Автономные обогреватели: Тепло и сухо

Помните, как возмущался великий Менделеев: «Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями!» А ведь тогда масштабы добычи и сжигания этого ценного химического сырья не шли ни в какие сравнения с нынешними. Да и сегодня, когда почти весь транспорт питается нефтепродуктами, топить котлы и бойлеры мазутом считается роскошью от нищеты и безысходности – в развитых странах используют куда более дешевые и возобновляемые источники энергии. Но все эти макроэкономические истины перечеркивает простая житейская ситуация: ночь, мороз, КАМАЗ с фурой на обочине трассы… И водитель, стоящий перед дилеммой: использовать ли в качестве отопительных котлов цилиндры двигателя, устремив параметр мгновенного расхода топлива в бесконечность, или, затянув «в той степи-и глухой за-амерзал ямщик…», повторить судьбу героя народной песни?

Деньги в трубу

На холостом ходу камазовский мотор съедает около 8 литров топлива в час, да и двигатели большинства тягачейиномарок, молотя на месте, особой экономичностью не отличаются. Несложные подсчеты показывают, что даже в умеренном климате средней полосы России на обогрев кабины во время ночных стоянок ежесе-зонно улетают «в трубу» минимум 60 000 рублей! С каждой машины. И это без учета расходов на преждевременный капремонт мотора, сотни часов трущего поршнями цилиндра вхолостую. Чего уж говорить про наши северные регионы, где во вре-мена государственной солярки была «добрая» традиция заводить движок в конце октября, чтобы заглушить его в начале апреля… Обойтить без такого варварства помогали предпусковые подогреватели, причем для грузовиков в армейском исполнении выпускали «автономки» с подводом продуктов горения к поддону картера двигателя, что, при отсутствии нынешних масел, обеспечивало расплавление гелеобразного М8Г2 и последующий пуск даже в треску-чий мороз. Однако предпусковик не решает проблему отопления кабины – гоняя нагреваемый антифриз по системе охлаждения, он рассеивает большую часть мощности – как минимум 14 КВт из 15 развиваемых – в моторном отсеке, то есть, отапливает, в основном, окружающую среду. К тому же, штатную камазовскую «печку» предпусковик будет нагревать одновременно с тяжеленным мотором, то есть очень долго и максимум – до 60 градусов. Что в сильный мороз явно недостаточно – даже за рулем сидеть будет холодно, не говоря уже про спальное место. Да и рев 15-киловаттной горелки не очень-то способствует крепкому и здоровому сну. Есть у автономных жидкостных нагревателей и объективный технический недостаток – высокое (90–130 Вт) потребление электроэнергии водяным насосом – нередки случаи, когда старенькая батарея под утро оказывается полностью «посаженной», и вместо выезда на линию в теплой кабине водителя ожидает возня на морозе с проводами и «катюшей». Не случайно при заводской опционной установке предпусковиков, например, на немецкие автомобили, в комплект к подогревателю обычно идет дополнительный аккумулятор. Другое дело – воздушный «автономник», работающий по принципу фена, как, кстати, его и называют на шоферском сленге. Охлаждение теплообменника потоком воздуха, забираемого из кабины, и выходящего, естественно, обратно в кабину, не столь интенсивно, как жидкостью, поэтому при равной мощности «фен» получается более габаритным, нежели предпусковик. Но ему и не нужна мощность последнего, ибо почти вся энергия от сгоревшего топлива (за исключением 3–5%, что уносятся нагретыми до 300–400о С выхлопными газами) выделяется в виде тепла в кабине автомобиля, рассеиваясь потом в окружающую среду ее стенками и стеклами. Двух киловатт «воздушнику» вполне достаточно, чтобы устроить водителю магистрального грузовика или машинисту автокрана, экскаватора и т. д. настоящий «ташкент». При мощности 4 КВт тепла с избытком хватит даже при зимней ночевке в Якутии, ну а 8–9-киловаттные агрегаты отапливают салоны больших автобусов. В разы меньший объем пламени обеспечивает бесшумность работы – никакого рева «паяльной лампы», как у жидкостного отопителя, нет и в помине. Энергию от аккумулятора расходуют лишь маломощные потребители – даже в 4-киловаттном режиме максимальной отдачи ток от 24-вольтовой батареи не превышает 2 А, а при мощности 1,5 КВт – всего 0,5 А. То есть, за длинную зимнюю ночь аккумулятор не потратит и двадцатой доли своей емкости. Расход же топлива в таком умеренном режиме составит около 0,2 литра в час, то есть в 40 (!) раз меньше, чем у камазовского мотора  на холостом ходу. Но не только экономия играет в пользу автономного отопителя – немаловажна и растущая нетерпимость общества к загрязнению воздуха. Европейская культура постепенно проникает в среду наших дальнобойщиков – многие из них, поездив по миру и установив в кабины всяческие «эйртроники», уже начали забывать, как когда-то кашляли по ночам, вдыхая сизый дым от своего и соседских дизелей. Сегодня, не заглушив на коллективной стоянке движок, вы рискуете уже через пять минут услышать стук бейсбольной битой в дверь. А пристроишься со своим тарахтением на ночлег в городе, пустая бутылка будет брошена с балкона сразу «на поражение» – в крышу кабины. Без предупредительного броска на асфальт… И пусть вас не удивлет, что именно немцы, с их теплыми, около ноля градусов, зимами, поднаторели в производстве автономных отопителей. Да, в Европе дальнобойщики – все поголовно – спят в комфортабельных трехзвездочных мотелях, но постоять часок-другой на складе или таможне под промозглым балтийским ветром им тоже приходится. А чем еще согреешься, если не «феном», когда молотить на холостых закон запрещает? В России же путь распространения воздушных отопителей мучителен, долог и тернист – в народе такого типа «печка» стойко ассоциируется со словом «Запорожец» и субъективно воспринимается, как вещь, некачественная уже по своей сути. У бывалых шоферов свежи еще в памяти картины внезапно задымивших прямо на ходу «горбатых» и «ушастых», а у кого-то навеки запечатлелось зрелище горящей бензиновой дорожки, бегущей вслед за машинкой с ничего не подозревающим водителем… Чрезвычайная капризность автономных обогревателей (их для мелитопольских микролитражек выпускал шадринский автоагрегатный завод) вынуждала владельцев искать любую альтернативу, вроде намотки толстенной медной проволоки на выхлопные трубы для непосредственной передачи тепла в салон – лишь бы избавиться от ненавистного, досаждающего запахом бензина и гари агрегата. Но прошли годы, накатила волна «бэушных» иномарок, в том числе, микроавтобусов, и Россия наконец-то познала, что такое автономный отопитель, «сделанный руками». Умелыми руками…

Все гениальное просто

Итак, рассмотрим подробно устройство «воздушника». Принцип работы у изделий разных производителей один и тот же – топливо, подаваемое выносным электромагнитным насосом, врезанным в магистраль поближе к баку (нагнетать всегда легче, чем всасывать), дозировано, под управлением электроники, поступает в камеру сгорания, а точнее, на испаритель. Последний представляет собой жаропрочное тело с достаточно большой площадью поверхности – обычно это пакет проволочных сеток из тугоплавкой «нержвавейки». Перед испарителем установлена электрическая свеча накаливания с керамическим стержнем (открытые спирали ушли в прошлое). Воздух в камеру сгорания подает нагнетатель, приводимый валом электродвигателя, там же, у входного, холодного торца отопителя, находится электронный блок управления – его микросхемам перегрев не грозит. Ребра на наружной поверхности теплообменника, куда поступают раскаленные газы из камеры сгорания, обдуваются воздухом из кабины – его гонит вентилятор, закрепленый на валу электродвигателя позади крыльчатки нагнетателя. К пульту управления, установленному на панели приборов, от блока проложен жгут проводов, а поскольку канал связи на современных агрегатах обычно цифровой, хватает всего трех жил: «плюса», «минуса» и сигнальной. Поворотным регулятором или кнопками на пульте можно задать несколько режимов работы отопителя – в зависимости от выбранного процессор установит требуемую скорость вращения вентилятора и объем подачи топлива. За поддержанием температуры следят датчики: один может быть встроен в пульт управления или на входе воздушного потока в отопитель, другой – выносной, и его ставят, например, у спального места, протягивая туда отдельный жгутик проводов. Датчик перегрева теплообменника (термо-выключатель) – страховочный элемент, он посылает сигнал на блок управления, требуя прекратить подачу топлива.

При включении отопителя процессор диагностирует все системы и запускает программу. Напряжение на свече накаливания плавно повышается, затем в камеру сгорания подается топливо и воздух, начинается процесс горения, контролируемый блоком управления по сигналам встроенного в теплообменник датчика пламени. Когда горение стабилизируется, свеча отключается, и в дальнейшем пламя поддерживается непрерывной подачей топлива. Если по каким-либо причинам розжиг не произошел – например, из-за загустения летнего дизтоплива в мороз, весь цикл автоматически повторяется. После двух неудачных попыток отопитель автоматически выключается, на пульте управления загорается индикатор, и по команде процессора нагнетатель в течении нескольких минут продувает камеру сгорания. После чего можно вновь повторить попытку розжига. Впрочем, если топливо соответствует сезону, то такие нештатные ситуации на современном, проходящем регулярную чистку от нагара, отопителе крайне редки, и после розжига блок управления поддерживает горение на максимальном режиме, сравнивая значение температуры, заданной водителем на пульте управления с температурой воздуха в кабине. Если последняя ниже заданной, отопитель продолжает работать на «полном газу», а когда она достигнет желаемой, подача топлива снижается. Бывает, что в кабине становится даже жарче, чем требуется – тогда процессор дает топливному насосу передохнуть, а нагнетателю приказывает продуть камеру сгорания свежим воздухом. Когда температура упадет, например на 2 градуса ниже заданной регулятором, – поступает цифровая команда: «Махмуд! Зажигай!», и процедура разогрева свечи с последующей подачей топлива возбуждается по вышеописанному сценарию. Как видим, заявляемая автономность воздушных отопителей всех, без исключения, фирм весьма условна, поскольку любой такой агрегат жестко привязан к аккумулятору автомобиля, и смерть батареи вдали от населенных пунктов чревата смертью и водителя. Тем не менее, конструкторы не спешат создавать полностью независимые «фены», хотя, на первый взгляд, технических препятствий к этому нет. Действительно, что там какие-то 40 ватт, потребляемых от батареи, если при сгорании топлива выделяются избыточные 2 киловатта? Почему нельзя вращать вал потоком горючих газов, зачем «фену», вообще, нужен электродвигатель? А термопара вполне потянет и топливный насос, и электронику. Поджиг – пиропатроном. И никакого аккумулятора не надо. Увы, не все так просто. Отдаленное сходство «воздушника» с газотурбинным двигателем ничего не значит, и, заставив пламя не только греть, но и вращать,мы наживем практически нерешаемую проблему шума. То есть, спать придется под реактивный вой. Не говоря уже про неизбежные сложности с отбором тепла от отработавших газов, ведь «печка», поедающая топливо, как самолет, никому не нужна. Да и по уровню техники турбина и фен, мягко говоря, отличаются – отопитель кабины тысяч эдак за двадцать (евро) вряд ли найдет спрос. Так что, в обозримом будущем полностью автономных «воздушников» ждать не приходится.

Воздушный обогреватель: выбери меня

А теперь об особенностях отопителей конкретных марок. Немецкие «автономки» Webasto и Eberspaeher считают эталонными – многие из технических решений, внедряемые инженерами этих фирм, регулярно появляются на изделиях конкурентов – по лицензиям или без оных. Главная особенность породистых немцев – цельнолитой алюминиевый теплообменник, такая конструкция обеспечивает наилучший КПД агрегата, но требует достаточно высокой культуры производства. Цены отопителей обеих фирм примерно одинаковы – около 29 000 рублей за 2-киловаттный «воздушник»  и около 37 000 рублей за 3,5–4-киловаттный. Одно из непринципиальных отличий разных конструкторских школ – в форме испарителя: Webasto располагает его по периметру камеры сгорания, а Eberspeher – на торце. В активе Webasto – бесщеточный электродвигатель, низкошумный вентилятор и камера сгорания с жаростойкой металлокерамической прокладкой. Широкий диапазон допустимых положений позволяет устанавливать отопитель под углом до 90 градусов от горизонта. «Конек» Webasto – удобная диагностика: по сигналам переключателя или таймера, по анализу выхлопных газов или с помощью компьютера. Система самодиагностики отображает неисправности, выдавая один из 15 кодов. Регулятор температуры – одновременно и включатель обогрева. Выносной датчик температуры на кабеле длиной до 5 м – опция. В комплект «Комфорт» входит таймер, включающий отопитель в установленное время. Air Top – так обозначает большинство моделей в своей линейке «воздушников» компания Webasto. Современные модели воздушных отопителей Eberspaecher носят название Airtronic – четырех хватает, чтобы перекрыть диапазон мощностей от 2 до 8 КВт. Среди достоинств – высокий КПД и бесшумный вентилятор с бесступенчатой регулировкой скорости вращения. В списке опции система дистанционного радиоуправления с радиусом действия до 1000 м.

Чешская фирма Brano представлена у нас двумя моделями: 2-киловатником Breeze III и вдвое более мощным Wind III. Конструкция теплообменника – как у немцев, то есть алюминиевое литье, а цены привлекательней. Регулировка температуры плавная – от 15 до 30о С, среди опций есть таймер.

«Воздушники» фирмы Mikuni – той самой, что знаменита своими карбюраторами – экзотика на нашем рынке. Конструкция добротна, поскольку базируется на лицензии от Eberspaecher, но отсутствие столь широкой, как у немцев, сети сервисных центров пока сдерживает распространение знаменитых своим японским качеством отопителей.

Старейший из отечественных производителей автономных отопителей – ШААЗ. Древняя и весьма нетехнологичная, как и положено в «оборонке», конструкция шадринских теплообменников (их сваривают вручную из нержавейки) имеет одно существенное преимущество перед немецким литьем – производственную гибкость. Освоить отопитель специального назначения и особой конфигурации заводу проще простого – был бы заказчик с деньгами. Покупателю же крупносерийного обогревателя остается уповать на квалификацию сварщиков – если теплообменник сделан на совесть, свищей и прочих отверстий, чреватых проникновением угарного газа в кабину, не будет. В производственной линейке ШААЗа остаются 5 моделей «воздушников»традиционной конструкции – мощностью от 2  до 11 КВт, и, кроме того, пошли в серию два новейших агрегата с электронным управлением: 2-х и 8-киловаттный. Но они значительно дороже, например, 02 стоит 16 000 рублей против 10 000 рублей за равный по мощности О15.

На ржевском заводе «Элтра-Термо», напротив, применили самое передовое решение, сделав теплообменник цельнолитым, как у немцев. Более того, алюминиевые ребра в нем полые, то есть, поверхность, нагреваемая изнутри горючими газами, получилась гораздо большей, чем у теплообменников зарубежных ана-логов, что дает хорошие перспективы к повышению КПД. Пока у ржевцев всего одна «воздушная» модель – «Прамотроник-4Д-24». В комплект за 13 000 рублей входит 12-литровый бачок для автономного питания «печки», разбавленной бензином соляркой – в сильный мороз.

Самарский завод «Адверс», поставляющий свои отопители «Планар» на сборку автомобилей КАМАЗ, автокранов и прочей спецтехники, предлагает «воздушники»  не только в 24-х, но и в 12-вольтовом исполнении, ведь, например, у американских грузовиков «легковое» напряжение бортсети.

Особенность конструкции – сборный из двух половинок алюминиевый теплообменник. Цена комплекта с 7,5-литровым бачком – 12 500 рублей.Особняком на рынке стоят отопители на газовом топливе – их делает немецкая фирма Truma. Спрос на такие весьма ограниченный, но для старенького бензинового тягача, переоборудованного на пропан-бутан,ничего лучше 2,4-киловаттного агрегата Trumatic E 2400 не придумаешь.