Отопительные котлы на жидком топливе – изучаем преимущества и методы установки

Принцип работы котлов на жидком топливе

Котлы подобной конструкции могут работать на дизельном топливе или отработанном масле. На тепловых электростанциях также используются агрегаты, функционирующие на мазуте, но для бытовых нужд они не служат. Что касается производительности, то вид топлива на нее практически не влияет. В частные дома чаще всего ставят аппараты, работающие на дизельном топливе, так как его очень просто достать.

Хранить горючее можно в специальных канистрах прямо в котельной. Но нужно обеспечить ему полную недосягаемость для открытого огня. Также емкости должны быть герметично закрыты, чтобы пары горючего не испарялись и не насыщали воздух в комнате.

Жидкотопливные котлы на отработанном масле могут работать на отходах трансмиссионных, моторных, компрессорных и любых других видов смазочных жидкостей. Универсальность является несомненным плюсом. Тем более, что масла, исчерпавшие свой основной ресурс и, по сути, являющиеся отходами, стоят недорого.

Но купить горючее для котла, особенно в небольшом населенном пункте, удаленном на большое расстояние от города, может быть проблематично. Поэтому придется закупать сразу большую партию, которую нужно будет где-нибудь хранить и нанимать большой транспорт для доставки. А это сопряжено с дополнительными расходами, что не очень привлекает клиентов.

Потребление горючего устройством зависит от его номинальной мощности и размера отапливаемых помещений. В среднем в период отопительного сезона расход топлива у жидкотопливного котла составляет 5-7 литров в сутки. С экономической точки зрения это выходит довольно накладно, особенно в сравнении с газовыми машинами.

Но если других вариантов нет, то придется как-то с этим мириться. Ни в коем случае не стоит пытаться сэкономить за счет использования горючих жидкостей, не предназначенных для работы с котлом. Это может привести к серьезным поломкам оборудования, ремонт которых вылетит «в копеечку».

Отрицательные стороны котлов, работающих на солярном масле

Так или иначе, подобное оборудование имеет и некоторые недостатки, к которым принято относить следующие:

• стоимость котла на солярке является несколько большей, чем стоимость газового оборудования идентичной мощности. Обусловлено это, в первую очередь, сложностью конструкции его горелки. Так, отопление частного дома соляркой будет отличаться весьма существенным расходом еще и потому, что этому топливу необходимо обеспечить правильные условия хранения и приобрести необходимую для этого емкость;
• в процессе работы такого котла постоянно слышится весьма громкий шум, что связано с системой наддува. Это значит, что монтаж такого оборудования лучше всего выполнять в отдельном помещении, что поможет защитить не только от громкого звука, но и от запаха солярки;
• на функциональность котла во многом влияет качество применяемого в работе топлива. Так, использование дешевого солярного масла может стать причиной недолговечной работы аппарата и, как следствие, дорогостоящего ремонта;
• как известно, цена на нефть и все продукты, изготовленные на ее основе, поднимается регулярно, поэтому говорить о понижении цен на солярку не приходится.

Типы устройств, работающих на сжиженном газе

Выбор отопительных котлов на жидком топливе велик, что позволяет подобрать идеально подходящий по мощности котел для дома, квартиры и даже целого завода. Более стабильный и быстрый прогрев помещения дадут аппараты, работающие на газе.

Чем хорош сжиженный газ:

• Газ не является токсичным.
• Низкий процент выброса в атмосферу вредных веществ при сгорании газа;
• Низкая стоимость заправки баллонов газом. При покупке газа в баллоне с обменом на пустой баллон стоимость так же низка.
• Баллоны с газом нетрудно разместить на небольшом свободном месте.

Обычные баллоны для отопительных котлов на жидком топливе имеют объём 50 литров. Для беспрерывного отопления этого газа хватит на трое суток. При наличии места, можно использовать резервуар вместимостью 500 литров – газгольдер. В домах постоянного проживания газгольдеры более удобны. Для дачи, где топить приходится время от времени, вполне достаточно запаса 2-3 баллонов с газом. Для отопления площади до 100 кв.м. этой жидкости хватит недели на полторы.

Бытовые отопительные котлы на жидком топливе имеют ряд преимуществ над твердотопливными агрегатами. В отличие от аппаратов твердотопливных, жидкостные котлы отопления не требуют постоянного вмешательства человека в процесс работы. Никакой золы, сажи, потребности подкладывать дрова или уголь. Чем больше запас газа, тем дольше аппарат может работать в автономном режиме.

Рис. 3 Схема жидкостного аппарата

Используя стандартные 50-литровые баллоны, необходимо подключать сразу несколько резервуаров к котлу чтобы, когда топливо заканчивается в одном баллоне, газ перетекал в камеру горения при помощи переходников из следующего, без перерыва в работе отопительного котла. Процесс проходит по принципу того, что газ, расходуется, и в баллоне снижается давление, в результате чего, из жидкости газ переходит в летучее соединение. Значит, газ израсходуется без остатка, до последней капли.

Характеристики тепловых насосов

Всего существует три основных вида холодных тепловых источников:

1. Насосы геотермального типа (детальнее: “Геотермальное отопление: принцип работы на примерах”), которые стоят довольно много, однако способны качественно обеспечить теплом любое помещение (подробнее: “Геотермальные тепловые насосы для отопления: принцип устройства системы”).
2. Стандартный кондиционер инверторного типа, который работает по принципу применения тепла из воздуха. Это решение будет актуальным для тех регионов, которые отличаются высокой температурой на протяжении всего года. 

  Перевод котла с твердого на жидкое топливо, смотрите на видео:

Разновидности котлов на дизельном топливе

Итак, по причине невозможности воспользоваться другими распространенными энергоносителями вы решили устроить в своем жилище отопление на жидком топливе. Пришла пора подобрать отопительный котел, и тут следует разобраться, какие существуют виды этих изделий и выбрать наиболее подходящий вариант. Производители предлагают котлы отопления на жидком топливе следующих видов:

• дизельные котлы;
• универсальные агрегаты, в них предусмотрена возможность перехода с дизеля на природный газ;
• конденсационные котлы на солярке;
• установки, сжигающие все виды отработанных масел.

Если в обозримом будущем не предвидится изменения ситуации с энергоносителями, то ваш вариант — обогрев частного дома отопительным котлом первого типа, сжигающем только солярку.

Для справки. Большая часть подобных установок может работать и на жидком биологическом горючем, которое получают из технических культур (биодизель). Этот вариант может оказаться очень кстати, если вам доступен такой энергоноситель.

Некоторые домовладельцы, присматривающие себе котел для отопления, считают, что в дизельном котле они смогут сжигать и отработку своей машины. Это неправильный подход, и вот по каким причинам:

1. Далеко не всякое горелочное устройство работает на загрязненных маслах.
2. Теплотворная способность жидкого горючего гораздо выше, чем у отработанных масел. Соответственно, площади теплообменных поверхностей рассчитаны для жидкого топлива, при горении отработки КПД будет значительно ниже.
3. Отработка при горении выделяет значительно больше сажи, оседающей во всем дымовом тракте. Это может стать большой проблемой при обслуживании и очистке дымогарных труб.

По своей конструкции жидкотопливные котлы весьма схожи с теплогенераторами, работающими на природном газе. Соответственно, многие производители предлагают универсальные водогрейные установки с поочередным использованием жидкого и газообразного топлива. Переход с одного вида горючего на другое осуществляется путем замены горелочного устройства. Правда, универсальный котел, работающий на жидком топливе и магистральном газе, обойдется вам несколько дороже.

Если площадь отапливаемого помещения или здания составляет менее 200 м2, а в скором будущем вы ожидаете присоединения к газопроводу, то не стоит спешить приобретать универсальный отопитель.

Дело в том, что стоимость котлового блока и двух горелок может оказаться выше, нежели два отдельных полноценных агрегата. Поэтому вначале можно поставить котел на солярке, а после подключения к магистрали купить и установить газовый теплогенератор. Более подробную информацию вы можете узнать, просмотрев видео:

Конденсационные бытовые котлы на дизельном топливе – самые экономичные и эффективные представители данного семейства источников тепла. Производители декларируют КПД своих конденсационных установок на уровне 97%, это самый высокий показатель среди всех остальных отопителей. Как водится, их стоимость довольно высока и далеко не каждый хозяин может позволить включить себе в систему отопления подобное высокотехнологичное изделие.

Очень хорошо, если вам доступен такой вторичный ресурс, как отработанное автомобильное масло в достаточном количестве. Тогда специально для этой цели существует котел на отработанном масле, продукт изготавливается и предлагается на рынке многими производителями. Также подобные котлы для отопления хорошо освоили разные мастера, изготавливающие самодельные отопители.

Особенности монтажа жидкотопливного агрегата

Жидкотопливные котлы относятся к сложным и потенциально опасным системам. Лучше всего чтобы их монтажом занимались специалисты в строгом соответствии с инструкцией, приложенной к прибору

При установке оборудования следует обращать особое внимание на некоторые этапы

Этап #1 — обустройство трубопроводов

В большинстве устройств выход на отопительную систему оборудован с двух сторон, что существенно облегчает процедуру монтажа. Поэтому один из них используется по назначению, на втором обустраивается так называемая аварийная сборка. Конструкция предназначена для защиты котла от чрезмерно высокого давления. Как только оно становится опасным, срабатывает защитный клапан. Лучше всего вывести от клапана шланг или дренажную трубу и соединить их с канализацией. Нужно помнить, что между аварийной сборкой и котлом не должно быть никаких дополнительных вентилей.

Этап #2 — подбор циркуляционного насоса

Он предназначен для поддержания циркуляции теплоносителя в системе. Устройство может быть установлено как на трубы возврата, так и на подачу. Это зависит от схемы монтажа. В некоторых котлах для подключения насоса предназначены отдельные провода. Их мощности может не хватить для нескольких устройств, тогда они подключаются к розетке независимо от отопительного прибора. Каждый насос должен быть установлен строго в определенном положении, которое указано в паспорте к устройству.

Для подключения жидкотопливного котла необходимо установить и подключить несколько элементов, представленных на схеме

Этап #3 — монтаж сетчатого фильтра для очистки воды

Такое устройство следует обязательно установить по ходу движения жидкости перед насосом. Система очищает воду от достаточно мелких механических частиц, которые всегда присутствуют в жидкости. Со временем они повреждают насос и забивают трубы внутри котла или в системе отопления, что приводит к выходу системы из строя и последующему дорогостоящему ремонту. Гораздо дешевле установить фильтр. Обслуживание его сводится к регулярной очистке устройства раз в несколько месяцев.

Этап #4 — установка трубы дымохода

От того, насколько правильно проведен монтаж конструкции, зависит эффективность работы котла. При ошибках в установке он будет часто забиваться копотью и сажей, работать с перебоями.

Самыми распространенными ошибками при монтаже дымохода считаются:

• Использование неразборных соединений. Для нормального функционирования системы ее необходимо чистить как минимум один-два раза в год, что крайне сложно или даже невозможно осуществить для цельной неразборной конструкции.
• Зауженный диаметр дымохода. В этом случае, чем длиннее труба, тем быстрее она будет забиваться сажей. Потребуется слишком частая очистка конструкции.
• Отсутствие контруклона, который создается для предотвращения попадания в котел конденсата.
• Использование гибкой металлической гофры для отведения газов. Такая система ненадежна. При ее прогорании отработанные газы начинают поступать в помещение, что недопустимо.

Для жидкотопливных котлов могут быть оборудованы коаксиальные или же традиционные дымоходные трубы. В любом случае конструкция изготавливается и устанавливается с соблюдением всех стандартов.

Специалисты рекомендуют оборудовать емкости для топлива специальными кранами, расположенными в нижней части бака. Так можно будет без проблем сливать конденсат

Этап #5 — монтаж емкостей для топлива

Баки могут быть установлены в котельной или же в любом другом месте. Первый вариант предпочтительнее, поскольку топливо даже в самые сильные холода не замерзает и не парафинится. В этом случае не нужно забывать о пожарной безопасности.

Емкости без повысительного топливного насоса должны находиться минимум на 30 см выше нижнего уровня котла. Если основной бак находится на улице или вкопан в землю, в котельной обязательно устанавливается промежуточная емкость, в которой топливо будет отогреваться и смогут осаждаться ненужные примеси.

Этап #6 — заполнение водой отопительной системы

Процедура выполняется при полностью открытой запорной арматуре. Давление при этом должно составлять порядка 1,5-2,5 бар. После того, как система заполнится, подключение между водопроводом и котлом отключается, иначе вода из системы отопления загрязнит водопроводную. Чтобы не повредить оборудование, не рекомендуется добавлять в теплоноситель различные ингибиторы. Впоследствии уровень воды в системе постоянно контролируется. Способ подпитки системы водой объяснит специалист, устанавливающий отопительный прибор.

Приборы, работающие на жидком топливе, должны быть расположены на твердом негорючем основании, которое может выдержать вес прибора и теплоносителя

Где и как хранить топливо

Не всегда потребители учитывают необходимость строительства топливохранилища при выборе теплогенератора, а продавцы оборудования им об этом тактично не напоминают. «Солярку» в канистрах не навозишься, к тому же покупать оптом значительно дешевле. Оптом — это значит бензовозом. Самый маленький — на шасси «Газели», вместимость его цистерны — 1,3 м3. Следующий — шасси ГАЗ 3309, он привезёт 4,9 м3. Далее имеются 6,2, 6,5, 6,8 м3 и так далее, максимум 15,8 м3. В стоимости топлива немалую долю «тянут» транспортные расходы, поэтому возить по полцистерны невыгодно. Исходя из этого и сезонной доступности проезда тяжёлого автотранспорта вместимость топливохранилища рекомендуется принимать в пределах 0,25-1 годовой потребности и не меньше доступной в регионе автоцистерны.

Строительные и противопожарные нормы разрешают хранить в котельной запас топлива всего лишь в 50 л, поэтому вместительное топливохранилище должно быть устроено за пределами дома либо в изолированной от здания противопожарной стеной пристройке с отдельным входом. Закапывать, как часто делали раньше, металлический резервуар (к примеру, списанную цистерну) в землю, не рекомендуем. Грунт промерзает, ёмкость и трубопроводы нужно теплоизолировать, сталь со временем корродирует, осуществлять контроль за герметичностью ёмкости невозможно. А новый, долговечный металлический резервуар весьма дорог.

Существуют полимерные топливные резервуары для размещения в грунте, они не подвержены коррозии, но не столь прочны, как стальные

Для небольшого объекта, каковым является частный жилой дом, рациональнее соорудить отдельное хозяйственное строение или пристройку к дому, где можно будет поддерживать положительную температуру. Ёмкости — стандартные полимерные баки, чаще используют на 1000 л. Они компактны, занимают немного места, имеют все необходимые технологические отверстия для объединения в систему, относительно несложно загружаются и очищаются.

Топливохранилище частного дома на 3 м3 в отапливаемом помещении — удобно и безопасно.

Виды жидкого топлива для котлов

В бытовых условиях в более, чем 80% случаев, в качестве жидкого топлива используется дизтопливо (солярка). Соответственно, сжигают его универсальные газово-дизельные котлы или специализированные дизельные котлоагрегаты. Помимо оптовой закупки, найти солярку по более низкой цене можно у с/х предприятий, трактористов, водителей грузовиков или автобусов.

Практически во всех инструкциях к котлоагрегатам производитель указывает требования к топливу, на 2021 год стандартом является топливо с вязкостью до 6 мм2/с при 20°C. В Европе это распространенное топливо для отопления частных домов под маркировкой EL DIN 51603, в России ближайшим его аналогом является стандарт Евро-4.

Из инструкции жидкотопливного De Dietrich NeOvo EcoNox.

Определить приблизительный расход котлом дизельного топлива проще всего, поскольку известно, что 1 литр горючего стандарта Евро-4 при сжигании в современном котле с КПД 90-95% выдает 1 кВт тепловой энергии (+-5%). В итоге потребление котлом дизельного топлива = Номинальная мощность котла (кВт) / 10 – это часовой расход при работе на максимальной мощности, на практике котел активен в среднем 1/3 часть суток.

Менее распространенными альтернативами дизельному топливу являются:

1. Отработанное масло. Гораздо более дешевое, но практически столь же теплотворное горючее. Его можно приобретать за совершенно символическую цену у СТО и автомастерских, с/х предприятий, любого вида автопарков, заводов, ЖД депо. Однако исходная стоимость бытовых котлов, сжигающих отработку крайне высока (обычно от 100 и даже 150 тыс. руб.), а в виду низкой экологичности сырья, котлы нуждаются в регулярном обслуживании.
2. Мазут. Более дорогой аналог отработки, в качестве горючего для отопления чаще всего используется мазут марки М100 и М40. Сжигается в отопительных котлах, работающих на отработанном масле, в бытовых масштабах экономически не оправдан.
3. Светлое печное топливо. Аналог дизтоплива, но поскольку печное топливо не используется в автомобилях, такие требования, как температура помутнения, цетановое число и т.д. при его производстве не соблюдаются. В виду этого цена на него в среднем на 5% ниже – 43-46 тыс. руб./т., когда солярки – 45-49 тыс. руб./т.
4. Керосин. Котлы, способные его сжигать, встречаются крайне редко, обычно это модели, работающие на отработке и мазуте. Имеет лишь на 5-8% большую теплотворность, но стоит в среднем 75-95 тыс. руб./т.
5. Рапсовое масло. Альтернатива дизельному топливу, кратно дешевле по себестоимости. Однако дизельных котлов, работающих на рапсовом масле крайне мало, да и добыть сырье крайне трудно, если только вы не владеете рапсовым полем.

Подбор емкостей для хранения топлива

Организация пространства котельной с пластиковой емкостью для хранения топлива внутри помещения. Для хранения жидкого топлива, даже при котле самой малой мощности, необходимы специальные емкости. Они могут быть из стали, нержавейки или алюминия, но сегодня чаще всего используются пластиковые – прочные, легкие и устойчивые к перепадам температур в среднем от -50°C до +50°C. Согласно СНиП в котельном помещении допустимо размещение емкости объемом до 0,8 м3 (800 л), на расстоянии более 1 м от горелки. При большем объеме резервуар нужно выносить за глухую стену или на улицу.

При наружном хранении стоит учитывать необходимость в дополнительном насосе, характеристики штатного насоса обычно указаны в инструкции, на них стоит ориентироваться. Также внешнюю часть трубопровода нужно утеплить в соответствии с видом используемого топлива. Например, вязкость дизтоплива существенно изменяется при +5°C и ниже, а мазут застывает в среднем при +10°C.

Как работают отопительные котлы на жидком топливе

Принцип работы котла отопления на жидком топливе, основан на производстве топливно-воздушной смеси с последующим распылением ее в камере сгорания. Дизтопливо, проходит следующие этапы подготовки:

• Солярку заливают в хранилище, подключенное к топливонасосу. Для улучшения теплоэффективности, стенки резервуаров с топливом, размещенные на улице или вкопанные в грунт, подогревают.

Топливный насос, забирает солярку из хранилища и подает на горелочное устройство, создавая давление в трубопроводе. Одновременно, топливонасос задает режим работы отопительного котла на жидком топливе. С помощью показаний датчиков, контроллер определяет качество солярки и процент ее загустевания, меняя интенсивность и скорость подачи.

Дизтопливо, подается в камеру подготовки. В блоке, топливо предварительно смешивается с воздухом и подогревается до температуры, оптимальной для горения.

Топливовоздушная смесь, подается на форсунку котла, отвечающую за равномерный впрыск топлива в камеру сгорания. Устройство форсунок, основано на использовании механического, гидравлического или электронного клапана. Топливо, впрыскивается в камеру сгорания, в виде легко воспламеняемой мелкодисперсной пыли. Внутри форсунки для жидкого топлива, установлен электрод, воспламеняющий топливовоздушную смесь.

Чтобы аккумулировать тепло, получаемое посредством сжигания топлива, отопительный котел на жидком топливе, использует теплообменник из чугуна, нержавеющей или конструкционной стали. Для подогрева горячей воды, вторичный контур из меди.

Жидкотопливные отопительные котлы, снабжаются системами автоматизации и многоуровневой защитой, предотвращающей затухание пламени. Наиболее экономичные отопители, оснащены погодозависимой автоматикой, самостоятельно изменяющей рабочие настройки, в зависимости от температуры нагрева помещения и условий окружающей среды.

Какие горелки используются под жидкое топливо

От выбора горелки для жидкого топлива, в конечном счете, зависит то, насколько экономичным будет отопление. Котлы, оснащаются горелочными устройствами, классифицирующимися по нескольким признакам:

• Тип изменения мощности – в жидкотопливные котлы, устанавливают модуляционные и двухступенчатые горелки:
  1. Модуляционные, плавно регулируют интенсивность нагрева, изменяя мощность в пределах от 30 до 100%, что позволяет подстроиться под фактические потребности помещения в тепле и избежать перерасхода топлива.
• Двухступенчатые горелки, работают в двух режимах, на 30 и 100%. При нагреве теплоносителя до необходимой температуры, происходит переключение на пониженную мощность.

По типу установки – производители используют встраиваемые и навесные устройства. Встроенные горелки, устанавливаются в заводских условиях. После сборки, их регулируют и отлаживают работу. Навесные горелочные устройства, приобретаются отдельно и устанавливаются самостоятельно.То, насколько экономичными окажутся котлы, зависит от квалификации установщика – регулировщика оборудования. Мощность горелки, не ограничена.

Стоимость отопления, напрямую зависит от типа используемого горелочного устройства. Для бытового применения, оптимальным вариантом, считается встроенная модуляционная горелка.

Какое жидкое топливо можно заливать

Устройство современных котлов на жидком топливе, позволяет, в качестве источника тепла, использовать солярку, мазут, отработку масла, сжиженный газ. Перед тем как перевести котельное оборудование на альтернативный вид сырья, следует убедиться в следующем:

• В модели предусмотрена возможность сжигания альтернативного топлива. У мазута, отработки и солярки, разные показатели вязкости, наличия твердых частиц, горючести. Соответственно, работать на всех видах жидкого топлива, сможет только универсальный котел. Производители, отдельно упоминают о такой допустимости, в описании модели.

Существует возможность в регулярном обслуживании тепловой станции. При сжигании отработки и мазута, выделяется большой процент сажи и копоти, оседающей на стенках теплообменника и дымоходной трубы. Чистить узлы, придется каждые 1-2 дня, в зависимости от качества сырья. Потребуется чаще менять фильтры и менять настройки горелочного устройства.

Система отопления с котлом, работающем на жидком топливе, универсальна. После определенных модификаций, котельное оборудование переводят на сжиженный газ или отработку, и обратно на солярку. Наилучшие показатели КПД и теплоэффективности, наблюдаются при работе на дизтопливе.

Особенности конструкции жидкотопливных котлов

Конструкция у приборов на жидком топливе имеет много чего похожего и конструкцией газового оборудования. Основное отличие – это горелка. В дизельном оборудовании горелка является вентиляторной. Такая горелка обеспечит безопасность и эффективность работы всей системы жидкотопливных котлов отопления.

Работа жидкотопливной горелки для котлов заключается в том, что горелка подготавливает топливо таким образом, что оно потом распиливается в камеру сгорания. А уже в камере сгорания жидкое топливо, перемешавшись с воздухом, загорается.

Рис. 3 Дизельный агрегат на жидком топливе Wolf MKS/MUS 500

У оборудования на жидком топливе есть 4 основных части:

Горелка, которая является очень важной частью, так как горелка подготавливает топливо для дальнейшей работы.
Теплообменное устройство.
Теплоизолированный корпус.
Жидкотопливные агрегаты имеют также автоматическую систему управления.

Благодаря отличной тепловой изоляции корпуса, производительно дизельных котлов отопления изрядно возрастает. Нагрев теплового носителя напрямую зависит от теплообменного устройства, который установлен в корпусе котла. Теплообменное устройство может быть сделано из стали или чугуна.