Обзор водогрейных котлов

Водогрейными котлами называют оборудование, предназначенное для нагрева воды под давлением, то есть без возможности кипения теплоносителя. Применяют их в системах отопления частных домов, а также на ТЭЦ и котельных, рассчитанных на значительное количество потребителей. Кроме отопления, водогрейный котел может производить еще и нагрев горячей воды для бытовых и промышленных нужд.

Технические характеристики

Все водогрейные котлы имеют свои характеристики, основными среди которых можно назвать: теплопроизводительность, температуру теплоносителя на входе в котел и на выходе из него, градиент.

Теплопроизводительность

Это величина, характеризующая количество тепла, передаваемое теплоносителю оборудованием в единицу времени. Ее обычно измеряют в кВт и иногда называют мощностью. Номинальное значение производительности указывают в паспорте котла.

Согласно одной из классификаций водогрейный котел может быть:

• малой мощности (до 65 кВт). Именно такие агрегаты используются для отопления частных домов (1 кВт их теплопроизводительности хватает на обогрев 20 куб. м объема или же 8–10 кв. м площади в зависимости от высоты потолков);
• средней мощности (от 70 кВт до 1,75 МВт);
• большой мощности (выше 1,8 МВт).

Температура воды

Температура воды на входе в котел может быть номинальной и минимальной. Первую оборудование должно обеспечивать в нормальном режиме работы, и, как правило, ее значение находится в пределах 60–110 градусов.

Минимальную температуру, обычно равную 60 градусам, необходимо соблюдать для того, чтобы трубопроводы не подвергались низкотемпературной коррозии из-за воздействия на них конденсата.

Максимальной температурой на выходе называют такое ее значение, при котором вода не кипит. Чаще всего оно равно 110–115 градусам – именно такое оборудование можно приобрести в личное пользование.

Однако встречаются котлы с температурой до 150 градусов – обычно это высокопроизводительные агрегаты, устанавливаемые на ТЭЦ.

Градиент

Температурным градиентом называют разницу в температурах на входе в котел и на выходе в систему отопления. Он может достигать 50–55 градусов. Чугунное котельное оборудование обычно имеет меньшие градиенты по сравнению со стальным.

Типы оборудования

Кроме различной производительности, такое оборудование как водогрейный котел классифицируется еще и по виду топлива. Существуют следующие разновидности приборов:

• газовые (самые распространенные в черте города);
• твердотопливные, чаще всего применяемые для загородных построек;
• жидкотопливные (дизельные или мазутные);
• электрические.

Твердотопливные агрегаты

Основными плюсами таких приборов являются: создание полностью независимой от внешних источников снабжения отопительной системы, простота конструкции (а, следовательно, и ремонта), высокий эксплуатационный срок и доступность энергоносителя. Кроме того, некоторые модели могут работать даже в частично автоматическом режиме (например, с использованием механических приборов).

Главный недостаток использования твердотопливного котла – необходимость загрузки топлива вручную (кроме отдельных пеллетных моделей, способных загружаться автоматически благодаря специальным бункерам). А еще на обслуживание такого оборудования тратится много времени.

Газовые котлы

К плюсам газовых водогрейных котлов относят:

• простоту в эксплуатации за счет высокого уровня автоматизации процесса;
• сравнительно низкую стоимость отопления;
• высокий уровень теплового КПД;
• широкий ассортимент оборудования различной мощности.

Среди минусов таких устройств – зависимость от снабжения газом и необходимость в хорошей вентиляции в месте их установки. Кроме того, газовый водогрейный котел, начиная с определенной мощности, необходимо ставить в отдельном помещении. А перед его монтажом следует получить разрешение от соответствующей службы.

Котлы на жидком топливе

Жидкотопливные котлы также можно встретить на рынке отопительных приборов, хотя используются они нечасто. Их преимущества:

• высокая мощность, начинающаяся с 10 кВт;
• отсутствие необходимости получать разрешение на установку;
• экономичность эксплуатации;
• высокий КПД.

К их недостаткам относят сложность хранения топлива, для которых, как и для самих котлов, требуется отдельное помещение. Топка и дымоход оборудования нуждаются в постоянной очистке. А еще для стабильной работы такого устройства необходимо установить на трубопроводе дополнительный топливный насос.

Электрические устройства

Главные достоинства, которые имеет электрический водогрейный котел, заключаются в простоте использования, компактных размерах и бесшумной работе. Также стоит отметить отсутствие необходимости в установке дымохода и в отдельном помещении. И, наконец, такие котлы намного безопаснее и экологичнее в работе по сравнению с другими вариантами.

Минусами эксплуатации электрокотлов считается их сравнительно небольшая мощность и невысокое значение КПД. А еще для более или менее производительного оборудования потребуется устройство отдельной сети в 380 В.

Самым же главным недостатком, которым обладает электрический отопительный котел, является высокая стоимость его эксплуатации.

Марки и модели

На сегодняшний день на рынке отопительного оборудования можно найти продукцию десятков отечественных и импортных брендов. Она работает на различных видах энергоносителей и обладает характеристиками, позволяющими обслуживать и небольшие помещения, и целые дома.

Рассмотрим основные марки и модели водогрейных котлов, которые может приобрести российский потребитель.

Марки приборов на твердом топливе

Среди твердотопливного водогрейного оборудования одной из самых популярных марок является «Теплодар». Производитель выпускает две серии котлов: «Уют» и «Куппер». Первые менее дорогие и не отличающиеся привлекательным дизайном устройства. Вторые — функциональные и высокопроизводительные, нередко дополнительно комплектующиеся электрическими ТЭНами. Практически все модели способны работать не только на дровах и угле, но и на газе (при условии комплектации специальными горелками). А максимальная производительность такого оборудования – 30 кВт.

Также пользуются популярностью котлы марки Viadrus, имеющие мощность 12–75 кВт. Они бывают трех типов – C (работа только на угле), D (только дрова) и C/D (универсальные варианты, использующие и дрова, и уголь, и даже газ).

Модели электрокотлов

Самые выгодные по соотношению цены к качеству электрические котлы Zota представлены 4 сериями:

• Econom, имеющие минимальное число опций. Мощность – до 48 кВт;
• Lux, автоматизированные и удобная в эксплуатации. Диапазон мощности 3–100 кВт;
• Zoom, повторяющие характеристики серии «Люкс», но имеющиея больше функций контроля;
• MK, мини-котельные, рассчитанные на обогрев 60–150 кв. м и работающие при помощи удаленного доступа (в сочетании с модулем GSM).

Электрокотлы Bosch имеют мощность от 2 до 60 кВт. В комплекте с ними могут идти бойлеры объемом до 300 литров и теплообменники. Самые популярные серии бытового котельного оборудования марки – Buderus (4–60 кВт) и Tronic (4–18 кВт).

Агрегаты Protherm, кроме уже имеющегося оснащения насосом и расширительным баком, способны еще и подключаться на выбор либо к двух-, либо к трехфазной электросети. При этом любой водогрейный котел этой марки обладает максимальной степенью защиты, предохраняющей его от перепадов электроэнергии. Самая популярная серия бренда – «Скат», номинальная мощность котлов которой варьирует от 6 до 28 кВт.

Неплохо зарекомендовала себя и продукция марки «Эван», выпускающаяся в сериях Warmos и Warmos QX, отличающихся исполнением. У моделей QX лучше дизайн и функциональность, хотя линейка мощностей у них примерно одинаковая – от 5 до 60 кВт.

Бренды газовых агрегатов

Газовые котлы Vaillant могут иметь один контур (серия VU) или два (VUW). Все модели этой марки комплектуются системой электророзжига. Теплопроизводительность оборудования, используемого для отопления частных домов – до 44 кВт. Промышленные модели и котлы, предназначенные для установки на ТЭЦ, имеют мощность от 70 до 3500 кВт.

Продукция чешского бренда Dakon может иметь встроенный теплообменник для проточного горячего водоснабжения, хотя некоторые модели комплектуются бойлерами объемом до 60 л. Производительность газового оборудования этой марки может достигать 3500 кВт, хотя в быту чаще всего используются настенные модели мощностью до 32 кВт. Похожими характеристиками обладают модели марки Bosch.

Пользуется спросом среди потребителей и марка газовых котлов Ferroli, представленная такими сериями, как Domina с двумя контурами и Nouvelle Elite, укомплектованной бойлерами. Чаще всего встречающиеся настенные модели «Ферроли» обладают производительностью до 32 кВт.

Как устроены промышленные газовые котлы большой мощности

Промышленное котельное оборудование, отличается высокой производительностью и практически полной автоматизацией. Присутствует многоступенчатая система безопасности. Промышленные газовые котлы, делятся на две категории, по принципу работы и внутреннему устройству.

Виды промышленных котлов, работающих на газе

Существует всего две основных разновидности газовых отопительных котлов промышленного назначения. Отличия внутреннего устройства отопительного оборудования:

Температура теплоносителя – промышленные котлы работают по принципу подогрева воды или производства сухого пара.

Эффективность и теплоотдача.

Газовые промышленные котлы отопления, изготавливают ведущие европейские и отечественные производители. На данный момент, выпускаются полностью укомплектованные модульные котельные, а также, отдельно стоящее отопительное оборудование.

Водогрейные котлы на газе

Промышленные водогрейные газовые котлы являются отопительным оборудованием, пользующимся наибольшей популярностью. Модели отличаются следующими параметрами:

Принцип нагрева теплоносителя – котлы снабжены одним или двумя теплообменниками. В котельном оборудовании промышленного типа, используется первичный теплообменник, типа «водяной рубашки», полностью окружающей камеру сгорания, а также, дымовые каналы ломаной конструкции.

Количество теплообменников – промышленные котлы, в большинстве случаев, оснащаются одним теплообменником. Для нагрева ГВС, к водоснабжению подключается бойлер косвенного нагрева с объемом до 2500 литров.

Возможность работы на альтернативном типе топлива – сжиженном газе, дизеле, отработанном масле.

Котлы, оснащенные модуляционной горелкой, автоматически подстраиваются к рабочим параметрам системы отопления: давлению в магистрали, резкому похолоданию, качеству теплоносителя и топлива.

Принцип работы промышленного водогрейного котла, практически ничем не отличается от бытового отопительного оборудования. Разница заключается в большей мощности, достигающей нескольких мВт.

Паровые газовые котлы

Паровое котельное оборудование, работает в условиях высокой температуры теплоносителя. Нагрев осуществляется в два этапа:

Теплоноситель нагревается до температуры, свыше 100°С. Достигнув точки кипения, жидкость становится паром, после чего, отправляется в сепаратор, где частички влаги удаляются.

Сухой пар направляется на повторный подогрев. Температура пара доходит до необходимых показателей.

Паровые газовые котлы высокого давления, выполняют сразу несколько важных функций:

Нагревают теплоноситель для системы отопления.

Продуцируют пар для производства.

Для большей теплоэффективности, в котельном оборудовании используется рециркуляция дымовых газов. Нагретые воздушные массы направляются не сразу в дымовой канал, а повторно посылаются в теплообменник.

Классификация паровых котлов включает в себя несколько моделей:

Жаротрубный паровой котел на газовом топливе – устаревший тип с низким КПД. Газообразные разогретые продукты сгорания, циркулируют по множеству трубок, расположенных внутри корпуса. Жаровые трубы окружает теплоноситель системы отопления. Производительность оборудования, ограничена 360 кВт. Пар подается под давлением, равным приблизительно 1 Мпа.

Водотрубный паровой отопительный агрегат – в данной конструкции, пар окружает трубы, по которым циркулирует теплоноситель, что обеспечивает высокую теплоотдачу и производительность.
Недостаток решения – необходимость в слаженной работе многоуровневой системы безопасности. Сердцевиной котла является поперечный или продольный барабан, установленный горизонтально или вертикально.

Устройство промышленного котла, работающего на газе

Промышленные водогрейные котлы на газовом топливе, по своей конструкции, мало чем отличаются от бытового котельного оборудования. Принцип работы паровых моделей, имеет сложное внутреннее устройство, заслуживающее отдельного упоминания.

Отличия затронули топочную камеру, автоматику, а также устройство газового горелочного устройства. Благодаря особенностям конструкции, помимо нагрева теплоносителя, продуцируется большое количество горячего пара, используемого в различных сферах производства.

Устройство топочной камеры

Промышленное газовое котельное оборудование, продуцирующее пар, снабжается наддувной топочной камерой. Осуществляется принудительное нагнетание воздуха, что делает возможным поддержание высокой температуры, в пределах 1900°С. Принцип работы имеет следующие отличия:

Продукты сгорания поступают в дымоходный канал при температуре 800°С и используются для изготовления пара.

Тепло аккумулируется особыми топочными экранами и теплообменником, окружающим горелку и дымоходные каналы.

После прохождения через сложную конструкцию каналов, продукты сгорания остывают до температуры 100°С и применяются для подогрева теплоносителя системы отопления.

Дополнительным устройством топочной камеры парового котла, является сепаратор, удаляющий капельки влаги и пароперегреватель.

Данный принцип работы отличает все паровые котлы. Конструкционные отличия заключаются в принципе подогрева теплоносителя. В жаротрубных моделях, внутри теплообменника расположены трубки, по которым циркулирует нагретый дым. В водотрубных котлах, наоборот, горячий воздух окружает трубы с циркулирующим теплоносителем.

Автоматика промышленных котлов

В промышленных котлах, предусмотрено автоматическое регулирование работы, обеспечивающее безопасность эксплуатации. За работой котельной следит автоматика. Современное оборудование, оснащено микропроцессорными контроллерами и модуляционной горелкой, автоматически изменяющей производительность и подстраивающейся под необходимые параметры.

Безопасность эксплуатации обеспечивают следующие узлы:

Автоматика для подачи газа – работает в двух базовых режимах на сжигание магистрального и сжиженного газа, что очень удобно и позволяет попеременно использовать каждый вид топлива. Автоматика отслеживает, параметры давления газа и выключает работу котла при достижении максимально допустимых значений и показателей.

Автоматика безопасности – представляет целую многоуровневую систему, контролирующую подачу и давление газа, наличие пламени на горелочном устройстве, электророзжиг, параметры тяги, температуру нагрева теплоносителя и многое другое.
В некоторых котлах, помимо прочего, предусмотрена система самодиагностики, проверяющая работоспособность оборудования и сохраняющая результаты проверок в базе данных контролирующего процессора.

Типы газовых горелок

В промышленном оборудовании, устанавливаются горелки с разным принципом работы и устройством. Не имея профильного образования, самостоятельно сложно понять, о чем идет речь в описании устройства. Чаще всего, встречаются следующие термины:

Газовые горелки с принудительной подачей воздуха – в горелках данного типа, воздух нагнетается с помощью вентилятора. Горелочные устройства с принудительной тягой, устанавливаются в паровых и некоторых типах водогрейных котлов.

Модулируемые горелки – горелочное устройство работает на нагрев теплоносителя следующим образом. При достижении теплоносителем необходимой температуры, гаснет, а после остывания до установленного минимума, включается. Модулируемая горелка меняет интенсивность нагрева, работая в пределах от 15-100% мощности.

Инжекционные горелки низкого давления – предназначены для промышленного обогрева с применением сжиженного газа. КПД устройств небольшой. Во время работы, требуется установка стабилизирующих устройств.

Котлы пульсирующего горения – отдельная категория теплогенераторов. По сути, в конструкции нет горелочного устройства как такового. Горение осуществляется в замкнутой емкости и продолжается, пока температура теплоносителя не достигнет заданных параметров. Устройство применяется в водогрейных агрегатах.

Правила промышленной безопасности газовых котлов

Любое газовое оборудование – потенциально опасно. Котельная имеет класс взрывоопасности, В1-В4. По этой причине, к установке теплогенератора, работающего на сжиженном или магистральном газе, предъявляются высокие требования, описанные в СНиП и ППБ. Ввод котельной в эксплуатацию, происходит только после инспекции представителя Газнадзора.

Существуют несколько требований, отдельно оговаривающих промышленное использование газового отопительного теплогенератора:

Обслуживание промышленных отопительных котлов, осуществляется дважды в году: в начале и после окончания отопительного сезона.

Паровые котлы чувствительны к качеству воды. Накипь, при высоких температурах горения газа, может стать причиной возникновения аварийной ситуации. Подключение системы водоподготовки и фильтра для умягчения воды, непременное условие ввода котла в эксплуатацию.

В котельной предусматривают систему пожарной сигнализации, детекторов утечки угарного газа, индивидуальные средства защиты и пожаротушения.

К контролю работы котельного оборудования, допускаются специально обученные специалисты с необходимым допуском.

Выбор марки промышленного котла

Промышленные котельные оснащают теплогенераторами российского, немецкого и итальянского производства. Популярностью пользуются следующие модели котлов:

Промышленные газовые котлы российского производства – отличаются неприхотливостью к рабочим параметрам системы отопления. Стоят, в среднем, в 2 раза дешевле зарубежных аналогов. Отечественные котлы промышленного типа, предлагает компания Термотехник.

Промышленные котлы на газе, зарубежного производства, изготавливаются в Германии, Италии, Словакии. Особой популярностью, пользуются:

Buderus Logano и Logano PLUS;

Viessmann Vitoplex, Vitorond и Vitocrossal;

Lamborghini MEGA PREX;

De Dietrich серии C и DTG;

Protherm в серии Бизон NO.

Продукцию отличает неизменное качество сборки и высокая степень безопасности и теплоэффективности.

При подборе котельного оборудования, ориентируются на фактические потребности производства. Если существует необходимость исключительно в отоплении, выбирают водогрейные котлы. Паровые теплогенераторы, востребованы в некоторых видах мебельного и деревоперерабатывающего производства, в сельском хозяйстве и нефтяной промышленности.