Как работают водогрейные котлы центрального отопления?

Отопительный котел – это один из самых важных элементов системы обогрева. Не секрет, что сегодня наиболее распространённым типом котлов являются водогрейные устройства. А связано это, в первую очередь, с удобством водяного отопления. В настоящее время выпускаются самые разные агрегаты данного типа. В принципе, большинство применяемых нагревательных котлов и различаются главным образом возможностью использования того или иного теплоносителя. Кроме того, отличаться такие устройства могут технологией установки, конструкцией и т.п.

Котельная для центрального отопления

Котлы водогрейные центрального отопления: предназначение и характеристики

Водогрейные котлы, как правило, применяются не только для обогрева малогабаритных зданий, вроде частных домов, таун-хаузов и коттеджей, но и в системах отопления многоквартирных домов. Кроме того, при помощи таких устройств можно организовать горячее водоснабжение в частном доме. Стандартный водогрейный котел представляет собой устройство для нагрева теплоносителя (воды) под давлением без возможности кипения жидкости. Рассмотрим более подробно ключевые характеристики таких устройств.

Тепловая мощность

Данный показатель определяет количество тепловой энергии, передаваемое теплоносителю за единицу времени. Измеряется теплопроизводительность в киловаттах, а указывается эта величина в паспорте изделия. Так, в зависимости от мощности устройство может быть большой, средней и малой мощности.

Температура теплоносителя

Данный критерий бывает двух видов – минимальная и номинальная температура при входе в котел. Вообще же, номинальная температура – это показатель, который котел обеспечивает при нормальном функционировании. Как правило, эта температура колеблется в пределах от плюс 60 до плюс 110 градусов по Цельсию. Добавим, что минимальные показатели нужно выдерживать для того, чтобы не возникала низкотемпературная коррозия в случае образования на трубопроводе конденсата.

Максимальная же температура – это тот уровень нагрева жидкости, когда еще не происходит кипение теплоносителя; обычно это в пределах от 110 до 115 градусов по Цельсию. Именно с такими показателями обычно выпускаются котлы для индивидуального пользования. Агрегаты для центрального отопления идут уже с более высокими показателями; такими, например, оснащаются ТЭЦ.

Градиент

Данная величина представляет собой разницу температур на входе в нагревательное устройство и на выходе из последнего. Градиент обычно находится в пределах от 50 до 55 градусов. Однако на этот показатель заметно влияют технические характеристики материала, из которого конкретный котел изготовлен.

Разновидности отопительных котлов

Большинство водогрейных котлов устроены одинаково; отличаются они в основном по мощности и производителю (например, на отечественные и зарубежные). Однако и по конструктивному исполнению их можно классифицировать на:

• жаротрубные;
• водотрубные.

Первые отличаются наличием специальных трубок, по которым двигаются нагретые продукты сжигания топлива. В таких агрегатах используются особые горелки-автоматы, снабженные дутьевыми вентиляторами.

В водотрубных котлах имеются кипятильные трубки, по которым уже двигается вода. Энергоноситель сжигается, и нагревает воду. Все это способствует тому, что устройство прогревается довольно быстро, и нагрев несложно регулировать. Кроме того, в таких конструкциях предусмотрена возможность сильных перегрузок, что заметно снижает вероятность их взрыва.

Водогрейные котлы обычно имеют один или два контура. Во втором случае нагретый теплоноситель может подаваться в водопроводную сеть или на теплый пол. Иногда такие котлы уже снабжены расширительными бачками и циркуляторами, которые обеспечивают интенсивный водооборот.

Классифицируют водогрейные котлы и по типу используемого топлива на:

• твердотопливные устройства, в которых энергоносителем выступает дерево, опилки или уголь. Такие котлы можно устанавливать на даче, в бане или сауне, потому что для них требуется достаточно места;
• жидкотопливные котлы работают на машинном масле, мазуте или солярке. Используются они для обогрева коттеджей и частных домов;
• в последнее время рынок котлов центрально отопления заполонили газовые устройства, в которых топливом служит природный либо сжиженный газ. Такие агрегаты подойдут не только для дома или таун-хауса, но и для квартиры;
• электрические водогрейные устройства благодаря своей компактности прекрасно подойдут как для частного дома, так и для городской квартиры.

По способу установки агрегаты могут быть либо настенными, либо напольными.

Котлы центрального отопления: особенности

Все, о чем мы говорили выше, все же в большей степени относится для обустройства автономного отопления. Котлы водогрейные центрального отопления отличаются некоторыми существенными особенностями, включая гораздо большую мощность.

Как правило, располагают такие агрегаты в одном помещении – в бойлерной или котельной, а иногда и в инженерном зале. И уже оттуда тепловая энергия при помощи централизованной системы трубопроводов распространяется по всему многоквартирному дому.

В котле тепло образуется от сжигания топлива – мазута, газа или даже дров. Причем в отношении экологии такой способ образования тепла считается одним из самых безопасных.

Система работы водогрейного котла

При выборе котла для центрального отопления следует учесть несколько важных факторов, среди которых:

• вид топлива. Наиболее популярные сейчас – это газ и мазут, причем первый еще и удобнее, если дом уже подключен к газопроводу. Ведь котел не приходится самостоятельно заправлять топливом. К тому же агрегаты, работающие на мазуте или дрова, сложны в обслуживании, а значит, и более дорогие;
• объем и мощность устройства – рассчитываются исходя из обогреваемой площади, с учетом каждого этажа;
• тип нагревателя – конвекционный, комбинированный или системный. Конвекционный котел потребляет больше всего энергии, но с помощью него можно не только обогреть весь дом, но и обеспечить его горячим водоснабжением. А вот для комбинированного котла отдельный бак для воды и дополнительные насосы не нужны, но он может по необходимости обеспечивать жильцов горячей водой. И хотя такие котлы дешевле традиционных, им требуется больше времени для разогрева воды. Дороже всего обойдется установка системного котла, однако такое устройство дает постоянную температуру и напор воды, так как нагревательный элемент здесь находится в самом резервуаре для воды;
• энергетическая эффективность.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Водогрейный котёл

Водогрейный котёл — котёл для нагрева воды под давлением [1] . «Под давлением» обозначает, что кипение воды в котле не допускается: её давление во всех точках выше давления насыщения при достигаемой там температуре (практически всегда оно выше и атмосферного давления).

Содержание

Применение

Водогрейные котлы применяются в основном для нужд теплоснабжения в частных домах, на котельных различной мощности и на ТЭЦ. В последнем случае они обычно используются как пиковое оборудование в дни максимальных тепловых нагрузок, а также для резервирования тепла от отборов турбины (их установленная мощность в умеренном и холодном климате значительно превосходит мощность отборов, но коэффициент её использования невелик).

Капитальные вложения в водогрейные котлы гораздо ниже, чем в установку комбинированной выработки теплоты той же тепловой мощности, однако при этом не вырабатывается электроэнергия и нет возможности осуществить привод механизмов котельной паром.

Классификация [1]

• По типу потребляемого топлива — твердотопливные (на угле, дровах, торфе и т. п.), газомазутные, дизельные и т. д.; также есть электрические водогрейные котлы.
• По конструкции: газотрубные и водотрубные. Также встречаются водотрубно-дымогарные котлы (топкаэкранированатрубами с водой и/или обмуровкой, а конвективная часть полностью или частично выполняется в виде дымогарных труб, помещенных в водяной объем).
• По способу циркуляции:
  • с естественной циркуляцией — циркуляция воды осуществляется за счет разности плотности воды (более и менее нагретой);
  • с принудительной циркуляцией — циркуляция воды осуществляется насосом;
  • с комбинированной циркуляцией — имеются контуры с естественной и принудительной циркуляцией воды; [2]
  • прямоточные — с последовательным однократным принудительным движением воды.

Характеристики

• Теплопроизводительность водогрейного котла — количество теплоты, получаемое водой в водогрейном котле в единицу времени. Измеряется в кВт, МВт, Гкал/час.
  • Номинальная теплопроизводительность — наибольшая теплопроизводительность, которую водогрейный котел должен обеспечивать при длительной эксплуатации при номинальных значениях параметров воды с учетом допустимых отклонений.

Водогрейные котлы бывают малой (4—65 кВт), средней (70—1750 кВт) и большой (от 1,8 МВт) мощности. [3]

• Номинальная температура воды на входе — температура воды, которая должна обеспечиваться на входе в водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений. Составляет для разных моделей 60—110 °C.
• Минимальная температура воды на входе — температура воды на входе, обеспечивающая допустимый уровень низкотемпературной коррозии труб поверхностей нагрева (под действием выпадающего из газов конденсата). Зависит от влажности и сернистости топлива; обычно для газовых котлов составляет 60 °C, для редких моделей чуть ниже.
• Максимальная температура воды на выходе — температура воды на выходе из водогрейного котла, при которой обеспечивается номинальное значение недогрева воды до кипения при рабоче°Cм давлении. Основной параметр для классификации котлов как опасных объектов, в СНГ нормативы чётко различают котлы до 115 °C включительно и свыше этой величины. Номинальная температура на выходе может составлять от 70 °C до 150 °C и выше.
• Температурный градиент воды в водогрейном котле — разность температур воды на выходе из котла и на входе в котел. Чугунные котлы имеют по этому параметру более жёсткие ограничения по сравнению со стальными. [4]

Водогрейные котлы большой мощности производства СССР

Система обозначений

По ГОСТ 21563-82*, обозначение состоит из букв КВ (котёл водогрейный) и индексов:

• типа топлива: Т — твёрдое топливо, М — жидкое (мазут), Г — газообразное;
• типа топки (для твердотопливных): Р — слоевая топка (решётка), К — камерная, В — вихревая, Ц — циклонная, Ф — с кипящим слоем;
• Н — котёл с наддувом, С — сейсмостойкое исполнение.

Пример: КВ-ГМ-100С — котёл водогрейный газомазутный мощностью 100 Гкал/ч, в сейсмостойком исполнении.

Мощности котлов назначались по рядам: 4; 6,5; 10; 15; 20; 30 Гкал/ч — для работы в основном режиме; 50, 100, 180 Гкал/ч — для работы в основном или пиковом режиме. [5]

Типы котлов

Все водогрейные котлы большой мощности — водотрубные, с наддувом воздуха вентиляторами; большинство имеет уравновешенную тягу (снабжено также дымососами).

До Великой Отечественной войны советская промышленность выпускала чугунные и редко стальные секционные котлы небольшой мощности. [6]

• НР-17, НР-18, НР-55 — стальной секционный трубчатый котёл. Разработан инженером Николаем Ревокатовым. [7]
• ТВГМ-30 («теплофикационный водогрейный газомазутный, 30 Гкал/ч») — П-образный котёл, с которого началась работа ДКЗ в 1960 г. [8]
• ПТВМ («пиковый теплофикационный водогрейный на мазуте», работали также на газе) — котлы ПТВМ-30М (П-образный, модификация предыдущего), ПТВМ-50 (башенный) выпускал ДКЗ с начала 1960-х, ПТВМ-100 (башенный) и ПТВМ-180 (Т-образный, с двумя двусветными экранами) — ПО «Сибэнергомаш». Котлы на 50 и 100 Гкал/ч имели индивидуальную дымовую трубу высотой 55 м и были рассчитаны на естественную тягу, с сопутствующими ей проблемами. [5]
• КВ-ГМ, КВ-ТС, КВ-ТК — наиболее современные из серийных водогрейных котлов СССР (выпускаются до сих пор). Различия между КВ-ГМ и ПТВМ:
  • КВ-ГМ-50 и 100 имеют П-образную компоновку и рассчитаны на принудительную тягу;
  • В КВ-ГМ отсутствует несущий каркас для площади поверхности нагрева;
  • Кирпичная кладка в КВ-ГМ имеется только под трубами подового экрана (фундамент ПТВМ требует переделки под КВ-ГМ);
  • различные типы горелок.
• КВаГн — серия горизонтальных водогрейных котлов. Одна из моделей этой серии — котел «Вулкан» типа VK. [9]

Перевод паровых котлов в водогрейный режим

Промышленные паровые котлы (мощностью 1—40 МВт), если получение от них пара более не требуется, можно переоборудовать в водогрейные. При этом основная часть поверхностей нагрева котла сохраняется, но порядок их включения по воде изменяется. Котёл может быть переведён на любую из вышеназванных схем циркуляции; при этом барабан заполняется водой доверху, часто в него помещаются перегородки или какие-либо распределлительные устройства; экономайзер может быть переключён по сетевой воде параллельно или последовательно бывшей испарительной поверхности.

• существенно упрощается эксплуатация котельных за счет вывода из работы всего парового контура (пароводяных подогревателей, охладителей конденсата, питательных насосов, пароконденсатной арматуры), а также упрощения эксплуатации самих котлов;
• экономичность котлов и расчетная тепловая мощность не снижаются (а при понижении температуры теплоносителя экономичность может и существенно возрасти);
• когда у котлов уже закончился расчетный срок службы, а потребителям не нужна высокая температура теплоносителя, паровые котлы переводятся на водогрейный режим с максимальной температурой подогрева воды 115°С;
• реконструкция котла гораздо дешевле строительства нового водогрейного.

• при работе котла на сетевой воде низкого качества он может быстро засоряться (а отмыть его сложнее, чем пароводяной бойлер; нужны фильтры);
• котёл на переменных режимах (при различных нагрузках) ведёт себя менее стабильно, чем соответствующий водогрейный (падает экономичность или выпадает конденсат из уходящих газов), есть опасность запаривания некоторых трубок и их пережога;
• в некоторых схемах из-за этих факторов котёл быстро выходит из строя, или его гидравлическое сопротивление очень велико;
• мощность котла меньше, чем у стандартного водогрейного той же площади.