Обеспечат теплом огромные площади! Промышленные газовые котлы для обогрева, их принципы работы

Высокий спрос на бытовые и промышленные газовые котлы обусловлен их высокой эффективностью, экономичностью и безопасностью.

Современный котел на газу способен отапливать помещение, нагревать теплоноситель и вырабатывать пар для производственных нужд.

Сложное устройство топки позволяет получать высокий КПД при низком расходе газа, а толстые стенки и легированная сталь делают прибор долговечным.

Устройство и принцип действия промышленных газовых котлов

Принцип действия отопительного устройства основан на сжигании газа в топке с сопутствующим нагревом теплоносителя. По этому признаку котлы делятся на две группы:

• с циркуляцией горячего воздуха (жаротрубные);
• с нагревом жидкости почти до температуры кипения (водотрубные).

Паровые котлы устанавливаются на предприятиях, использующих пар в промышленном производстве.

Справка. Стоимость природного газа и его теплотворная способность не имеет конкурентов среди других природных горючих материалов. Поэтому использование природного газа дает значительную экономическую выгоду.

Газовая горелка

Главной частью любого котла является горелка. По типу подачи газа они делятся:

• на инжекторные, засасывающие газ вместе с воздушной струей;
• на наддувные, применяющие принудительное нагнетание воздуха мощным вентилятором;
• на диффузные, подающие газ к месту горения через специальные диффузионные каналы.

Фото 1. Промышленный котел на газу марки Энтророс. В устройстве установлена наддувная газовая горелка.

Распространенная конструкция горелки — набор из нескольких параллельных стержневых устройств, которые расположены равномерно по всему объему топки. Они снабжены отверстиями для выхода смеси газа с воздухом и обеспечивают равномерный нагрев. Для повышения эффективности между стержнями помещают трубопровод с теплоносителем. Такие установки способны достичь КПД в 98—99%.

Еще один популярный вариант горелки промышленного котла мощностью от 100 кВт и выше имеет факельное устройство. На одной из стенок агрегата устраивается специальное сопло, в которое нагнетается газовоздушная смесь. Факельное горение хорошо показало себя в двух и трехходовых котлах, используется для получения теплоносителя с температурой 115—120 градусов или пара.

Топочная камера

Для топки мощного котла важно длительное время выдерживать высокую температуру. Жаропрочность обеспечивает использование специальных сталей с добавлением марганца, хрома и других легирующих компонентов. Стенки укрепляют гофрированием и окружают теплоизоляционной оболочкой.

В водогрейных котлах в топке размещают один или два теплообменных контура, по которым циркулирует теплоноситель.

В паровых или котлах высокого давления применяются топочные экраны и теплообменник для получения тепла, а пар образуется в дымоходе, где температура дымовых газов снижается до 600—800 °C.

В топочной камере парового котла размещают сепаратор и пароперегреватель.

Безопасность эксплуатации обеспечивает взрывной клапан, который обязательно устанавливают на одной (чаще задней) стенке котла. Механизм срабатывает в случае превышения давления в топке.

Автоматика и система управления

Сложность управления промышленным котлом связана с постоянно изменяющимися температурой и давлением воды, мгновенным расходом газа, забором воздуха для горелки и другими факторами.

Чтобы исключить человеческий фактор, все управление осуществляется с помощью специальных контроллеров.

Данные для их работы поступают с датчиков температуры, давления, расхода воздуха и газа. Для большей надежности в современных котлах автоматику разделяют на две части:

• Автоматика подачи топлива, которая отвечает за работу модуляционной горелки и поддержание стабильной работы всей системы.
• Автоматика безопасности учитывает критические условия работы котла, наличие пламени в топке, подачу газа, нагрев теплоносителя. В случае неисправности происходит отключение котла и прекращение подачи топлива. Некоторые модели котлов снабжены системами самодиагностики.

Внимание! Обычно используется природный газ: метан. Он легче воздуха и является оптимальным топливом. В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси. Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования.

Газовые промышленные котлы: модели и характеритики

Промышленные котлы, работающие на газовом топливе, сегодня пользуются большим спросом из-за высокой оценки своей экономичности с учётом роста стоимости на различные энергоносители. Такие автономные отопительные системы способны обогревать не только крупномасштабные объекты с большими площадями внутренних помещений, но также они годятся и для отопления домов со всеми их хозяйственными постройками (банями, гаражами, амбарами, птичниками и прочим). Стоит изучить подробнее общие характеристики таких котлов, а также примеры нескольких моделей, которые считаются сегодня популярными на рынке.

Условия: централизованный магистральный газ

Функционирует промышленное оборудование на централизованном магистральном газе, который подается из центральных прямых систем газоснабжения в городе, населенном пункте. Такие установки чаще всего применяются в помещениях следующих объектов:

• склады;
• цеха;
• центральные точки отопления коммунальных служб;
• административные здания, офисы, корпуса;
• крытые полигоны, площадки и прочие широкие площади помещений.

Газовое топливо считается наиболее недорогим, чем все остальные, поэтому и оборудование по экономии превосходит твердотопливные или иные установки. В устройстве вмонтирована специальная газовая горелка, непосредственно подающая газ, а также имеется специальный теплообменник, сделанный из высококачественной меди.

Также в конструкции имеется насос для подачи воды (пара), манометр для измерения показателей давления, термометр, показывающий оптимальную температуру нагрева и основное – бак, в который подается жидкий теплоноситель – вода. К этому стоит добавить систему безопасности, которой сейчас снабжаются практически все модели современных газовых котлов промышленного типа.

Виды котлов: водогрейный, паровой пиролизный

В зависимости от того, будет ли обогреваться устройство ангар или небольшой склад, предусматривается два варианта подачи отопления – паром или горячей водой. Чтобы отопить производственную площадь в помещении чаще всего пользуются водогрейными котлами. А паровой пиролизный вариант хорошо подходит для жилых зданий, небольших размеров помещений. Какой из них больше экономичный, а какой – затратный, следует рассчитывать индивидуально, исходя из параметров площадей, принципа и устройства каждой модели в отдельности.

Отопительный котел Protherm Бизон NO 100

Теплоноситель для котла: вода, антифриз, пропиленгкликоль

Обогрев происходит путем доведения до высокой температуры воды, пара,, пропиленгкликоля или антифриза, который под давлением подается в трубы и радиаторы системы отопления в помещении. По сравнению с обычными котлами, работающими на твердых теплоносителях (дровах, угле), газовое сооружение имеет устройство конструкции намного сложнее. Но, несмотря, на скорость потребления газа, они считаются более практичными в плане обработки потребляемого.

Дополнительно: автоматическое управление котлом, автоматическая закладка топлива

Усовершенствование газовых промышленных котлов заключается в том, что в них имеется автоматическое управление, а также – автоматическая «закладка» топлива.

Автоматика состоит из следующих элементов:

• блок управления;
• элементы, контролирующие работу котла – датчики, клапаны, управление с встроенным микропроцессором;
• элементы системы безопасности работы котла – предупреждают о протечках, перепадах давления, увеличении температуры и прочее.

Благодаря этой системе можно проконтролировать подачу энергоносителя, отключение, розжиг пламени, стабильность, равномерность распределения давления в системе. И другое. Этим самым также достигается существенная экономия потребления газа.

Преимущества, недостатки

Преимуществом использования промышленных газовых котлов в таких областях, как сельское хозяйство, производства, административные или жилые здания, является легкий монтаж и долгосрочная эксплуатация без капитального ремонта. Но есть и другие плюсы, которые заключаются в следующем:

1. Коэффициент теплоотдачи высок, боле коэффициента потребления.
2. Теплоноситель в таких котлах не требуется доводить до кипения, что исключает возникновение рисков нарушения целостности самой отопительной системы.
3. Работа на разных видах жидкого энергоносителя без существенных потерь.
4. Движение жидкости прямоточно.
5. Регуляторы климатических изменений контролируют работу системы.
6. Контрольно-измерительный комплект приборов входят в комплектацию котла.
7. Отлично монтируются вблочно-модульную систему котельных.
8. Есть защита от накипи.
9. Компактные габариты.
10. Наличие на рынке.
11. Не требуется подключать к электропитанию, что уже значительно удешевляет использование оборудования.

Недостатками газовых промышленных установок являются следующие показатели:

1. Быстро и интенсивно потребляют топливо.
2. Стоимость бывает на рынке завышена. Приходится искать варианты дешевле у прямого поставщика.
3. Случайное затухание горелки может привести к несчастным случаям, взрывам газа. Нужно выбирать модель с встроенной системой самодиагностики и безопасности – например, термостаты, регулирующие интенсивность горения пламени.

Ведущие производители

Сегодня производство промышленных котлов на газу расширено. Среди передовых производителей уникальных моделей, особенно выделяются следующие торговые марки:

• Arcus;
• Baxi;
• Wirbel;
• ICI Caldaie;
• Alphatherm;
• Unical;
• Protherm.

ТОП – Описание с характеристиками и ценами трех котлов (на площадь 1000 кв.м.)

Опишем возможности и основные параметры некоторых газовых котлов промышленного уровня.

Напольный котел Buderus Logano (2 котла идут в паре)

1. Теплообменник – чугун.
2. Камера сгорания закрыта.
3. Режимы мощностей – 4 варианта.
4. Управление – интеллектуальное, автоматическое.
5. Тип горелки – атмосферный.
6. Розжиг – электрика.
7. Мощность тепловая – 159-296 кВт.
8. Давление – 4 Бар.
9. КПД – 93%.
10. Напорная тяга – 3 Па.
11. Дымоход в диаметре – 250-360 мм.
12. Производитель – Россия.
13. Размеры (по ДЛхШхВ) – 1264х1420х1610 мм.
14. Гарантия – 2 года.
15. Цена – 776 550 – 950 000 руб.

Газовый промышленный котел VAILLANT atmoCraft

1. Тип оборудования – секционный.
2. Установка – на пол.
3. Теплообменник – чугун.
4. Камера сгорания открыта.
5. Управление – ЖК-дисплей, интеллектуальное, автоматическое.
6. Тип горелки – атмосферный.
7. Розжиг – электрика.
8. Мощность тепловая – 157 кВт.
9. Давление – 4 Бар.
10. Отдача теплом – 95%.
11. Напорная тяга – 3 Па.
12. Дымоход в диаметре – 250-375 мм.
13. Габариты (ДЛхШхВ) – 1145х1730х1012 мм.
14. Производитель – Германия.
15. Гарантия – 2 года.
16. Цена – 550 000 – 750 000 руб.

Промышленный газовый котел PROTHERM NO-3500 Bison

1. Теплообменник и корпус – сталь.
2. Камера сгорания открыта.
3. Объединение – каскад.
4. Режимы мощностей.
5. Управление – интеллектуальное, на микропроцессоре.
6. Тип горелки – атмосферный.
7. Горелок – вариаций может быть несколько.
8. Разные вариации энергоносителей.
9. Розжиг – электрика.
10. Мощность тепловая – 3500 кВт.
11. Тепловая нагрузка – от 10 Вт.
12. Теплоотдача – 93-100%.
13. Напорная тяга – 3 Па.
14. Дымоход в диаметре – 250-360 мм.
15. Размеры (ДЛхВхШ) – 2146х390х1870 мм.
16. Производитель – Россия.
17. Гарантия – 3 года.
18. Цена – 1,9-2,2 млн. руб.

В заключении хочется отметить, что подбор оптимальной модели котла должно осуществляться с точными расчетами, а не приблизительными. Только в этом случае возможен его высокий уровень функционала. Для расчетов применяется специальная формула: 1 кВт (обогрев) на 10 м. кв. помещения при отличной теплоизоляции и высоте потолков не больше 3 м. В котле может быть 1-2 контура. Также следует обращать внимание и на габариты, вес и оснащение оборудования всеми необходимыми измерительными приборами.