Бытовые отопительные котлы

10 киловатт нагревают 860 литров воды на 1 °C за 1 час

Двухконтурные устройства по принципу подготовки воды можно разделить на котлы со встроенным бойлером и котлы с проточными подогревателями (с внешними водоподогревателями).

Рис. 4. Котел со встроенным змеевиком

Котлами со встроенным теплообменником следует считать котлы, в которых бак или змеевик с бытовой водой помещены внутрь емкости с теплоносителем системы отопления.

Рис. 5. Концепция «бак в баке»

В комбинированных котлах водонагреватель конструктивно приближен к топочной камере и соединен с контуром трубопроводом циркуляции греющей воды.

2.2.1.Температура воды

Для работоспособности данной конструкции кроме гидравлического соединения требуются циркуляционный насос, подающий греющую воду из котла в бойлер, и регулятор температуры, контролирующий заданную температуру воды в бойлере и дающий команду на отключение насоса, а также автоматика переключения в режим ГВС.

Рис. 6. Комбинированный котел

Если горячая вода хранится без протока долгое время при температуре ниже 50 °С, она начинает застаиваться. При этом в воде могут начать размножаться болезнетворные бактерии. Согласно отечественным и зарубежным стандартам для предотвращения их размножения температура хранения горячей воды должна быть не ниже 60 °С. Бактерии погибают и при регулярной термической дезинфекции.

В то же время при температуре выше 60 °С начинается интенсивное отложение накипи на стенках сосудов и теплообменников. Поэтому не рекомендуется значительно повышать температуру хранящейся воды.

Таблица 6. Типоразмеры предохранительных клапанов для бойлеров ГВС

2.2.2. Подключение бойлера

По холодной воде бойлер должен быть оснащен набором предохранительной, запорной и регулирующей арматуры.

Рис. 7. Подключение бойлера: 1 – предохранительный клапан; 2 – манометр; 3 – обратный клапан; 4 – редуктор давления

Рабочее давление предохранительного клапана выбирается в зависимости от рабочего и максимального давления бойлера (как правило, 6 бар).

Между предохранительным клапаном и защищаемым сосудом не должно быть запорных устройств

Рис. 8. «Группы безопасности»

Очень часто совместно с бойлерами применяют так называемые группы безопасности. Это устройство состоит из предохранительного клапана, обратного клапана и запорного устройства (шаровой либо муфтовый кран).

2.3. По виду горелки

В зависимости от вида сжигаемого топлива (газ, жидкое топливо) в котлах используются два основных типа горелок – атмосферные и с принудительной подачей топлива и воздуха. Реже применяются горелки предварительного смешения (Premix) или их разновидность – матричные горелки (Matrix).

В атмосферных горелках первичный воздух для горения подсасывается за счет инжектирующей способности струи газа, выходящей из форсунки. Дополнительно необходимый для горения «вторичный» воздух подсасывается уже в зону факела для дожигания. Современные атмосферные горелки сконструированы так: из газового коллектора газ попадает через форсунки в перфорированные смешивающие трубки, в которых газ перемешивается с воздухом и уже после этого через перфорации подается в топку. При этом происходят интенсивное перемешивание и догорание молекул оксида углерода до СО

. Однако при таком горении в высокотемпературном пламени образуется большое количество токсичных оксидов азота NO

. Законодательства многих стран строго регламентируют такие выбросы. Для борьбы с данными загрязнениями пламя горелки делают «вытянутым» или охлаждают его корневую зону, помещая в нее рассекатели либо охладители пламени.

Рис. 9

«Разрушенный» факел вытягивается, и горючий газ сгорает при меньшей температуре, а следовательно – с меньшим количеством NO

.

Самыми лучшими примерами рассеянного или охлажденного пламени могут считаться матричные или излучающие горелки. В них пламя небольшой высоты горит на поверхности рассекателя-катализатора. При температуре горения до 1000 °С (красное горение) оксиды азота практически не образуются, а сгорание углерода (окисление СО до СО

) завершается почти полностью.

Рис. 10

Достоинства:

– бесшумность;

– простота конструкции;

– компактность;

– дешевизна.

Недостатки:

– зависимость от давления газа;

– невозможность сжигать жидкое топливо;

– невысокая регулируемость;

– работа только с котлами малой мощности, теплообменники которых имеют невысокое сопротивление;

– КПД ниже, чем у горелок других типов;

– применение лишь до 800 кВт.

Горелки с принудительной подачей воздуха и газа (Jet-burners) конструктивно отличаются от атмосферных. В них воздух для горения подается специально установленным вентилятором в смешивающую трубу Вентуры. При этом происходит не только качественное перемешивание газа и воздуха, но и подсос газа из газовой магистрали. В горелках более сложной конструкции поток воздуха делится на первичный и вторичный.

Применение таких горелок позволяет использовать сложные многоходовые теплообменники котлов с КПД не менее 95 %.

Рис. 11. Чугунный котел с вентиляторной горелкой

Достоинства:

– возможность сжигать газообразное и жидкое топливо;

– хорошее регулирование;

– менее требовательны к давлению газа;

– нет ограничений по мощности котла;