Применение электрических водонагревателей и котлов в сельском хозяйстве

Назначение установок подогрева воды в сельском хозяйстве

Электрические водонагреватели и котлы применяют в местных к централизованных системах горячего водоснабжения. В местных системах используют в основном элементные и реже — электродные водонагреватели малой (16 — 25 кВт) мощности. В централизованных системах горячую воду получают в электрокотельных при помощи высокопроизводительных водогрейных котлов, а также паровых электрокотлов и бойлеров.

Наиболее целесообразно применять системы горячего водоснабжения с аккумулированием горячей воды. Для этого используют емкостные водонагреватели или проточные водонагреватели в сочетании с хорошо теплоизолированными баками — аккумуляторами горячей воды.

Такие системы наиболее надежны и экономичны. Включаемые в часы «провалов» в суточных графиках нагрузки аккумулирующие водонагреватели выполняют важную роль потребителей — регуляторов нагрузки энергосистем, повышая коэффициент использования трансформаторных подстанций и электрических сетей, снижая отклонении напряжения у токоприемников и улучшая коэффициент мощности. Аккумуляционные системы позволяют значительно увеличить потребление электроэнергии без повышения мощности трансформаторных подстанций и пропускной способности сетей.

Специфическим и для животноводческих ферм являются устройства подогрева питьевой воды для животных. В зимнее время температура воды, подаваемой на фермы из буровых колодцев составляет 4 — 6 о С, а на поверхностных источников — 1,5 — 2 о С. Необходимость подогрева воды обусловливается прежде всего физиологическими потребностями животных. По зоотехническим условиям оптимальная температура воды в поилках для крупнорогатого скота равна 12 — 14 о С и не должна снижаться ниже 5 — 7 о С. Для свиней на откорме — 1 — 3 о С для кур несушек — 10 — 13 о С.

Холодную воду животные и птица пьют мало и неохотно, это сказывается на их продуктивности. При оптимальной температуре воды надоя от коровы выше обычных на 0,5 — 1 л в день, сокращается потребность в кормах, яйценоскость кур возрастает на 10 — 15 % и т. д. Кроме тою, потребление чрезмерно холодной поди чревато простудными заболеваниями особенно для молодняка животных и птицы. Подогрев воды необходим и для предотвращения замерзания внутренних водопроводов и автопоилок, особенно в неотапливаемых помещениях и в ночные часы.

Способ подогрева пойловой воды зависит от способа содержания животных. При привязном содержания сеть автопоения объединяется в замкнутую систему с проточным электрическим нагревателем воды и насосом. Подпиточная вода из водопроводов поступает и нагреватель, где смешивается с подогретой, и направляется и сеть автопоения. Непрерывная принудительная циркуляции воды с подогревом обеспечивает постоянство ее температуры. Аналогично подогревается вода в системах подмывания вымени коров перед дойкой, для полива растений в защищенном грунте и т. и.

Принципы использования водогрейных котлов и мощных электродных водонагревателей поясняются рисунком 1.

Рис. 1. Схемы использования электродных водонагревателей и водогрейных котлов напряжением до 1000 В: а — в системе отопления; б — с теплоаккулирующей емкостью; в — с теплообменником; 1 — электродный котел; 2 — главный поток; 3 — радиаторы; 4 — вспомогательная сеть, 5 — возвратная линия; 6 — насос (при необходимости); 7 — вторичные поток и возврат; 8 — смесительная задвижка; 9 — аккумулятор теплоты; 10 -насос вторичный; 11 — насос первичный; 12 — теплообменник (бойлер).

В системах горячего водоснабжения котлы работают в первичном контуре теплообменника с аккумулятором горячей водыили скоростного водо-водяного бойлера. Работа с теплообменником обеспечивает циркуляцию через котел несменяюшейся воды, что значительно уменьшает отложение накипи на электродах. Открытый водозабор из котлов возможен лишь при условии предварительного умягчении воды или если используется вода с температурой не выше 60 °С.

Электрокотельные оснащаются электрокотлами, водонагревателями и другим оборудованием, необходимым для получения пара и горячей воды и снабжения ими сельскохозяйственных потребителей. Котельные могут быть центральными и местными.

Центральные электрокотельные предназначены для комплексного теплоснабжения значительного числа разнородных потребителей, а местные — для снабжении теплотой ограниченного круга потребителей обычно в пределах одного помещения. Местные электрокотельные чаще всего бывают специализированными: отопительными или горячего водоснабжения. Выработанные в электрокотлах горячая вода или пар подаются к потребителям по трубопроводам (тепловым сетям).

Для подсчета потребности в теплоте и выбора котлов строят суточные графики тепловых нагрузок. В графиках учитывают все потребители, снабжаемые теплотой от электрокотельной.

Наиболее целесообразны сравнительно небольшие по мощности (до 400 — 600 кВт) электрокотельные, не требующие больших капиталовложений в реконструкцию систем электроснабжения и сооружения дорогостоящих тепловых сетей.

Электрокотельные обязательно оборудуют устройствами аккумулирования теплоты (в виде горячей воды или пара), где она запасается в ночные часы работы электротепловой установки. В дневное время теплоснабжение осуществляется путем отбора теплоты из аккумулирующих емкостей.

На рисунке 2 приведена принципиальная теплотехническая схема простейшей электрокотельной с двумя водогрейными котлами для теплоснабжении животноводческой фермы на 200 — 400 голов. Вода, нагреваемая в котлах 8, циркулирует по замкнутой системе: котел 8 — теплоаккумулирующая емкость, 6 — коллектор горячей воды, 2 — система отопления — коллектор холодной воды, 3 — грязевик, 4 — котел.

Рис. 2. Принципиальная теплотехническая схема простейшей электрокотельной: 1 — скоростной водонагреватель; 2 — коллектор горячей воды; 3 — коллектор холодной воды; 4 — грязевик; 5 — циркуляционные насосы; 6 — аккумулирующая емкость; 7 — изоляционная вставка; 8 — элсктроводонагреватели (котлы).

Разборную горячую воду получают в скоростном водяном подогревателе 1, где водопроводная вода подогревается горячей водой, подаваемой от коллектора 2.

Электрическая схема электрокотельной

Принципиальная электрическая схема электрокотельной приведена на рисунке 3.

Рис. 3. Электрическая принципиальная схема электрокотельной

Питание в силовую цепь подается рубильником QS. Циркуляционные насосы (основной и резервный) включаются автоматическими выключателями QF2 и QF3, а котлы — QF4, QF5 и контактором КМ.

Котлы можно включать только в определенные часы суток, задаваемые моторным реле времени КТ, имеющим две программы. Контроль температуры воды в аккумулирующей емкости осуществляет температурное реле SK1. Верхний контакт SK1 намыкается при температуре воды ниже нормы, нижний — при достижении максимального значения. В аварийном режиме, когда температура воды на 3 — 40 превысит верхнюю уставку реле SKI, срабатывает реле SK2.

Блокировочный контакт SQ предотвращает возможность включения котлов при незакрытых дверях ограждения. Включение котлов происходит при замкнутом состоянии одного из контактов реле времени КТ. Предварительно (включением QF2 или QF3) пускают в работу циркуляционный насос, включаются автоматические выключатели QF4, QF5 и QF1.

Кнопкой SB2 подают питание в катушку реле KV2, которое через промежуточное реле KV3 включает контактор КМ цепи питания котлов. При повышении температуры выше минимальной верхний контакт SK1 размыкается, но питание реле KV3 происходит через собственный контакт KV3.1.

При достижении максимального значения температуры замыкается нижний контакт SK1, получает питание реле KV4, и через контакт KV3.3 промежуточное реле KV3 снимает напряжение с контактора КМ, который отключает котлы.

В аварийном режиме, если схема не сработает, замыкается контакт SK2, получает питание реле KV5, своим контактом запитывает реле KV6, которое подает напряжение в катушку независимого расцепителя выключателя QF1 , отключающего питание котлов. Блок-контакты QF1.3 включают аварийную световую (HL2) и звуковую HA.

Горячее водоснабжение

Горячее водоснабжение – это обеспечение населения, в том числе его бытовых нужд, а также производственных потребностей, водой высокой температуры (до +75 градусов Цельсия). Оно является важным показателем уровня и качества жизни, а также условием соблюдения санитарно-гигиенических норм. Система горячего водоснабжения состоит из специального оборудования, функционирующего в совокупности, которое служит для разогрева воды до нужной температуры, а также для подачи ее к водозаборным точкам.

Чаще всего данная система состоит из следующих элементов:

• водонагревателя;
• насоса;
• труб;
• арматуры для подачи воды.

Требования к горячей воде

Нередкие плановые отключения и низкий температурный режим являются основными недостатками центрального горячего водоснабжения. Такие ситуации происходят часто, но согласно текущим законам их периодичность строго регламентирована. Постановление правительства РФ № 354 определяет следующие нормы:

1. Температура воды не должна быть ниже +40 °С, а ее отклонение не превышает 3-5 °С.
2. Суммарное время отключения ГВС. Что это и какие показатели должны соблюдаться? Общее время — не более 8 часов в месяц.
3. Максимальный период проведения профилактических работ в летний сезон – 14 суток.

Состав воды в обязательном порядке должен соответствовать санитарным нормам СанПиН 2.1.4.2496-09.

Для осуществления контроля расхода теплоносителя устанавливают специальные приборы для ГВС. Счетчики монтируют только представители управляющей организации, с которой заключается договор на поставку горячей воды в квартиру или дом.

Виды устройства

Система горячего водоснабжения может быть двух видов.

• Открытая система имеет теплоноситель. Вода подается из центральной отопительной системы. Она названа так потому, что подача происходит из отопительной системы. Такую систему обычно используют в многоквартирных домах. Что касается частных домов, то открытая система там окажется слишком дорогостоящей.
• Закрытая система функционирует по-другому и имеет свои отличия. Сначала холодная питьевая вода забирается из центрального водопровода или наружной сети, затем она нагревается в теплообменнике и только после этого подается к водозаборным точкам. Такую воду можно использовать для приготовления пищи, так как в ней нет вредных для здоровья элементов.

А также существует независимая система горячего водоснабжения. Вода нагревается в котельной или тепловом пункте, затем подается в дом. Она называется независимой, поскольку функционирует отдельно и не связана с системой теплоснабжения. Она используется в частных домах или коттеджах.

Что касается водонагревателей, то они подразделяются на два вида.

Их выбор зависит только от желания владельца, а также от бытовых условий помещения.

• Проточные. Они не накапливают воду, а нагревают ее по мере необходимости пользования. Такой нагреватель приводится в действие моментально, как только включается вода. Они могут быть электрическими либо газовыми.
• Накопительные. Такие водогрейные котлы собирают воду в специальном баке и нагревают ее. Горячей водой можно пользоваться в любое время. Электрокотлы имеют большие габариты.

Циркуляционный способ

По такому методу горячая вода постоянно циркулирует по системе замкнутого типа: тепловая станция – центральная система – подстанция – водопровод – и возвращается обратно. Это осуществляется в связи с некоторыми причинами:

• большое количество потребителей;
• охлаждение воды при простое системы;
• другие возможные причины.

Практика показывает, что такой метод дает возможность быстро получить горячую воду из кухонного смесителя. Она всегда находится в горячем состоянии и готова к применению. При остановке системы вода будет остывать, что приведет к большим потерям тепла. В многоэтажных домах для этого применяется разветвление стояка на дополнительные насосы или блоки.

При таком способе возможны некоторые затруднения: всем известна проблема, состоящая в том, что в ванной комнате полотенцесушители греют в летнее время, и уменьшить их температуру нет возможности. Горячая вода в них находится постоянно в любое время. Можно сделать корректировку нагревания установкой регулирующего крана и добавлением трубы, по которой вода будет проходить при закрытом кране.

Тупиковый способ

При таком методе система ГВС действует с меньшей эффективностью, так как потребитель снабжен окончательной тупиковой водопроводной системой. В ней имеются только подающие трубы, не оснащенные обратным контуром. Горячая вода поступает при открытии смесителя. Когда он закрыт, вода в трубопроводах останавливается и медленно остывает.

Практически это выглядит так, что при долговременном, например, ночном бездействии крана, сначала будет поступать холодная вода, а через некоторое время горячая. Тупиковый метод подачи чаще вего применяется в собственных домах, которые подсоединены к водопроводу. Сегодня именно тупиковый способ стал наиболее распространенным ввиду популярности индивидуальных бойлерных электронагревателей.

Центральная и автономная ГВС

Каждый из видов имеет свои достоинства и отрицательные факторы. Центральная система для потребителя более удобна, если ее действие постоянно и удовлетворяет нормативам температуры и качества воды. Но такие условия в нашей стране не всегда соблюдаются, и больше похожи на исключение, чем на естественные условия.

Центральная система не всегда обеспечивает надежность комфорта в жилом помещении, а часто является «головной болью» для жильцов. В большей степени это зависит от исполнительности местных начальников, контролирующих и регулирующих органов.

Автономный метод требует больших расходов, так как необходимо устанавливать специальные сооружения, укладку труб водопровода. Но его эксплуатационные качества и степень комфорта значительно больше центральной системы. Потребитель может самостоятельно установить уровень температуры, и контролировать потребление теплоносителя.

Какие элементы включает схема водоснабжения многоквартирного жилого дома?

Водомерный узел, который организует подачу воды в дом, отвечает за работу нескольких функций:

1. Учитывает расход воды холодного водоснабжения, то есть, выполняет функцию счетчика воды;
2. Может перекрыть подачу холодной воды в дом при аварийных ситуациях или при необходимости ремонта узлов и деталей, а также для устранения протечек;
3. Служит фильтром грубой очистки воды: подобный грязевой фильтр должна содержать любая схема горячего водоснабжения многоквартирного дома.

Само устройство состоит из следующих узлов:

1. Набор запорной арматуры (кранов, задвижек и вентилей) на входе и выходе прибора. Стандартно это задвижки, шаровые вентили, клапана;
2. Механический счетчик воды, который устанавливается на одном из стояков;
3. Грязевой фильтр (фильтр грубой очистки воды от крупных твердых частиц). Это может быть металлическая сетка в корпусе, или емкость, в которой твердый мусор оседает на дно;
4. Манометр или переходник для врезки манометра в схему водоснабжения;
5. Байпас (обвод из отрезка трубы), который служит для отключения водомера при ремонте или сверки данных. Байпас снабжается запорной арматурой в виде шарового крана или вентиля.

Тепловой пункт

Он же — элеваторный узел, который выполняет следующие функции:

1. Обеспечивает полноценную и непрерывную работу отопительной системы в многоквартирном доме, а также регулирует ее параметры;
2. Доставляет в дом горячую воду, то есть, обеспечивает ГВС (работу горячего водоснабжения). Сам теплоноситель в системе отопления поступает в систему горячего водоснабжения многоквартирного дома прямиком из централизованной теплотрассы;
3. Тепловой пункт может переключать подачу горячего водоснабжения между обраткой и подачей. Это бывает нужно при больших морозах, так как в это время температура теплоносителя на подающей трубе может подниматься до 130-1500С, и это при том, что нормативный показатель температуры на подаче не должен превышать 750С.

​

Основной элемент теплового пункта — водоструйный элеватор, где горячая вода из схемы трубопровода подачи рабочей жидкости в доме смешивается в камере смешения с теплоносителем обратки путем впрыска через специальное сопло. Такими образом, элеватор позволяет пропускать через схему отопления бо́льший объем теплоносителя с низкой температурой, а, так как впрыск производится через сопло, то объем подачи получается небольшим.

Врезать переходники для подключения ГВС можно между задвижками на входе трассы и теплопунктом – это самая распространенная схема подключения. Количество врезок – две или четыре (по одной или по две на подаче и обратке). Две врезки характерны для старых домов, в новостройках практикуется четыре переходника.

На трассе ХВС обычно применяется тупиковая схема врезки с двумя подключениями: водомерный узел подключается к розливу, а сам розлив — к стоякам, через которые осуществляется разводка труб по квартирам. Вода будет перемещаться в такой схеме ХВС только при разборе, то есть, при открывании каких-либо смесителей, кранов, клапанов или вентилей.

Недостатки этого подключения:

1. При длительном отсутствии водоразбора по конкретному стояку вода при сливе долго будет холодной;
2. Врезанные на подводах ГВС из бойлерных полотенцесушители, которые одновременно обогревают ванную комнату или санузел, будут горячими только при водоразборе ГВС именно с конкретного стояка квартиры. То есть, почти всегда будут холодными, что вызовет появление влаги на стенах, плесени или грибковых заболеваний стройматериалов помещения.

Теплопункт с четырьмя подключениями горячего водоснабжения в доме делает циркуляцию горячей воды непрерывной, и происходит это через два розлива и стояки, соединенные друг с другом перемычками.

Важно: если на врезках ГВС установлены механические счетчики воды, то расход водоснабжения будет учитываться без учета температуры воды, что неправильно, так как придется переплачивать за горячую воду, которой не было в пользовании.

Горячее водоснабжение может функционировать по трем вариантам:

1. Из трубы подачи в трубу обратки в котельную. Такая система ГВС эффективна только в теплое время года при отключенной системе отопления;
2. Из подающей трубы в подающую трубу. Такое подключение будет приносить максимальную отдачу в демисезонье — осенью и весной, когда температура теплоносителя невысока и далека от максимальной;
3. Из трубы обратного хода в трубу обратки. Эта схема ГВС наиболее работоспособна в большие холода, при повышении температуры на трубе подачи ≥ 750С.

Для непрерывного движения воды необходим перепад давления между начальной и конечной точками врезки в один контур, и этот перепад обеспечивается ограничением потока. Таким ограничителем служит специальная подпорная шайба — стальной блин с отверстием посредине. Таким образом, вода, которая транспортируется от входной врезки до элеватора, встречает препятствие в виде тела шайбы, и это препятствие регулируется поворотом, который открывает или закрывает подпорное отверстие.

Но слишком большое ограничение движения воды в трассе трубопровода нарушит работу теплового пункта, поэтому у подпорной шайбы должен быть диаметр на 1 мм больше диаметра сопла теплопункта. Этот размер рассчитывается представителями поставщика тепла так, чтобы температура на обратной трубе отопления элеваторного узла лежала в нормативных пределах температурного графика.

Расчетные нормативы расхода горячей воды

Следует отметить что существует множество нормативов по расчетам расхода ресурсов, в сфере жилищного хозяйства нормативов использования воды на одного человека без применения прибора учета воды не существует. Это вызвано тем, что плотность населения по разным районам нашей страны сильно различается. Другими словами, в каждом регионе действуют свои нормативы. В соответствии с правилами на населенный пункт подается некое количество воды. При этом принимают в расчет размер объема воды, которую используют жильцы тех квартир в которых установлены приборы учета воды.

Из общего объема, поставленной воды вычитывают тот объем, который прошел через приборы учета. Полученную разность разделяют на количество людей зарегистрированы на данной жилой площади. Именно эти люди и несут расходы за использованную воду. Такая ситуация сложилась во многом потому, что существует множество мест несанкционированного потребления воды и далеко не везде установлены приборы учета воды, кстати, в отличие от стран с развитой экономикой. Нормы потребления рассчитывают с использованием повышающего коэффициента.

При проведении расчётов необходимо учитывать состояние сантехнических приборов и наличие установленных водяных нагревателей.

Коэффициент расхода потребления в разных районах воды различается потому, что в каждом районе воду потребляют в различных объёмах. При этом необходимо учитывать климат, цену на топливо, предназначенное для нагрева воды.

Выведена усредненная норма расхода воды на одного человека. В дневное время эта цифра составляет — 200 литров холодной воды и 100 литров горячей. Обыкновенная ванная вмещает в себя 250 литров воды и если жилец не принимает ванну каждый день, то ему имеет смысл задуматься об установке приборов учета воды.

Установленный счетчик позволит существенно сэкономить на оплате счетов за воду. Дело в том, что в счета на воду в той или иной форме вносят несанкционированный отбор воды, течи, расход воды на нужды МЧС и многое другое.

​

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2021 ИНТЕХ — Вентиляция и кондиционирование. Контакты