник — для приготовления горячей воды.
3. Система автоматики, обеспечивающая работу котла и отключающая его при аварийных ситуациях.
4. Также котел комплектуется системой топливоподачи с электронасосом.
5. Горелка с форсункой, которая при подаче в нее топлива под большим давлением превращает его в туман.

Горелки на солярке бывают:

• монотопливные (работают только с жидким топливом),
• битопливные (могут сжигать и солярку, и природный газ).

А также:

• одноступенчатыми (имеют постоянную мощность, работают в режиме «старт-стоп» и характеризуются наибольшим расходом топлива),
• двуступенчатыми, с промежуточной ступенью порядка 40% мощности (являются более экономичными),
• модулированными, с возможностью плавного регулирования мощности в диапазоне 10% 100%: самая экономичная, но и самая дорогостоящая горелка.

Важной частью горелки является камера предварительного нагрева топлива, которая обеспечивает существенное понижение вязкости последнего.

Для работы дизельного котла очень большое значение имеет качество поступающего топлива. Если оно окажется чересчур грязным, то даже несмотря на наличие фильтра форсунка засорится. Это приведет к резкому падению КПД и образованию большого количества нагара, который еще больше усугубит ситуацию.

Преимущества и недостатки

Попробуем оценить сильные и слабые стороны этих теплогенераторов.

Начнем с хорошего:

1. Дизтопливо является высококалорийным и к тому же сгорает почти полностью (КПД жидкотопливных котлов в среднем составляет 92%), так что его запас на зиму занимает гораздо меньший объем, чем дрова или уголь.
2. Процессы розжига и регулировки мощности легко можно автоматизировать. Топливо также подается автоматически, а удалять золу после его сжигания не нужно. Таким образом, участие пользователя сводится к минимуму.
3. Котел обладает низкой тепловой инерционностью, то есть имеется возможность быстро понизить его мощность либо вообще затушить. Отсюда следует, что вероятность перегрева теплоносителя чрезвычайно низка (только в случае отказа системы автоматики). Соответственно, упрощается обвязка котла: отпадает необходимость устраивать аварийный контур или узел подмеса холодной воды в теплообменник, как в случае с твердотопливными котлами.
4. Процедура оформления является гораздо более простой, чем в случае с газовым котлом.
5. Дизельный котел легко можно переоборудовать под природный газ. А в случае использования битопливной горелки для этого вообще ничего не придется делать (правда, она имеет невысокий КПД).

Дизельный котел в разрезе

Теперь о плохом:

1. Дизельный котел не может функционировать без электроснабжения — оно требуется для работы топливного насоса. Таким образом, для перехода на полностью автономный режим работы придется приобрести еще и электрогенератор.
2. При тех же параметрах котлы этого типа стоят дороже, чем газовые и твердотопливные. Правда, более правильным будет сравнивать жидкотопливный котел не с твердотопливным в чистом виде, а с пеллетным — он также имеет низкую тепловую инерционность и является полностью автоматизированным. В этом случае разница в цене окажется несущественной.
3. Топливо также является сравнительно дорогим, тем более что к его качеству предъявляются повышенные требования.
4. Более сложными, чем в случае с твердым топливом, являются меры по предотвращению возгорания на месте хранения солярки. В частности, если ее запас располагается в помещении, последнее нужно будет оборудовать вентиляционной системой.
5. Продукты сгорания жидкого топлива имеют резкий неприятный запах.

Поскольку дизельным котлам однозначно требуется электричество, почти все они являются турбированными (камера сгорания закрытого типа) и, соответственно, вместо полноценного вертикального дымохода могут оснащаться коаксиальной трубой, выводимой наружу через стену.

К тому же они оснащаются электронной автоматикой, которая по сравнению с энергонезависимой является более точной и функциональной.

Дизельный отопитель менее экономичный, чем газовый, но менее затратный, чем электрический. Обогреватель на дизельном топливе плюсы и минусы прибора.

Инструкцию по изготовлению дизельной горелки своими руками вы найдете тут.

Знать, как устроен газовый котел, не помешает владельцу оборудования. По ссылке все об устройстве газовых котлов и элементов системы.

Расход топлива на отопление

Количество солярки, которую котел будет ежечасно потреблять в самый холодный период года, следует рассчитывать по формуле:

P = Q / (q * КПД),

где

• P – часовой расход топлива, л/ч,
• Q – теплопотери здания при наинизшей температуре на улице, кВт,
• Q – наименьшая теплота сгорания 1-го литра дизтоплива, принимаем q = 12 кВт*ч/л,
• КПД — коэффициент полезного действия установки, принимаем КПД = 0,92.

Определение теплопотерь Q — непростая задача. Сегодня широкое распространение получило ошибочное мнение о том, что для этого достаточно умножить площадь здания на 0,1 кВт. То есть дом площадью 100 кв. м будет терять 10 кВт тепла, площадью 200 кв. м — 20 кВт и т.д.

Чтобы понять, что эта методика крайне неточна, достаточно учесть хотя бы тот факт, что для зданий, расположенных на разной широте и, соответственно, находящихся в различных климатических условиях, величина удельных теплопотерь просто физически не может быть одинаковой.

Полноценный расчет теплопотерь учитывает целый ряд факторов:

• наименьшую температуру зимой,
• теплопроводность ограждающих конструкций (зависит от свойств основного материала и утеплителя),
• суммарную площадь оконных проемов,
• ориентацию постройки относительно сторон света (от этого зависит количество поступающего через окна солнечного тепла),
• количество тепла, выделяемого находящимся в здании оборудованием.

Правильнее всего заказать такой расчет опытному инженеру — сотруднику строительной или проектной фирмы. Но при желании худо бедно освоить его можно и самостоятельно. Для этого нужно будет почитать специализированную литературу или заглянуть в СНиПы «Отопление, вентиляция и кондиционирование», «Строительная климатология» и др.

Если котел используется еще и для подогрева воды, то к теплопотерям Q нужно будет добавить затрачиваемую для этого теплоту Qв. Эта величина определяется по простой формуле:

Qв = (с * m * dT) / (3600 * 1000),

где

• Qв — средние затраты тепла на нагрев воды, кВт,
• С — удельная теплоемкость воды, Дж/кг*С,
• M — массовый среднечасовой расход горячей воды, кг/ч (суточный расход нужно разделить на 24),
• dT — разность температур между нагретой водой и холодной, поступающей в дом, С.

Приведенную формулу нельзя применять для расчета общего расхода топлива за сезон, так как она учитывает только самую низкую температуру зимы. Чтобы определить запас солярки на зиму, расход Р обычно уменьшают вдвое. К примеру, если величина теплопотерь в самый холодную пятидневку по результатам расчета составила 18 кВт и часовой расход топлива при этих условиях равен

P = 20 / (12 * 0.92) = 1.81 л/ч,

то общий расход за отопительный период продолжительностью 200 дней составит:

Робщ = (Р/2) * 200 * 24 = (1,81 / 2) * 200 * 24 = 4344 л.

Заметим, что точность этой методики тоже оставляет желать лучшего. Более правильным было бы определить расход в расчете на среднюю температуру зимы, характерную для данного региона.

Как самостоятельно сделать печь на солярке?

Для отопления одного помещения без постоянного проживания людей, к примеру, мастерской или гаража, можно изготовить самодельную дизельную печь. В народе наибольшее распространение получили два варианта:

«Чудо-печь»

Этот агрегат похож на гантелю, установленную вертикально: две емкости располагаются одна над другой и соединяются при помощи трубы, в которой просверлено несколько отверстий.

Идея состоит в следующем:

1. В нижнюю емкость через врезанную в нее горловину заливается дизтопливо или отработанное масло (до половины объема), которое затем поджигается.
2. Вследствие горения в резервуаре повышается температура, из-за чего жидкое топливо начинает интенсивно испаряться.
3. Горючие пары устремляются вверх и попадают в трубу, где смешиваются с воздухом, поступающим через проделанные в ней отверстия.

Чудо печь

Далее топливно-воздушная смесь поступает в верхнюю емкость печи, где и сгорает.

Печь-капельница

Несколько более сложно устроенный агрегат, но зато и более практичный. Собирается в следующей последовательности:

1. Берется отрезок трубы и заваривается наглухо с одной стороны, с другой же устанавливается крышка. Это будет корпус, который нужно установить вертикально крышкой вверх.
2. Внутрь устанавливается отрезок трубы меньшего диаметра — это будет дожигатель.
3. В дожигатель ставится чаша, в которую по шлангу из подвешенной на определенной высоте емкости самотеком поступает топливо. Для его дозирования можно применить вентиль, но есть и более простой вариант: шланг можно пережимать до нужного сечения при помощи струбцины.

Далее в печи устанавливается вентилятор, который будет нагнетать воздух в дожигатель.

Если нет возможности использовать газовое отопление, домовладельцы прибегают к жидкотопливному варианту. Дизельный котел отопления для частного дома конструктивные особенности, достоинства и недостатки.

Как изготовить газовую горелку для пайки своими руками, читайте далее.

Особенности эксплуатации

Первый вариант печи имеет ряд недостатков, которые обязательно следует учитывать:

• часть выхлопа поступает в помещение,
• при использовании в качестве топлива отработанного масла с примесью воды печь начинает «стрелять» огненными каплями через отверстия в трубе,
• КПД устройства чрезвычайно низок.

С учетом сказанного такой отопитель допускается использовать только в нежилых помещениях, удалив при этом горючие материалы на безопасное расстояние. Поблизости должен находиться углекислотный огнетушитель.

Печь-капельница расходует топливо в 3 – 4 раза более эффективно и весь выхлоп полностью удаляется в дымоход. Но для ее функционирования должно быть в наличии электроснабжение.