Akva-tehnik.ru

Отделка дома своими руками
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и принцип работы водогрейного котла

Газовые водогрейные котлы: классификация промышленных и бытовых агрегатов

Водогрейный газовый котел используется для теплоснабжения частных жилых домов, небольших общественных и производственных зданий в районах, где отсутствует подача центрального отопления либо подсоединение к нему считается неэффективным.

Котлы устанавливаются в одном помещении, называемом водогрейной котельной. Автономная система отопления оснащается основным и вспомогательным котельным оборудованием, блоком автоматики безопасности.

Классификация водогрейных котлов на газе


Водогрейные газовые котлы устанавливаются в источниках теплоснабжения для организации подачи ГВС и отопления на бытовые и промышленные нужды.

Принцип функционирования таких устройств заключается в циклическом процессе нагрева и охлаждения теплоносителя. В зависимости от температуры нагрева они группируются:

  • на низкотемпературные с температурой нагреваемой среды до 115 С;
  • высокотемпературные от 115 до 150 С;
  • на устройства, вырабатывающие перегретый теплоноситель свыше 150 С.

По назначению они разделяются на две группы:

  1. Газовые промышленные свыше 100 кВт и теплоносителем до 115 С.
  2. Бытовые, для частного дома, с мощностью до 100 кВт и теплоносителем до 90 С.

Промышленные газовые котлы

Промышленные водогрейные газовые котлоагрегаты сегодня являются самыми эффективными источниками теплоснабжения. Они могут быть выполнены водотрубными, когда теплоноситель циркулирует внутри труб, а дымовые газы снаружи.

И жаротрубными, когда дымовые газы проходят внутри труб, а теплоноситель снаружи. Монтаж обоих вариантов отличается различной конструкцией дымоотводящих каналов.

Как правило, промышленный водогрейный агрегат состоит из 2-х взаимосвязанных конструктивных частей: топочной и конвективной.

Первая — выполнена из стальных панелей, называемых экранами по месту расположения: задний, боковой, фронтальный и потолочный. Конвективные поверхности нагрева располагаются после топочных поверхностей нагрева, чтобы обеспечить максимальный теплосъем от уходящих газов.

Для этого направление движения теплоносителя и дымовых газов выполняется по принципу противотока.

Котлы для частного дома

Эти устройства имеют меньшую мощность и работают при более низкой температуре теплоносителя, поэтому могут быть как настенными, так и напольными.

В зависимости от количества контуров нагрева, они изготавливаются одноконтурными для отопления и двухконтурными для отопления и ГВС. Одноконтурные котлы могут иметь патрубки для подключения внешнего бойлера косвенного нагрева ГВС.

Теплообменники изготавливаются из стали, чугуна и меди. Последние в основном для настенных конструкций. Газовое топливо сжигается в топке, которая может выполняться закрытой для принудительного движения дымовых газов и открытой в случае естественного удаления уходящих газов.

Горячие газы омывают теплообменник, через который проходит теплоноситель для контура отопления и ГВС. Остывшие дымовые газы выбрасываются в атмосферу через дымоотводной канал.

Движение воды может протекать естественным путем, за счет разности температур между горячей и холодной средой и принудительным, с использованием циркуляционного насоса.

Нагретый теплоноситель с температурой до 90 С поступает во внутридомовую тепловую сеть, распределяется по стоякам и далее по радиаторам отопления, где отдает тепловую энергию воздуху в помещении, остывает и возвращается в котел для следующего цикла нагрева.

Устройство и принцип работы газовых промышленных котлов


Промышленные газовые водогрейные котлы, способные нести большую тепловую нагрузку — это сложная теплотехническая система, имеющая много взаимосвязанных элементов.

Как правило, водогрейные газовые котлы комплектуются таким оборудованием:

  • Автоматика и управление.
  • Котел с топочными экранами.
  • Горелочное устройство газового котла.
  • Центробежные насосы: циркуляционные, подпиточные и системы ХВО.
  • Теплообменные аппараты.
  • Топливоподача: газорегуляторные установки (ГРУ).
  • Вентилятор.
  • Дымосос.
  • Электрощитовое оборудование.
  • Блок химической очистки воды — ХВО.
  • Баки для хранения воды: аккумуляторный, деаэрации, подпиточный.

Техническое обслуживание оборудования водогрейной котельной проводится обученным оперативным персоналом по утвержденным производственным инструкциям.

Автоматика и управление

Управление котлов большой мощности является сложным процессом, поскольку связано с динамически изменяющимися температурными режимами, как внутри котла, так и в системе теплоснабжения.

Для того чтобы постоянно контролировать многочисленные параметры этой системы используются первичные датчики по пламени, разрежению в топке, давлению и расходу газа и температурам по всем контурам нагрева.

Все первичные датчики завязаны на блок автоматики котла, который состоит из системы регулирования и безопасности.

Первая система отвечает за поддержания температурного графика схемы теплоснабжения в зависимости от температуры наружного воздуха. Например, для увеличения температуры, исполнительный механизм открывает подачу газа и соответственно увеличивается расход подачи воздуха в топку через открытие воздушной заслонки, а разрежение в топке через открытие шибера на дымососе.

Система безопасности следит, чтобы контролируемые параметры не превышали или не падали ниже допустимых значений, в этом случае сигнал поступает на электроконтактный клапан-отсекатель, установленный на газовой линии перед котлом.

В аварийной ситуации он полностью отключает подачу газа на горелочное устройство и включает световую и звуковую сигнализацию.

Горелка

Газовая горелка основа любого котлоагрегата, от которой зависит эффективность тепловой системы в целом. По варианту подачи газа они подразделяются на конструкции:

  • инжекторного принципа действия, которые благодаря высокой скорости истечения газа из сопла, засасывают в корень факела воздушную струю;
  • наддувного принципа действия, в которых воздух нагнетается с помощью вентилятора;
  • диффузного типа, в которых газовоздушная смесь образуется в специализированных диффузионных каналах.

Для промышленных водогрейных котлов, в основном применяется газовая наддувная горелка. Она выполнена из форсунки, через которую выходит смесь газа с воздухом, создается мощный факел, обеспечивающий равномерную площадь горения в топке.

Для более мощных промышленных котлов от 100 кВт используют горелки, работающие под разрежением, создаваемым дымососом.

Топка

Устройство топочной камеры в промышленном газовом котле выполняется закрытой, работающей под наддувом. Принудительная подача воздуха и создание разряжения дымососом позволяет поддерживать высокую температуру в области горения до 1900С.

В топочной части проистекает технологический процесс горения газа. Излучаемое тепло при помощи конвективного и радиационного теплообмена передается теплоносителю через стальные экраны.

Для увеличения теплопередающей способности топки панели выполняют газоплотными, сваривают между собой стальной полосой.

После топки горячие газы с температурой 800 С поступают в конвективный пучок, выполненные в виде панели из стояков и труб. Последние располагаются в шахматном порядке, чтобы увеличить поверхность нагрева.

На этом участке температура дымовых газов падает до 180-200 C. В зависимости от проектной схемы для снижения температуры уходящих газов до 55 С, устанавливаются дополнительные «хвостовые» поверхности нагрева котла, например, экономайзер и воздухоподогреватель.

Читайте так же:
Размеры и тепловая мощность чугунных радиаторов

Дымосос

К тягодутьевым машинам водогрейного котла относятся вентилятор и дымосос. Первые обеспечивают принудительную подачу воздуха в зону горения, а вторые разрежение в топке, чтобы дымовые газы могли выходить в атмосферу.

Основные характеристики дымососа:

  • производительность перекачиваемой среды, м3/ч;
  • создаваемое разрежение, Па;
  • мощность установленного двигателя, кВт;
  • частота оборотов рабочего колеса (об/мин).

Дымосос подбирается по объему дымовых газов, образовавшихся в максимальном режиме работы котла. Он обязан создать напор, который будет превышать сопротивление дымоотводной системы. Условия его работы значительно труднее, чем у вентиляторов, вследствие высокой температуры среды, коррозионной агрессивности уходящих газов и наличия в них частичек золы.

ХВО — это сокращенное обозначения системы химической очистки воды для нужд водогрейного котла, распространенным, доступным и дешевым теплоносителем, она обладает недостатками и может привести к разрывам поверхностей нагрева котла.

Для котлов наиболее опасными примесями в подпиточной воде являются:

  • взвешенные механические вещества;
  • растворенные соли жесткости;
  • кислород и окислы, вызывающие коррозию котловых поверхностей нагрева.

Активный кислород удаляется из воды термическим методом в деаэраторах.

Соли жесткости удаляются химическим путем в умягчителях, с прохождением воды через натрий катионитовые фильтры. Взвешенные вещества удаляются в механических фильтрах, заполненных песком.

Подпитка воды водогрейного котла зависит от системы отопления и размера утечек. Наименьшими показателями подпитки обладают системы закрытого типа.

Устройство водогрейных котлов для дома

Все современные бытовые газовые котлы в диапазоне 9 — 30 кВт для нагрева площади до 300м2 являются водогрейными, то есть через них циркулирует теплоноситель системы отопления.

Контур для нагрева воды выполняется в виде водяной рубашки либо трубчатого теплообменника.

Типовой водогрейный котел состоит:

  • топочная камера: открытая или закрытая;
  • горелка модулируемая или обычная;
  • теплообменный аппарат для каждого контура обогрева: отопления и ГВС;
  • циркуляционный насос для теплоносителя;
  • центробежный вентилятор в устройствах закрытого типа для подачи воздуха;
  • блок управления и автоматики безопасности.

Дымоотводная система выполняется по рекомендациям завода изготовителя котла. Лучшими системами для закрытых топок являются коаксиальный дымоход, который приобретается отдельно и не требуется вертикального вывода отработанных газов через кровлю здания.

Техобслуживание водогрейных газовых котлов в частном доме выполняются по режимным картам, которые представляются сервисными или наладочными организациями.

Ошибки водогрейных бытовых котлов

Все водогрейные котлы, работающие на газовом топливе, имеют единый технологический принцип нагрева теплоносителя и должны отвечать государственным требованиям по безопасной эксплуатации.

Наиболее распространенные ошибки водогрейных котлов:

  1. Обрыв факела на горелочном устройстве. Этот сбой обычно вызван высокими параметрами по разрежению в топке и скорости подачи факела к устью горения, а также низким давлением в газовой сети.
  2. Высокое давление в контуре нагрева, превышающее значение предусмотренное режимной картой. Самыми распространенными причинами такой ошибки могут быть: нерабочий насос циркуляции, утечка в сети, забит теплообменный аппарат и конвективные поверхности нагрева котла.
  3. Высокая температура теплоносителя из-за низкой циркуляции в котле. Сбой может происходить при плохой работе насоса, нерабочих датчиках температур в блоке управления котла, забытых поверхностях нагрева накипью.
  4. Неисправность электронной системы клапана-отсекателя газа.

Водогрейные газовые котлы являются наиболее распространенными источниками нагрева в индивидуальных системах отопления бытовых и промышленных объектов.

Они имеют самые высокие показателями эффективности с КПД до 92 %, предельного уровня автоматизации тепловых процессов — 100%, модуляцией от 30 до 100% и высокую эксплуатационную готовность.

Устройство и принцип работы жаротрубного котла

Водогрейный котел
устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива, и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Теплота, вырабатываемая водогрейными котлами, используется на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также может использоваться на различные технологические нужды.

Максимальная температура воды в зависимости от теплопро-изводительности котла на выходе из котлов может составлять 95, 115, 150, 200 °С.

Все водогрейные котлы можно разделить на газотрубные

(с дымогарными и жаровыми трубами) и
водотрубные.
В газотрубных котлах горячие газы движутся внутри труб, омываемых с наружи водой; в водотрубных — вода перемещается по трубам, а дымовые газы движутся снаружи их. По материалу, из которого изготовлены водогрейные котлы, их можно разделить на
стальные
и
чугунные.
Чугунные котлы отличаются большей коррозионной стойкостью.

По характеру циркуляции воды (независимо от конструкции) все водогрейные котлы являются прямоточными

, т. е. с однократным движением воды по его отдельным элементам.

Водогрейный котел состоит из топочного устройства и тепловоспринимающих поверхностей, которые для водотрубных котлов делятся на топочные экраны, выполненные из отдельных панелей, представляющих из себя ряд параллельно включенных труб, объединенных входными и выходными коллекторами, и конвективные поверхности нагрева, набираемые из змеевиков.

Основное предназначение водогрейного котла состоит в качественном и быстром нагреве воды, которая используется для самых различных нужд. Прежде всего, для отопления частных домов, горячего водоснабжения, а также для отопления промышленных и общественных зданий и сооружений. Эффективная работа и устройство водогрейного котла непосредственно связаны между собой.

эксплуатация водогрейных котлов

Схема парового котлоагрегата

ПК устанавливаются в котельном зале, который может располагаться в отдельно стоящих, примыкающих и встроенных зданий нежилого назначения.

Обозначения по схеме:

  1. Система топливоподачи газового парового котла, No1.
  2. Устройство для горения — топка, No2.
  3. Циркуляционные трубы,No3.
  4. Зона пароводяной смеси, зеркало испарения,No4.
  5. Направление движения питательной воды, NoNo5,6 и 7.
  6. Перегородки, No8.
  7. Газоход, No9.
  8. Дымовая труба, No10.
  9. Выход циркуляционной воды, из емкости парового котла, No11.
  10. Слив продувочной воды, No12.
  11. Подпитка котла водой, No13.
  12. Паровой коллектор, No14.
  13. Сепарация пара в барабане, NoNo15,16.
  14. Водоуказательные стекла, No17.
  15. Зона насыщенного пара, No18.
  16. Зона пароводяной смеси, No19.

Работа и устройство водогрейного котла


Независимости от модели оборудования, все устройства работают одинаково: теплоноситель нагревается до необходимой температуры и передает тепло отопительной системе.

Различают следующие виды водогрейных агрегатов:

  • Газовые.
  • Жидкотопливные
  • Электрические
  • Твердотопливные.
Читайте так же:
Какой каркас лучше выбрать для бытовки из металла или дерева

Устройство водогрейного котла конструктивно отличается в зависимости от выбранного вида котла, и, соответственно, в зависимости от используемого топлива, применяют разные горелки. Они могут быть атмосферными встроенными атмосферными или сменными наддувными. Встроенные горелки предусматривают использование только определенного типа топлива. Более удобны сменные горелки, так как они позволяют, в случае необходимости, легко переходить с одного типа горючего на другой.

Факторы, обеспечивающие эффективную работу устройства

Есть несколько требований, которые необходимо соблюдать для эффективной работы водогрейного котла.

Прежде чем описать основные конструкционные и технические характеристики, стоит выделить несколько основных показателей, влияющих на качество работы, которые считаются общими и подходят для любого устройства.

К ним относится схема работы водогрейного котла и такие параметры, как:

  • Производитель оборудования.
  • Качество устройства и его элементов.
  • Наличие гарантийного срока эксплуатации и обслуживания оборудования.

По мнению специалистов, именно этот параметр является важным расчетным показателем, который определяет общее количество механического горючего.

Как правильно эксплуатировать

Паровые котлы относятся к объектам повышенной опасности, поэтому многими нормативными документами котлонадзора, проектом установки, технической документацией завода-изготовителя и правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов закреплены требования по безопасной эксплуатации таких сосудов, которые обязаны выполнять ответственные должностные лица и обслуживающий персонал.

Безопасная эксплуатация начинается с химической водоподготовки воды, которая имеет важное значение для технического обслуживания современных парогенераторов и котлов. Минеральные соли, содержащиеся в природной воде, при температуре выше 70 оС, образуют накипь на внутренних поверхностях труб.

Это приводит к ухудшению теплопередачи от дымовых газов к питательной воде, она перестает охлаждать трубы, которые перегреваются, перегорают в следствии чего, образуется разрыв стен, резкое падение давления во внутреннем контуре агрегата, мгновенное парообразование перегретой воды и взрыв котла.

Уровень очистки сырой воды зависит от источника водоснабжения и устанавливается специалистами в проекте водоподготовки котлоагрегата, где описаны не только режимы, но и схема подключения с необходимым оборудованием.

Принцип работы и схема водогрейного котла

Теплоноситель нагревается до 115 градусов и после этого передает тепло отопительной системе. Вода становится паром при температуре 100 градусов, поэтому для предотвращения закипания, в котле постоянно поддерживается высокое давление.

Чем оно выше, тем лучше, так как тогда вероятность возникновения пристеночного закипания уменьшается, а значит образуется меньше накипи.

Независимо от вида топлива, принцип работы водогрейных котлов одинаковый: горючее сжигается в топке, а через ее стенки жар передается воде, которая циркулирует по отопительным трубам. Каждая конструкция разработана таким образом, чтобы обеспечить максимальное сгорание топлива и эффективную теплопередачу.


Деаэраторы атмосферного давления применяются в схемах приготовления питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения на ТЭС и в котельных.

Что такое вакуумные деаэраторы, вы можете узнать тут.

В конструкции водогрейного котла могут присутствовать особые конвективные пакеты. Они предназначены для эффективного охлаждения уходящих газов и снижения их температуры.

Поверхность пакетов у качественных систем в состоянии обеспечить снижение температурного режима до 190-200 градусов. Нельзя допускать более низкие температурные показатели, так как появится вероятность образования конденсата.

Качественная и при этом максимально эффективная работа оборудования определяется высокими показателями надежности и прочности устройства. В процессе работы вода по всем панелям и экранам осуществляет многоходовое движение.

Подобный результат достигается посредством установленных заглушек в коллекторах. Их количеством регулируются параметры скорости движения теплоносителя в приборе. Более подробно данный процесс отражает схема работы водогрейного котла.


Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока.

Подробнее о котлах утилизаторах газов, вы можете узнать здесь.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо сжигания различных видов твердого топлива, теплогенераторы имеют ряд отличий от остальных источников тепла. Эти особенности нужно воспринимать как данность и всегда учитывать при обвязке твердотопливного котла с системой водяного отопления. В чем они заключаются:

  1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
  2. Образование конденсата в топливнике во время прогрева. Особенность проявляется из-за поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Инерционность создает опасность перегрева водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.


Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Читайте так же:
Материалы для утепления трубы водопровода

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Влияние сажи и накипи в процессе эксплуатации

Если на поверхности отопительного оборудования образуется слой сажи, ее низкая теплопроводность значительно затруднит передачу теплоты от производимых газов к стенкам отопительного устройства.

Это автоматически приведет к перерасходу топливной массы, к значительному снижению выработки пара, а также горячей воды.

Наличие накипи на стенках при относительно небольшой теплопроводности в значительной степени может уменьшить передачу теплоты от стенки устройства к воде.


Паровой котёл МЗК предназначен для получения насыщенного пара с температурой 175°С и рабочим давлением 0,8 МПа используемого для технологических и отопительных нужд.

Что такое паровой котёл КП, вы можете узнать тут.

Как результат, его стенки достаточно сильно могут перегреться, в некоторых случаях они разрываются, тем самым вызывая аварии котельных устройств.

На основании этого можно сделать вывод, что максимально эффективная работа котла может быть произведена исключительно при регулярной чистке подобного оборудования.

Образования накипи можно избежать только посредством установки специального грязевого фильтра, а также достаточно частых продувок основных элементов оборудования через воздушные штуцера.

Данный метод будет малодейственным в том случае, если работа оборудования будет осуществляться с использованием жесткой воды. Это говорит о том, что на качестве используемой воды экономить не стоит.

Процесс предварительной водоподготовки поможет увеличить общий срок службы устройства, а также всей тепловой системы.

При этом, в процессе всего срока эксплуатации у водогрейного котла сохранятся достаточно высокие показатели коэффициента полезного действия. Кроме того, это идеальная возможность сэкономить количество расходуемого топлива.

Котлы на отработанном масле. Область применения и виды.

Об устройстве котла на отработанном масле, читайте здесь.

Приобретение водогрейного котла от проверенного производителя гарантирует, что установленные в конструкции насосы обеспечат идеальные скоростные режимы теплоносителя. Также полностью исключается возможность образования накипи, сильного перегрева поверхности, соответственно, предотвращается выход системы из строя.

Водогрейная_котельная_принцип_работы

Водогрейный котел устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива, и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Теплота, вырабатываемая водогрейными котлами, используется на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также может использоваться на различные технологические нужды.

Максимальная температура воды в зависимости от теплопро-изводительности котла на выходе из котлов может составлять 95, 115, 150, 200 °С.

Все водогрейные котлы можно разделить на газотрубные (с дымогарными и жаровыми трубами) и водотрубные. В газотрубных котлах горячие газы движутся внутри труб, омываемых с наружи водой; в водотрубных — вода перемещается по трубам, а дымовые газы движутся снаружи их. По материалу, из которого изготовлены водогрейные котлы, их можно разделить на стальные и чугунные. Чугунные котлы отличаются большей коррозионной стойкостью.

По характеру циркуляции воды (независимо от конструкции) все водогрейные котлы являются прямоточными, т. е. с однократным движением воды по его отдельным элементам.

Водогрейный котел состоит из топочного устройства и тепловоспринимающих поверхностей, которые для водотрубных котлов делятся на топочные экраны, выполненные из отдельных панелей, представляющих из себя ряд параллельно включенных труб, объединенных входными и выходными коллекторами, и конвективные поверхности нагрева, набираемые из змеевиков.

Основное предназначение водогрейного котла состоит в качественном и быстром нагреве воды, которая используется для самых различных нужд. Прежде всего, для отопления частных домов, горячего водоснабжения, а также для отопления промышленных и общественных зданий и сооружений. Эффективная работа и устройство водогрейного котла непосредственно связаны между собой.

Работа и устройство водогрейного котла

Независимости от модели оборудования, все устройства работают одинаково: теплоноситель нагревается до необходимой температуры и передает тепло отопительной системе.

Различают следующие виды водогрейных агрегатов:

  • Газовые.
  • Жидкотопливные
  • Электрические
  • Твердотопливные.

Устройство водогрейного котла конструктивно отличается в зависимости от выбранного вида котла, и, соответственно, в зависимости от используемого топлива, применяют разные горелки. Они могут быть атмосферными встроенными атмосферными или сменными наддувными. Встроенные горелки предусматривают использование только определенного типа топлива. Более удобны сменные горелки, так как они позволяют, в случае необходимости, легко переходить с одного типа горючего на другой.

Факторы, обеспечивающие эффективную работу устройства

Есть несколько требований, которые необходимо соблюдать для эффективной работы водогрейного котла.

Прежде чем описать основные конструкционные и технические характеристики, стоит выделить несколько основных показателей, влияющих на качество работы, которые считаются общими и подходят для любого устройства.

К ним относится схема работы водогрейного котла и такие параметры, как:

  • Производитель оборудования.
  • Качество устройства и его элементов.
  • Наличие гарантийного срока эксплуатации и обслуживания оборудования.

По мнению специалистов, именно этот параметр является важным расчетным показателем, который определяет общее количество механического горючего.

Принцип работы и схема водогрейного котла

Теплоноситель нагревается до 115 градусов и после этого передает тепло отопительной системе. Вода становится паром при температуре 100 градусов, поэтому для предотвращения закипания, в котле постоянно поддерживается высокое давление.

Чем оно выше, тем лучше, так как тогда вероятность возникновения пристеночного закипания уменьшается, а значит образуется меньше накипи.

Читайте так же:
Принцип работы и характеристика пиролизных котлов

Независимо от вида топлива, принцип работы водогрейных котлов одинаковый: горючее сжигается в топке, а через ее стенки жар передается воде, которая циркулирует по отопительным трубам. Каждая конструкция разработана таким образом, чтобы обеспечить максимальное сгорание топлива и эффективную теплопередачу.

Деаэраторы атмосферного давления применяются в схемах приготовления питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения на ТЭС и в котельных.

Что такое вакуумные деаэраторы, вы можете узнать тут.

В конструкции водогрейного котла могут присутствовать особые конвективные пакеты. Они предназначены для эффективного охлаждения уходящих газов и снижения их температуры.

Поверхность пакетов у качественных систем в состоянии обеспечить снижение температурного режима до 190-200 градусов. Нельзя допускать более низкие температурные показатели, так как появится вероятность образования конденсата.

Качественная и при этом максимально эффективная работа оборудования определяется высокими показателями надежности и прочности устройства. В процессе работы вода по всем панелям и экранам осуществляет многоходовое движение.

Подобный результат достигается посредством установленных заглушек в коллекторах. Их количеством регулируются параметры скорости движения теплоносителя в приборе. Более подробно данный процесс отражает схема работы водогрейного котла.

Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока.

Подробнее о котлах утилизаторах газов, вы можете узнать здесь.

Если приобрести водогрейный котел у серьезного производителя, можно быть уверенным в качестве и долговечности устройства.

Во многом это основано на правильном подборе скоростей передвижения воды, которая дает минимальное сопротивление контура. Это будет минимизировать отложение солей, а также процесс образования накипи.

Влияние сажи и накипи в процессе эксплуатации

Если на поверхности отопительного оборудования образуется слой сажи, ее низкая теплопроводность значительно затруднит передачу теплоты от производимых газов к стенкам отопительного устройства.

Это автоматически приведет к перерасходу топливной массы, к значительному снижению выработки пара, а также горячей воды.

Наличие накипи на стенках при относительно небольшой теплопроводности в значительной степени может уменьшить передачу теплоты от стенки устройства к воде.

Паровой котёл МЗК предназначен для получения насыщенного пара с температурой 175°С и рабочим давлением 0,8 МПа используемого для технологических и отопительных нужд.

Что такое паровой котёл КП, вы можете узнать тут.

Как результат, его стенки достаточно сильно могут перегреться, в некоторых случаях они разрываются, тем самым вызывая аварии котельных устройств.

На основании этого можно сделать вывод, что максимально эффективная работа котла может быть произведена исключительно при регулярной чистке подобного оборудования.

Образования накипи можно избежать только посредством установки специального грязевого фильтра, а также достаточно частых продувок основных элементов оборудования через воздушные штуцера.

Данный метод будет малодейственным в том случае, если работа оборудования будет осуществляться с использованием жесткой воды. Это говорит о том, что на качестве используемой воды экономить не стоит.

Процесс предварительной водоподготовки поможет увеличить общий срок службы устройства, а также всей тепловой системы.

При этом, в процессе всего срока эксплуатации у водогрейного котла сохранятся достаточно высокие показатели коэффициента полезного действия. Кроме того, это идеальная возможность сэкономить количество расходуемого топлива.

Котлы на отработанном масле. Область применения и виды.

Об устройстве котла на отработанном масле, читайте здесь.

Приобретение водогрейного котла от проверенного производителя гарантирует, что установленные в конструкции насосы обеспечат идеальные скоростные режимы теплоносителя. Также полностью исключается возможность образования накипи, сильного перегрева поверхности, соответственно, предотвращается выход системы из строя.

Водяные отопительные системы впервые были использованы в термах Древнего Рима. Спустя несколько десятков веков эти гениальные изобретения стали привычны и доступны всем желающим.

Как устроены

Одним из таких чудес термотехники является отопительный котел. Принцип работы водогрейного котла сводится к тому, что теплоноситель нагревается в нем до 115 градусов и передает это тепло системе обогрева здания. Вода переходит в парообразное состояние при температуре 100 градусов, поэтому для предотвращения закипания в котле поддерживается повышенное давление.

Чем выше давление в агрегате, тем лучше: вероятность возникновения пристеночного закипания снижается, а значит, накипи образуется меньше. Поэтому на входе устанавливается насос, который перекачивает остывшую воду внутрь.

Различают следующие модификации водогрейных агрегатов:

  • Газотопливные
  • Жидкотопливные
  • Электрические
  • Твердотопливные

Независимо от того, на каком топливе работает система, принцип работы водогрейного котла один и тот же: горючее сжигается в топке, а через ее стенки жар передается воде, циркулирующей по отопительным трубам. Конструкция создана таким образом, чтобы обеспечить максимально полное сгорание топлива и оптимальную теплопередачу.

Горелки водогрейных котлов различаются в зависимости от типа используемого топлива. Они могут быть встроенными атмосферными, или сменными наддувными. Встроенные горелки обуславливают использование только определенного вида топлива. Более удобны заменяемые горелки, поскольку позволяют переходить с одного типа горючего на другой.

Как используются

Функционально водогрейные котлы подразделяют на:

Назначение одноконтурных агрегатов – только теплоснабжение. Вода проходит по трубам, батареям, и снова возвращается в котел.

Область применения генераторов этого типа становится все шире. Благодаря наличию не одного, а нескольких входов-выходов теплоносителя, котел дополнительно способен обеспечить работу бойлеров, водяных теплых полов, теплообменника бассейна и др.

Двухконтурные отопительные системы предназначены не только для отопления, но и для проточного горячего водообеспечения помещения. Их конструкция предусматривает наличие встроенных теплообменников пластинчатого типа, с помощью которых двухконтурные котлы способны круглосуточно и практически неограниченно снабжать дом горячей водой.

Устройство и принцип работы водогрейного котла

Бытовой водогрейный котел представляет собой устройство, предназначенное для обогрева жилых и хозяйственных помещений за счет использования тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Теплоноситель может использоваться как в замкнутом контуре, так и в проточном режиме для бытовых целей. Сфера применения устройств необычайно широка. Современные приборы отличаются компактностью, безопасностью и высокой эффективностью.

Устройство водогрейного котла

Принципиальное устройство нагревательных приборов примерно одинаково и может различаться по таким показателям, как потребляемое топливо, мощность, размер и страна производитель.

Читайте так же:
Делаем лучевую систему отопления своими руками

Стандартный котел отопительный водогрейный состоит из таких деталей:

  • стальной корпус;
  • горелка;
  • фитиль;
  • входные трубы (располагаются снизу);
  • выходные патрубки (находятся сверху корпуса);
  • паровой клапан;
  • камера сгорания;
  • водяные теплообменники;
  • топка с дверкой;
  • поддувало с ручкой;
  • дымоход с задвижкой и защитным колпаком.

Топка твердотопливных котлов оборудуется колосниками, предназначенными для размещения горючего и отвода в зольник отработанных продуктов (шлака, пепла, золы).

Принцип работы водонагревательных котлов заключается в следующем:

  • загрузка топлива в топку и его поджог (подключение электрического тэна);
  • заполнение водой контура и теплообменника;
  • жидкость нагревается, под воздействием насоса или из-за перепада давления самотеком движется по трубам;
  • продукты сгорания выводятся по обычному или коаксиальному дымоходу;
  • клапан регулирует подачу воздуха, необходимого для горения топлива.

Котлы изготавливаются из прочной жароупорной стали, способной выдерживать высокие температуры.

Модификации по типу топлива

По способу нагрева теплоносителя различают два типа котлов:

  • Водотрубные. В них нагрев жидкости происходит в теплообменнике под воздействием жара сгорающего топлива. Дым выводится на улицу по утепленному дымоходу.
  • Газотрубные. Здесь используется энергия газов, образующихся при сгорании. Они проходят по трубе, поверх которой установлена еще одна внешняя труба с жидкостью.

Приборы могут быть универсальными или работать только на одном топливе. Классификация водогрейных котлов:

  • Твердотопливные. Агрегаты могут заправляться углем, дровами, брикетами, пластиком и резиной. Имеют простое и надежное устройство, но сильно загрязняют окружающую среду.
  • Газотопливные. Являются лучшим вариантом с точки зрения экологической чистоты и экономичности. Отличаются высокой надежностью и безопасностью. Водогрейный котел газовый — это отличный выбор, если есть возможность подключиться к промышленной магистрали.
  • Жидкотопливные. Работают на дизельном топливе, но могут сжигать и другие жидкие углеводороды. По принципу действия схожи с газовыми аналогами, но выделяют токсичный дым.
  • Электрические. Являются самыми чистыми в плане экологии, так как полностью отсутствуют побочные продукты. Минус в том, что энергия дорогая и расходы на отопление могут оказаться чрезмерно высокими.

Выбор котла осуществляется на основе анализа рынка и стоимости топлива. Приоритет следует отдавать экономичным вариантам и универсальным конструкциям.

Классификация по типу размещения

Водонагревательные устройства, в зависимости от мощности и конструкции имеют различную массу и размеры. Во многом это определяет место, где их допускается устанавливать.

Напольные изделия характеризуются значительным весом и габаритами. Подвешивать их невозможно именно из-за этих факторов, так как не всякая несущая поверхность может выдержать такую нагрузку. Плюс в том, что такие приборы более надежны и функциональны.

Настенные котлы отличаются компактностью и небольшим весом. Их разработка изначально была нацелена на то, чтобы продукция могла быть установлена в тесных помещениях – кухня, санузел, подвал. Из-за ограничения по размерам такие котлы не рассчитаны на большую мощность, теснота расположения деталей затрудняет их обслуживание и снижает уровень надежности.

Технические характеристики

Основные технические характеристики водогрейной техники следующие:

  • устройство — жаротрубный, водотрубный;
  • рабочая температура — низкотемпературный (до + 115 ºС), высокотемпературный (+ 115-200 ºС);
  • теплоноситель — вода;
  • функциональность — одноконтурные (только отопление), двухконтурные (отопление, ГВС);
  • номинальное давление в системе — 0,6-0,8 МПа;
  • производимая мощность — 3-28 кВт;
  • виды топлива — дрова, брикеты, газ, дизель, отработка, мазут, электричество;
  • управление — ручное, автоматическое.

Выбор изделия проводится исходя из его предназначения, размеров и конфигурации объекта, в котором оно будет установлено.

Правила эксплуатации

Срок службы котла зависит от качества его изготовления, примененных в сборке решений и соблюдения норм эксплуатации. Монтаж прибора нужно производить в точном соответствии с техническим описанием изделия и чертежом.

Использование устройства предполагает соблюдение таких правил:

  • применять только те виды топлива, которые перечислены в инструкции к прибору;
  • при использовании твердотопливных приборов иметь емкости для заливки извлекаемой золы;
  • дверка топки должна быть постоянно закрыта;
  • следить за тем, чтобы в контуре поддерживалась установленная регламентом температура и давление;
  • помещение, где находится котел, необходимо оградить от доступа посторонних;
  • проверка манометров и термометров должна проводиться не реже 1 раза в 12 месяцев;
  • предохранительные клапаны нужно проверять и продувать перед каждым запуском котла;
  • обязательна регулярная прочистка дымохода, даже если печь потребляет природный газ;
  • услышав сигнал индикатора о неисправности системы, действовать нужно быстро, в точном соответствии с инструкцией по аварийной остановке.

Для заправки контура нужно использовать воду с установленными для изделия нормами солесодержания и щелочности, чтобы предотвратить развитие коррозии и образование налета внутри контура.

Область применения

Сфера применения водогрейных котлов распространяется на все области жизнедеятельности людей. Изделия используются для отопления жилых и хозяйственных объектов, охватывая практически все направления промышленности:

При соблюдении требований безопасности нагревательная техника может быть установлена в таких местах:

  • квартиры, дачи, коттеджи, частные дома;
  • складские помещения;
  • сельскохозяйственные строения;
  • здания для содержания животных и птицы;
  • хранилища для овощей и зерна;
  • ангары и закрытые павильоны;
  • расположенные вне населенных пунктов прииски, буровые установки, артели и поселки;
  • туристические базы и дома отдыха.

При выборе котла рекомендуется обращать внимание на происхождение товара. Приоритет следует отдавать проверенным производителям с мировым именем.

Марки и модели водогрейного котла

Лидирующие позиции занимают такие модели газового оборудования:

  • Wolf GKS Eurotwin;
  • Buderus Logano G334WS;
  • Vaillant atmoCRAFT VK INT 1454/9;

Кроме этого, стоит обратить внимание на такие торговые марки:

  • Ballu;
  • Timberk;
  • Kovea;
  • Следопыт;
  • Siabs;
  • Viessmann;
  • Ariston;
  • Protherm;
  • Ferroli;
  • Immergas;
  • BAXI;
  • АТЕМ.

Из твердотопливных котлов, то наибольшей популярностью пользуются такие изделия:

  • Stropuva Mini S8;
  • ZOTA Тополь-22ВК;
  • ZOTA Тополь-16ВК;
  • ZOTA Тополь-32ВК;
  • Stropuva S30;
  • Stropuva S40;
  • ТЕПЛОВЪ Универсалъ TA-40;
  • SAS UWT 14;
  • ТРАЯН ТПГ-15.

Для тех, кто решил использовать электричество в качестве источника энергии, рекомендуется остановить свой выбор на такой продукции:

  • Zota;
  • Руснит;
  • Эван;
  • Будерус;
  • Протерм.

Выбор товара зависит от условий его предстоящей эксплуатации, вырабатываемой мощности, габаритов и собственных финансовых возможностей. Водогрейные устройства приобретаются на десятилетия, здесь лучше не экономить.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию