Водогрейные котлы

Особенности промышленных котлов

Данные устройства могут отапливать как жилые помещения, так и помещения промышленного назначения. Они могут нагревать воду, а также сами теплоносители. Газовые котлы обычно разделяют на промышленные и бытовые. Промышленные агрегаты предназначены для крупных производств. Они имеют большие размеры, сильные параметры мощности и чаще имеют систему открытой тяги.

Это делает необходимым обеспечение отдельных специализированных помещений для газовых котлов отопления, а также соблюдение установленных правил безопасности. Бытовые же служат для обогрева дома и нагрева воды в жилых помещениях. Их главные отличия заключаются в размерах, сложности внутреннего устройства, потреблении энергии, мощности.

Существуют также электрокотлы для дома, однако финансовые затраты на содержание данных агрегатов значительно выше затрат на газовые котлы. Поэтому они не так популярны. Использование данных устройств актуально, если подача газа в определенное место недоступна или затруднена.

Промышленный котел с нагревом воды

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.

Преимущества использования водогрейных котлов

Популярность водогрейных котлов обусловлена высокими эксплуатационными характеристиками, а также удобством и простотой в обслуживании.

• В первую очередь котлы этого типа отличаются высоким КПД при минимально возможном расходе топлива.
• Вторым достоинством является компактность аппарата, что позволяет сэкономить на строительстве котельной. Нередко котел водогрейный устанавливается даже не в отдельно стоящем строении, а в подвале дома, который он и снабжает. Кстати, правилами СНИП в некоторых случаях это вполне разрешено.
• Конструкция водогрейного котла отличается простотой, а значит обслуживание и ремонт аппарата не представляет особой сложности.
• При точном программировании температурных режимов и правильной пусконаладке водогрейный котел стабильно поддерживает требуемую температуру для оптимального отопления строения. При этом особого участия человека в этом процессе не требуется.

4.1. Шкала теплопроизводительности водогрейных котлов

Назначением водогрейных котлов является получение горячей воды заданных параметров для теплоснабжения систем отопления бытовых и технологических потребителей. Промышленность выпускает широкий ассортимент унифицированных по конструкции водогрейных котлов. Характеристиками их работы являются теплопроизводительность (мощность), температура и давление воды, важен также род металла, из которого изготовляют водогрейные котлы. Чугунные котлы выпускаются на теплопроизводительность1 до 1,5 Гкал/ч, давление 0,7 МПа и температуру горячей воды до 115 °C. Стальные котлы изготовляются в соответствии с шкалой теплопроизводительности на 4; 6,5; 10; 20, 30; 50; 100; 180 Гкал/ч (4,7; 7,5; 11,7; 23,4; 35; 58,5; 117 и 21.0 МВт).

Водогрейные котлы теплопроизводительностью до 30 Гкал/ч обычно обеспечивают работу только в основном режиме с подогревом воды до 150 °C при давлении воды на входе в котел 1,6 МПа. Для котлов теплопроизводительностью выше 30 Гкал/ч предусматривается возможность работы как в основном, так и в пиковых режимах с подогревом воды до 200 °C при максимальном давлении ее на входе в котел 2,5 МПа.

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.

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.

Водогрейные котлы с ТЛПХ

Водогрейные котлы КВм с механической топкой с ленточной цепной решеткой прямого хода ТЛПХ устанавливаются в отопительных котельных с механическими топливоподачей и шлакоудалением. Блок котла устанавливается на раму топки. Механическая топка с ленточной колосниковой решеткой прямого хода ТЛПХ состоит из угольного ящика, рамы с приводом и ведущим и ведомым валами, передвигающими ленточное колосниковое полотно, состоящее из трех типов колосников: крайних, ведущих и ведомых. Топливо подается транспортером углеподачи ленточного либо скребкового типа, через угольный ящик самотеком поступает на решетку, где сжигается в слое 100-200 мм.

Определенная толщина слоя топлива на колосниковой решетке поддерживается при помощи устройства регулятора слоя в угольном ящике и производится вручную посредством маховиков через червячные передачи. Под решеткой организованы камеры (зоны), куда подается необходимый воздух для горения. Подача воздуха в водогрейный котел должна быть непрерывна (иначе происходит спекание слоя и пережог колосников) и регулируется величиной открывания воздушных шиберов. Воздух под колосниковую решетку и на вторичное дутье подается от одного вентилятора котла. Удаление шлака с колосниковой решетки происходит за счет движения колосникового полотна, которое приводится в движение приводом. Удаление шлака из шлакового канала производится транспортером шлакозолоудаления.

Водогрейные котлы с топкой ТЛПХ — КВм-1,6, КВм-2,5, КВм-3,0, КВм-4,0.

Особенности установки водогрейного котла

Рассмотрим особенности монтажа твердотопливных приборов, учитывая их распространенность. Сама процедура состоит из нескольких этапов, а примерный алгоритм действий приведен ниже.

Этап первый. Подготовка. Подготавливать нужно помещения (в том числе то, в котором будет установлен прибор). Для котла необходимо подготовить бетонный фундамент, хотя существуют и другие требования (минимальные расстояние до других предметов, к примеру).

Этап второй. Установка. Очевидно, что на данном этапе устанавливается сам котел на свое место.

Этап третий. Обвязка. Данный этап по праву считается наиболее сложным. Необходимо подключить все коммуникации, а также дополнительные элементы – к примеру, расширительный бак.

Этап четвертый. Дымоходная труба. На следующем этапе необходимо обустроить дымоход.

Этап пятый. Пробный запуск. Когда все будет готово, необходимо проверить оборудование на предмет работоспособности. Детально процесс установки описан в приведенном ниже файле.

Также рекомендуем посмотреть видеоролик по теме. На этом все, удачи!

Работа и устройство водогрейного котла

Независимости от модели оборудования, все устройства работают одинаково: теплоноситель нагревается до необходимой температуры и передает тепло отопительной системе.

Различают следующие виды водогрейных агрегатов:

• Газовые.
• Жидкотопливные
• Электрические
• Твердотопливные.

Устройство водогрейного котла конструктивно отличается в зависимости от выбранного вида котла, и, соответственно, в зависимости от используемого топлива, применяют разные горелки. Они могут быть атмосферными встроенными атмосферными или сменными наддувными. Встроенные горелки предусматривают использование только определенного типа топлива. Более удобны сменные горелки, так как они позволяют, в случае необходимости, легко переходить с одного типа горючего на другой.

Разделение котлов отопления по типу топлива

Для водогрейных устройств, применяемых в отопительных системах, используются разных типы топлива.

Есть отопительные котлы:

• газовые;
• электрические;
• жидкотопливные;
• двухтопливные (комбинированные);
• твердотопливные.

Устройство газового котла.

Газовый котел среди всех водгрейных агрегатов самый экономичный. Для него характерно полное сгорание топлива и небольшой выброс вредных веществ.

В России газовые водогрейные устройства получили наибольшее распространение как в быту, так и в промышленном применении.

Связано это с доступной стоимостью газа. Уровень КПД у газовых котлов самый высокий. Кроме того, они являются безопасными и надежными устройствами.

Жидкотопливные устройства имеют приблизительно такую же производительность, что и газовые, но работают они на солярке. Используют их, если отсутствует подача газа и нет возможности установить газовый агрегат.

Комбинированные котлы обеспечиваются сменными горелками, что позволяет их использовать с 2-мя видами топлива.

Устройство твердотопливного водогрейного котла.

Твердотопливные водогрейные котлы очень популярны в отдаленных регионах, где отсутствуют газопроводы. Для них можно использовать разные виды твердого топлива: уголь, дрова, торф.

Уголь – дешевое и легкодоступное топливо. Но в процессе сгорания угля, тепла выделяется меньше, чем при сгорании природного газа. При использовании угля в водогрейных устройствах выделяется в атмосферу много вредных веществ.

Электрические водогрейные котлы в системах отопления используются очень редко из-за высокой стоимости электроэнергии. Достоинствами электрических водогрейных агрегатов является их экологичность, безопасность, простой монтаж. Они удобные в применении, не выделяют вредных продуктов горения, не засоряют атмосферу.

Особенности настенных агрегатов

Если для представителей предыдущей категории требуется специально оборудованная комната/пристройка, то настенные модели можно запросто установить в кухне, ванной и так далее. То, какую именно комнату использовать, зависит от конкретного источника энергии и соображений удобства. Иными словами, вы сами должны решать, где пользоваться котлом будет удобнее всего.

Приборы на газу и электричестве могут быть достаточно мощными, чтобы поддерживать в помещении требуемую температуру, а также чтобы обеспечивать дом/квартиру горячей водой. Последняя в данном случае нагревается двумя способами:

• проточным;
• бойлерным.

Водогрейные котлы первой категории оснащаются нагревательными элементами, контактирующими непосредственно с рабочей жидкостью. Представители же второй категории предусматривают применение накопительной емкости или бойлера, где вода, собственно, и нагревается. Емкость в таком случае наполняется по мере использования воды.

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.

Котлы с водяным контуром

Сегодня обеспечить работу системы отопления и нагрев воды для хозяйственно-бытовых нужд можно при помощи всего одного устройства — котла с водяным контуром.

Это устройство представляет собой обычный отопительный котел, в который вмонтировали бойлер. Последний, как и в случае с водогрейным котлом, может располагаться как над топкой, так и сбоку от нее.

Наиболее простым и в то же время самым известным представителем данной категории оборудования является титан.

Расположенный внутри топки теплообменник подключается к отопительному контуру, вследствие чего через него прокачивается теплоноситель — теперь уже вода. Часть этого теплоносителя по отдельной ветке подается на теплообменник, установленный внутри бойлера, благодаря чему и осуществляется нагрев имеющейся в бойлере воды.

Чтобы отопитель мог снабжать теплом две системы одновременно, он должен обладать значительной производительностью. Поэтому разработчики применяют различные конструктивные решения, обеспечивающие полное сгорание топлива и усвоение максимально возможного количества выделяющейся при этом энергии.

Чтобы теплоотдача от твердотопливного котла была максимальной, используйте только хорошо высушенное топливо.

Комбинированные котлы

Суть такого типа котла понятна из названия. Это палочка-выручалочка, способная сохранить тепло в доме при отключении или дефиците одного из типов топлива. Комбинации могут быть всевозможные – так, финские котлы и вовсе «всеядны» и могут легко переключаться с газа на электричество, с электричества – на дизель, а с дизеля – на твёрдое топливо.

Приемлемым для наших условий является комбинация – электрический + твердотопливный котёл. В период межсезонья, когда температура «за бортом» не такая низкая, можно время от времени подключаться к электроотоплению, а в морозы задействовать твердотопливную функцию. Пользователи таких котлов делятся опытом: иногда зимой достаточно один раз в день заложить в топку угля, а потом поддерживать температуру с помощью электричества.

Впрочем, и у комбинированных котлов находятся противники: некоторые считают – возможно, небезосновательно – что столь «разносторонне развитая» техника по умолчанию уступает в надёжности устройству, работающему только на одном типе топлива. Кроме того, такие котлы сложнее устанавливать, ремонтировать и обслуживать.

Что может быть важнее, чем тепло? Душевное – от того, что рядом родные и любимые люди – и физическое, которое подарит вам грамотно обустроенная система отопления. Позаботьтесь о ней заранее – и в вашем доме всегда будут царить тепло, уют и комфорт.

Тепловая схема для открытой системы

Подобная котельная работает без насосов. Вода перемещается благодаря законам термодинамики. Так как теплоноситель с высокой и низкой температурой имеет разную плотность, а трубы располагаются под уклоном, возможно движение жидкости между емкостью и батареей.

Энергия в системе остается неизменной. Происходит обмен теплотой между водой и окружающей средой. То есть температура передается с одного конца системы в другую.

Открытый контур обладает главным преимуществом — не нужно тратить деньги на дополнительное оборудование в виде насосов.

Как это работает

В системе используется расширенный бак, куда поступает лишняя жидкость. Специальный резервуар удерживает ее, нагревая или охлаждая, в зависимости от температуры водоснабжения. Процесс происходит автоматически. Резервуар располагается сверху над другими компонентами.

Можно выделить 2 этапа работы:

• Подача воды, когда тепло отправляется от котла к батарее.
• Обратный приток жидкости. В этом случае лишнее количество водоснабжения с высокой температурой поступает в емкость, где оно остывает, а потом движется к котлу.

Выделяют одно- и двухтрубные устройства. Если в котельной 1 магистраль, значит, по ней вода движется в оба направления. В двухтрубных процесс проходит независимо между обратной и прямой подачей теплоносителя.

За счет разной плотности горячая вода движется к батарее под давлением.

Лучше всего установить однотрубную систему. Это проще и дешевле.

Она состоит из:

• отопительной емкости;
• батарей;
• расширительного бака;
• труб.

В некоторых системах не используется батарея. Применяют трубы диаметром 10 см. В этом случае можно потерять в температуре теплоносителя. Эффективность всей системы резко падает. Ее работа следующая. Используется две трубы — прямая и обратная. По первой теплоноситель движется к батареям, нагревая их, по второй, уже холодный — к котлу, чтобы снова нагреться.

Двухтрубные устройства кажутся сложнее, но расходы за отопление потом будут ниже. Поэтому когда нужно осуществить выбор системы теплоснабжения, следует уделить время обзору всех имеющихся устройств. С одной стороны, открытые котельные проще и дешевле, но более затратные при оплате за отопление. С другой — закрытого типа устройство выглядит сложнее, но дешевле услуги.

А что насчет количества контуров?

Большая часть описываемых в статье котлов (причем как жаро-, так и водотрубных) являются двухконтурными, однако при этом и одноконтурных агрегатов существует достаточно много. Если у агрегата два контура, то нагретая им жидкость будет подаваться не только в отопительную сеть, но также в водопровод (после этого, разумеется, ею можно будет пользоваться в бытовых целях). Заметим также, в конструкции некоторых приборов предусмотрены специальные циркуляторы, предназначенные для интенсификации водооборота. Наконец, могут присутствовать и расширительные баки (те из них, что мембранного типа).

Другие различия могут касаться возможности применения разного топлива – угля, дров, газа, электрического или жидкого топлива. Все большую популярность сегодня обретают универсальные агрегаты, которые можно назвать действительно «всеядными». Вне зависимости от используемого типа топлива, любой котел должен оснащаться системой, поддерживающей процессы горения в автоматическом режиме.

4.3. Водогрейные котлы серии ТВГ

Теплофикационные водогрейные котлы серии ТВГ выпускаются теплопроизводительностью 4 и 8 Гкал/ч (4,7 и 9,4 МВт). Данные секционные сварные котлы предназначены для работы на газе с нагревом воды не выше 150 °C.

Рис. 4.2. Водогрейный котел ТВГ-8: а — схема циркуляции воды; о — устройство котла; 1, 2 — соответственно нижние и верхние коллекторы конвективной поверхности; 3, 5 — потолочно-фронтальные трубы; 4, 6 — нижний и верхний коллекторы потолочного экрана; 7 — левый боковой экран; 8, 14 — двухсветные экраны; 9 — правый боковой экран; 10 — выход воды в теплосеть; 11 — конвективная поверхность нагрева; 12 — радиационная поверхность топки; 13 — воздушный канал; 15 — горелки; 16 — подподовые каналы

В водогрейном котле ТВГ-8 радиационная поверхность топки 72 (рис. 4.2) и конвективная поверхность нагрева 77 состоят из отдельных секций, выполненных из труб диаметром 51 * 2,5 мм. При этом в секциях конвективной поверхности трубы расположены горизонтально, а в секциях радиационной поверхности — вертикально. Радиационная поверхность состоит из фронтально-потолочного экрана и пяти секций экранов, три из которых двойного облучения (двухсветные экраны 8 и

Котел оборудован подовыми горелками 75, которые размещены между секциями радиационной поверхности. Воздух от вентилятора поступает в воздушный канал из которого подается в подподовые каналы соединенные с горелками. Продукты горения топлива движутся вдоль труб радиационной поверхности, проходят через окно в задней части топки и поступают в опускную шахту, омывая конвективную поверхность поперечным потоком. Одновременно с этим вода для подогрева поступает в два нижних коллектора 7 конвективной поверхности и собирается в верхних коллекторах конвективной поверхности. Далее по нескольким потолочно-фронтальным трубам вода направляется в нижний коллектор потолочного экрана, откуда по потолочнофронтальным трубам поступает в верхний коллектор данного (потолочного) экрана. После этого вода последовательно проходит по трубам экранов: левого бокового 7, трех двухсветных и правого бокового Нагретая вода через коллектор правого бокового экрана поступает на выход в теплосеть.

Водогрейные котлы серии ТВ Г имеют КПД 91,5 %.