Газовые котлы принцип работы: Как работает газовый котел: устройство, схема, режимы
Газовый котел — источник тепла для систем теплоснабжения. Это устройство, предназначено для преобразования энергии полученной от сжигания газа в тепло для нагрева водяного теплоносителя системы отопления.
Устройство газового котла обеспечивает реализацию главной задачи — эффективность и надежность автономных систем теплоснабжения, при минимальном участии со стороны пользователя.
СодержаниеПоказать
Как устроены газовые котлы
Основные узлы газового котла
Принципиальная схема устройства газового котла отопления, практически, идентичная для большинства модификаций. Это значит, что главные блоки, из которых собираются котлы и принцип работы газового котла отопления у них одинаковые:
- Газогорелочное устройство, выполнено в виде перфорированной прямоугольной конструкции. Внутри которой расположена форсунка. Через нее поступает газовое топливо для сжигания в топочной камере. Эффективность горения обеспечивается благодаря равномерному распределению топлива по всей поверхности горения.
- Теплообменный аппарат – стальной короб с развитой трубной поверхностью нагрева. При сгорании газа, выделяющееся тепло нагревает стенки теплообменника, по внутреннему контуру которого протекает греющий теплоноситель. От соприкосновения с горячими поверхностями, бойлер нагревает воду, которая позже отдает свое тепло в отопительной системе. В одноконтурных котлах размещен один теплообменный аппарат, для контура отопления. В двухконтурном — два, в том числе теплообменник ГВС.
- Циркуляционный насос служит для принудительного движения греющей воды в контуре отопления. Устройство присутствует только в моделях котлов с принудительной циркуляцией.
- Расширительный бачок — защитное устройство, сбрасывающее лишний теплоноситель, который образуется во время нагрева контура отопления.
- Дымоходы и комплектующие. Требования к дымоходам для газовых котлов определены правилами СНИП. В котлах атмосферного открытого типа, они подключаются к дымоходам, работающим с естественной тягой.
В закрытых топках — дымоотвод осуществляется через коаксиальную трубу. По центральной части трубы движутся дымовые газы, а по кольцеобразному сечению, с помощью с принудительной вентиляции, воздух из атмосферы нагнетается в топку.
Наличие вспомогательных узлов в котле, отличает его от газовой колонки. Устройство напольного газового котла отличается от настенного, более мощными габаритами и весом, в связи с тем, что в их конструкцию обычно входит накопительная емкость для горячей воды.
Блок автоматики управления и защиты, предназначен для регулирования режимами котла в зависимости от температуры внутреннего/наружного воздуха и защиты агрегата, при создании аварийных ситуаций.
Например, высокое давление газа или теплоносителя, отрыв газового факела, утечка воды, высокая температура греющего контура отопления или ГВС. Ее работа основывается на использовании первичных датчиков — термопары газового котла и работы трехходового клапана.
Двухконтурный котел
Двухконтурный газовый агрегат отличается от одноконтурного котла тем, в его конструкции размещен не один теплообменник для отопления, а два — первичный и вторичный.
Принцип действия двухконтурного котла
Первый размещен непосредственно в зоне сгорания газа. Его цель состоит в подогреве отопительного теплоносителя. Вторичный выполняет работу по нагреву горячей воды.
Необходимо обозначить, что функционировать синхронно в 2-х режимах двухконтурный газовый котел не имеет возможности. Это объясняет присутствие в его системе трехходового клапана, который при открытии крана горячей воды на смесителе отправляет теплоноситель в контур ГВС.
Устройство газовой горелки для котла
Горелочное устройство газового котлоагрегата классифицируется по следующим типам:
- Одноуровневая, способна работать только в двух вариантах — Стоп/Пуск. Несмотря на низкую рентабельность и пониженный ресурс использования, обладают популярностью из-за несложной конструкции и низкой цены.
- Двухуровневая, обеспечивает работу котла на двух режимах — 50/100 %. Ее достоинства ощущаются в переходной отопительный период, поскольку для обогрева жилья нет нужды использовать устройство на всю мощность.
- Модулируемая — умная система регулировки режимами котлоагрегата, которая способна самостоятельно выполнять настройку работы в диапазоне 20-100 %. Такая система обеспечивает эффективную и продолжительную работу котла. При этом его цена на порядок выше обычных отопительных аналогов с одно и двухуровневыми горелочными устройствами.
Кроме того горелки подразделяются на установки открытого и закрытого типа. При первом варианте воздух, нужный для процесса горения газа, прибывает непосредственно из комнаты, в которой располагается котлоагрегат. Воздух для закрытой топки поступает через коаксиальный дымоход с применением вентилятора для его забора из атмосферы.
Принцип работы
Принцип работы газового котла отопления довольно прост. По обратному трубопроводу из отопительной внутридомовой сети остывшая вода циркуляционным насосом подается на вход теплообменника контура отопления.
При низкой температуре теплоносителя открывается электромеханический клапан, подающий топливо на форсунку. Запальник, поджигает газ и начинается процесс горения. Котел постоянно работает на контур отопления.
Контур ГВС начинает функционировать при открытии крана на смесителе. Такая тепловая схема работы котла в летнее время делает его похожим на работу обычной газовой колонки.
Как работает конденсационный котел
Наименование «конденсационные», котлоагрегаты приобрели ввиду того, что в них реализована технология получение дополнительной тепловой энергии при модификации агрегатного состояния конденсата из пара, находящегося в уходящих газах.
Принцип действия конденсационного котла
В ходе горения природного газа в конденсационном газовом котле создается водяной пар, который в традиционных агрегатах испаряется, и выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу.
Специалисты разработали дополнительное устройство в котле — водяной экономайзер, в котором пар в уходящих газах, превращается в конденсат, при этом высвобождая дополнительное количество тепла, которое в экономайзере передается теплоносителю.
Температура с которой совершается преобразование конденсата, называется точкой росы +55 С, а технологический процесс конденсацией. Эта температура соответствует параметрам обратной сетевой воды, поступающей в котел из системы отопления. Если она будет больше +60 С, то конденсатный котел, будет работать, как традиционное устройство с низким КПД.
Кроме того конденсат — создает весьма агрессивную среду, с содержанием кислот. Поэтому для его сбора и отвода потребуется специальная система нейтрализации, которую жидкость должна пройти, перед тем, как ее можно будет сбросить в городскую канализацию.
Конденсационный котел. Источник фото: allbuildingtips.com
В целом конвекционный газовый котел дорогостоящее устройство, однако, экономия топлива до 20 %, позволяют окупить его в течение пяти лет.
Принцип работы двухконтурного газового котла
Принцип деятельности двухконтурного котлоагрегата рассчитан на 2 тепловых режима:
- отопление;
- ГВС.
В отопительном режиме работа котла практически не отличается от однокотурного котла. Запуск горелки сопрягается с довольно продолжительным пусковым периодом, для того чтобы увеличить температуру в отопительном контуре до рабочих показателей. При достижении основного режима, приток топлива на горелку останавливается.
Температурный датчик внутреннего воздуха, позволяет автоматически регулировать температурный режим и подает сигнал на открытие газа при снижении допустимого уровня.
Современные двухконтурные котлы Бакси, кроме внутреннего температурного датчика оборудуются особенной погодозависимой автоматической системой, которая регулирует работу котла по температуре наружного воздуха за окном здания.
Горелка увеличивает температуру греющей воды, циркуляцию которой по трубопроводам системы отопления обеспечивает циркуляционный электронасос. Встроенный в систему трехходовой клапан переключает движение теплоносителя по отопительному контуру или в систему ГВС.
Сегодняшние нагревательные двухконтурные котлы оборудованы автоматическими системами регулирования и безопасности. Датчики по пламени и тяге в аварийных ситуациях способны перекрыть подачу газа на котел через электромагнитный клапан, тем самым не допустив созданию повышенной концентрации газа, в помещении котельной.
Этот механизм не только перекрывает подачу газа, но и сообщит окружающим об опасности, с использованием звуковой и световой сигнализации, а также запустит вытяжную вентиляцию, чтобы уменьшить содержания метана и угарного газа в воздухе.
Правила эксплуатации
Во время эксплуатации газового котлоагрегата открытого типа нужно гарантировать достаточную подачу воздуха, для того чтобы обеспечить полноту сжигания газа.
В противном случае КПД агрегата будет низким, а объем несгоревшего газа большим, с возможным выбросом в помещение. В топках закрытого типа, также важно следить за достаточностью воздуха и работоспособностью дутьевого вентилятора.
Основные правила по безопасной эксплуатации отопительного котла, работающего на газовом топливе при возникновении запаха газа:
- немедленно перекрывают газовый кран на горелочное устройство;
- открывают окна для проветривания;
- в котлах закрытого типа включают принудительную вентиляцию в системе дымохода газового котла;
- не пользуются электровыключателями и спичками;
- немедленно перекрывают открытое пламя;
- сообщают об аварийной ситуации в газовую службу.
Автономное отопление набирает популярность, для многих домовладельцев оно стало такой же необходимостью в холодный период года, как система кондиционирования летом – доступный уровень комфорта в жилых помещениях, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность.
Главную функцию в этом выполняют современные котельные установки – технологичные, инновационные агрегаты способные решать многоуровневые тепловые задачи.
особенности, устройство и отзывы :: SYL.ru
Многие владельцы частных домов хотят подробнее узнать о принципе работы газовых котлов, так как именно эти устройства используются в качестве основных элементов отопительной системы. Это связано с относительной дешевизной применяемого топлива в виде природного газа. Кроме того, рассматриваемые приборы имеют небольшие габариты и безопасны в эксплуатации.
Базовые элементы конструкции
Прежде чем коснуться непосредственно принципа работы газовых котлов отопления, следует ознакомиться с их строением. Обычно устройства состоят из следующих элементов.
- Горелка обеспечивает нагрев теплоносителя. Газ подается в камеру сгорания посредством специальных форсунок, которые позволяют равномерно распределить пламя.
- Теплообменник отдает тепловую энергию жидкости, циркулирующей в отопительной системе.
- Система автоматики предназначается для безопасности и управления режимом работы.
- Приспособление для отвода отработанных газов.
Иногда в котел встраивается циркуляционный насос, позволяющий обеспечивать принудительное движение теплоносителя в трубах системы отопления. Однако такие модели стоят дороже. Они не пользуются популярностью у потребителей. Чаще всего насос устанавливается отдельно.
Принцип работы газового котла отопления: схема нагрева
Основная функция отопительного оборудования заключается в подогреве теплоносителя путем прямой передачи тепловой энергии, которая образуется в ходе горения газообразного вещества. Для наглядности ниже рассматривается процесс работы одноконтурного устройства, неспособного обеспечивать нагрев воды для потребительских нужд.
Газ, подающийся под определенным давлением из магистральной сети, попадает в специальную камеру, где и происходит его возгорание. Важно, чтобы данный процесс был полностью безопасным. Мощность горения контролируется при помощи различных датчиков и системы автоматики.
При появлении пламени происходит выделение значительного объема тепла. Оно передается отопительной системе непосредственно через теплообменник, внутри которого циркулирует рабочая жидкость. Нагрев осуществляется снаружи. На теплообменник воздействует струя горящего газа. В качестве материала для этого элемента используется чугун, сталь или медь.
Отвод продуктов сгорания
С устройством и принципом работы газовых котлов примерно стало все понятно, но необходимо понимать, как работают другие важные узлы отопительного агрегата. Немаловажную роль играет система удаления продуктов сгорания. Она может быть открытого или закрытого типа. В первом случае отработанные газы выходят через дымовую трубу системы вентиляции. Что касается подачи воздуха, то она осуществляется из помещения, где установлен прибор без каких-либо дополнительных приспособлений. Турбинные горелки относятся к конструкциям закрытого типа. Они обеспечивают принудительный забор воздуха и отвод газов посредством специальных трубопроводов.
Функционирование системы автоматики
Используемые принципы работы автоматики газовых котлов призваны обеспечить безопасную эксплуатацию и добиться поддержания определенной температуры теплоносителя на протяжении какого-то времени. Приборы оснащаются всевозможными датчиками и терморегуляторами.
Автоматические системы защиты позволяют отключать подачу газа при его временном отключении. Система просто перестанет работать. Ее будет необходимо перезапустить вручную сразу после возобновления транспортировки газа по сетевой магистрали. Это можно сделать за несколько минут.
Современные модели имеют энергосберегающие функции, а также способ защиты от замерзания. Температурный режим теплоносителя регулируется посредством специальных датчиков. Если столбик термометра снизится до 5 градусов, то включение котла произойдет автоматически для прогрева.
Новые модели начали оснащаться системами самодиагностики. В процессе эксплуатации анализируется состояние основных узлов, после чего информация передается на дисплей посредством кодов ошибок. Такой технологичный способ позволяет выявить около 90 процентов вероятных неисправностей.
Принцип работы двухконтурных газовых котлов
Часто требуется не только отопить какое-то помещение, но и обеспечить нагрев воды для бытовых нужд. В этом случае помогут двухконтурные газовые котлы. Принцип работы таких устройств практически не отличается от одноконтурных аналогов. Однако есть дополнительные элементы.
Нагрев воды в контуре ГВС происходит косвенным образом. Чтобы получить горячую воду, необходимо на протяжении всего времени поддерживать определенную температуру в основном контуре для отопления. При нагреве воды будет работать и отопительная система. Такой вариант неприемлем летом, поэтому на обратном трубопроводе устанавливается кран, способный прерывать циркуляцию теплоносителя. В этом случае нагревать будет только вода.
Как функционируют конденсационные устройства?
В обычных приборах продукты сгорания минуют теплообменные поверхности и отдают часть энергии рабочей среде отопительной системы. Отработанные газы отводятся через обычный дымоход. В данном случае теряется определенная часть тепла в виде водяного пара, появившегося при сжигании топлива.
Принцип работы конденсационных газовых котлов несколько отличается. Устройства способны использовать скрытую энергию водяного пара. Они оснащены нагнетающим вентилятором, который имеет изменяемое количество оборотов. В связи с этим камера сгорания является закрытой. Выброс отработанных газов производится при помощи коаксиального дымохода.
Изменяемое число оборотов вентилятора позволяет регулировать соотношение газа и подаваемого воздуха. Конденсационный котел не во всех случаях функционирует с максимальной отдачей. Чтобы прибор работал в экономичном режиме, необходимо поддерживать температуру теплоносителя на обратном трубопроводе менее 57 градусов.
Коэффициент полезного действия конденсационного устройства повышается с уменьшением рабочей температуры отопительной системы. В других ситуациях эффективность несколько снижается. Поэтому такой прибор уместен при использовании с теплыми полами, где рабочий диапазон температур колеблется в пределах 40-45 градусов.
В отличие от обычного котла, конденсационный аналог обладает теплообменником большей площади. В нем отработанные газы охлаждаются до температуры ниже 40 градусов. Процесс конденсации происходит непосредственно в теплообменнике, поэтому он изготавливается из материалов, устойчивых к коррозии.
Как работают настенные приборы?
Для небольших домов вполне подойдут настенные газовые котлы. Принцип работы их примерно тот же, но используются менее габаритные детали и дополнительные элементы в виде циркуляционного насоса и мембранного бака. От обычных аналогов они отличаются компактными размерами.
Как и в случае с напольными конструкциями, настенные газовые котлы могут быть одноконтурными или двухконтурными. Они могут быть оснащены закрытой или открытой камерой сгорания. Устройства фиксируются на стене при помощи специальных кронштейнов.
Принцип работы газового котла настенного типа базируется на наличии сложной системы автоматики, которая считается наиболее капризным блоком в плане технического обслуживания. Она часто дает сбой в процессе эксплуатации устройства. Своими руками отремонтировать ее проблематично, поэтому приходится вызывать специалиста, что приводит к дополнительным расходам.
Правила эксплуатации
Как видно, принцип работы газового котла не так прост, поэтому при использовании необходимо придерживаться ряда правил.
- Первый запуск устройства должен осуществлять только технический работник специализированного учреждения. Он протестирует корректность работы всей системы.
- Многие пренебрегают проведением ежегодного обслуживания, но делать этого не стоит. Своевременное удаление загрязнений из камеры сгорания и устранение нагара в трубах позволяет увеличить эксплуатационный период прибора.
- Желательно избегать таких ситуаций, когда температура поднимается выше 90 градусов. Это может быть губительно для устройства. При эксплуатации рекомендуется придерживаться диапазона от 65 до 90 градусов.
- Для избежания аварийных ситуаций в ходе работы котла от повышения давления следует подсоединить группу безопасности, состоящую из манометра, приспособления для отвода воздуха и предохранительного клапана.
- Если при использовании превышен период эксплуатации, отраженный в техническом паспорте, то необходимо проведение экспертизы для безопасной эксплуатации.
Отзывы об устройствах в заключение
Понимая принцип работы газового котла, можно сделать осознанный выбор в пользу той или иной модели. Однако самое главное заключается в определении мощности, которая необходима для нормального отопления жилого дома. Она рассчитывается с учетом общего объема помещений и уровня теплоизоляции ограждающих конструкций. Показатели мощности газового оборудования указываются в техническом паспорте.
Потребители оставляют множество положительных отзывов о настенных устройствах. Они отмечают их компактность и эффективную систему автоматики. При выборе места установки проблем не возникает. О напольных приборах отопления положительно высказываются владельцы больших домов, где есть возможность выделить отдельное помещение для агрегата.
Все вопросы организации автономного теплоснабжения и подготовки горячей воды решаются приобретением одного котла, способного обслужить обе системы. Не зная принцип работы двухконтурного газового котла отопления, было бы нелогичного не только совершать покупку, но и эксплуатировать агрегат. Согласны?
Мы расскажем о схеме работы отопительного прибора, рассмотрим все его слабые и сильные стороны. Понимая основу действия оборудования, можно без труда пользоваться всеми его преимуществами. А в случае необходимости получится вовремя выявить сбои в работе, понять и устранить причины их происхождения.
Содержание статьи:
Устройство котла для обслуживания двух контуров
Двухконтурный газовый генератор тепла отличается от одноконтурного аналога тем, что вместо одного теплообменника, имеет два, именуют их в технической терминологии первичным и вторичным.
Первый, т.е. первичный теплообменник, расположен непосредственно в зоне горения пламени. Его задача заключается в нагреве теплоносителя для функционирования отопительной сети. Вторичный теплообменник отвечает за работу ГВС.
Стабильная работа отопительного прибора возможна при слаженной работе всех его составляющих. Информация об основных функциональных узлах поможет понять принцип работы оборудования
В конструкцию любого двухконтурного агрегата входят следующие стандартные элементы:
- Камера сгорания с горелочным блоком;
- Теплообменники;
- Устройства управления и защиты оборудования.
Чтобы разобраться в особенностях устройства газовых котлов двухконтурной разновидности, остановимся подробно на каждом из его конструктивных элементов.
Виды газовых горелок для двухконтурных котлов
Горелка газового котла отвечает за получение достаточного объема тепла, необходимого для функционирования отопления и контура поставки горячей воды. Тепловая энергия получается за счет сжигания топлива. Помещают горелку в камеру сгорания, в которую кроме газа нагнетается воздух. Он нужен для процесса горения.
В зависимости от рабочих режимов горелки можно классифицировать по следующим видам:
- Одноуровневая горелка. Агрегат с подобной горелкой может работать всего в двух режимах – «Стоп» и «Пуск». Подобные котлы, несмотря на низкую экономичность и сниженный ресурс эксплуатации пользуются популярностью благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости.
- Двухуровневая горелка. Отопительный прибор с такой горелкой может работать на полной и половинной мощности. Его преимущества ощутимы в теплое время года, когда для подогрева не слишком холодной воды нет необходимости эксплуатировать прибор на полной мощности.
- Модулируемая горелка. Умная система котла с подобной горелкой позволяет производить настройку и регулировку мощности. Такой котел характеризуется высоким сроком службы и экономичностью, но при этом и стоит на порядок выше агрегатов с одноуровневыми и двухуровневыми горелками.
Горелки делятся на конструкции открытого и закрытого типа. При открытом виде горелки воздух, необходимый для сжигания топлива, поступает непосредственно из помещения, в котором находится котел. Для отведения продуктов сгорания необходим дымоход, который должен обеспечивать достаточную естественную тягу.
Атмосферные отопительные агрегаты оборудуют, как правило, обычной , турбинированные – коаксиальным дымоходом. В зависимости от технических условий помещения дымовой канал ставят вертикально или сооружают под углом. Угловые варианты выводят через стену на улицу или подключают к общественной дымоотводной шахте.
Газовая горелка является основным элементом двухконтурного газового котла, она отвечает за сжигание топлива и получение тепловой энергии в необходимом количестве
Турбинированные котлы оборудованы закрытыми камерами сгорания, в которые воздух не может поступать самопроизвольно. Они безопасней и надежней в эксплуатации, но дороже и сложнее в работе. Котлам с закрытыми горелками кроме дымоотвода нужен канал, по которому в камеру подается требующийся для горения кислород.
Потому и оборудуют турбинированные котлы , ведь помимо вывода дыма они еще и втягивают с улицы свежий воздушный поток. Бывает, что для нормальной работы к закрытой камере сгорания подсоединяют два коаксиальных дымохода. Вдобавок всю конструкцию дополняют трубой для подачи воздуха.
Все подобные модели котлов оборудованы вентиляторами, обеспечивающими движение дыма, многоуровневыми системами защиты, автоматикой. Для работы перечисленных приборов и систем нужна электроэнергия. Их минусом считается энергозависимость, увеличивающая эксплуатационные расходы.
Разновидности теплообменников газовых агрегатов
Если с помощью горелки производится сжигание топлива с целью получения тепла, то теплообменник обеспечивает получение этого тепла для дальнейшей передачи воде. Как уже упоминалось, в конструкции двухконтурника присутствуют первичный и вторичный теплообменники.
Первичный теплообменник располагается непосредственно над горелкой и представляет собой оребренную трубку, изогнутую в виде змейки. Под действием пламени вода в теплообменнике нагревается и движется через трехходовой клапан далее в разводку .
Вторичный теплообменник собой представляет систему волнистых пластин, которые собраны в единый блок с двумя парами отверстий. Каждой паре отверстий отведены свои функции.
Через одну из пар протекает вода из водопровода, а через вторую движется теплоноситель, поступающий в отопительный контур. Подобная система из пластинчатого и трубчатого теплообменников именуется сдвоенной.
Первичный и вторичный теплообменник объединены в одну систему, правильность работы которых обеспечивает специальных трехходовой клапан
Существуют отопительные приборы, в которых вместо сдвоенной системы используется битермический теплообменник сложной конфигурации. Такой теплообменник изготавливают из меди, он представляет собой пару трубок, расположенных одна в другой. По внешней трубке движется теплоноситель, а по внутренней – вода для обеспечения работы ГВС.
Битермический теплообменник нагревателя теплоносителя и воды отличается сложной конфигурацией, когда трубка одного контура помещается в трубку другого контура
Котлы с битермическим теплообменником более сложны в эксплуатации, так как оба теплообменника представлены единым блоком, что затрудняет его очистку от накипи. Но такие отопительные приборы пользуются спросом, так как отличаются малыми габаритными размерами и высокой скоростью нагрева воды.
Автоматика или блок управления котла
Автоматика котла отвечает за безопасную и стабильную работу. Она осуществляет контроль температуры воды в компонентах ГВС, поддерживает температуру теплоносителя в линиях теплоснабжения. не допускает работу отопительного прибора в случае опасных ситуаций.
Агрегат прерывает работу или не включается в таких случаях:
- Сниженное давление в газовой системе;
- Отсутствие тяги;
- Отсутствие или критический перегрев теплоносителя.
Блок управления, контролирующий работу устройств защиты и автоматизации процесса, представлен набором переключателей, микросхем или их комбинацией. Помимо обеспечения безопасности и контроля температурного режима он следит за работой циркуляционного насоса и вентилятора.
Современные газовые котлы отличаются наличием интеллектуального управления, в программном обеспечении которых присутствуют различные режимы эксплуатации.
Принцип работы и специфика
Многие владельцы газового оборудования даже не задумываются о том, как реально работает газовый котел двухконтурного типа. Они ошибочно полагают, что нагрев воды и отопительного контура происходит одновременно. На самом деле все выглядит не так радужно.
Двухконтурный газовый котел не может одновременно работать в двух режимах, обеспечивая работу систем отопления и ГВС. Это и подтверждается наличием в его устройстве трехходового клапана
В нормальном режиме котел постоянно работает лишь для нагрева теплоносителя, циркулирующего в системе. При этом частота включения и интенсивность горения пламени контролируются датчиком температуры. Одновременно с горелкой производится и запуск , если действие отопительной системы не основано на естественной циркуляции теплоносителя.
Пространство в нижней части настенного котла предназначено для подводки газа, подключения холодной воды, а также отводов системы ГВС и отопительного контура
По сути, когда температура теплоносителя достигнет заданной величины, датчик посылает сигнал о снижении активности горелки. До тех пор, пока температура не опустится до заданной величины, котел будет находиться в пассивном режиме. Потом снова поступает команда от датчика автоматике на активизацию клапана подачи топлива.
Схема действия двухконтурного котла
Наличие системы ГВС немного усложняет схему работы газового котла двухконтурного типа. Нагретый горелкой , двигаясь по теплообменнику, обеспечивает нагрев пластинчатого теплообменника, по которому движется вода из водопровода.
Конструктивная схема двухконтурного газового котла с и битермическим и двумя обычными теплообменниками. В первом варианте нет необходимости в использовании двух теплообменников
Одновременное использование двухконтурной модели в режиме отопления и горячего водоснабжения невозможно. При активизации крана горячего водоснабжения благодаря трехходовому термостатическому клапану прекращается циркуляция теплоносителя по магистралям отопления. Котел переходит в режим перемещения воды по контуру с пластинчатым теплообменником, которым производится нагрев воды для бытовых нужд.
При значительном потреблении горячей воды на длительное время может быть парализована работа котла с ориентацией на отопление. Решить проблему можно двумя путями – предусмотреть установку более мощного отопительного прибора или включить в схему обустройства .
При активном использовании системы ГВС возможна установка двухконтурного котла со встроенным бойлером. В этом случае немного увеличивается расход топлива за счет того, что в паузе между циклами работы отопительной системы энергия горелки используется для поддержки температуры воды в дополнительном .
Определенный запас горячей воды во встроенном бойлере позволяет использовать систему ГВС без отключения контура отопления. В результате обе системы работают поочередно, при этом отсутствует фактор перегрева жидкости и продлевается срок жизни теплообменника.
Котел со встроенным штатным бойлером не только обеспечивает достаточный запасной объем горячей воды, но и помогает избежать длительного отключения контура отопления
Встроенный штатный бойлер позволяет в любое время получить горячую воду нужной температуры, запас которой обеспечивается в автоматическом режиме. В то время, как проточной системе ГВС требуется несколько минут для нагрева воды до требуемой температуры.
Типы исполнения газовых котлов на два контура
Особенности работы газового оборудования во многом определяется вариантом исполнения отопительного прибора. Современные котлы выпускаются в двух форм-факторах – напольные и настенные.
При выборе варианта исполнения нужно ориентироваться на размер отапливаемой площади, активность использования системы ГВС. Нужно понимать, что настенные котлы являются более компактными, но при этом имеют гораздо меньшую мощность.
Настенный газовый котел двухконтурного типа отличается компактными размерами и современным дизайном, но эффективен только при отоплении помещений небольшой площади при умеренном потреблении горячей воды
Выбор может быть оправданным, если отапливаемая площадь не превышает 200 кв.м, а суммарная производительность системы ГВС не более 14 л/мин.
Малогабаритные размеры настенного котла хоть и кажутся достоинством, на самом деле скрывают в себе много минусов. Компактность достигается за счет использования более тонких трубок теплообменника. Помимо того, что они имеют меньший срок службы, есть вероятность их засорения.
В напольных установках применяются более массивные и надежные чугунные теплообменники. Это не только увеличивает степень надежности работы отопительного прибора, но и продлевает срок его службы.
Достоинства и недостатки двухконтурных приборов
Достоинства двухконтурного отопительного агрегата состоят в следующем:
- Экономичный расход топлива. Направлением для сравнения является использование двухконтурного котла или одноконтурного с бойлером косвенного нагрева.
- Компактные размеры. Подавляющая часть двухконтурных котлов представлена настенными отопительными приборами. Их легко разместить как в подсобных помещениях, так и в малогабаритной кухне.
- Универсальность. Нет необходимости покупать дополнительное оборудование и решать вопросы с его совместимостью с котлом.
В одном агрегате уже удачно объединены в единую автоматизированную систему проточный водонагреватель, отопительный прибор и циркуляционный насос.
Очевидно, что наряду с достоинствами, присутствуют и свои недостатки:
- Невозможность одновременного действия отопления и контура ГВС. В связи с этим значительное потребление горячей воды может стать причиной снижения температуры в доме.
- Ограничения мощности настенных моделей. Компактные настенные котлы из-за минимальных размеров горелки не в состоянии обеспечить требуемый температурный режим при максимальном напоре. Подобный недостаток наблюдается при удаленном размещении точек водозабора.
- Чувствительность к качеству воды. Вторичный пластинчатый теплообменник требователен к качеству потребляемой воды. Наличие примесей становится причиной использования средств снижения ее жесткости, и проведения очистки теплоносителя.
Еще одним критерием оценки двухконтурного котла является его стоимость. Цена двухконтурного отопителя выше цены одноконтурного аналога.
Однако если рассматривать наличие системы ГВС и пути решения вопроса в случае установки одноконтурного котла, то при включении в схему сборки бойлера косвенного нагрева цена двухконтурника будет ниже.
Выводы и полезное видео по теме
С конструктивными составляющими и принципом действия газового нагревательного оборудования ознакомит следующий ролик:
Обвязку двухконтурного газового котла представит автор видео:
Детальное знакомство с особенностями и принципом действия двухконтурных газовых агрегатов дает возможность определить достоинства их эксплуатации. Приобретение таких отопителей поможет сэкономить на покупке дополнительного оборудования, необходимого для организации системы ГВС.
При поломке одного из контуров возможна эксплуатация другого, а замена контура всегда обойдется дешевле ремонта отдельной нагревательной установки. Двухконтурный котел можно использовать и в теплое время года, эксплуатируя его лишь в режиме нагрева воды для бытовых нужд, в чем и заключается удобство и экономичность в сравнении с покупкой отдельных агрегатов.
Расскажите о том, как выбирали двухконтурный котел на газу для обустройства собственного дома/квартиры/дачи. Что для вас стало решающим критерием в выборе? Делитесь, пожалуйста, полезными сведениями по теме, фотоснимками в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы.
Содержание:
Устройство и принцип работы настенного газового котла
Разновидности газовых котлов
Выбор котла
Условия установки настенных газовых котлов
Преимущества и недостатки газовых котлов
Производители газовых котлов
Применение настенных газовых котлов является наиболее распространённым способом организации отопления и горячего водоснабжения как частного дома, так и квартиры. Использование в качестве топлива относительно дешёвого газа обеспечивает им высокую популярность на протяжении многих десятилетий. Эксплуатация таких котлов более комфортна и автоматизирована, по сравнению с твердотопливными или котлами на жидком топливе и существенно экономичнее использования электрических котлов. Максимальная мощность настенного котла может составлять до 42 кВт, чего вполне достаточно для отопления дома площадью около 400-450 м². Котлы большей мощности выпускаются только в напольном исполнении.Устройство и принцип работы настенного газового котла
В настоящее время настенный газовый котёл представляет собой компактный отопительный прибор, в корпусе которого, помимо собственно нагревательных элементов, находится всё необходимое оборудование для его эффективной работы. Настенный газовый котёл состоит из таких основных элементов:1. Газ в камеру сгорания подаётся при помощи газовой горелки. Посредством форсунок обеспечивается равномерное распределение газа в камере для прогрева теплоносителя. В современных котлах применяются модулируемые горелки способные регулировать пламя и точно поддерживать заданную температуру.
2. Теплообменник может быть выполнен из меди или нержавеющей стали. Медные теплообменники обладают лучшей теплопроводностью и имеют более высокий КПД, стальные же более прочны и устойчивы к коррозии. Конденсационные котлы могут иметь как один, так и два теплообменника.
3. В зависимости от мощности котла проток воды обеспечивают один или два циркуляционных насоса.
4. Расширительный бак компенсирует избыток воды в результате нагрева.
5. Автоматика газовых котлов представляет собой систему устройств, направленную на поддержание стабильной температуры в системе отопления и помещении. Автоматика подразделяется на энергозависимую (электронные датчики, программаторы, комнатные термостаты, электромагнитные клапаны) и энергонезависимую, реагирующую на изменения показателей давления теплоносителя в результате перегрева или охлаждения.
6. Вентилятор (для турбированных котлов).
7. Термометр, манометр, воздухоотводчик, газовый клапан и другие — измерительные и регулирующие приборы необходимые для корректной работы котла.
8. Системы безопасности. Встроенная система защиты останавливает работу котла при отсутствии электроэнергии и перекрывает электромагнитный клапан подачи газа. После возобновления подачи электричества котёл перезапускается вручную.
В большинстве моделей также предусмотрена система защиты от замерзания. При работе котла в энергосберегающем режиме в течение продолжительного времени, температура теплоносителя контролируется посредством датчиков. В случае понижении температуры до 4-6° С происходит кратковременное включение котла и прогрев теплоносителя, после чего котёл опять переходит в «спящий» режим.
Система самодиагностики позволяет определить до 90% неисправностей котла. Информация о характере поломки выводится на электронное табло в виде кода.
Основные принципы работы являются общими для различных модификаций газовых настенных котлов. Контроллер управления фиксирует температуру теплоносителя и окружающей среды при помощи датчиков и определяет потребность в тепле. Исходя из потребности, осуществляется подача газа к горелке и производится электрический или пьезоэлектрический розжиг. Подогретая до заданной температуры вода подаётся с помощью циркуляционного насоса из теплообменника в систему отопления. После достижения максимальной температуры, заданной термостатом, происходит автоматическое отключение горелки.
Разновидности газовых котлов
Все настенные газовые котлы условно можно разделить на несколько основных категорий:— в зависимости от применяемого способа сгорания топлива котлы бывают с открытой и закрытой камерой сгорания;
— по классу экономичности и наиболее полному использованию выделяемого тепла на классические и конденсационные;
— по функциональному предназначению на одноконтурные (обеспечивающие только систему отопления) и двухконтурные (питающие как систему отопления, так и горячего водоснабжения).
Котлы с открытой камерой сгорания. Другое название котлов с открытой камерой сгорания: котлы с естественной тягой. Для обеспечения процесса горения газа подача нужного количества воздуха осуществляется естественным образом, из помещения, в котором размещается котёл, а отвод отработанных газов и других продуктов горения наружу производится через дымоходное отверстие котла. Вследствие этого, при установке котла с естественной тягой в жилом помещении в обязательном порядке должна присутствовать высокопроизводительная приточная вентиляционная система. В противном случае может ощущаться недостаток кислорода, духота, а в случае дефектов или нарушении герметичности дымохода возможно отравление угарным газом. Для такого котла крайне желательно выделить отдельное помещение – топочную, оборудованную дымоходом и системой вентиляции в соответствии с нормами техники безопасности. Главной причиной популярности котлов с естественной тягой является их привлекательная цена и способность некоторых моделей работать независимо от наличия электроэнергии.
Котлы с закрытой камерой сгорания. Турбированные газовые котлы с закрытой камерой сгорания осуществляют забор необходимого для процесса горения воздуха с улицы, что позволяет монтировать их, в том числе и в жилых помещениях, придерживаясь определённых норм и правил безопасности. Как подача воздуха, так и отвод отработанных газов производится посредством коаксиального дымохода. Конструкция коаксиального дымохода представляет собой трубу меньшего диаметра, размещённую в трубе большего диаметра. С помощью трубы меньшего диаметра производится отвод продуктов сгорания, а в обратном направлении, через простенок между трубами, снаружи поступает воздух, необходимый для поддержания процесса горения. Вывод и подача воздуха осуществляется при помощи мощного вентилятора. Таким образом, работа котла не оказывает влияния на атмосферу внутри помещения, что даёт возможность снизить требования к условиям установки. Кроме того, за счёт теплообмена воздух поступает в камеру сгорания уже нагретый, что способствует более полному сгоранию газа и, соответственно, обеспечивает более высокую производительность работы котла. С точки зрения комфортной эксплуатации и безопасности для здоровья человека такая система намного предпочтительнее. К недостаткам котлов с закрытой камерой сгорания можно отнести их сравнительно высокую стоимость, необходимость подключения электричества для работы вентилятора и более шумную работу.
Традиционные и конденсационные котлы. Принцип действия конденсационных котлов основан на использовании тепла вторичных газов, образующихся в процессе сгорания. Отработанные газы включают углекислый и угарный газ, оксид азота и серы, а также до 20% разогретого водяного пара. В традиционных котлах все продукты сгорания выбрасываются в атмосферу. Конструкция конденсационного котла включает специальный дополнительный теплообменник (изготавливается из нержавеющей стали, силумина и других материалов не подверженных коррозии), предназначенный для конденсации водных паров. В зависимости от режима работы котла происходит выделение определённого количества дополнительной тепловой энергии. Чем ближе температура отработанных газов к «точке росы» (температуре образования конденсата), тем выше будет КПД работы котла. Такие котлы отличаются не только высокой экономичностью, но и способствуют сокращению выброса вредных веществ в атмосферу. Продукты сгорания концентрируются в образовавшейся жидкости, которая отводится в канализационную систему.
Одноконтурные котлы. Одноконтурный котёл предназначен исключительно для обеспечения отопления, для организации горячего водоснабжения дополнительно требуется установка газовой колонки или электрического бойлера.
Двухконтурные котлы. Такие котлы обеспечивают как потребность в обогреве, так и в горячем водоснабжении. В котёл встроен отдельный контур для нагрева горячей воды, однако технологически одновременный нагрев воды для потребностей отопления и горячего водоснабжения не предусмотрен. Приоритет отдаётся подготовке горячей воды, поэтому при включении горячей воды работа отопления временно прекращается. Учитывая, что для ощутимого снижения температуры в помещении потребуется несколько часов непрерывной работы котла только на подготовку горячей воды (чего на практике практически не случается), такой котёл является вполне эффективным.
Выбор котла
Основными характеристиками, которыми следует руководствоваться при выборе котла, является его мощность и объём горячей воды, который он способен подготовить за единицу времени. Точный теплотехнический расчёт необходимой мощности котла с учётом всех факторов (степени утепления здания, толщины стен, качества стеклопакетов, климатических условий и других) может провести только специалист-теплотехник. Предварительно определиться с мощностью котла можно исходя из потребности 1 кВт на каждые 10 м² помещения при высоте потолков около 3 метров. Большинство моделей двухконтурных котлов вполне справляются с обеспечением отопления и горячего водоснабжения домов площадью до 250 м², при повышенном потреблении горячей воды в таких домах (наличие нескольких санузлов или душевых) желательно дополнительно установить газовую колонку или бойлер. Для домов с большей площадью, где нагрузка на контур отопления намного превышает потребность в горячем водоснабжении, предпочтение лучше отдать одноконтурному котлу, а для подготовки горячей воды использовать независимое нагревательное оборудование.Для комфортной эксплуатации котла имеет значение тип горелки применяемой для розжига устройства. Пьезоэлектрический розжиг осуществляется вручную, с нажатием кнопки запальный фитиль начинает гореть и поддерживает дальнейший розжиг самой горелки. При электрическом розжиге постоянный процесс горения не поддерживается, включение происходит автоматически посредством электрической искры. Такой способ стоит дороже, но отличается большей экономичностью и удобством.
Немаловажным фактором при выборе котла является то, как организован процесс отвода отработанных газов. Так, котлы с естественной тягой, требуют оборудования вертикального дымоходного канала, а также выделения отдельного помещения под топочную, что не всегда представляется возможным. Конденсационные котлы несколько дороже, но имеют целый ряд преимуществ. Благодаря применению принудительной тяги отвод воздуха и оборудование отверстия под дымоход может производиться как вертикально, так и горизонтально, через наружную стену. Помимо этого такие котлы имеют более высокий КПД и могут быть установлены на кухне, в ванной, кладовой и других помещениях с соблюдением необходимых норм безопасности.
Условия установки настенных газовых котлов
Учитывая, что газовые котлы относятся к приборам повышенной пожаро- и взрывоопасности, а также требуют подключения к внешнему источнику газа, их установка имеет свою специфику и допускается после ряда согласований и в строгом соответствии с существующими нормами и правилами.Самостоятельный монтаж газового оборудования может производиться только квалифицированными специалистами. На основании заявления, поданного в газовую службу, заявитель получает технические условия, согласно которым должна проводиться установка котла. Инженеры-проектировщики на основании предоставленных технических условий составляют проектную документацию, включающую схему прокладки газопровода от магистрали и схему установки самого отопительного прибора. Проектная документация, паспорт и сертификат выбранного настенного газового котла подаются на утверждение в контролирующие органы газовых служб, где окончательно заверяются или отправляются на доработку.
Перед установкой как напольного, так и настенного газового котла должен соблюдаться ряд требований:
— помещение, отведённое под установку котла должно иметь площадь не менее 4 м² и высоту потолков от 2,2 м;
— отделка стен и пола должна быть выполнена негорючими материалами, стены оштукатурены;
— ширина дверного проёма не менее 80 см;
— помещение должно хорошо освещаться, не менее 0,3 м² оконной поверхности на 10 кубических метров внутреннего пространства;
— в помещение должен быть осуществлён подвод газа, холодной воды, канализации и электричества;
— площадь отверстий для организации приточной вентиляции рассчитывается исходя из следующих норм: минимум 8 см² на 1 кВт мощности котла для притока воздуха с улицы и от 30 см² на 1 кВт для притока внутри здания;
— диаметр дымохода должен соответствовать мощности котла и быть не меньше площади выходного отверстия.
Большинство компаний, занимающихся продажей газовых котлов, имеют собственные проектные и монтажные подразделения или сотрудничают с соответствующими организациями. В обязательном порядке следует заключить договор на техническое обслуживание котла, как на гарантийный, так и на послегарантийный период. Первоначально гарантия даётся на год работы котла и может быть продлена после проведения ежегодного технического обслуживания.
Преимущества и недостатки газовых котлов
Настенные газовые котлы обладают рядом преимуществ:— компактный размер и привлекательный дизайн позволяют устанавливать их практически в любом помещении;
— полная комплектация котла необходимым оборудованием в одном корпусе;
— сменив сопла, можно адаптировать котёл для работы на жидком топливе;
— применение в качестве топлива газа на сегодняшний день обходится дешевле других видов энергоносителей.
К недостаткам настенных газовых котлов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, большое количество разрешительной документации для установки, необходимость ежегодного сервисного обслуживания и чувствительность к качеству теплоносителя.
Производители газовых котлов
Надёжность и эффективность работы котла во многом зависят от качества сборки и технологий, используемых в производстве. На рынке широко представлены котлы производства стран Евросоюза (Германии, Италии, Чехии), Азии (Южной Кореи, Японии, Китая), а также отечественных производителей.К более дорогому сегменту рынка относятся газовые котлы таких немецких производителей, как Wolf, Vaillant, Bosch и Buderus. Для производства котлов этими производителями применяется новейшее оборудование и технологии, управление максимально автоматизировано, а большой модельный ряд позволяет подобрать модель соответствующую практически любым требованиям.
Из итальянских производителей хорошо зарекомендовали себя котлы марок BAXI, Ariston и Beretta. Котлы, произведённые в Италии, сочетают в себе высокое качество и более доступную цену по сравнению с немецкими аналогами.
При покупке котла стоит обратить внимание на наличие официального представительства и сервисных центров выбранного производителя в близлежащих регионах. В случае отсутствия должной сервисной поддержки со стороны производителя ожидание нужной детали для ремонта котла может затянуться на месяцы.
Отопление загородного дома или дачи — один из самых главных компонентов, который позволяет человеку получить максимальный уют и тепло в доме, а вместе с этим и комфортное времяпрепровождение. Газовый котел, как устройство для получения тепловой энергии для обогрева дома и его комнат, используется повсеместно и является наиболее популярным среди всех типов теплогенераторов. В настоящее время, природный газ является самым выгодным в плане использования его для обогрева помещений. Максимум выгоды достигается за счет того, что метан или пропан-бутан, используемый, как топливо, весьма экономичен, сравнительно дешев, легок в использовании и доступен.
Разобраться в многообразии газового отопительного оборудования подчас очень сложно. Но зная основные характеристики и параметры газовых котлов, можно составить свое мнение о том, какое оборудование для обогрева дома предпочтительнее.
Газовый котел — принцип работы
Принцип работы газового котла, в независимости от его разновидности, практически одинаков, и с точки зрения специалистов, довольно-таки прост.
При помощи датчиков и терморегуляторов контроллер управления фиксирует установленную температуру, анализирует потребность в тепле, и после этого открывает запорную газовую арматуру, при помощи которой происходит подача газа к горелке.- В подсоединенном к газовому снабжению котле срабатывает пьезо- или электророзжиг.
- После включения горелки, вода в теплообменнике нагревается до нужной температуры, и с помощью циркуляционного насоса подается в систему отопления.
- Теплообменник и теплоноситель будет нагреваться до тех пор, пока не достигнет предела температуры, заданного термостатом.
- После этого автоматика отключит горелку.
Котел, работающий по данному принципу, является одноконтурным. Чтобы одноконтурный котел мог нагревать еще и воду для бытовых нужд, придется дополнительно приобрести газовую колонку или электрический бойлер.
Но можно поступить проще, а именно, приобрести двухконтурный газовый котел, который будет служить, и для обогрева помещения, и для подачи горячей воды. Несмотря на то, что данный тип котла имеет контур для нагрева воды, он не сможет работать одновременно в двух направлениях, то есть обогревать помещение и обеспечивать подачу горячей воды. После включения горячей воды, подача тепла будет прекращена, но для среднестатистического жилого дома с небольшой площадью и малым забором воды, это будет не очень заметно. Существует два типа двухконтурных котлов — проточный, и с дополнительно встроенным бойлером. Первый тип хорош для тех, кто не расходует больше 14 литров воды за раз, второй подходит для обеспечения водой в более крупных масштабах.
В этом и есть основное различие одноконтурных и двухконтурных газовых котлов отопления. Все зависит от площади помещения и от количества потребляемой жильцами воды.
Основные элементы газового котла
Газовый котел сродни мини-котельной на дому, потому как имеет в своем арсенале защиту, обладает самодиагностикой и элементами управления, включая расширительный бачок, теплообменник, предохранительный клапан и встроенный насос, обеспечивающий циркуляцию воды в системе.
Как и принцип работы котла, его основные элементы практически одинаковы. В оснащение входит;
- Газовая горелка— через форсунки, которыми она оснащена, в камеру сгорания подается газ. Сами форсунки играют немаловажную роль в равномерном распределении газа по всей горелке, тем самым обеспечивая и равномерное нагревание теплоносителя.
- Теплообменник— за счет энергии, которую выделяет сгорающий газ, происходит его нагревание, тепло от которого передается жидкости.
- Циркуляционный насос — присутствует не во всех систем, но общая его задача состоит в обеспечении давления, если магистраль газового отопления имеет принудительную циркуляцию.
- Расширительный бачок— обеспечивает отвод теплоносителя при длительном перегреве, емкости которого хватает для оптимальных условий работы обычного котла.
- Устройство для отвода продуктов горения— система дымоудаления может быть как с естественной тягой, так и с принудительной.
- Автоматика— блок управления системой отопления, который задает режим функционирования.
- Самодиагностика — система диагностирует неполадки, анализируя при этом все элементы газового котла, в случае необходимости оповещая специальными кодами ошибок, отображаемых на табло.
Кроме всего перечисленного, газовые котлы имеют встроенные температурные датчики, встроенную систему защиты при выключении электропитания, а в некоторых присутствует и защита от замерзания, когда котел работает в энергосберегающем режиме.
Разновидность котлов — напольные и настенные
Основное преимущество настенного газового котла— это его цена, которая по сравнению с напольным оборудованием, намного ниже. Его дополнительное преимущество — простота установки, за счет чего стоимость монтажа ниже. Нельзя упускать из виду и способность вписаться в любой интерьер дома. В дополнение ко всему можно отметить и компактность газового настенного котла.
Что касается напольного газового оборудования, то среди преимуществ такого рода котлов можно, в первую очередь, отметить большую мощность. Используя напольный газовый котел можно обогреть загородный дом, или же достаточно большое здание.
Среди отличий двух видов газовых котлов находиться не только конструктивная составляющая, но и некоторые технические параметры.
- Напольный котел более долговечен в эксплуатации за счет того, что в некоторых его конструкциях теплообменник сделан из чугуна, а чугун, как известно, толще и намного меньше подвержен коррозии. Более легкие, стальные котлы больше подвержены повреждениям при транспортировке, что заметно сказывается на их работе.
- Напольный котел оснащен несколькими видами горелок. Наиболее предпочтительнее атмосферные горелки, так как котлы, оснащенные именно ими, дешевле, более простые по конструкции и практически бесшумны. Вентиляторные (наддувные, сменные, навесные) горелки, которыми оснащен газовый котел, дают большую мощность, до нескольких тысяч кВт, но и более дорогие по цене.
В общее различие между настенными и напольными газовыми котлами можно отнести еще один, но немаловажный параметр. Настенное оборудование требует подключение к электроэнергии, а напольные котлы, как были, так и останутся традиционными, автономными видами оборудования для обогрева дома. Не меняясь кардинально со временем, они только улучшают свои технические характеристики, которые добавляют им мощности, но в то же время, и экономичности.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Котлы отопления — принцип работы и классификация
Котлы отопления — принцип работы и классификация
Содержание
- Принцип работы котла.
- Классификация газового устройства:
- По месту установки.
- Материал теплообменника.
- По типу горелки.
- По количеству контуров.
- Способ отведения продуктов сгорания.
- Энергозависимость котла.
При строительства частного дома возникает вопрос: «А как обогревать дом и нагревать горячую воду?».
Для отопления коттеджа используют различные котлы отопление, работающие как правило на природном газе. Возможно использование и другого топлива, но газ на сегодняшний день самый дешёвый вид топлива.
Также большую популярность набирают многоэтажные жилые дома с индивидуальным отоплением.
Принцип работы котла
Нагрев здания происходит за счет нагрева теплоносителя в теплообменнике котла, потом вода перетекает по трубам в радиаторы. Передав тепло воздуху, вода (или антифриз) возвращается обратно в теплообменник котла и заного подогревается до указанной температуры. Нагревание теплоносителя осуществляется пламенем в результате сгорания топлива.
Теплоноситель(вода или антифриз) может двигаться по трубам самостоятельно (естественным путем) из-за разности давления между холодной и горячей жидкостями или механическим (принудительным) методом с применением циркуляционного насоса.
Газовые котлы бывают одноконтурными и двухконтурными.
В рамках данной статьи поговорим о Одноконтурных котлах отопления.
Классификация газового устройства
Котлы подразделяют по следующим признакам:
- место установки — напольные и настенныее
- тип горелки — атмосферная или наддув (турбинного типа)
- материал теплообменника — чугунные, стальные и др.
- способ движения теплоносителя — естественное или принудительное
- способ отведения продуктов сгорания — естественная тяга или принудительная
- тип камеры сгорания — открытая или закрытая
- наличие или отсутствие автоматических датчиков контроля и безопасности
По месту установки
Котлы отопления могут быть настенными и напольными.
Напольные котлы отопления — это более мощные устройства, чем настенные, способные обогревать большие площади. В отличие от настенных, они требуют специального помещения котельной с оборудованным дымоходом, вентиляцией и отдельным входом.
Дымоход выводится через перекрытие на кровлю здания, его высота должна быть выше уровня конька на 0,5м. В напольных котлах применяются чугунные теплообменники, что значительно увеличивает срок службы этого котла.
Материал теплообменника
Теплообменники котлов изготавливаются из разных материалов — сталь, чугун или медь. Эти материалов имеют свои достоинства и недостатки.
Стальной теплообменник
Сталь сильнее подвергается коррозии. Толщина стенок теплообменника из стали, невелика, поэтому они быстрее выходят из строя в результате прогорания.
Срок эксплуатации котла со стальным теплообменником составляет не более 20 лет, в то время как чугунный функционирует более 50 лет.
Чугунный теплообменник
В теплообменнике из чугуна некоторые детали взаимозаменяемы, что служит большим преимуществом при ремонте по отношению к стальному.
Чугун устойчив к коррозии.
В современных газовых котлах используется новая модификация — серый чугун, имеющий лучшие качествами по стойкости к коррозии.
Но несмотря на множество плюсов чугунных котлов, у них есть и минусы:
- Большой вес, что усложняет монтаж.
- Хрупкость — При монтаже или транспортировки от сильного удара могут появиться микротрещины, которые в дальнейшем снизят срок его службы или приведут к аварии.
- Нельзя допускать резкого перепада температуры теплоносителя в чугунных теплообменниках, поскольку это приводит к растрескиванию материала.
- Необходимо следить за жёсткостью воды. От этого образуется накипь на внутренних стенках теплообменника, приводящая к растрескиванию чугуна.
- Преимущество, которое является и недостатком — чугунный одноконтурный газовый котел отопления имеет большую тепловую инерционность.
При отключении отопления дольше будет сохраняться тепло, потому что вода в чугунном теплообменнике будет остывает медленнее. Это немного замедляет регулирование теплового режима в помещении, когда автоматика выключает котел при достижении определенной температуры, но теплоноситель продолжает оставаться горячим еще некоторое время.
Другие материалы теплообменника
Теплообменники изготавливают также из нержавеющей стали. Коррозия будет поражать стенки теплообменника очень медленно. Но толщина стенок теплообменника небольшая, поэтому будет легко прогорать.
Срок службы такого устройства значительно меньше стальных и чугунных теплообменников.
В современных газовых устройствах теплообменники изготавливают из стали с различными добавками. Это увеличивает их стойкость и к коррозии, и к температуре.
Сейчас появились конденсационные котлы, в которых конденсат, образованный при сгорании газа, преобразуется в тепловую энергию, что оказывает положительное действие на длительность эксплуатации котла и увеличивает его КПД.
По типу горелки
Горелки котла условно подразделяют на два вида — атмосферную и наддувную горелку, иногда называемую турбинированной, навесной, или вентиляторной.
Атмосферная горелка — самая простая по конструкции и обслуживанию. Такая горелка поставляется в комплекте с котлом, и её стоимость уже включена в цену газового оборудования. Атмосферная горелка использует воздух, которое находящийся в помещении.
Недостатки: при снижении или повышении давления в газопроводах увеличивается или уменьшается высота пламени, что может привести к прогоранию теплообменника или самой горелки.
Можно отрегулировать ее под определенное давление. Но для этого потребуется вызывать специалиста, что не всегда удобно. Ведь давление в газопроводах может меняться время от времени.
В тех регионах, где давление газа в магистральном газопроводе не всегда стабильное, лучше воспользоваться котлами с наддувными горелками.
Наддувные устройства не входят в комплектацию газового оборудования и покупаются отдельно. При их применении котел может работать на различных видах топлива:
газообразном — природном газе;
сжиженном — баллонном;
жидком — мазут, солярка;
твердом — дрова, уголь, пеллеты;
Данный тип горелок работает с помощью встроенного вентилятора, поэтому присутствует некоторый шум. Преимущество заключается в том, что они справляются с перепадами давления в газопроводе. Все виды горелок могут иметь функцию модуляции пламени и быть одно- или двухступенчатыми. Модуляция пламени — горелка автоматически регулирует мощность горения газа в зависимости от температуры теплоносителя в теплообменнике.
В одноступенчатой горелке пламя автоматически не регулируется — пламя либо горит, либо не горит. Двухступенчатая горелка может регулировать мощность пламени в автоматическом режиме, что сокращает расход газа и повышает КПД котла. При этом увеличивается время между включением и отключением горелки, что положительным образом влияет на длительность её эксплуатации.
По количеству контуров
Котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными.
Особенность конструкции котла с одним контуром предусматривает одну горелку и работу только на подогрев воды для системы отопления. Одноконтурные агрегаты могут быть на твердом топливе, газу, электричестве и на жидком топливе.
Двухконтурный газовый котел устроен так, что может работать в двух режимах: отопления и горячего водоснабжения. При отоплении нагревается теплообменник с теплоносителем. Он может прогреваться до температуры в интервале от 35 до 80° в зависимости от настроек.
У каждого производителя своя конструкция внутренней начинки описываемого оборудования. Но есть у них одинаковое решение — внутри корпуса помещаются два контура. Первый отвечает за отопление и работает по замкнутой схеме. Вода в нем циркулирует по кругу, обходя все точки обогрева, установленные в помещениях дома. Теплоноситель, который движется по замкнутой схеме, во второй контур не попадает. За это отвечает отдельный клапан.
Когда в смесителях в кухне и ванной комнате открывается кран с водой, клапан перекрывает доступ теплоносителя в систему отопления, нагревает холодную воду и подаёт горячую воду в контур ГВС. Когда краны на кухне или в ванной закрываются, происходит обратное действие.
Практически все газовые котлы имеют одинаковые технические узлы, а модели от разных производителей отличаются лишь несколькими деталями.
Способ отведения продуктов сгорания
Котлы делятся на устройства с естественной или принудительной тягой. Во-первых обязателен монтаж дымоходной трубы. Во-вторых отведение продуктов сгорания происходит принудительным способом — благодаря встроенному в дымоходную трубу вентилятору.
Газовые котлы, работающие на естественной тяге, называют еще устройствами с открытой камерой сгорания. Необходимый для горения газа кислород забирается из помещения — в этом их недостаток. Необходим доступ наружного воздуха в помещение с котлом. Из-за чего получается небольшой сковзняк. Недостаток кислорода отрицательно влияет на здоровье.
Некоторые котлы оборудованы коаксиальным дымоходм. Их называют газовыми котлами с закрытой камерой сгорания.
Продукты сгорания отводятся через коаксиальный дымоход, называемое «труба в трубе». Это две трубы разных диаметров, вставленных одна в другую. Через трубу меньшего диаметра удаляются продукты сгорания газа. А в пространство между труб поступает свежий воздух с улицы, который нагревается внутренней трубой. В итоге увеличивается КПД котла.
Преимущества такого дымохода очевидны:
- Кислород забирается с улицы.
- Небольшой размер дымохода, так как коаксиальный дымоход можно устраивать в наружной стене, расположенной рядом с газовым оборудованием.
- Такой дымоход может устанавлен в любом месте помещения и быть горизонтальным, наклонным или вертикальным, что позволяет .
- Котлы с коаксиальным дымоходом более экономичными, хотя их стоимость выше.
Энергозависимость котла
Большинство современных котлов имеют в комплектации различные датчики для безопасности работ: термостаты, поддерживающие нужную температуру в помещении и регулирующие подачу топлива в котел, циркуляционные насосы и вентиляторы. Все они работают при условии постоянного подключения к электрической сетия.
Важно! Если в вашем районе поставки электричества нестабильны, то лучше присмотреться к энергонезависимым напольным агрегатам или дополнительно установить источник бесперебойного питания.
Обычно используют Источники Бесперебойного Питания (ИБП), также в качестве резервного источника электроэнергии можно использовать другие устройства, например, дизельные или бензиновые генераторы. Однако их применение в загородном доме нецелесообразно. Но иногда необходимо.
Здесь вы узнаете:
Двухконтурные отопительные котлы получили большое распространение за счет удобства и компактности. Они согревают дома и одновременно служат источниками горячего водоснабжения. То есть, необходимость покупать отдельный водонагреватель и отдельный отопительный прибор полностью отпадает. Каков принцип работы двухконтурного газового котла и из каких частей состоит это устройство? Об этом мы расскажем в нашем обзоре.
Устройство двухконтурного газового котла
Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.
Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:
Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.
- Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
- Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
- Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
- Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
- Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
- Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
- Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.
В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.
Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.
Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.
Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.
Принцип работы двухконтурного газового котла
Теперь мы приступим к разбору принципа работа газового двухконтурного котла. Назначение отдельных узлов и модулей мы выяснили, теперь эти знания помогут нам понять, как работает все это оборудование. Рассматривать принцип работы будем в двух режимах:
- В режиме обогрева;
- В режиме генерации горячей воды.
В режиме обогрева котел обеспечивает ваш дом теплом.
Сразу отметим тот факт, что работа в двух режимах сразу невозможна – для этого в двухконтурных котлах предусмотрен трехходовой клапан, направляющий часть теплоносителя в контур ГВС. Давайте рассмотрим принцип работы при обогреве, а потом узнаем, как работает техника в режиме горячего водоснабжения.
В режиме обогрева двухконтурный котел работает так же, как и самый обычный проточный нагреватель. При первом включении горелка работает довольно долго, поднимая температуру в контуре отопления до заданной отметки. Как только будет достигнут необходимый температурный режим, подача газа отключится. Если в доме установлен датчик температуры воздуха, то автоматика будет учитывать его показания.
На работу газовой горелки в двухконтурных котлах может влиять и погодозависимая автоматика, контролирующая температуру уличного воздуха.
Тепло от работающей горелки нагревает теплоноситель, который гоняется по отопительной системе в принудительном режиме. Трехходовой клапан находится в таком положении, чтобы обеспечить нормальное прохождение воды через основной теплообменник. Продукты сгорания удаляются двумя способами – самостоятельно или с помощью специального вентилятора, располагающегося в верхней части двухконтурного котла. Система ГВС при этом находится в отключенном состоянии.
Работа в режиме подачи горячей воды
Что касается контура горячего водоснабжения, то он запускается в тот момент, когда мы поворачиваем ручку водопроводного крана. Появившийся ток воды приводит к срабатыванию трехходового клапана, который отключает отопительную систему. Одновременно с этим происходит розжиг газовой горелки (если на тот момент она была отключена). Спустя несколько секунд из крана начинает течь горячая вода.
При переходе в режим подачи горячей воды, контур отопления полностью отключается.
Давайте разберем принцип работы контура ГВС. Как мы уже говорили, его включение приводит к отключению работы отопления – здесь может работать только что-то одно, или ГВС или отопительная система. Управляет всем этим трехходовой клапан. Он направляет часть горячего теплоносителя во вторичный теплообменник – обратите внимание, что никакого пламени на вторичке нет. Под действием теплоносителя теплообменник начинает греть протекающую через него воду.
Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя. Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?
- Более простая конструкция;
- Высока вероятность образования накипи;
- Более высокий КПД у ГВС.
Как мы видим, недостатки плотно переплетаются с достоинствами, но раздельные теплообменники ценятся больше. Конструкция несколько усложняется, зато здесь отсутствует накипь. Обратите внимание, что в момент работы ГВС протекание теплоносителя по отопительному контуру останавливается. То есть, его длительная работа способна нарушить тепловой баланс в помещениях.
Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя). В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов.
Разобравшись с принципом работы газового двухконтурного котла, вы сможете понять назначение отдельных узлов и даже сможете самостоятельно разобраться в вопросах ремонта. На первый взгляд, устройство кажется очень сложным, а плотная внутренняя компоновка вызывает уважение – все-таки разработчикам удалось создать почти идеальное отопительное оборудование. Двухконтурные котлы, таких фирм как Vaillant, активно используются для обогрева зданий различного назначения и для генерации горячей воды, заменяя собой сразу два прибора. А их компактность позволяет сэкономить место и избавиться от необходимости приобретения напольного котла.
Газовые котлы | Центр решений Building America
По данным Управления энергетической информации США (EIA), до 11% существующих домохозяйств используют те или иные виды горячей воды или пара (EIA 2009). Котлы вырабатывают горячую воду, которую можно использовать для отопления домов несколькими различными способами распределения. Горячая вода может направляться через пластиковые трубные петли в полу для лучистого тепла в полу или через металлические радиаторы, установленные вдоль стены, или радиаторы из плинтуса, установленные рядом с полом.Горячая вода может также направляться от водонагревателя бака сгорания к змеевику в вентиляторе, оборудованном вентилятором для подачи воздуха через змеевик и через приточные воздуховоды к дому. Большинство котлов сгорания работают на природном газе. Мазут, пропан и дрова — это другие источники топлива, используемые в местах, где природный газ недоступен. Горячая вода для котла также может быть нагрета или подогрета с помощью солнечной системы нагрева воды, геотермального теплового насоса или воздушного теплового насоса.Котел может нагревать воду в резервуаре, или это может быть безбакетная (мгновенная) настенная модель. Некоторые котлы обеспечивают тепло для бака с горячей водой в дополнение к подаче горячей воды в комнатные обогреватели; это называется косвенным нагревом воды. Некоторые новые, очень эффективные модели сочетают в себе отопление помещений, нагрев воды и вентиляцию с рекуперацией тепла.
Для достижения наилучших результатов система отопления должна иметь правильные размеры, соответствующие расчетной нагрузке на отопление дома, как описано ниже. Если дом построен с высоким уровнем изоляции и герметизации, часто можно установить меньшую систему отопления.Когда оборудование слишком большого размера, оно может «замкнуть цикл» или многократно включаться и выключаться до того, как спрос будет удовлетворен, что может отрицательно сказаться на использовании энергии, комфорте и долговечности оборудования.
Сжигательные котлы, печи и водонагреватели классифицируются Международным механическим кодексом (IMC) и Национальным кодексом топливного газа. Понимание описаний этих типов устройств на основе обоих кодов важно с точки зрения безопасности и эффективности.
Международный механический кодекс классифицирует котлы по типу вентиляции: прямой, механический или атмосферный.В соответствии с Международным механическим кодексом 2009 и 2012 годов, глава 2 Определения:
- — устройство прямого вентиляции, которое сконструировано и установлено таким образом, что весь воздух для сгорания выводится из наружной атмосферы, а все дымовые газы выпускаются во внешнюю атмосферу;
- Система механической тяги — это система вентиляции, предназначенная для удаления дымовых или вентиляционных газов механическими средствами, состоящими из .
— участок наведенной тяги при неположительном статическом давлении; или часть с принудительной тягой под положительным статическим давлением;
- система естественной тяги — это система вентиляции, предназначенная для удаления дымовых или вентиляционных газов при неположительном статическом давлении вентиляции полностью за счет естественной тяги.
В соответствии с Национальным кодексом топливного газа 2015 года (NFPA 54) печи подразделяются на четыре категории в зависимости от давлений на выходе из дымовых газов, температуры дымовых газов (относится к конденсации или без конденсации) и материалов выпускных труб, как показано в таблице 1.
Таблица 1 . Национальный кодекс топливного газа (NFPA 54) определяет четыре категории печей для сгорания и водонагревателей в зависимости от типа сгорания (герметичный или незапечатанный), давления в вентиляционной трубе и температуры в вентиляционной трубе.
Котлы с наименьшей эффективностью — с вентиляцией в атмосфере, категория I.Котел категории I работает с дымоходом при отрицательном давлении относительно зоны устройства сгорания (CAZ), т. Е. Помещения, в котором расположен котел, а температура дымовой трубы превышает 140 ° F, что достаточно горячо, чтобы Избегайте образования конденсата в вентиляционном отверстии. Горелка забирает воздух для сгорания из CAZ. Камера сгорания также открыта для CAZ; То есть, если вы стоите рядом с котлом, вы можете заглянуть внутрь и увидеть горелку и пламя.
Старые котлы категории I используют вытяжной колпак с открытой тягой, который позволяет разбавляющему воздуху поступать в вентиляционную трубу и смешиваться с выхлопными газами (рис. 1).Отводящий тягу в основании дымохода защищает пламя от нисходящих потоков, спускающихся по дымоходу или дымоходу. Эти более старые котлы не имеют механической тяги, но их называют естественной тягой (или атмосферной тягой), потому что они полностью полагаются на высокие температуры дымовых газов (относительно внешних температур), чтобы вытягивать выхлопные газы вверх и из дымоходов. Поскольку большая часть тепла уходит в дымоход, котлы с естественной тягой имеют очень низкий рейтинг годовой эффективности использования топлива (AFUE), обычно не более 70%.
Более новый тип котла категории I заменил вытяжной колпак небольшим вентилятором, называемым вытяжным вентилятором, который вытягивает воздух через камеру сгорания, хотя котел по-прежнему зависит от температуры дымовых газов, чтобы поднять газообразные продукты сгорания в дымовую трубу. , Вентилятор с принудительной тягой помогает предотвратить обратную тягу при запуске и помогает начать тягу. Как только вентиляционная труба нагревается до температуры (140 ° F +), создается тяга, и давление внутри вентиляционной трубы (на положительной стороне вентилятора) становится отрицательным по отношению к CAZ.Вентилятор с принудительной тягой покончил с вытяжным колпаком и разбавляющим воздухом, что тратило энергию. Котлы категории I, которые включают вентилятор с принудительной тягой, обычно имеют более чистое или более полное сгорание, чем их более старые противоэлементы, и, следовательно, выбрасывают меньше загрязняющих веществ в воздух. У усовершенствованных котлов и печей категории I также есть электронное зажигание, а не постоянный контрольный свет. Котлы категории I с принудительной тягой могут иметь КПД от 78% до 83%.
ENERGY STAR разрешает котлы с естественной тягой в климатических зонах IECC с 1 по 3, а программа DOE Zero Energy Ready Home разрешает их в климатических зонах 1 и 2, если они имеют AFUE ≥ 80%.Однако котлы с вытяжным колпаком вряд ли будут превышать 70% КПД, поэтому, по сути, все ≥ 80% котлов и печей имеют индуктивную тягу или вентилируемое или прямое вентилирование. Если установлены котлы и печи естественного исполнения, необходимо выполнить тест на безопасность горения.
Котел или печь, оборудованные вентилятором с принудительной тягой, считаются составленными механически Однако, поскольку он все еще находится в открытом сгорании (т. Е. Он получает воздух для горения из CAZ), и поскольку он использует отрицательное давление дымовых газов для отвода побочных продуктов сгорания, он может, подобно естественному вентилируемому котлу или печи, иметь потенциал для обратной тяги. ,Обратный дрейф, когда газообразные продукты сгорания разливаются в CAZ, а не выходят из дымохода, может произойти, если в CAZ сбрасывается давление относительно дымохода. Это может произойти по нескольким причинам: например, запуск нескольких вытяжных вентиляторов, сушилки и камина одновременно.
На рисунках 1 и 2 ниже показаны котлы I категории. Котел на рисунке 1 использует более старую технологию вытяжного колпака, который втягивает разбавляющий воздух в вентиляционную трубу. Более новый котел на рисунке 2 заменяет вытяжной колпак небольшим вытяжным вентилятором, который вытягивает продукты сгорания через камеру сгорания и дымоход, выталкивая побочные продукты сгорания через вентиляционную трубу.
Рисунок 1 . В газовом котле с естественной тягой, работающем на газе категории I, естественная тяга нагретого дымохода втягивает воздух для горения через вытяжной колпак в камеру сгорания. (Изображение предоставлено Calcs Plus)
Рисунок 2 . В котле с вытяжной вентиляцией категории I используется вытяжной вентилятор для отвода воздуха через камеру сгорания и в дымоход. (Изображение предоставлено Calcs Plus)
Категория II применяется к некоторым коммерческим печам, но не к бытовым приборам.
Аппарат для сжигания категории III имеет вентиляционную трубу, которая находится под избыточным давлением, и прибор не конденсируется, то есть его дымовые газы проходят только через один теплообменник, а затем выходят через вентиляционное отверстие при температуре выше 140 ° F. Приборы категории III могут включать проточные газовые водонагреватели и газовые или масляные котлы. Для дальнейшего обсуждения котлов, работающих на жидком топливе, см. Руководство «Котлы на жидком топливе».
Котлы категории IV — это устройства для сжигания, которые имеют вентиляционную трубу под избыточным давлением и дымовые газы при температуре ниже 140 ° F.Вентиляционная труба имеет низкую температуру, потому что приборы категории IV оснащены двумя теплообменниками (или иногда одним очень большим теплообменником). Во втором теплообменнике все оставшееся тепло в воздухе для горения извлекается, а водяной пар (побочный продукт горения) охлаждается и конденсируется в жидкую воду. Эта жидкость сливается в канализацию или наружу через слив конденсата. Конденсат очень кислый (pH ≤ 3), поэтому местный кодекс может требовать его предварительной обработки перед утилизацией в канализацию.(См. Конденсационные котлы.)
Котлыкатегории III и категории IV — это устройства с принудительной тягой (также называемые вентилируемыми), что означает, что они оснащены вентилятором сгорания, который расположен перед горелкой для подачи воздуха через камеру сгорания и из вентиляционного отверстия (Рисунок 5). ). Во время работы горелки вентилятор работает постоянно, поэтому давление в вентиляционной трубе всегда положительное. Побочными продуктами полного сгорания являются CO 2 , H 2 O и N.
Котлыкатегории IV, как и котлы категории III, выпускают свои выхлопные газы сгорания непосредственно наружу через герметичную трубу, чтобы их нельзя было вернуть назад.Устройства категорий III и IV должны устанавливаться в качестве устройств с закрытым сгоранием / прямого отвода воздуха, что означает, что их камера сгорания изолирована от CAZ, и они отводят свой воздух для горения снаружи через вторую вентиляционную трубу или концентрические трубы, которые подают воздух для горения непосредственно в камера сгорания снаружи дома. Однако, хотя производители не рекомендуют это, они иногда устанавливаются как устройства с непрямой вентиляцией (где установлена выхлопная труба, но труба для входящего воздуха не установлена, поэтому котел забирает воздух для горения из CAZ).
Котлыкатегории IV могут работать как на газе, так и на масле. Для получения дополнительной информации котлы на жидком топливе см. Руководство «Котлы на жидком топливе». Для получения дополнительной информации о котлах категории IV см. Конденсационные котлы.
С 1992 года Министерство энергетики США (DOE) в соответствии с Национальным законом об энергосбережении электроприборов требовало, чтобы небольшие газовые котлы имели AFUE не менее 80%. В ноябре 2007 года Министерство энергетики установило пересмотренный минимальный стандарт эффективности в 82% для бытовых котельных, который вступит в силу в ноябре 2015 года.Чтобы иметь маркировку ENERGY STAR, КПД котла должен составлять 85% или выше.
ENERGY STAR для домов (Версия 3, Ред. 08) позволяет использовать газовые и масляные печи и котлы ≥ 80% AFUE в климатических зонах 1, 2 и 3. В климатических зонах 4-8 ENERGY STAR требует, чтобы котлы были ≥ 85 % и ENERGY STAR помечены.
Программа DOE Zero Energy Ready Home позволяет использовать ≥ 80% котлов AFUE только в климатических зонах 1 и 2. В климатических зонах 3 и 4 (кроме морской климатической зоны 4) котлы должны иметь AFUE ≥ 90%, а в климатических зонах 5–8 (плюс морская климатическая зона 4) котлы должны иметь AFUE ≥ 94%.
Управление котлом
В то время как старые котлы либо включены, либо выключены, более новые котлы с многоступенчатыми или модулирующими горелками имеют регулируемую мощность, чтобы лучше соответствовать нагрузкам нагрева. Это уменьшает количество циклов включения-выключения (и циклических потерь) и позволяет котлу работать дольше в течение нескольких часов при более низких скоростях сжигания, что повышает эффективность. Немодулирующие котлы имеют КПД от 85% до 90%. Котлы, которые работают в режиме модуляции, а не просто включены, могут повысить среднюю эффективность котла до 8%.Модели с более высокой эффективностью также оснащены электронными контроллерами, которые могут увеличить срок службы оборудования, повысить эффективность котла и повысить комфортность, регулируя температуру котловой воды, создавая реле задержки по времени, выполняя автоматическую пост-продувку, предотвращая работу котла в теплой погоде, контролируя положение смесительных клапанов и контроль скорости насоса. Эти элементы управления могут повысить эффективность неконденсирующихся котлов на 10% и более и снизить потери на холостом ходу до 0,3%. Конденсационные газовые котлы с полной модуляцией и усовершенствованным управлением могут обеспечить эффективность в диапазоне от 92% до 96%.
Существует множество настроек, которые можно отрегулировать на современном котле для повышения эффективности и комфортности работы оборудования, эти настройки могут обеспечить лучшую производительность, чем стандартные заводские настройки.
Регулятор сброса наружного воздуха, который сопоставляет выходную мощность системы с фактическими условиями температуры наружного воздуха, повысит комфорт для владельцев как конденсирующего, так и неконденсирующего оборудования, предотвращая экстремальные скачки температуры в помещении, когда температура наружного воздуха выше, чем расчетные условия.Если вы устанавливаете сброс на открытом воздухе, рекомендуется, чтобы домовладельцы не использовали стратегию понижения температуры в ночное время, если не были установлены специальные элементы управления, которые могут отменять управление сбросом. Расположите наружный датчик там, где он не будет подвергаться воздействию источников тепла, таких как прямые солнечные лучи или вытяжная вентиляция сушилки.
При установке наружного регулятора сброса с неконденсирующимся котлом, выберите настройки так, чтобы температура возврата в котел была не ниже 140 ° F, чтобы предотвратить конденсацию.Однако при выборе заданных значений кривой сброса на открытом воздухе для конденсационного котла выберите настройки так, чтобы температура воды, возвращающейся в котел, была ниже 130 ° F. Это гарантирует, что температуры возврата достаточно низкие, чтобы способствовать конденсации, что значительно повысит энергоэффективность системы (подробнее см. Arena 2012). Чтобы обеспечить температуру возврата ниже 130 ° F, температуру подачи, вероятно, придется снизить до значения ниже заводских настроек. Убедитесь, что используются излучатели тепла (плинтусы, радиаторы и т. Д.)) правильно рассчитаны на основе средней температуры в контуре распределения. Если они меньше по размеру, они не будут выделять достаточно тепла в помещение, и вода будет возвращаться в котел при слишком высокой температуре, предотвращая конденсацию. Системы излучающего пола обычно устанавливаются для работы при более низких температурах, поэтому они не требуют дополнительной регулировки температуры подачи котла.
Если вы указываете обогреватели с откидным верхом в домах, в которых установлены конденсационные котлы с наружным контролем сброса, убедитесь, что указанная модель с откидным верхом способна работать при низких температурах.Многие из доступных в настоящее время нагревателей для ног не будут работать при температуре ниже 140 ° F. Правильно спроектированная и сконфигурированная конденсационная гидронная система будет иметь температуру возврата ниже 130 ° F большую часть года, оставляя людей без тепла в помещениях с подогревателями ног.
В энергоэффективных домах с высокой изоляцией и оборудованием правильного размера ночная смена может вызвать проблемы с комфортом и жалобы клиентов. Котел, который имеет правильный размер для удовлетворения расчетной тепловой нагрузки дома, не будет иметь достаточной мощности для восстановления после сбоя в течение разумного периода времени, особенно если система спроектирована с управлением сбросом на открытом воздухе.Наружные регуляторы сброса подбирают температуру подачи котла к отопительной нагрузке в зависимости от текущих условий наружного воздуха, что серьезно препятствует способности системы повышать температуру в помещении. Если котел был настроен с наружным контролем сброса и не имел возможности его переопределить, посоветуйте домовладельцам не возвращать температуру своего термостата обратно в ночное время. Это также рекомендуется, если дом очень энергоэффективен, а размер котла соответствует расчетной тепловой нагрузке.
Если вы знаете, что домовладелец будет использовать стратегию понижения или если вы хотите предоставить такую возможность, вы можете установить элементы управления для ускорения восстановления температуры, такие как 1) регулятор наддува, который автоматически повышает заданную выходную температуру котла, если потребность в отоплении составляет не удовлетворяется в течение установленного количества минут, 2) датчик в помещении, который работает с управлением сбросом наружного воздуха для компенсации запаздывания в ответ на основании температуры в салоне, или 3) простой ручной переключатель блокировки.Увеличение размеров излучателей тепла и, возможно, котла может быть необходимо для удовлетворения дополнительной нагрузки, возникающей в периоды восстановления с понижением.
Если размер бойлера невелик по сравнению с проектной нагрузкой, превышение размеров излучателей тепла поможет сократить короткие циклы работы бойлера. Это может быть единственным вариантом в ситуациях, когда самые маленькие котлы слишком велики для проектной нагрузки или имеется несколько зон, каждая из которых имеет очень малые нагрузки по сравнению с мощностью котла. В этих случаях увеличение размеров излучателей приведет к сокращению циклов, улучшению времени отклика и повышению эффективности.Обратите внимание, что многие производители устанавливают максимальную разницу температур между подачей и возвратом котла для защиты теплообменника. Превышение размера излучателя тепла приведет к увеличению дельты T, поэтому убедитесь, что вы не слишком велики до такой степени, что предел производителя превышен. При установке котла без конденсации убедитесь, что увеличение излучателя не приводит к температуре обратной воды ниже 140 ° F.
Как для конденсационных, так и для неконденсирующихся котлов отключение в теплую погоду отключает котел, когда заданная температура превышает температуру наружного воздуха.Котлы, как правило, поставляются с завода с отключенной температурой от 68 ° F до 72 ° F. В местах с большими колебаниями дневной и ночной температур или весной и осенью в домах, где используется задержка, если отключение установлено слишком низким, температура наружного теплого утра может помешать включению тепла, даже если внутри все еще холодно. Убедитесь, что настройка отключения в теплую погоду не ниже требуемой температуры в помещении зимой. Например, если 70 ° F является нормальной настройкой, отключение в теплую погоду должно быть не ниже 70 ° F.
Убедитесь, что ваша система включает в себя автоматическое регулирование после продувки, которое позволяет насосу системы работать в течение нескольких минут после того, как котел прекратит работать, чтобы рассеять тепло, все еще находящееся в массе котла.
Некоторые производители котлов начали предлагать элементы управления, которые могут ограничивать максимальную мощность котла. Это может быть особенно полезно, если котел используется как для отопления помещений, так и для горячего водоснабжения, и одна нагрузка значительно меньше другой. Этот предел уменьшает количество циклов в ситуациях, когда максимальная скорость котла значительно выше требуемой, например, когда водонагреватель требует тепла, а обогреватель — нет.
Отвод тепла — это стратегия, которая отводит избыточное тепло котла в резервуар горячей воды для бытового потребления (ГВС) после удовлетворения потребности в отоплении помещения. Исследования показали, что этот метод может значительно повысить общую эффективность системы (Butcher 2011).
См. Отчет по руководству по измерениям Building America: Конденсационные котлы — оптимизация эффективности и времени отклика при работе в режиме сбоя для получения дополнительных инструкций по настройке управления котлом.
Распределение
Одним из больших преимуществ нагрева горячей воды является простота ее зонирования.Радиационные отопительные системы в старых домах часто устанавливались в серии с одной трубой, идущей от котла к первому радиатору, а не к следующему (с последующей потерей температуры в каждом последующем излучателе). Но более новые системы распределения оснащены параллельными или первично-вторичными трубопроводами с отдельными зонами, которые могут управляться отдельными термостатами, чтобы легко приспосабливаться к различным заданным значениям температуры и графикам.
Рисунок 3 . Котлы могут обеспечивать зональное отопление с помощью параллельных петель трубопроводов.(Изображение предоставлено Calcs Plus)
Рисунок 4 . Система котла может быть настроена с первичным и вторичным контурами для подачи горячей воды для многократного использования. (Изображение предоставлено Calcs Plus)
Рисунок 5 . Радиаторы плинтуса являются одним из способов распределения тепла горячей воды.
Рисунок 6 . Петли PEX прокладываются перед заливкой плиты для этой лучистой системы обогрева пола.(Изображение предоставлено TC Legend Homes)
Как выбрать и установить котел
- Выберите наиболее эффективный котел, который финансирование проекта позволит удовлетворить проектную тепловую нагрузку проекта. Если вы участвуете в программе повышения энергоэффективности, выберите котел, который соответствует требованиям для вашей климатической зоны, как описано на вкладке Соответствие.
- Устанавливайте в соответствии с соответствующими стандартами, включая Стандарт ACCA 5: Спецификация установки качества HVAC и Техническое руководство ACCA по установке качества, и Стандарт ACCA 9: Протоколы проверки качества установки HVAC.
- Разработка эффективной системы распределения, которая позволяет зонировать.
- Правильно определите размеры котла, предварительно рассчитав тепловую нагрузку дома. Рассчитайте тепловую нагрузку, как описано в Руководстве по основам ASHRAE. Также доступно множество программных продуктов, которые могут помочь вам в расчетах, и некоторые производители котлов размещают на своих сайтах рекомендации по размерам или программное обеспечение. Если расчетная нагрузка равна или ниже самой низкой выходной мощности выбранного котла, рассмотрите альтернативные варианты оборудования с низкой нагрузкой для отопительного оборудования, которые лучше соответствуют проектной нагрузке дома.
- Установите котел как установку с непосредственным вентиляцией, где воздух для горения направляется напрямую в камеру сгорания котла снаружи. Если котел должен использовать CAZ для воздуха для горения, убедитесь, что требуемый воздух для горения подается в CAZ, и выполните проверку безопасности горения после установки. комната. См. Методы расчета и подачи воздуха для горения в руководстве «Горелки».
- Выберите соответствующий вентиляционный трубопровод в соответствии с национальным кодексом топливного газа (см. Вкладку «Соответствие»).
- Установите настройки управления оборудованием для оптимизации эффективности системы, как описано выше и в Arena 2012.
- Если ваш котел нагревает гидрообменник для принудительного нагрева воздуха, см. Компактное распределение воздуха и правильный размер воздуховодов HVAC.
- После того, как котел установлен и перед первоначальным наполнением, заполните систему водой и моющим раствором. Позвольте этому циркулировать в течение нескольких часов, чтобы удалить жир, масло и химикаты из припоя и флюса. Слейте воду и заполните чистой водой.Если городская вода вызывает коррозию, включите начальную обработку. При правильной установке котел должен работать неограниченное время без дополнительной воды или очистки.
- Для конденсационных котлов убедитесь, что конденсат стекает правильно в канализацию или прямо на улицу. Поскольку конденсат очень кислый, соблюдайте местные нормативные требования в отношении предварительной обработки конденсата перед его утилизацией в канализацию. Берегите конденсатопровод от замерзания. Обеспечить дополнительный (аварийный) поддон, изготовленный из прочного материала.
- Проверьте правильность работы котла, протестировав управление сбросом наружного воздуха и оценив контроль наддува, если он установлен.
Введение в газовые котлы
Газовые котлы — это системы центрального отопления, которые действуют как мини-огни, непрерывно нагревая воду. Затем эта нагретая вода прокачивается по объекту через трубы и радиаторы для обогрева помещения и либо подается напрямую в краны и душевые кабины (как в комбинированном котле), либо хранится в резервуаре с горячей водой для использования в будущем. Котел использует газ в сети или сыпучий СНГ, хранящийся на месте. Этот газ затем сжигается в камере сгорания котла и нагревает воду до температуры около 70 ° C через теплообменник.
Опасны ли газовые котлы?
Важно, что когда природный газ сжигается без достаточного количества кислорода, он горит желтым. Это создает опасный токсичный газ, называемый окись углерода, который может быть смертельным при вдыхании в течение длительного времени. У вас не должно быть проблем, если у вас есть детектор угарного газа и ваш котел регулярно обслуживается.
Существуют ли разные типы котлов?
Существует четыре основных типа газовых котлов, которые установлены вверх и вниз по Великобритании:
Комбинированные или комбинированные котлы не используют резервуар для воды для хранения горячей воды, но вырабатывают мгновенную горячую воду непосредственно из котла для кранов и душей.
Системные котлы хранят горячую воду в изолированном резервуаре для воды и имеют один резервуар для холодной воды.
Обычные котлы по сути работают так же, как и системные котлы, но могут быть вентилируемыми (один резервуар холодной воды) или вентилируемыми (два резервуара холодной воды).
Комбинированные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) действуют как микроэлектростанции, обеспечивая вашу горячую воду, как и предыдущие три, но также вырабатывая электроэнергию для использования дома.
>>> Стоимость отопления вашего дома газом против электричества <<<
Эффективны ли газовые котлы?
Мы рекомендуем заменять котел каждые 12 лет или около того: это должно компенсировать как потерю эффективности, так и отсутствие доступных запасных частей для ремонта.Если ваш котел выпускается до 2002 года, есть вероятность, что это модель без конденсации, эффективность которой достигает 80%, а новые модели конденсации достигают 90%.
Управление котлом
Газовые котлы могут быть запрограммированы на включение в определенное время суток, чтобы вы никогда не нагревали свой дом бессмысленно, когда в нем никого нет. Кроме того, чтобы избежать перегрева или недогрева вашего имущества, можно установить термостаты, чтобы обеспечить что требуемая температура достигнута и поддерживается.Для больших объектов с помещениями, которые часто являются необитаемыми, термостатические радиаторные клапаны могут быть установлены на каждом радиаторе, чтобы минимизировать потерю тепла.
Установка нового котла
Вы думаете о получении нового котла? Мы обыскали страну для лучших торговцев, так что мы можем быть уверены, что рекомендуем только тех, кому действительно доверяем.
Если вы хотите, чтобы мы нашли для вас местного установщика для установки нового котла в вашем доме, просто заполните форму ниже, и мы вскоре свяжемся с вами!
,Что такое котел | Типы котлов
Что такое котел?
Котел — это закрытая камера высокого давления, в которой вода превращается в пар, получая тепло из любого источника (угля, нефти, газа и т. Д.).
Котел на теплоэлектростанции накапливает пар и создает давление, чтобы расходовать его в турбине и преобразовывать тепловую энергию в механическую энергию. Генератор, подключенный к турбине, преобразует механическую энергию в электрическую.
Типы котлов
1. На основе содержимого трубки
2. База по рабочему давлению
- Ультра-сверхкритический котел: Давление ≥ 27,0 МПа или номинальная температура на выходе ≥ 590 ℃ Котел
- Сверхкритический котел: 22,1 МПа ≤ Давление ≤ 27,0 МПа
- Подкритический котел: 16,7 МПа ≤ Давление ≤ 22,1 МПа
- Котел сверхвысокого давления: 13,7 МПа ≤ Давление ≤ 16,7 МПа
- Котел высокого давления: 9.8 МПа ≤ Давление ≤ 13,7 МПа
- Котел низкого давления: 5,4 МПа ≤ Давление ≤ 9,8 МПа
- Котел среднего давления: 3,8 МПа ≤ Давление≤ 5,4 МПа
3. База на использованном топливе
- на твердом топливе
- Stoker Fired Boilers
- Котлы на пылевидном топливе
- Котлы для сжигания в кипящем слое (FBC)
- Масляный огонь
- Газовые Котлы
4. На основе проекта системы
- Натуральная тяга
- Механическая тяга
- Принудительная тяговая система
- Индуцированная Система Проекта Система сбалансированного проекта
Существует два типа котлов, которые используются на подкритических, сверхкритических и сверхкритических критических угольных теплоэлектростанциях:
- пылевидный угольный котел
- Котел с псевдоожиженным слоем (FBC)
Примечание: Оба типа котлов являются водотрубными котлами
Котел на пылевидном угле или Котел на пылевидном топливе
.
Меры по повышению энергоэффективности котла
Меры по повышению энергоэффективности котла Главная || Дизельные двигатели || Котлы || Системы подачи || Паровые турбины || Обработка топлива || Насосы || Охлаждение ||Меры по повышению энергоэффективности котла
Котел в той или иной форме будет найден на каждом типе корабля.Там, где основное оборудование приводится в действие паром, одна или несколько больших водяных труб будут установлены котлы для производства пара при очень высоких температурах и давление. На судне с дизельным двигателем меньше (обычно тип пожарной трубы) будет установлен бойлер для подачи пара на различные суда Сервисы. Даже в рамках двух основных типов конструкции, Watertube и Firetube, существует множество дизайнов и вариаций. align = «left»> ALIGN = «левой»> ALIGN = «левой»> Показатели энергоэффективности котлаНа рисунке (i) показаны типичные характеристики энергоэффективности котла, которые обычно указываются изготовителем котла.Как видно, КПД котла является фактором его нагрузки.
При эксплуатации КПД, как правило, ниже, чем указанные выше расчетные значения. Существует ряд основных областей, которыми необходимо управлять, чтобы поддерживать наивысший уровень энергоэффективности вспомогательного котла, как показано на рисунке (i).
Рис (i): КПД котла
align = «center»>
Загрязнение поверхности
Основная функция котла — генерировать пар при правильном давлении и температуре и с максимальной энергоэффективностью.Оптимальная энергоэффективность означает оптимальную передачу энергии топлива в кипящую воду через различные трубы котла и поверхности нагрева. Аспекты, которые могут привести к снижению скорости передачи тепла, включают:
- Загрязнение труб котлов и поверхностей теплообмена на газовой стороне
- Загрязнение или образование накипи в котельных трубах на стороне воды.
Вышеуказанное обычно приводит к меньшей теплопередаче от газа и большей задержке тепла отработавшими газами, когда они покидают котел.Таким образом, высокая температура выхлопных газов на выходе из котла может быть хорошим показателем таких загрязненных условий. Чтобы исправить ситуацию, методы обслуживания должны включать продувку сажи в котле, удаление накипи, хорошую воду, регулировку сгорания (для уменьшения образования сажи) и т.д. Для этого необходимо контролировать зоны теплопередачи котла.
Продувка сажи котла должна производиться регулярно, так как накопление сажи действует как изолятор и снижает скорость теплопередачи. То же самое касается накопления накипи в водяных трубах.Температура батареи должна регулярно контролироваться, и любое ее увеличение означает, что рекуперация тепла не является оптимальной. Значительное повышение температуры выхлопных газов по сравнению с тем, которое наблюдалось после последней очистки, будет указывать на накопление загрязнений и потребует другого действия по очистке.
Оптимальная температура горячей воды и уровни продувки
Имеется горячая скважина (см. Рис. (V)), которая собирает весь конденсат от конечных пользователей паровой системы, а также там, где возможна очистка и очистка воды.Именно из горячей скважины питательная вода подается в котел. Температура горячей скважины должна поддерживаться на уровне, указанном производителями. Низкая температура (например, ниже 80-85 C) приведет к попаданию более холодной питательной воды в Котел, таким образом, увеличивает стоимость топлива из-за необходимости большего нагрева для испарения.
Перегретая горячая скважина может вызвать испарение воды во всасывающем насосе (например, кавитацию) и вызвать блокировку пара в питающем насосе и потерю всасывания. Для сохранения тепла в горячей скважине для поддержания более высокой температуры потери тепла из-за плохой изоляции могут быть уменьшены.Кроме того, контроль подпиточной воды важен, так как чрезмерная потребность в подпиточной воде будет указывать на утечку в паровой системе, а также на больший нагрев подпиточной воды, которая обычно имеет низкую температуру.
Продувка котла необходима для контроля количества растворенных твердых веществ в результате испарения и загрязнения подпиточной воды или добавления другого химического вещества. Продувка должна быть рассчитана и проведена после измерения уровня растворенной воды. В некоторых случаях инженеры чрезмерно продувают котел, что не только приводит к потере горячей воды, но также увеличивает потребность в подпиточной и подпиточной воде.Избыточный воздух для горения
Для сжигания топлива необходимо подавать воздух в котел. Избыточный воздух, не использованный в процессе сгорания, нагревается, а затем выпускается через дымоход. Это пустая трата энергии. Таким образом, любой избыточный воздух, который не нужен для сжигания, приведет к потере энергии, поскольку он будет отводить тепло из котла и выходить в атмосферу, поэтому, как правило, его следует избегать.
Котлы обычно имеют определенное количество оптимального избытка воздуха, и подача воздуха должна быть отрегулирована до этого уровня.Это означает баланс между эффективностью сгорания и количеством подаваемого воздуха. Избыточный избыток воздуха определяется в виде либо высокой концентрации O2, либо низкой концентрации CO2 в выхлопных газах котла. Таким образом, эти два параметра необходимо контролировать как часть контроля избытка воздуха в котле и, следовательно, его энергоэффективности. Рисунок (ii) показывает эффективность котла как функцию концентрации CO2. Как можно видеть, желательно максимизировать концентрацию CO2 в выхлопных газах для достижения максимальной эффективности.Как указано, оптимальный уровень обычно указывается производителем.
Рис (ii): КПД котла как функция уровня CO2 в выхлопных газах
align = «center»>
КПД котла и коэффициент нагрузки
Как и любые другие устройства, КПД котла зависит от коэффициента нагрузки. Рисунок (i), а также рисунок (iii) показывают типичный для такой эффективности.
Рисунок (iii) Влияние коэффициента нагрузки котла на эффективность
align = «center»>
Соответственно, для этого котла КПД в определенный момент самый высокий, а затем снижается при изменении нагрузки.Таким образом, управление нагрузкой котла можно рассматривать как один из аспектов энергоэффективности. Рисунок (iii) показывает, что при нагрузке 70% КПД составляет 80%, а при нагрузке 30% КПД составляет 63%; значительное падение
Работа котла при низкой нагрузке, таким образом, неэффективна. Предотвращение работы котла с низкой нагрузкой будет зависеть от типа судна, количества котлов и от того, где используется пар. Как правило, если на судне два вспомогательных котла, они не должны работать параллельно, если можно удовлетворить весь спрос на пар; если вопросы безопасности не диктуют необходимость такого параллельного случая.
Рис (iv): Расход топлива в котле
align = «center»>
Котлы и паровая система
Паровая система играет важную роль в энергоэффективности некоторых типов судов (например, с паровым приводом). Суда СПГ) и средняя роль на судах, таких как нефтяные танкеры, перевозящие наливные грузы, требующие груза отопление или есть необходимость в перегрузке груза с помощью паровых насосов, но также необходимо генерировать Инертный газ для очистки, продувки или дозаправки грузовых танков.Рисунок (iv) показывает типичный уровень использования топлива в котлах по сравнению с основными и вспомогательными двигателями для судна VLCC.
Обзор судовой паровой системыНа коммерческих судах паровая система обычно включает следующее оборудование:
- Вспомогательные котлы
- Экономайзеры выхлопных газов
Рис (v): Вспомогательная паровая система котла
align = «center»>
Рисунок (v) Типичная конфигурация паровой системы вспомогательного котла
Для представления примера энергоэффективности паровая система на борту судна будет разделена на следующие части:
- Вспомогательные котлы: Здесь пар производится с использованием топлива.
- Экономайзер выхлопных газов: Здесь пар производится путем утилизации отработанного тепла.
- Система распределения пара: относится к системе паропровода и соответствующим приборам и устройствам, используемым для контроля пара.
- Конечное использование пара: Это относится ко всем паропотребляющим системам, таким как паровые турбины, генераторы пресной воды, паровые нагреватели и т. Д.
На рисунке (vi) показана типичная схема размещения таких компонентов.
Фиг.8 (vi): судовая паровая система
align = «center»>
Рисунок (vi) Общая паровая система на борту судна [Альфа Лаваль]
Обобщены ниже морской котел подробно Страницы информации:
- Требования к различным типам котлов — водотрубным котлам и т. Д. Водотрубный котел используется для паров высокого давления, высокой температуры и высокой производительности, e.грамм. обеспечение паром для главных силовых турбин или турбин грузового насоса. Котлы Firetube используются для вспомогательных целей, чтобы обеспечить меньшее количество пара низкого давления на судах с дизельным двигателем …..
- Принцип работы и порядок работы котлов с жаровыми трубами Дымовой котел обычно выбирается для производства пара низкого давления на сосудах, требующих пара для вспомогательных целей. Операция проста, и можно использовать питательную воду среднего качества. Название «резервуарный котел» иногда используется для жаротрубных котлов из-за их большой вместимости воды.Термины «дымовая труба» и «котел с ослом» также используются …
- Рабочий процесс котлов и экономичных газов Использование выхлопных газов от дизельных главных двигателей для выработка пара является средством восстановления тепловой энергии и улучшения работы установки КПД. Вспомогательная паровая установка, предусмотренная на современном дизеле танкеры обычно используют теплообменник выхлопных газов в основании воронка и один или, возможно, два водотрубных котла …..
- Использование крепления котла Водотрубные котлы из-за меньшего содержания воды по сравнению с паропроизводительностью требуют определенных дополнительных креплений: Автоматический регулятор подачи воды.Установленное в линии подачи до основного обратного клапана, это устройство необходимо для обеспечения правильного уровня воды в котле при любых условиях нагрузки. В котлах с высокой скоростью испарения будет использоваться многоэлементная система контроля подачи воды ….
- Чистота питательной воды котла и насоса питательной воды Большинство «чистой» воды будет содержать растворенные соли, которые выходят из раствора при кипячении. Эти соли затем прилипают к поверхностям нагрева в виде накипи и уменьшают теплопередачу, что может привести к локальному перегреву и выходу из строя трубок.Другие соли остаются в растворе и могут образовывать кислоты, которые будут воздействовать на металл котла. Избыток щелочных солей в котле вместе с воздействием рабочих напряжений приведет к состоянию, известному как «щелочное растрескивание». Это фактическое растрескивание металла, которое может привести к серьезному отказу …
- Принцип работы и порядок работы парогенератора Парогенераторы производят насыщенный пар низкого давления для бытовых и других услуг.Они используются вместе с водотрубными котлами для обеспечения вторичного парового контура, который предотвращает любое возможное загрязнение питательной воды первичного контура. Устройство может быть горизонтальным или вертикальным с катушками внутри корпуса, которые нагревают питательную воду …
- Как контролировать горение в судовом котле Основным требованием к системе управления сгоранием является правильное соотношение количества сжигаемого воздуха и топлива. Это обеспечит полное сгорание, минимум избытка воздуха и приемлемых выхлопных газов.Поэтому система управления должна измерять расход мазута и воздуха, чтобы правильно регулировать их пропорции …..
- Безопасная работа котла — подготовка и подача пара Все котлы имеют печь или камера сгорания, где топливо сжигается для высвобождения энергии. Воздух подается в топку котла для обеспечения сгорания топлива в происходит. Большая площадь поверхности между камерой сгорания и вода позволяет энергии сгорания в виде тепла переведен на воду…..
- Процесс сжигания мазута — различные конструкции горелок В настоящее время морские котлы сжигают остаточное низкосортное топливо. Это топливо хранится в резервуарах с двойным дном, из которых оно извлекается при передаче накачать до отстойников. Здесь любая вода в топливе может поселиться и быть истощенным.
- Расположение котла — процесс сгорания — подача воздуха Сжигание — это сжигание топлива в воздухе с целью выделения тепловой энергии. Для полного и эффективного сгорания правильное количество топлива и воздух должен подаваться в печь и зажигаться.Примерно в 14 раз больше воздух как топливо требуется для полного сгорания ….
- Обычный подпружиненный предохранительный клапан и улучшенный предохранительный клапан для подъема на большой высоте для судового котла Предохранительные клапаны устанавливаются парами, обычно на одном клапанном блоке. Каждый клапан должен выпускать весь пар, который котел может производить без повышение давления более чем на 10% за установленный период …..
- Правильный рабочий уровень для морских котлов — использование указателей уровня воды Указатель уровня воды обеспечивает видимую индикацию уровня воды в котле в области правильного рабочего уровня.
- Как поддерживать уровень воды в морском котле? Современный высокотемпературный водотрубный котел высокого давления вмещает небольшое количество воды и производит большое количество пара. Поэтому необходим очень тщательный контроль уровня воды в барабане. Реакции пара и воды в барабане сложны и требуют системы управления, основанной на нескольких измеряемых элементах ……
- Меры предосторожности при работе с судовым котлом Все органы управления, регуляторы, аварийные сигналы и отключения котла должны быть проверены регулярно в соответствии с применимой системой планового технического обслуживания и рекомендациями производителей.Каждый тест должен быть записан с подписью Инженер-офицер, который провел тест ….
Судовые механизмы — Полезные теги
Судовые дизельные двигатели || Парогенераторная установка || Система кондиционирования воздуха || Сжатый воздух || Морские батареи || Грузовое холодильное оборудование || Центробежный насос || Различные кулеры || Аварийный источник питания || Теплообменники выхлопных газов || Система подачи || Подающий вытяжной насос || Измерение расхода || Четырехтактные двигатели || Топливная форсунка || Топливная система || Обработка мазута || Коробки передач || Губернатор || Морской мусоросжигатель || Масляные фильтры Lub || MAN B & W двигатель || Морские конденсаторы || Маслоотделитель воды || Устройства защиты от превышения скорости || Поршень и поршневые кольца || Прогиб коленчатого вала || Судовые насосы || Различные хладагенты || Очистные сооружения || Пропеллеры || Электростанции || Пусковая воздушная система || Паровые турбины || Рулевой механизм || Sulzer двигатель || Турбинная передача || Турбокомпрессоры || Двухтактные двигатели || UMS операций || Дыхание и капитальный ремонт || Критические машины || Палубное оборудование и грузовые механизмы || Контрольно-измерительные приборы || Противопожарная защита || Безопасность машинного отделения ||
Машинное отделение.com о принципах работы, конструкции и эксплуатации всего оборудования
Предметы на корабле предназначены в основном для инженеров, работающих на борту, и тех, кто работает на берегу. За любые замечания, пожалуйста
Свяжитесь с нами
Copyright © 2010-2016 Machinery Spaces.com Все права защищены.
Условия использования
Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности || Главная страница ||