Что же такое "тепличный котёл"?

ООО «Агро Итал Сервис»

Технический директор Александр Босов

Гл. Инженер Чабан Роман

К сожалению, в нашей стране не в СНИПах, ни в ГОСТах, ни в любой другой профессиональной документации никак не обозначено понятие «тепличный котёл». Данным фактом активно пользуются несколько производителей котлов, производящих котлы для отопления зданий. Данные производители предлагают обычные трехходовые котлы, просто обозначая в рекламных материалах как КОТЁЛ ДЛЯ ТЕПЛИЦ и никак не обосновывая, чем же он подходит для теплиц или приводя доводы, не имеющие отношения к нужным характеристикам. Например, у компании VIESSMANN есть в линейке специальный котёл для теплиц, а именно VITOMAX 200 серия WS, а на рынок России предлагается котёл с маркировкой М4А. Почему привожу в пример данного производителя, в виду того, что у немецких поставщиков имеются максимально подробные методические материалы и паспорта. И данную информацию достаточно легко проверить и сравнить, нужно только, понять, на что обратить внимание. Мы сравним два котла одной компании и поймем разницу в характеристиках.

Котел 12 000 квт	VS тепличный	М4А для зданий
Объем топки м³	14	7,4
Масса т.	27,2	20
Водонаполнение м³	23	31,3

Разница в объеме топки почти в два раза, по массе тепличный котел тяжелее на 7 тонн, водонаполнение выше на 30%.

Водонаполнение так же является очень важным элементом тепличного котельного оборудования, обратите внимание на рис.1. Какое падение температуры может происходить если котел имеет объем воды менее 2.5 м /куб на 1 МВт. В дневное время при солнечной погоде теплица получает большое количество тепла от солнца, в конце дня вечером котлам нужно прогреть сразу большой объем воды. В системе отопления одного гектара теплиц может находиться до 35 тонн воды. И каждый вечер вы можете получать провал по температуре на несколько градусов, в течении продолжительного времени. Растения получают стресс, теряется урожайность и так каждый день.

Почему это является проблемой? В виду того, что специальный тепличный котёл – это в первую очередь генератор чистых выхлопных газов для подкормки растений и только во вторую очередь источник тепла. Тепло можно сгенерировать на котле любой конструкции, а вот нужный объём ЧИСТЫХ выхлопных газов далеко не на каждом.

Я хотел бы донести до специалистов максимально подробную информацию об оборудовании, базовых принципах его подбора на основе научных публикаций и практического опыта применения в тепличной отрасли.

Итак, какие же дымовые газы требуются для подкормки растений? Рекомендую коллегам ознакомиться с материалами статьи Богданова К.Б. «Повреждения растений фитотоксичными газами при искусственном досвечивании» (https://greentalk.ru/topic/4131/?do=findComment&comment=45141).

В данной публикации рассмотрен отрицательный и положительный опыт использования теплотехнического оборудования в нашей стране, а также параметры отходящих газов, подходящие для подкормки растений. Материал является единственным опубликованным в нашей стране трудом, освещающим данную тему. Подтверждение данной статьи можно найти только в иностранных публикациях, и на практике замеряя параметры . В соответствии со статьёй, обозначим CO (угарный газ) = 0 во все диапазоне нагрузок, NOₓ = 70 мг/нм³ или 35 ppm. В соответствии с этим, какой должна быть конструкция котла?

Главная характеристика котла для подкормки растений – объём топки! Он должен быть более 1 м³ на МВт мощности котлоагрегата. Чем больше топка, тем ниже теплонапряжённость камеры сгорания, тем ниже температура в камере сгорания, тем ниже выбросы оксидов азота. Эту главную характеристику скрывают производители котлов для отопления зданий.

Перечислю все отличия специального котла (далее комплекта, ведь сам котёл – это только часть комплекса) от обычного трёхходового:

1. Теплонапряжённость камеры сгорания более 1 м³/МВт мощности.
2. Водонаполнение более 2,5-3,0 м³ на 1 МВт мощности.
3. Топка не просто определённого объёма, но и определённой формы, в соответствии с требованиями производителя горелки, гарантирующего параметры выбросов.
4. Встроенный в топку взрывной клапан (необходим для защиты конденсора).
5. Шунтовый насос (необходимый элемент котла, созданный для котлов большого водонаполнения и охлаждения топки, понижает выбросы).
6. Внутренняя конструкция котла перед и после шунтового насоса (функционал пункта № 5).
7. Котёл низкого давления, т.е. штатная работа котла при давлении всего 1 бар без эффектов пристеночного кипения.
8. Специальная планка для установки датчиков рядом с подачей (специальный набор бобышек для системы управления микроклиматом и автономной работы котла от контроллера горелки в случае повреждения системы микроклимата).
9. Сброс конденсата из задней камеры и труб третьего хода.
10. Задняя камера с переходным фланцем конденсора, для монтажа конденсора в габариты по ширине котла.
11. Конструкция котла, дающая возможность прогрева с остановленным циркуляционным насосом (только включённый шунтовый, функция поддержания горячего резерва с отключённым протоком воды через котёл, только внутренняя циркуляция).
12. Горелка должна обеспечивать параметры выбросов 35 ppm NOₓ и ниже во всем диапазоне нагрузок. Содержание CO = 0 во всем диапазоне.
13. Горелка должна интегрироваться с системой микроклимата.
14. Горелка должна иметь переключатель на автономную работу в случае повреждения системы микроклимата. Соответственно собственный датчик температуры котла.
15. Горелка должна подавать сигнал на пуск блока контроля CO, который в свою очередь через 3 минуты контроля выхлопных газов разрешает вентиляторной станции подавать выхлопные газы в помещение, где работают люди!
16. Горелка должна останавливаться по перегреву и превышению давления конденсора и передавать соответствующий сигнал в систему микроклимата.
17. Блок контроля CO неотъемлемый элемент безопасной эксплуатации системы
18. Вентиляторная станция должна поддерживать 20 Мбар давления в системе, CO₂ включаться по команде от системы микроклимата и с разрешения блока контроля CO.

Рассмотрим первый пункт теплонапряжённость. У котла 12МВт эта характеристика 7,4 м³/12мВт – меньше 1 м³. Это означает, что котёл не выдаст чистый выхлопной газ во всем диапазоне нагрузок. К сожалению, в тепличных комплексах нашей страны такое оборудование уже работает и на практике выдаёт заданные параметры в 35 ppm на 50-60% мощности, какую бы горелку на такие котлы не устанавливали. А ещё это означает, что для того, чтобы получить нужный объём чистых подкормочных газов, таких котлов нужно поставить два вместо одного специального и настроить на 50% мощности, чтобы не отравить растения.

Основным маркетинговым ходом при продаже обычных трёхходовых котлов в теплицы является их стоимость! Она практически в 2 раза ниже, чем у специального котла. Размеры топки определяют размер котла, специальный практически в 2 раза больше, соответственно тяжелее, и поэтому дороже.

Ещё один важный момент, на который стоит обращать внимание, это минимальное рабочее давление. В паспортах рабочее давление обычных котлов обозначено от 3 до 6 бар. Такого давления в тепличных комплексах не бывает. Система отопления в теплицах расположена в плоскости и давление определяется высотой её верхней точки, а именно высотой столба воды бака аккумулятора. Высота бака 10 м соответственно и давление в системе 1 бар максимум. Система отопления атмосферного типа. Устанавливая насос на входе в котел, вы получите рабочее давление в котле всего 1,2-1,5 бар. Этого недостаточно для нормальной работы такого оборудования, возможно пристеночное кипение, снятие с гарантии, повреждение.

Данное оборудование предназначено для закрытых систем отопления под давлением 3-6 бар (высоких зданий Все перечисленные выше параметры специального котла присутствуют у голландских производителей, поставлявших оборудование в нашу страну через крупных интеграторов. Выбросы чистые во всем диапазоне, как у котлов CRONE, HKB с горелками Vitotherm Zantingh Thermeta, а также конструкция комплектов соответствует всему списку характеристик. Но в связи с политической ситуацией и цены изменились и присутствуют риски при поставке.

В виду того, что наша компания уже 8 лет успешно занимается созданием альтернативного голландскому комплекта оборудования. Нам пришлось погрузиться во все детали работы оборудования, которое проявило себя наилучшим образом. Уже 5 лет наше оборудование работает и показывает характеристики лучше заявленных во всем диапазоне нагрузок. Историю создания комплекта мы уже представили журнале «Теплицы России»,

 Хотелось бы обратить внимание на один момент! Нас часто спрашивают, покажите технику которая уже работает, предоставьте референц-лист. На данный момент парк установленного оборудованию POLYKRAFT AGRO  включает в себя всего 4 объекта. В связи с вышеизложенным предлагаю оценить не действующее в большом количестве российское оборудование, а компетенции полученные нами при его создании! Мы готовы обсуждать любые элементы конструкции их назначение, результаты испытаний! Готовы обсуждать в сравнении, например у импортного тепличного котла "этот элемент" выполнен вот так, а что предлагают вам?

Пусть это и более тяжелый путь принятия решений. Погружаться в детали конструкции весьма сложно:  специалистов по данному оборудование не обучает ни один ВУЗ РФ, а собственнику нередко проблемно опереться на мнение собственного специалиста. Поэтому мы продолжим публиковать информацию, касающуюся специального тепличного оборудования, для повышения уровня квалификации инженеров нашей страны. Следующая статья, планируемая к публикации будет посвящена горелкам с низкими выбросами и нашей работе над улучшением ее конструкции.