Газовый чугунный котёл КЧМ-5-К Комби от 27 до 96 кВт

Мы знаем про котлы КЧМ буквально ВСЁ

Котлы с чугунным теплообменником напольного размещения серии КЧМ-5 широко распространены на территории нашей страны. Надежная, ремонтопригодная конструкция завоевала сердца россиян на долгие годы. Первоначально производство было освоено в СССР на Кировском заводе в Калужской области. Кировский завод по выпуску тракторов из под Питеров тут совсем не при чём, речь идет про совсем разные предприятия, поэтому не стоит их путать. Завод работал, развивался, успешно преодолел переход от плановой экономики к рыночным отношениям, но в 20-е годы XXI века окончательно сменил направление деятельности, полностью отказавшись от производства отопительных котлов КЧМ и сосредоточившись на производстве чугунных тормозных колодок для РЖД. Таким образом, на сегодня, котлы производятся небольшими партиями несколькими производителями на базе чугунных секций производства Борисоглебского литейного завода. Несмотря на смену завода по производству основных элементов котла КЧМ-5 К, взаимозаменяемость секций сохранилась и возможно использовать новые секции для ремонта уже отработавших многие годы котлов КЧМ-5 К производства Кировского завода Калужской области. Одним из таких производителей является организация ООО "Региональные отопительные системы ТЕПЛО", которая разработала свои технические условия и паспорт, получив сертификат соответствия ответственно вышла на рынок, дабы продолжить предлагать позиции газовых и твердотопливных котлов КЧМ на рынок России, как котлами в сборе, так и запасными частями для ремонта существующих аппаратов для производства и генерации тепла. По открытой статистике в сети интернет, котлами КЧМ интересуются более 2000 активных пользователей в месяц: это может быть как приобретение с нуля, так и перевод существующих чугунных секционных котлов с твердого топлива: дрова и уголь на газ. Чаще всего заявки поступают с Московской области, однако и не меньший интерес проявляются и другие организации и потенциальные покупатели со всей России. Мы неоднократно продавали котлы КЧМ во Владивосток и даже Хабаровск. Как-то мы изготавливали под заказ 11 секционную (не заводскую) модификацию котла на твердом топливе, которая по нашему подсчету выдавала 100 кВт и могла отапливать помещение до 1000 м2.

В нашем интернет-магазине в разделе газовых котлов КЧМ-5-К Комби представлено семь официальных модификаций, хорошо известных на рынке простому, так и профессиональному обывателю. Номинальная тепловая мощность этих котлов варьируется от 27 до 96 кВт. В каждой модификации может быть разное количество средних секций — от одной до семи. Общее количество секций может составлять от трёх до девяти.

Пакет теплообменника котла КЧМ включает в себя несколько секций, в данном случае используется три типа: передняя, средняя и задняя. Средние секции формируют основную конвективную часть, которая определяет мощность котла. Передняя и задняя секции представляют собой важные технические элементы, обеспечивающие удобство обслуживания котла, его подключения к системам отопления и дальнейшей эксплуатации. В верхней части задней секции расположен круглый патрубок дымохода, который надёжно закреплён в трёх точках. Также здесь находится фланец для отвода нагретого теплоносителя в систему отопления. В нижней части по диагонали установлен фланец для подключения обратной воды из системы отопления (для котлов мощностью до 50 кВт) или глухой фланец (для котлов мощностью от 60 до 96 кВт).

К передней секции крепятся крышка для очистки конвективных поверхностей дымохода, загрузочная и шуровочные дверцы с щитком, а также зольниковая хлопушка. При помощи цепного тягорегулятора она подключается к автоматике безопасности котла, которая регулирует в твердотопливных модификациях котлов КЧМ-5 количество подводимого на горение воздуха к слою твердого топлива. 

Снаружи все стыки секций обрабатываются мастикой, что обеспечивает необходимую газоплотность. Пакет покрывается и изолируется безопасным для здоровья минеральным утеплителем, который значительно снижает потери тепла в окружающую среду. Секции соединяются между собой при помощи гладких (без резьб) конусных ниппелей, которые вставляются в отверстия секций и закрепляются термостойким герметиком или краской.

Газовые котлы КЧМ-5 модификации 17М1

Отдельно стоит упомянуть о водогрейных чугунных котлах КЧМ-5. Если в их названии присутствует цифра «17М1», это указывает на газовую модификацию. Котлы с маркировкой «03М1» предназначены для работы на твердом топливе.

Существуют также версии с увеличенными загрузочными дверцами, обладающие повышенной газоплотностью и зольниковыми ящиками. Эти модели, в основном, экспортировались за пределы Российской Федерации. На их дверцах можно увидеть надписи «VIDRA MAX» или «КЗ», что свидетельствует о производстве на Кировском заводе. 

Котлы, предназначенные для работы на жидком топливе, имели заводскую маркировку и обозначение 65 в названии. Цифра 23 обозначала, что в такие котлы устанавливалась электрозависимая автоматика КАРЭ-50.

Кроме того, существовало несколько других модификаций, но мы не будем их описывать, так как они не были запущены в серийное производство и остались выставочными образцами. Среди них можно выделить котлы КЧМ с адаптированной дутьевой горелкой и котлы для работы на пеллетах с ретортными или факельными горелками + накопительный бункер и автоматическое устройство для шнековой подачи.

Сегодня мы рассмотрим котлы серии КЧМ 5 (выпускались в декоративной обшивке цвета белой слоновой кости) и КЧМ 5 К (ярко красная облицовка). Это одинаковые по назначению, но немного разные котлы по строению и форме радиаторов (секций). Вначале был разработан и долгие годы производился только котел КЧМ-5, довольно часто их нарекали как КЧМ-5-Р. Со временем, проанализировав опыт эксплуатации этих котлов и получив отзывы от владельцев и монтажников по преимуществам и недостаткам конструкции котла, было принято решение о глобальной модернизации. Сложностью являлось то, что металлообрабатывающий спец станок по расточке ниппельных отверстий секций на Кировском заводе был один. А для поддержания работоспособности котлов старой конструкции необходимо было производить запчасти (секции) для старого типа котла (КЧМ-5 модификация Р). И одновременно, необходимо было освоить и внедрить новый котел с новым типом секций. Выход был найден неординарный. Расположение ниппельных отверстий в секциях нового образца стало сильно отличаться от старых, но межниппельное расстояние осталось без изменений 1100 мм. А как раз этот параметр станка невозможно регулировать и изменять. Таким образом на одном станке стали изготавливать и старый – КЧМ-5 и новый КЧМ-5К тип секций. Основное отличие связано с разной формой секций этих котлоагрегатов. Отличить, где какой котел очень просто. У котла КЧМ-5 старого образца верхнее ниппельное соединение расположено по центру секции, а у котлов КЧМ-5 К (Комби) верхнее ниппельное соединение расположено по диагонали от нижнего ниппеля. Хотя межниппельные расстояния остаются при этом одинаковые, как было сказано ранее. Циркуляцию воды внутри секции удалось улучшить. Кроме расположения верхнего ниппеля по-разному размещены ребра для теплообмена с топкой. В результате и вес секций разный. Секция КЧМ-5 тяжелее чем КЧМ-5К нового образца. Металлоёмкость значительно снизилась. Что положительно повлияло на стоимость нового котла. Небольшим отрицательным моментом стало незначительное снижение тепловой мощности средних секций, но завод-изготовитель не стал обращать на это внимание. В целом котел получился лучше, и за счет изменения положения верхнего ниппеля сборка и ремонт упростились.

Вот основные преимущества котлов КЧМ-5 (К). Рассмотрим их чтобы понять, за что потребители так хорошо относятся и до сих пор покупают эти котлы.

1. Надежность теплообменника.

Применение чугунного литья для изготовления теплообменника было выбрано не случайно. Чугун обладает очень хорошей теплоёмкостью. Возможность отливать сразу ту форму, которая требуется, позволило минимизировать затраты на механическую обработку секций после отливки. Стоимость механической обработки деталей всегда значительная и требует наличия на производстве высокотехнологических металлообрабатывающих станков. При производстве секций для котла КЧМ-5 К дополнительной обработке на станках подвергаются только ниппельные отверстия и плоскости ребер. Так как технология литейного производства в Советском Союзе была не совершенна (особенно по современным требованиям), а с тех пор в модернизацию производства не вкладывались средства, то чтобы обеспечить качество литья секций применили простое и надежное решение. Были значительно увеличены толщины стенок секций теплообменника. Если сейчас рассмотреть чугунные секции известных турецких и европейских производителей котельного оборудования (Baxi, Ferroli, Fondital, VIADRUS, KENTATSU) то можно выяснить, что толщина стенки секции не превышает 5 мм. Это достигается путем применения современного литейного оборудования, позволяет снижать вес котла не в ущерб качеству и надежности. Такое литье происходит в форму под давление, равномерное распределение чугуна по модели секций позволяет достичь идеального баланс и толщины секций в котле, что положительным образом влияет на его работу, как в котле полностью начинают отсутствовать места локального пере или недогрева. Кировский завод пошел в свое время другим путем. Являясь производителем промышленных котлов Универсал-6, не стали менять технологию литья и на том же оборудовании, что и для производства намного более мощных котлов Универсал, стали отливать секции для бытовых котлов серии КЧМ. Толщина секций не может быть постоянной (не позволяет технологический процесс) и в этих котлах она находится в пределах от 5 до 10 мм. На завышенный вес котла и металлоёмкость в те годы никто большого внимания не обращал. Секции получились с огромным запасом прочности и надежности. Поэтому такие котлы могли десятилетиями работать в котельных без должного обслуживания и ремонта.

2. Проверенная конструкция.

Цивилизация в виде людей постоянно ищет самый удобный, дешевый и надежный способ отопления. Разборная конструкция в виде отдельных секций имеет много преимуществ и давно используется в котлостроении. Плюсами применения секций в теплообменнике являются быстрый ремонт, возможность изменения мощности, взаимозаменяемость секций, эффективная профилактика и очистка от накипи, возможность транспортировки и установки по частям. Минусы – высокая цена, увеличенные габариты и масса собранного котла.

Если внимательно рассмотреть форму топочного пространства, которая напоминает вытянутый овал правильной формы, с довольно большой высотой и глубиной, то можно прийти к выводу, что конструкция теплообменника и основной конвективной части котла не была рассчитана на работу с газом. Она была спроектирована для более эффективного сжигания на нижней водоохлаждаемой колосниковой решетке (благодаря этой продуманной конструкции в котле можно использовать высококалорийное и очень жаркое топливо, омывание теплоносителем самой горячей части секции ведет к увеличению сроков службы) котла твердого топлива: угля, дров и антрацита. Именно от этих видов топлива обычно образуются большие языки пламени, что ещё раз подтверждает нашу теорию и объяснение такого странного конструктива, который кстати сильнейшим образом влияет на центр тяжести. Конструкция этого аппарата для производства тепла довольно сложная, и его транспортировка из одного пункта в другой может быть затруднительной. Дело в том, что у него высокий центр тяжести, что не всегда нравится транспортным компаниям. Из-за этого котлы часто роняют, а чугун — хрупкий материал, поэтому последствия могут быть необратимыми: течь и дорогостоящий ремонт, что в текущей экономической ситуации может быть крайне невыгодно.

Современные газовые котлы и горелки оснащены низкоуровневым пламенем, что обеспечивает эффективный нагрев стенок теплообменника, который был разработан специально для сжигания данного вида топлива. Однако для котлов с котлами-потребителями горячей воды (КЧМ) такие горелки не подходят. Для них была создана специальная конструкция ГГУ трёхрожкового типа, модель Контур. 

Каждый рожок изготовлен из чёрной стали диаметром примерно 45-50 мм и имеет полый внутренний объём. Конструкция ГГУ отличается простотой, в ней отсутствуют какие-либо диффузоры или рассекатели. Коэффициент полезного действия данной горелки низок, а вот высота пламени как раз таки очень высокая, что напоминает нам эффект горения не самого эффективного для обогрева зданий твёрдого топлива. 

Для обеспечения лучшей циркуляции и равномерного прогрева котлов мощностью до 40 кВт, рекомендуется подключать их сзади. В котлах мощностью более 40 кВт подключение должно быть комбинированным: сзади подключается вход (обратка), а спереди — выход (подача).

Такой способ подключения особенно эффективен для котлов с большими и длинными теплообменниками, так как позволяет равномерно прогревать весь пакет чугунных секций снизу вверх.

3. Обслуживание и ремонт.

Секционность чугунного теплообменника даёт возможность быстро и относительно недорого выполнять ремонт. Взаимозаменяемость секций ввиду их точного совпадения по точкам соединения (ниппельным отверстиям) позволяет использовать секции от разных котлов, разных лет производства. Главное знать, что всего было 3 модификации секций котлов серии КЧМ-5. (КЧМ-5, КЧМ-5 К и КЧМ-5 К с большим ниппельным отверстием под установку электротэна). Также Кировский завод выпускал газовые котлы серии КЧМ-7. Это совершенно другая конфигурация секций, никакого отношения к КЧМ-5 не имеет. Таким образом получается, что секция КЧМ-5 не подойдет для ремонта котла КЧМ-5К, но котел КЧМ-5 изготовленный в 90-х годах XX века на Кировском заводе, можно отремонтировать, применив секцию 2025 года производства Борисоглебска.

Дополнительным плюсом разборной конструкции является возможность в летний период, когда котел не работает на отопление, выполнить механическую очистку теплообменника от загрязнений. Главной проблемой, приводящей к выходу из строя котла, является накипь и отложения во внутренних водяных полостях теплообменника. Они значительно снижают теплоотдачу от чугунных стенок секций дальше теплоносителю. В результате, металл перегревается, структура нарушается и образуется течь. Заварить сваркой эту трещину получится только на небольшое время (ниже мы поднимем эту тему более подробно), так как эта область будет опять перегрета из-за плохого теплообмена. В классических котлах приходится заменять теплообменник полностью. Это очень дорого, так как стоимость нового теплообменника составляет примерно 70% от стоимости нового котла. В секционных котлах всё по-другому. Можно заменить только ту секцию, в которой возникла проблема. Дополнительно можно поменять местами секции так, чтобы в самой теплонагруженной части топки поставить секции, которые раньше стояли по краям и работали не полностью. Механическая очистка неразборного теплообменника затруднительна. Невозможно добраться до середины теплообменника, а там наиболее вероятно образование накипи. Секционный теплообменник, разобранный на части, представляет собой набор небольших секций, которые легко доступны для осмотра и обслуживания. Это позволяет ежегодно, после проведения профилактических работ, запускать отопительный сезон с котлом, который работает почти как новый.

Для выполнения таких работ требуются определённые навыки и инструменты, такие как физическая сила, специальные инструменты, стяжные болты и многое другое. Поэтому лучше доверить это дело профессионалам, которые занимаются обслуживанием котлов подобного формата.

4. Высокое рабочее давление теплоносителя.

Чугунный теплообменник обладает ещё одним положительным свойством. За счет значительной толщины стенки секций в пакете теплообменника, он выдерживает значительное водяное давление. Паспортное значение давления воды в котле составляет 4-6 атмосферы. Это в 2 раза больше, чем у любого бытового котла со стальным теплообменником. Исключением являются только стальные гидронные котлы, например AR-S, в которые могут работать тоже с давлением воды до 6-8 атм. включительно, а испытуемое на заводе вообще достигает 13 очков. Превышение давления в системе отопления является большой опасностью для стальных котлов. Там используется сталь, в основном, толщиной 2 мм., в некоторых моделях 3 мм. При превышении давления более 3 атм. происходит деформация стенок теплообменника, увеличиваются нагрузки на сварные швы, изделие может дать течь - пластинчатые и жаротрубные теплообменники буквально распирает и надувает изнутри как воздушный шарик - эксплуатация после этого проблематична, проще сказать НЕВОЗМОЖНА. Поэтому в отоплении широко распространены группы безопасности и отдельные сбросные клапаны. В основном они как раз настроены на сброс давления более 3 атм. Возможность держать большое давление в системе, позволяет применять мощные насосы и отапливать здания с большой этажностью и (или) с протяженными теплотрассами.

5. Универсальность применения топлива.

Изначально котлы КЧМ-5 разрабатывались для сжигания твердого топлива. Секции рассчитаны на движение дымовых газов и большим содержанием твердых частиц (сажи). В верхней части котла предусмотрена специальная крышка чистки конвективных каналов для быстрого доступа в котел, осмотра и очистки. С развитием в стране газификации, появилась необходимость эксплуатировать уже установленные в большом количестве котлы серии КЧМ-5 (К) на природном газе, а также продавать универсальные комбинированные котлы на газе и твердом топливе. Для решения этой задачи, в короткие сроки были разработаны, испытаны и внедрены в производство газовые горелки для котлов КЧМ-5. Котел получился универсальный. В случае отключения подачи газа, котел можно было перестроить на сжигание твердого топлива (дрова, уголь) в течении часа. Таких моделей котлов в России даже сейчас очень мало, чтобы котел имел чугунный теплообменник и работал на дровах и газе. Единственным минусом обновленной конструкции для сжигания газа является не высокий КПД. Это связано с тем, что котел строился под твердое топливо и поверхности теплообмены не такие большие как для газового котла. Отличие сжигания газа и твердого топлива в том, что во втором случае образуется много сажи. Если сделать узкие проходы для дымовых газов, теплообмен и КПД будут лучше, но эти газоходы забьются сажей и котел перестанет работать. Поэтому в основном не объединяют в одном котле газовый и твердотопливный вариант эксплуатации. Исключением являются, наверное, только котлы КЧМ-5 и КЧМ-5 К.

Но у котлов КЧМ-5, КЧМ-5К есть и свои недостатки. Как уже было сказано ранее, это малый КПД при работе на газе. Все твердотопливные котлы, за исключением самых современных пиролизных котлов, характеризуются не высоким КПД. (65-80%). А газовые котлы имеют в среднем КПД 85-95%. В линейке котлов производства Кировского завода существовала серия КЧМ-7 Гном. Это исключительно газовые котлы. Их нельзя перестроить на твердое топливо. КПД у них достаточно высокий 90%, секции рассчитаны для работы только с чистыми дымовыми газами без сажи, что обеспечивает только газ. Такие характеристики нельзя получить на котле КЧМ-5 (5К), при переводе на твердое топливо он перестанет работать. Поэтому в 5-й серии КЧМ газоходы большего сечения, что позволяет работать на всех видах топлива, но теряется КПД в газовом режиме работы, иначе говоря другими словами - ВАШЕ ТЕПЛО ПОПРОСТУ УЛЕТАЕТ В ТРУБУ. 

Второй значительный минус котлов КЧМ 5, 5К и 7 Гном - опасность подачи в обратку холодного теплоносителя. Это относится не только к котлам КЧМ, но и ко всем котлам с теплообменником из серого чугуна. Свойства этого материала такие, что если нагреть серый чугун, а затем резко охладить, то он лопнет. В некоторых зарубежных котлах по этой причине для отливки секций применяют другую марку чугуна не хрупкую от перепада температур. Если квалификация персонала котельной высокая, то они никогда не допустят ситуацию, когда в раскаленный котел поступает холодная вода, даже в случае аварии или другой какой либо внештатной ситуации.

Понимая все преимущества разборной модульной конструкции теплообменника и учитывая недостатки, которые существуют у чугунных секций был разработан и запатентован стальной модульный теплообменник. Основой конструкции является стальная оребренная труба с толщиной стенок 4 мм. Специальное замковое соединение секций позволяет получать все плюсы разборного теплообменника, а стальная конструкция на реагирует на перепад температур в котле и не лопается. Получается, практически, идеальный котел. Отопительное оборудование с таким конструктивным решением производится в России на заводе LUTEX г. Туймазы Республика Башкортостан.

Низкое качество современного литья в КЧМах

Комментарий нашего клиента в сети интернет: "Когда то я работал на этом заводе. Мало того, я работал в цеху где собирали эти котлы. Эти КЧМ 3.5,7 Гномы и т. д. Слабое место у всех этих котлов течь по местам жеребёек. Т. е. когда стержень ложился в полу формы и заливался чугуном образовался разнородный металл. Практически всё котлы, потели, по местам жеребеек. Поэтому завод и обанкротился."

Наш комментарий: "Все литейные производства, которые работают по технологиям литья, аналогичных тем, которые применялись на Кировском заводе, сталкиваются с течью секций в местах установки жеребеек. Это одна из основных проблем производства изделий из чугуна с внутренними полостями (пустотами). Еще раньше Кировский завод производил секции котлов Универсал-6 и Универсал-РТ, где существовала таже проблема. Сама жеребейка изготавливается из стали. Лучшим решением является нелегированная низкоуглеродистая сталь. Главное, чтобы жеребейка была чистая, без постороннего мусора и ржавчины. Во время заливки песчаной формы, жидкий чугун плохо "смачивает" некачественную стальную жеребейку, адгезии практически нет, появляются газовые раковины и через эти микро поры потом проходит вода, образуя течь или потение. Для решения вопроса защиты от ржавчины на жеребейку наносят оловянное покрытие (обычно гальваническим способом) которое хорошо взаимодействует с расплавленным чугуном и защищает сталь от окисления (ржавчины). Однако жеребейки с защитным покрытием стоят дорого, и на заводе часто применяли низкокачественные жеребейки без покрытия, приводящие к большому проценту брака готовой продукции."

Можно ли заварить чугунную секцию если есть течь?

Очередной комментарий читателя из нашего блога: "Товарищь у меня варил подобные трещины спецэлектродом по чугуну в 1977 году в СССР. А я заклеил серьезную трещину смесью эпоксидки и чугунного порошка."

Вот наш официальный ответ: «В прошлом было множество попыток сварить чугун, но они не увенчались успехом. К сожалению, за последние 50 лет люди так и не научились успешно варить именно тот вид чугуна, который используется в секционных котлах.

Вы, вероятно, путаете ситуацию с обычными стальными теплообменниками, где процесс сварки гораздо проще. Однако даже в этом случае нет гарантии, что шов если постоянных тепломеханических расширений и нагрузок продержится дольше одного отопительного сезона.

Также не стоит сравнивать сварку чугунных деталей медными электродами с процессом сварки котельного оборудования. Обычно такую технологию применяют для статических деталей, в то время как котёл постоянно нагревается и остывает, а внутри находится теплоноситель, который может быть разным (вода или антифриз). Это создает особые условия работы, которые могут привести к деформации.

В котлах используется серый тонкостенный чугун, который плохо поддаётся сварке и склонен к трещинообразованию. Даже если удастся заварить дефект, при эксплуатации котла могут возникнуть значительные перепады температуры и давления, что может вызвать дальнейшее растрескивание. Учитывая все эти факторы, мы не рекомендуем проводить такой эксперимент.

Также не стоит сравнивать сварку котельного оборудования и сварку чугунного блока двигателя. Это сложный процесс без гарантий. Если бы чугун на котлах успешно варили, то чугунолитейные заводы в стране по производству сопутствующих деталей давно бы остановились. Однако они продолжают наращивать обороты с невероятной скоростью».

Другие чугунные аналоги котлам КЧМ-5

Если вы рассматриваете котлы на твёрдом топливе, обязательно обратите внимание на котлы Kentatsu MAX. Они в 1,5 раза дешевле, чем КЧМ.

В производстве этих котлов используются современные технологии литья под давлением, что обеспечивает равномерную толщину стенок секций. Это защищает основную конвективную часть котла от локальных перегревов.

Кроме того, секции соединяются между собой под давлением пресса в 5 тонн с использованием специального запатентованного герметика. При закипании котла этот герметик меняет свою структуру, и избыточное давление испаряется через образовавшиеся ниппельные щели, защищая тело секций от растрескивания чугуна.