Как подключить твердотопливный котел к закрытой системе отопления: Обвязка твердотопливного котла — схема подключения к отоплению

Как подключить твердотопливный котел к закрытой системе отопления

В cтранах Европейского союза нормативные документы при определенных условиях допускают
использование систем, в которых твердотопливные котлы работают в закрытой системе центрального отопления (ЦО). В европейской норме EN 303,5:1999 IDT описаны технические решения, позволяющие подключать твердотопливные котлы к закрытой системе.

В этом случае на подающей трубе (идущей от котла) должно быть установлено устройство, которое защищает систему от роста температуры воды свыше 100°С. В европейских нормативах с этой целью предлагается использовать встроенный в котел или подсоединенный к нему аварийный теплообменник, который в случае аварии забирал бы избыток тепла из котла без использования энергии от постороннего источника и без каких-либо вспомогательных устройств. Теплообменник должен быть подобран таким образом, чтобы температура воды в котле ни при каких обстоятельствах не превышала 110°С. Такое решение можно использовать только в котлах с автоматической регулировкой процесса сжигания; в случае роста температуры воды в них происходит автоматическое ограничение притока воздуха к топке.

1 Вариант. Твердотопливный котел, подключенный к закрытой системе с диафрагменным расширительным баком, оснащенный защитой в виде аварийного теплообменника, встроенного в котел

2 Вариант. Твердотопливный котел, подключенный кза крытой системе с диафрагменным расширительным баком, оборудованный защитой 8 виде буферной емкости. Эта емкость аккумулирует избыток тепла, вырабатываемого котлом

Аварийный теплообменник

На практике подобной защитой может быть, например, встроенный в котел аварийный теплообменник-такой, как в проточном водонагревателе. Во время обычной работы котла проток воды через теплообменник перекрыт термостатическим клапаном. Если температура воды в котле превышает критическое значение, термостат открывает клапан и через аварийный теплообменник протекает холодная вода из водопроводной системы или из колодца, отбирая избыток тепла из котла. Благодаря этому температура воды в котле очень быстро снижается. Нагретая таким образом вода отводится в канализацию. Этот теплообменник нельзя использовать в качестве проточного водонагревателя, подогревающего воду для горячего водоснабжения. К сожалению, исходя из конструкционных соображений, не в каждом твердотопливном котле можно применять защиту такого вида. Кроме того, подобная защита ведет к энергетическим потерям. Почти все котлы, которые производятся в Украине, такой защитой не оснащены и подходят только для монтажа в открытых системах,

Буферная емкость

Твердотопливные котлы реально также подключить к закрытой системе, оснащенной’защитой иного типа. Для этого можно использовать специальную буферную емкость для аккумуляции избытка тепла, вырабатываемого котлом. Однако в системе с котлом небольшой мощности такая емкость должна иметь объем около 1000 л (его нужно рассчитать в соответствии с формулой, приведе-ной в европейских нормативах), то есть быть достаточно большой. Она будет значительно крупнее самого котла и могут возникнуть затруднения, когда ее надо будет занести и установить в котельной.

После наполнения водой вес емкости превысит тонну.

Буферная емкость соединена с системой ЦО, подающей и обратной трубами. Во время обычной работы котла через буферную емкость вода не течет — на подающей трубе установлен отсекающий клапан, управляемый термостатом. Так же, как в варианте с теплообменником, он открывается, если температура воды в котле превысит критическое значение. Тогда горячая вода из системы попадает в емкость, наполненную холодной водой, н смешивается с ней. По обратной трубе из емкости в систему возвращается холодная вода, очень быстро охлаждая воду в котле. Объем холодной воды в буферной емкости должен быть достаточно большим, чтобы существовала возможность охлаждения системы при любых условиях. Использование буферной емкости повышает стоимость системы и, учитывая ее размеры, является трудоемким процессом. Однако оно приносит дополнительные выгоды. Избыток тепла, выработанного котлом аккумулируется, а не растрачивается впустую вместе с водой, которая отводится в канализацию. Вода из буферной емкости используется в отопительном контуре. Благодаря этому котел сжигает меньше топлива, так как температура воды в системе дольше удерживается на заданном уровне. Система такого типа позволяет сэкономить до 10% тепловой энергии (по сравнению с вариантом без буферной емкости).

Внимание! Использование вышеупомянутых устройств для защиты твердотопливных котлов в системах ЦО закрытого типа не освобождает от обязатель ного использования в них предохранительных клапанов и расширительных диафрагменных баков — так же, как в любой закрытой системе.

обвязка, как подключить, установка, устройство

Содержание:

Большинство котлов предназначены для подключения к газопроводу, но загородные дома и коттеджи расположены вдали от многих коммуникационных систем. Здесь приходят на помощь твердотопливные котлы, которые работают на угле и дровах. При подключении таких агрегатов используются схемы отопления электрокотлом и твердотопливным котлом, так как работают пиролизные устройства от электроэнергии и имеют принципиальные отличия.

Правила установки котлов, работающих на твердом топливе

Перед тем, как подключить твердотопливный котел, следует знать, что к установке агрегатов такого типа предъявляются следующие требования:

• Профессиональное выполнение разводки труб и радиаторов. Только в этом случае можно рассчитывать на корректную работу отопительной системы и правильное подключение твердотопливного котла, имеющего вход и выход для врезки остальной схемы.
• Наличие определенной температуры
  . Наибольшая отдача твердотопливного котла возможно лишь при температуре на выходе 55 градусов, на входе – 45 градусов. При этих же показателях можно рассчитывать на максимально возможный срок безупречной эксплуатации. Другая температура в системе может стать причиной образования конденсата, который разрушительно воздействует на металлические части.

• Правильная установка котла. Очень важно понимать правило, как подключить твердотопливный котел отопления. Агрегат следует расположить на жесткое основание в строго вертикальном положении. В качестве площадки можно использовать цементную стяжку толщиной не меньше 5 см с подсыпкой аналогичной высоты. Для твердотопливных котлов рекомендуется использовать открытый расширительный бак, который следует расположить на более высоком уровне, чем вся система отопления. Оптимальным вариантом для этой части системы считается чердачное помещение.
• Правильно оборудованный дымоход. Обязательными условиями для дымохода можно назвать следующее: наличие клапана из нержавеющей стали и сборник для конденсата в нижней части дымохода. Кроме того необходимо наличие специальных люков, обеспечивающий доступ для очищения канала от сажи. Та часть трубы, которая будет проходить через неотапливаемое помещение, требует тщательного утепления. Это поможет увеличить эксплуатационный период дымоходной трубы.
• Схема обвязки твердотопливного котла в обязательном порядке должна содержать предохранительный клапан. Подключать рекомендуется водяной контур, в котором  давление не превышает 0,2 МПа, при этом температура рабочей среды не может быть выше 90 градусов.

Схемы, используемые для подключения твердотопливных котлов

Обвязка твердотопливного котла отопления выполняется по определенным схемам. Чаще всего подбирается вариант, наиболее подходящий по показателям или незаменимый. Однако для достижения оптимального результата не нужно запоминать чертежи и схемы. Главное – понять принцип работы агрегата, а также изучить его преимущества и недостатки.

Для расчета идеальной схемы установки твердотопливного котла нужно подобрать наилучший вариант совмещения работы этого агрегата и бака аккумуляции тепловой энергии. Объяснить это можно следующим образом: твердотопливные котлы являются инертными устройствами, этим они отличаются от газовых, дизельных и электрических аналогов. Следовательно, температура рабочей среды будет постоянно колебаться в пределах 60-90 градусов, а удержание постоянного режима в этом случае не является возможным.

Установить циркуляционный насос для принудительного перемещения рабочей среды при обвязке котла на твердом топливе также не всегда возможно по самым простым причинам. Одной из них является отсутствие ЛЭП в непосредственной близости от дома или перепады напряжения в электрической сети, неподдающиеся стабилизации с помощью специальных устройств.

Стоимость системы отопления  без дополнительного оборудования существенно ниже, но монтаж таких систем требует более внимательного подхода к процессу, так как требуется обязательное соблюдение уклонов.

Особенности обвязки — как подключить правильно

При обвязке дровяного котла между агрегатом и расширительным бачком рекомендуется установка предохранительных линий на входе и выходе, причем располагать их рекомендуется вблизи водонагревателя. Соединение котла с расширительным баком нужно проводить наиболее коротким путем, при этом не допускается врезание кранов или предохранительных клапанов.

На каждой схеме подключения твердотопливного котла имеется точка, определяющая расстояние между расширительным баком и верхней точкой отопительной системы. Если отсутствует возможность поднять бак на такую высоту, необходимо врезать насос для принудительной циркуляции теплоносителя в прямой отрезок трубы. Несоблюдение этого правила может стать причиной засасывания воздуха в верхние батареи отопления.

Установка циркуляционного насоса должна проводиться на обратной трубе в непосредственной близости к отопительному котлу. В этом случае перебои в электропитании не повлияют на эффективность работы системы отопления. Для монтажа насоса требуется дополнительный обводной путь, позволяющий отключать насос при необходимости, а обвод перекрывать с помощью специальных кранов.

Опытные специалисты советуют при подключении газового котла и твердотопливного котла монтировать в систему отопления байпасы, своеобразные перемычки с кранами между подающей и возвратной трубой. В этом случае избыток горячей воды при изменении количества посредством терморегулятора возвращается в стояк из радиатора.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: в основе любой системы лежит вытеснение холодного теплоносителя наиболее горячим. А вот эффективность этого процесса является залогом качества сборки всего контура отопления и устройства твердотопливного котла.

Как правильно подключить твердотопливный котел

Устройство системы отопления в частном доме начинается с установки котла. Во многих загородных поселках отсутствует газопровод с природным газом. Инструкция, как правильно подключить твердотопливный котел облегчит эту проблему.

Необходимые условия для правильного подключения твердотопливного котла к системе отопления

1. Помещение для котельной выбирается отдельное. Площадью порядка 7м². Котельная в отдельном здании идеальный вариант. Загрузку топлива в котельную можно облегчить. Достаточно в зоне приемного бункера с наружной стороны где будет выгружаться, к примеру, уголь, смонтировать так называемую течку. Выгрузив топливо в приемный бункер, уголь по наклонной ссыпается внутрь котельной самостоятельно.
2. Расположить котел отопления предпочтительно ниже 0 отметки пола. Данный вариант установки котла обеспечивает идеальную циркуляцию теплоносителя в системе отопления без использования циркуляционного насоса.
3. Основание под котел необходимо выполнить из бетонной подушки с ровным верхним слоем. Толщина бетонной стяжки 10 см. Площадь основания под котлом должно быть больше габаритов подключенного котла на 20 см. Со стороны топки 40-50 см.
4. По нормам СНиП и пожарным требованиям НПБ расстояние между котлом и стеной 50 см. Со стороны топочного отверстия, топки, до противоположенной стены расстояние не менее 1,3м.
5. Установленный отопительный котел не должен иметь зазоров между основанием и корпусом.
6. Подключить котел к системе отопления необходимо стальной трубой длиной не менее 1 метра на входе и выходе трубопровода. Подключать котел к системе отопления медными и полимерными трубами неправильно.

Ниже применена схема правильного подключения твердотопливного котла.

Методов подключения много. Рассмотрим один из простых и надежных способов подключения.

От котла на прямом трубопроводе устанавливается группа безопасности. После группы безопасности устанавливается тройник для байпаса. Далее, подача подключается к разводке системы отопления. Отдав свое тепло в системе отопления, теплоноситель по обратной трубе возвращается в котел. Чтобы избежать главной болезни в работе твердотопливных котлов, конденсата, который отрицательно сказывается на целостности котла, монтируется термостатический трехходовой клапан, на байпасе подключенный к обратке, настроенный на температуру 50-60°C. Нагреваясь, теплоноситель циркулирует по малому контуру через трехходовой клапан. Температура в 55°C предотвращает образование конденсата на внутренних стенках котла. После трехходового термостатического клапана монтируется циркуляционный насос. Как только температура по обратке достигнет 55°C, открывается трехходовой клапан, и нагретый теплоноситель устремляется в отопительный контур к радиаторам.

Подключение твердотопливного котла в паре с газовым, схемы и особенности

Схема подключения твердотопливного котла параллельно с газовым котлом отличается от установки двух твердотопливных. Разнятся и требования к котельной, где главным условием является воздухообмен:

• Площадь котельной с газовым котлом согласно рекомендации пожарными органами и газовой службой, рассчитывается следующим образом:  1 кВт мощности – 0,2 м³ при потолке высотой 2,5 м, но не менее 15 м³.
• Котельная с газовым котлом обязана быть оборудована окном с форточкой, размер которого 0,03 м² на 1 м³ объема помещения.
• Входная дверь  котельной обязана выходить только на улицу. Ширина двери минимум 80см.

Газовые котлы выпускаются в двух вариантах. Напольный и настенный. Требования к установке напольного газового котла те же, что и к твердотопливному котлу. Длина трубы, соединяющая дымоход и котел, не более 25 см. Если котел коаксиальный, труба для отвода продуктов горения устанавливается под углом -3°. В ином варианте для газового котла необходима отдельная труба из керамики или облицованная нержавеющей сталью с люком для удаления продуктов сгорания, и в нижней части трубы устанавливается тройник с краном для удаления конденсата.

Газовый и твердотопливный котел подключаются параллельно к системе отопления несколькими способами. Схемы различны, знать их все не обязательно, достаточно понимать особенности, которые необходимо учитывать при использовании такой комбинации котлов применительно к вашему помещению:

1. Эффективно использовать теплообменник. Он разделит открытый контур отопления и закрытый. Подключить котел к одному из контуров, а второй котел подключить ко второму контуру. Твердотопливный котел, способный поднять температуру теплоносителя до 115°C, нагревает вторичный замкнутый контур, к которому подключен газовый котел. Газовый котел настраивается на температуру порядка 50-60°C. Основную нагрузку примет на себя твердотопливный котел. По мере прогорания топлива в работу автоматически включится газовый котел, который нагревает вторичный контур теплообменника. Вторичный контур оснащен диафрагменным расширителем. Закрытый расширительный бак обеспечивает защиту радиаторов от избыточного давления. При такой схеме подключенного твердотопливного котла имеется возможность установки открытого расширительного бака прямо в котельной под потолком.
2. Использование гидравлической стрелки для параллельного подключения котлов применяется в основном в домах с большой площадью. Принцип работы данной системы следующий. Отопительный твердотопливный котел устанавливается первым с циркуляционным насосом, к примеру, 25/60 установленный на обратной трубе. На трубе между котлом и насосом монтируется электромагнитный клапан MD, регулирующий работу циркуляции котла. Обязательная установка настроенного предохранительного клапана на подающем трубопроводе. Запорная арматура на подаче не устанавливается. Газовый котел устанавливается вторым. Через тройник котел по подающей трубе соединяется с трубой от твердотопливного котла и далее соединяется с гидравлической стрелкой. Запорная арматура на стрелке не устанавливается. На втором котле монтируется на подаче предварительно настроенный предохранительный клапан. От гидравлической стрелки на обратном трубопроводе до тройника устанавливается закрытый расширительный бак. Затем через тройник на трубе подключается первым к газовому котлу с установкой циркуляционного насоса меньшей мощности, чем у первого котла. После насоса устанавливается клапан без сервопривода. Далее, от тройника на обратном трубопроводе подключается твердотопливный котел. Применение коллектора после гидравлической стрелки позволяет собрать несколько отопительных контуров с насосными группами на каждом из них. Коллектора создают возможность настроить каждый контур индивидуально по нагрузкам на отопительные приборы.
3. Ещё один метод параллельного подключения котлов, когда первым устанавливается твердотопливный отопительный агрегат, вторым газовый, а между ними на подающем трубопроводе устанавливается обратный лепестковый клапан, работающий по направлению от первого отопительного агрегата. Перед обратным клапаном монтируется байпас, подключенный трехходовому термостатическому клапану настроенного на температуру 55°C. Между термостатическим клапаном и котлом устанавливается на обратном трубопроводе циркуляционный насос большей мощности чем в газовом. Газовый котел подключается через тройник на подающем трубопроводе с твердотопливным котлом и далее подающий трубопровод идет на радиаторы. Обратный трубопровод от радиаторов через тройник подключается вначале к газовому котлу. После тройника необходимо установить у котла пружинный обратный клапан. При одновременной работе обоих котлов нужно настроить температурный режим на котлах. Газовый котел настраивается на температуру 45°C. Твердотопливный котел настраивается на температуру 75-80°C. Приоритет работы будет у твердотопливного. В процессе сгорания топлива и понижении температуры в первом котле, газовый котел включится автоматически и будет поддерживать заданную температуру в доме.
4. Применение буферной емкости. Теплоаккумулятор представляет из себя большую стальную теплоизолированную емкость, задача которой сохранить нагретый теплоноситель от котла. Максимальная нагрузка возникает в процессе горения топлива в твердотопливном котле. Для эффективной работы системы отопления теплоаккумулятор выполняет одну из основных задач. Но есть большие минусы в данной схеме. Для того чтобы нагреть радиаторы до нужной температуры уходит от 2 до 4 часов. Вот здесь-то газовый котел и играет свою главную роль. Разберем схему монтажа. Твердотопливный котел обвязывается традиционным способом. Перед байпасом на подающем трубопроводе устанавливается группа безопасности. Затем через тройник устанавливают байпас. Далее, подающий трубопровод подключается к аккумулирующему баку. Байпас соединяется с обратным трубопроводом через термостатический трехходовой клапан, настроенный на температуру 55°C. Затем, монтируется циркуляционный насос, работающий в сторону котла, и далее подключается трубопровод к котлу. Создается рабочий контур, и теплоноситель в теплоаккумуляторе начинается постепенно нагреваться. От аккумулирующего бака подающий трубопровод идет к отопительным приборам. На нем устанавливается трехходовой клапан, идущий на байпас. С другого выхода трехходового клапана монтируется циркуляционный насос, установленный на подающей трубе.
   

После насоса устанавливается обратный лепестковый клапан, работающий в сторону радиаторов. Далее, через тройник подключается подача от газового котла с подачей от аккумулятора. После выполнения этих работ прямой трубопровод подключается к разводке системы отопления. От системы отопления обратный трубопровод через тройник подключается к газовому котлу с обязательной установкой пружинного обратного клапана, работающего в сторону газового котла. Перед тройником врезается закрытый расширительный бак, обеспечивающий защиту системы отопления. После тройника, через который подключается газовый котел по обратке, обратный трубопровод идет к тепло аккумулятору и подключается к байпасу от подающего трубопровода также через тройник. После соединения с обводной линией обратный трубопровод подсоединяется к аккумулирующему баку. Данная схема позволяет быстро нагреть систему отопления. Дальнейшая работа системы рассчитана на приоритет работы твердотопливного котла.

Совместная работа твердотопливного котла в паре с электрическим

Схема подключения твердотопливного котла параллельно с электрическим в подробностях и вопросах рассказана на видео:

Согласованная работа твердотопливного, газового и электрического котлов отопления

При желании можно с помощью достаточно простой схемы подключения объединить работу 3-х и более различных видов отопительных котлов дополнительно к твердотопливному, который всё же остаётся самым приемлемым и экономным по части потребления растопочных ресурсов.

Схема подключения твердотопливного котла в систему отопления

Отопительные агрегаты, работающие на различных видах твердого топлива, в эксплуатации существенно отличаются от электрического, газового и жидкотопливного теплогенератора. В связи с этим подключение твердотопливного котла имеет ряд особенностей. Рассмотрим, как правильно установить агрегат для обогрева, чтобы его работа была эффективна и безопасна, а также как монтируется система отопления с двумя котлами.

Особенности твердотопливных котлов

Отличие твёрдотопливного теплогенератора от котлов, работающих на других энергоносителях, базируется на особенностях горения древесины, угля и иных видов твердого топлива.

1. Инерционность. Твердое топливо, разгоревшееся в камере сгорания, невозможно резко затушить, поэтому всегда сохраняется риск перегрева теплоносителя. Вскипание воды в рубашке котла ведет к скачкообразному повышению давления в системе и ее разгерметизации. Чтобы избежать аварийной ситуации в обвязку твердотопливного котла в обязательном порядке включают автоматический клапан, предназначенный для сброса давления.

По причине инерционности сложнее управлять нагревом теплоносителя – после срабатывания термостата задвижка перекрывается, уменьшая поток воздуха в камеру сгорания, но какое-то время горение продолжается в прежнем режиме и температура жидкости в контуре успевает подняться еще как минимум на 2-3 градуса прежде чем стабилизироваться.

Внимание! Такого недостатка, как высокая инерционность, лишен пеллетный котёл, поскольку конструкцией предусмотрена подача топлива в камеру сгорания мелкими порциями. Прекращение подачи ведет к быстрому угасанию пламени.

2. Конденсация влаги в топливнике. Конденсат образуется в случае, если в водяную рубашку агрегата поступает сильно остывший теплоноситель с температурой ниже 50 градусов. Выпадение конденсата чревато быстрой коррозией металла, из которого изготовлены стенки камеры сгорания, поскольку эта влага представляет собой агрессивную среду. Кроме того, конденсат, смешанный с пеплом, образует клейкую субстанцию, которую трудно счистить с внутренней поверхности топки.

Схема подключения твердотопливного котла должна включать смесительный узел, благодаря которому в остывший теплоноситель обратки подмешивается нагретая котлом жидкость.

Внимание! Чугунный котел, работающий на твёрдом топливе, устойчив к коррозии и не боится конденсата. Тем не менее, в обвязку такого агрегата также добавляют смесительный узел, поскольку поступление остывшего теплоносителя в водяную рубашку раскаленного котла может привести к разрушению чугуна по причине температурного шока.

Базовые принципы подключения твердотопливного агрегата

Рассматривая, как правильно подключить твердотопливный котел, необходимо обратить внимание на базовые элементы обвязки, обеспечивающие безопасность функционирования теплогенератора. Речь идет о группе безопасности и смесительном узле.

Группа безопасности, в состав который входит манометр, а также предохранительный клапан и воздухоотводчик, смонтированные на одном коллекторе, устанавливается непосредственно на выходном патрубке котельного агрегата. Манометр помогает следить за давлением в системе, воздухоотводчик служит для удаления воздушных пробок, а предохранительный клапан сбрасывает излишки пароводяной смеси, когда давление превышает заданные параметры.

Важно! Между патрубком и группой безопасности запрещается устанавливать циркуляционный насос, запорную арматуру.

Смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой устанавливается совместно с байпасом (перемычкой), соединяющим трубу подачи и обратки, за счет чего формируется малый циркуляционный контур.

Работает система, предохраняющая котел от конденсата и температурного шока, по следующей схеме:

1. Пока топливо разгорается, клапан перекрывает поток остывшего теплоносителя из большого контура системы отопления. В результате циркуляционный насос гоняет по малому кругу ограниченный объем теплоносителя.
2. На трубе обратки установлен датчик, соединенный с термоголовкой трехходового клапана. Когда теплоноситель в обратном трубопроводе нагревается до 50-55 градусов, термоголовка срабатывает и нажимает на шток клапана.
3. Клапан плавно приоткрывается и остывший теплоноситель начинает понемногу поступать в рубашку котла, смешиваясь с нагретым из байпаса.
4. Когда все радиаторы прогреваются и температура обратки повышается до безопасных для котла значений, трехходовой клапан перекрывает байпас, полностью открывая проход потоку теплоносителя по обратному трубопроводу.

Базовая схема подключения твердотопливного котла к отопительной системе максимально проста и надежна, монтаж обвязки можно выполнить самостоятельно.

Важно знать, как подключить твердотопливный котел с использованием полимерных труб, чтобы избежать распространенных проблем:

• Полимерные трубы небезопасно использовать для обвязки котла – они могут не выдержать аварийного повышения температуры и давления. Поэтому обвязку рекомендуется выполнить сталью или медью, а полимерные трубы подсоединять уже к коллектору, распределяющему теплоноситель по отопительным контурам. В крайнем случае, металлическую трубу монтируют только между подающим патрубком котла и группой безопасности.
• Использование толстостенной полипропиленовой трубы для обратного трубопровода на участке между трехходовым клапаном и патрубком котла приводит к тому, что накладной температурный датчик реагирует на нагрев теплоносителя с заметным запозданием. Лучше установить металлическую трубу.

Насос для системы отопления с принудительной подачей теплоносителя устанавливается на трубу обратки между трехходовым клапаном и котлом. Такое расположение позволяет ему обеспечить циркуляцию воды или антифриза по малому кругу. Ставить циркуляционный насос на трубу подачи нельзя, поскольку устройство не рассчитано на работу с пароводяной смесью, которая образуется при перегреве теплоносителя. Остановка насоса ускорит или спровоцирует взрыв отопительного котла, поскольку в него перестанет поступать остывший теплоноситель.

Как удешевить обвязку

Базовая схема подключения твердотопливного котла предусматривает использование трехходового смесительного клапана, оснащенного термоголовкой и накладным датчиком. Это оборудование достаточно дорого стоит, и его можно заменить более дешевым вариантом – трехходовым клапаном с вмонтированным термостатическим элементом. Такое устройство отличается фиксированной настройкой – клапан срабатывает, когда температур среды достигает 55 или 60 градусов (в зависимости от модели).

Установка клапана, поддерживающего фиксированную температуру, снижает финансовые затраты на монтаж защиты твердотопливного агрегата от конденсата и термических перепадов. Теряется возможность гибко управлять температурой теплоносителя, отклонения от заданного значения могут достигать 1-2 градусов, но это не является критичным.

Обвязка с теплоаккумулятором

Чтобы твердотопливный агрегат работал в оптимальном режиме и его КПД приближался к паспортным значениям, необходимо использовать буферную емкость, которая служит аккумулятором излишков тепловой энергии, остающихся после нагревания теплоносителя в отопительном контуре до рабочих температур.

Если котел на дровах или угле работает без теплоаккумулятора, тягу приходится уменьшать, чтобы дрова не горели слишком жарко и теплоноситель не перегревался. Но из-за недостатка кислорода образуется повышенное количество угарного газа, который попадает в атмосферу. В передовых европейских странах по этой причине запрещается эксплуатировать твердотопливные обогреватели без монтажа буферной емкости.

Установка теплоаккумулятора имеет и еще одно преимущество: топливо, сгорающее при оптимальной подаче кислорода, отдает максимум тепловой энергии, и ее излишки не улетают в дымовую трубу, а накапливаются в буферной емкости. Это позволяет поддерживать высокую температуру теплоносителя в контуре отопления в течение нескольких часов после прогорания закладки топлива.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором предусматривает подсоединение буферной емкости следующим образом:

Чтобы управлять температурой теплоносителя, который подается в радиаторы, предусмотрена установка второго трехходового клапана и второго циркуляционного насоса на линии подачи после подключенного к системе бака-теплоаккумулятора.

Время остывания теплоносителя в системе с теплоаккумулятором после затухания котла зависит от объема резервуара и температуры нагрева. Для частного дома площадью 150-200 кв. м требуется буферная емкость объемом от 1 куб. м. Можно приобрести готовый теплоаккумулятор подходящего объема или изготовить его самостоятельно – он представляет собой прямоугольную или цилиндрическую емкость из стального листа, снабженную надежной теплоизоляцией.

Важно! Установка теплоаккумулятора должна быть предусмотрена на этапе разработки проекта отопительной системы. Чтобы котёл мог одновременно нагревать воду в контуре отопления, системе ГВС и в буферной емкости, его мощность должна вдвое превышать расчетную.

Установка с электрическим или газовым агрегатом

В одну систему отопления можно установить два теплогенератора, основной из которых является твердотопливным агрегатом, а дополнительный – котлом, работающим на газе или электричестве. Такой вариант удобен тем, что на ночь можно включать котел, функционирующий в автоматическом режиме. Газ в баллонах неудобно использовать в качестве основного энергоносителя из-за необходимости заботиться о регулярных поставках топлива. Электричество – самый дорогой энергоноситель и выгоднее всего эксплуатировать такой котельный агрегат только по ночам, если в регионе действует система дешевых ночных тарифов.

Как подключить твердотопливный и газовый котлы в одну систему для отопления большого дома? Самый простой вариант – подсоединение двух теплогенераторов параллельно через теплоаккумулятор, который будет дополнительно выполнять функцию гидравлического разделителя.

Газовый котел функционирует в режиме ожидания, пока вода буферной емкости нагревается твердотопливным агрегатом. После прогорания топлива теплоноситель начинает остывать, и как только термодатчик передает соответствующий сигнал контроллеру газового агрегата, тот автоматически включается. При новом запуске твердотопливного теплогенератора происходит обратный процесс – нагрев теплоносителя выше определенной температуры приводит к отключению газовой горелки.

Систему с электрическим котлом в домах большой площади монтируют по аналогичному принципу. Но для небольших частных домов актуален более простой и дешевый вариант подключения ТТ и электрокотла(см. схему).

Котельные агрегаты подсоединяются параллельно с установкой обратных клапанов на каждом выходе. Электрический котел снабжен встроенным циркуляционным насосом, который невозможно отключить, поэтому для твердотопливного теплогенератора необходимо подобрать более мощный насос, чтобы ТТ котел имел преимущество перед электрическим при совместном функционировании.

Система дополняется:

• термостатом, который отключает циркуляционный насос ТТ котла при остывании теплоносителя;
• комнатным датчиком температуры, который включает электрический котел, когда температура в помещении падает после прогорания топлива в ТТ агрегате.

Метод первичных и вторичных колец

Как подключить два котла в одну систему, используя минимальное количество электроники? Применение метода первичных и вторичных колец циркуляции позволяет выполнить совместную обвязку ТТ агрегата и электрокотла. Гидравлическое разделение потоков осуществляется без установки гидрострелки.

Оба котла, бойлер ГВС, а также все отопительные контуры, подключаются и подающим и обратным трубопроводом к единому циркуляционному кольцу – они является первичным. Минимальный перепад давлений обеспечивается за счет небольшого расстояния между каждой парой подключения (не более 300 мм). Напор насоса, установленного на главном контуре, обеспечивает движение теплоносителя по первичному кольцу, при этом на интенсивность потока не влияют насосы вторичных контуров (к которым подсоединены потребители тепла).

Чтобы система исправно функционировала, требуется выполнить сложные гидравлические расчеты и подобрать оптимальный диаметр трубопроводов для всех контуров. Также важно рассчитать производительность насосов. Реальная производительность насосного агрегата на главном контуре должен превышать расход теплоносителя на самом «объемном» вторичном контуре. Оба котла оснащаются отключающими термостатами, чтобы они могли работать, замещая друг друга.

Заключение

Перед тем как приступать к самостоятельному монтажу обвязки твердотопливного котла, рекомендуется обратиться к профессионалам, которые выполнят грамотный расчет системы и дадут консультацию по грамотному расположению ее элементов. Схема подключения должна обеспечивать безопасное функционирование твердотопливного котла и создавать оптимальные условия для эффективного расход топлива.

Видео по теме:

Схема подключения твердотопливного котла отопления

Конструкция обогрева имеет терморегуляторы, батареи котел, развоздушки, увеличивающие давление насосы, крепежи, трубы, систему соединения, бак для расширения, коллекторы. Любой фактор очень важен. Исходя из этого соответствие каждого элемента конструкции важно делать обдуманно. Система обогревания дачи насчитывает различные части. На открытой вкладке web проекта мы попытаемся определить для нужного особняка необходимые компоненты системы.

Устройство системы отопления на твердом топливе

Твердотопливный котел – это теплоагрегат с камерой сгорания открытого типа. Понятно, что и вся остальная схема подключения оборудования отопления должна быть разработана с учетом требований к открытым системам:

• Выход для продуктов сгорания котла необходимо подключить к дымоходу с естественной тягой;
• В верхней точке отопительного контура нужно обязательно установить расширительный бачок, обеспечивающий контакт теплоносителя с атмосферой;
• Работать такая система может только на воде.

Котельная с установленным твердотопливным котлом

В последнее время среди владельцев загородной недвижимости гораздо большей популярностью стали пользоваться системы отопления закрытого типа. Однако подключение твердотопливного котла к закрытым системам категорически запрещено. Дело в том, что при нагревании воды происходит серьезное увеличение ее объема и давления.

В газовых моделях котлов для предотвращения неконтролируемого расширения теплоносителя имеется терморегулятор, который мгновенно отключает горелку в опасной ситуации. Процесс горения в камере твердотопливного котла гораздо более инерционен: даже после полного перекрытия подачи кислорода в топку (для этого также нужно подключить терморегулятор) температура воды в отопительном контуре может расти еще достаточно долгое время. Это обусловлено большей теплоемкостью дерева по сравнению с газом. Так что при сильном перегреве излишки воды в открытой системе просто выльются через отводящую трубку расширительного бачка. Если же применяется закрытая схема, избыточное давление в трубах может привести к их разрыву.

Где можно устанавливать котел на твердом топливе

Для размещения котлов с открытой топкой, в том числе и твердотопливных, необходимо обустраивать отдельное помещение – котельную.

Чаще всего для нее выделяют место в подвале или на цокольном этаже. В отличие от систем газового отопления, монтаж твердотопливного котла можно производить самостоятельно, без согласования с надзорными службами. Тем не менее, установка подобного оборудования должна выполняться в полном соответствии с требованиями, которые приведены в строительных нормах и правилах:

1. Основание под твердотопливный котел должно быть ровным и прочным и обеспечивать строго вертикальное расположение его корпуса;

Часто котел устанавливают на твердую плиту из негорючего материала, хотя более правильно залить для этого бетонную стяжку.

Стены и пол в котельной должны быть обработаны парогазонепроницаемым пожаробезопасным покрытием (предел огнестойкости 0,75 часа). Обязательно наличие приточной вентиляции, например, установка окна или отверстия в стене площадью 8 см 2 на каждый киловатт мощности котла;

Основные этапы установки твердотопливного котла

Схема подключения твердотопливного котла включает в себя сам теплоагрегат, трубы и радиаторы отопления, расширительный бачок, циркуляционный насос, теплоаккумулятор и элементы автоматики: предохранительный и воздушный клапан, терморегулятор, манометр. Установка котла и необходимые подключения периферийного оборудования производятся в следующем порядке:

Обвязка котла

После выполнения всех указанных операций можно приступать к запуску твердотопливного котла. Для этого нужно разжечь топливо, а через 10–15 минут закрыть растопочную заслонку. При достижении температуры 80–85 °С рекомендуется установить терморегулятор на необходимый уровень подачи тепла. Теперь достаточно в нужные моменты подкладывать дрова в топку, и комфортный климат в доме будет обеспечен.

Рекомендации по безопасному и эффективному использованию твердотопливного котла

В отличие от газовых котлов, при эксплуатации их твердотопливного аналога часть продуктов сгорания остаются в топке. Их необходимо периодически удалять, а также проводить другие мероприятия по повышению эффективности процесса горения:

• Желательно периодически снимать отложения со стенок котла. Специалисты подсчитали, что слой сажи толщиной в 1 мм снижает мощность котла на 3%. Чистку проводят на холодном котле примерно раз в неделю;
• При заполнении колосниковой решетки золой мощность котла также снижается. В таких случаях рекомендуется немного пошевелить угли. В современных моделях котлов для этого предусмотрен специальный рычаг. С его помощью можно также произвести аварийный сброс углей;
• Для улучшения прохождения воды через тепловой контур можно использовать циркуляционный насос. Установка насоса в обратке перед входом в котел позволит увеличить эффективность работы – теплоноситель будет проходить по магистрали быстрее, возвращаясь в котел более горячим, следовательно, энергии на его подогрев будет затрачиваться меньше;
• Необходимо следить за тягой в дымоходе. Для этого желательно регулярно, с интервалом один раз в год, производить его чистку. Участки дымохода, проходящие через неотапливаемые помещения, необходимо утеплять, чтобы предотвратить образование конденсата, который, замерзая, препятствует свободному выходу продуктов сгорания;

Варианты вывода дымохода твердотопливного котла

Твердотопливный котел и закрытая система отопления

Как мы уже отмечали, установка обычного твердотопливного котла в систему отопления закрытого типа запрещается.

Существуют специальные модели котлов, схема исполнения которых предусматривает увеличенную прочность, устойчивость к повышенному давлению и наличие встроенной емкости для удаления избытка жидкости.

Прежде чем такой котел будет допущен к установке, он должен пройти серию испытаний, правильно провести которые могут только специалисты. Поэтому самостоятельно принимать решение об использовании твердотопливных тепловых агрегатов в закрытых системах не стоит, даже если сделать это рекомендуют опытные установщики, которые утверждают, что уже внедрили на других объектах не один десяток подобных решений.

Единственный возможный способ совместить данное оборудование – это использовать теплообменник, который позволяет разделить систему на два контура: открытый, с котлом и расширительным баком, и закрытый, включающий радиаторы и закрытый мембранный бачок.

Пример установки твердотопливного котла смотрите на видео ниже:

Источник: http://all-for-teplo.ru/kotly/ustanovka-i-podklyuchenie-tverdotoplivnogo-kotla.html

Схема подключения котла «Партнёр» с атмосферно-открытой самотечной системой радиаторного отопления.Подробнее

Задача современных систем отопления, состоит в поддержании заданных параметров с наибольшей эффективностью.

Эффективность системы отопления зданий зависит нескольких параметров:

1. Времени нагрева помещений до заданной температуры.
2. Стабильности параметров работы за весь отопительный период.
3. Скорости перемещения теплоносителя по системе отопления.
4. Теплоёмкости теплоносителя.
5. Теплопередачи радиаторов отопления.
6. Согласованности узлов и комплектующих системы отопления.

Радиаторы с большим коэффициентом теплопроводности позволяют быстро снимать тепло с теплоносителя. В результате помещения быстро прогреваются, при этом система отопления работает в умеренных температурных режимах. Для этих же целей можно увеличить общее количество радиаторов в системе.

Для качественного распределения тепла по всем помещениям необходимо, чтобы ко всем радиаторам в системе доставлялся теплоноситель с одинаковой температурой. Достичь этого возможно с помощью современной лучевой схемы системы отопления с коллекторными узлами.

Современные системы отопления собираются из труб малого диаметра, поскольку, чем быстрее теплоноситель пройдет цикл от отопительного прибора до котла, тем выше эффективность всей системы. Такая система называется скоростной или малообъемной.

Однако при использовании в таких системах твердотопливных котлов существует реальная опасность перегрева теплоносителя. Так как горение угля и других высококалорийных видов топлива плохо поддается управлению.

Результатом перегрева может стать повреждение трубопроводов от перегрева и гидроударов (т.к. малообъемные системы чаще собираются из полимерныхтруб).

Для согласования малообъемной системы отопления и инерционного котла необходимо создать узел, балансирующий систему. Лучше всего с этой задачей справляется гидравлический разделитель. Он же помогает согласовывать различных потребителей: системы радиаторного отопления и теплых полов, бойлер для производства горячей воды и т.д. (см. схему №1).

Емкость гидравлического разделителя подбирается в соответствии с мощностью котла из расчета 10 литров на 1 кВт.

Малообъемные системы работают только с принудительной циркуляцией теплоносителя, т.е. с установкой циркуляционного насоса. Для безаварийного работы насоса перед ним (по схеме циркуляции) устанавливается сетчатый фильтр. Для компенсации расширения теплоносителя на систему устанавливается мембранный расширительный бак, объемом равным 10% от общего объема всей жидкости в системе.

На выходе из котла обязательно устанавливается группа безопасности (автоматический воздушный клапан, термометр и манометр) для защиты котла от гидроударов и превышения давления.

Подпитка системы отопления делается на «обратке» или на нижней части гидравлического разделителя.

Источник: http://www.kotli.pro/tverdotoplivnye-kotly-podklyuchenie/

06 февраля 2013 | 14021 просмотр

Прежде чем принимать решение о приобретении твердотопливного котла, следует предварительно обмозговать обустройство всей отопительной системы, ведь твердотопливный котел отличается от привычного и хорошо нам знакомого — газового.

Сперва пройдемся по паспортам твердотопливных котлов и изучим рекомендации по проектированию системы отопления из первых рук, то есть — непосредственно от производителей.

Тезисы из паспорта твердотопливного котла.

Для правильного функционирования, система отопления на основе твердотопливного котла, должна предусматривать следующие условия.

Температура котла должна быть не менее 55 °С, а температура воды в обратном не менее 45 °C. Это связано с тем, что конденсация паров воды на холодных стенках котла, как внештатное явление, приводит к снижению срока службы. Вы можете предотвратить это явление, установив более высокую температуру воды в котле и регулировать температуру в системе при помощи различных схем.

Отсюда и несколько вариантов подключения твердотопливного котла в систему отопления.

Схема подключения ТТ котла с использованием обходного моста.

Схема подключения ТТ котла с помощью дозирующих насосов – микширование.

Схема подключения ТТ котла с использованием водной связи.

Схема подключения ТТ котла в систему отопления с аккумулирующей емкостью и четырехходовым клапаном.

Аналогичная вышеприведенной, схема другого производителя.

Еще несколько вариантов подключения ТТ котла из другого паспорта.

Твердотопливный котел рекомендуется устанавливать в систему с расширительным баком открытого типа, предусматривая несколько моментов. Циркуляционный насос устанавливается на обратной трубе, чтобы обезопасить систему от термальных перегрузок и перегрева, в случае сбоев в работе системы энергообеспечения:

Открытый расширительный бак должен располагаться в верхней точке системы водоснабжения.

В системе обязательно должны быть предохранительные линии между котлом и баком. Они устанавливаются на входной и выходной трубе котла, причем как можно ближе к котлу, а также соединяют котел с расширительным баком наиболее коротким путем. На предохранительных линиях не должно стоять никаких клапанов и кранов!

Если по каким либо причинам в системе не может быть организовано расстояние «h», то насос должен быть установлен на прямой трубе.

Если это не сделать, существует возможность всасывания воздуха в радиаторы верхнего уровня. Насос на прямой трубе устанавливается по следующей схеме:

Обратный клапан должен быть установлен на трубе общей системы водоподачи, чтобы защищать систему от обратного давления и обратный сифонный дренаж. Клапан должен быть подобран в соответствии с существующими нормами.

Система байпаса должна быть организована между входным и выходным подсоединением труб к насосу. Это обеспечит достаточный проход воды, когда насос выключен, а котел продолжает работать. Организация системы байпаса обеспечит нормальную работу системы, если произойдут сбои в системе электроснабжения.

Расширительный бак должен быть установлен на высшей точке системы, чтобы создавалось нужное давление и не затруднялась работа котла при расширении воды, в следствии увеличения температуры. Расширительный бак конструируется в виде призмы и может быть установлен как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Предохранительные линии между котлом и расширительным баком должны быть установлены под углом, увеличивающимся к баку. Нижеприведенная схема показывает максимальное расстояние между предохранительными линиями и котлом:

Твердотопливный котел не рекомендуется устанавливать в системах закрытого типа, так как при работе котла на твердом топливе, затрудняется процесс управления и температура может подниматься выше установленной Вами величины. Однако, если Вы все-таки намерены поставить котел в закрытую систему, необходимо температурный предохранительный клапан (с двумя датчиками). Устанавливается он на трубе подачи воды от основной системы водопровода, по следующей схеме:

Температурный предохранительный клапан необходим для того, чтобы не использовалась в пустую энергия на нагрев воды. Когда в системе температура воды достигает, например, точки кипения, ее необходимо понизить, чтобы система не вышла из строя, из-за резкого увеличения объема. Так как установлен расширительный бак закрытого типа, система не может сделать это самостоятельно. Для того чтобы снизить температуру в системе используется температурный предохранительный клапан, оснащенный двойным температурным датчиком. При увеличении температуры воды в системе до 95-100 оС, датчик дает сигнал на клапан и в систему поступает холодная вода. После того как температура снижена до нужной величины, датчик дает другой сигнал, который закрывает клапан и прекращает поступление холодной воды в систему.

Никогда не устанавливайте температурный предохранительный клапан на входной трубе непосредственно перед котлом. Холодная вода, поступающая непосредственно на горячие части котла, может вызвать образование трещин, вследствие большой разницы температур. Редуктор давления должен быть установлен перед входным отверстием температурного предохранительного клапана, чтобы минимизировать перепад давления между основной системой подачи воды и системой отопления. Между температурным предохранительным клапаном и редуктором давления может быть установлена система бай паса, что облегчит регулировку давления. Для систем с расширительным баком открытого типа, также рекомендуется устанавливать температурный предохранительный клапан, чтобы повысить безопасность системы.

Кроме того, в странах, где действует EN 303-5, отопительные котлы должны быть оснащены устройствами, обеспечивающими надежный отвод тепла без использования дополнительной энергии. При этом температура воды не должна превышать 100 °C (защита от перегрева).

Поэтому многие европейские производители уделяют внимание аварийному отводу лишней тепловой энергии с применением различного типа клапанов.

Гидравлическая схема присоединения охлаждающего контура

1 – Выход отопит.воды в систему 2”

2 – Вход возврат. воды из охладительного контура 1 1/2 “

3 – Вход возврат. воды в котел из системы 2”

4 – Выход охлаждающей воды

5 – Teрмостатический вентиль TS 130 (STS 20)

6 – Выход отопит. воды из котла 2 “

7 – Вход охлаждающей воды

Oхлаждающий контур или двуxxодовой защитный клапан DBV 1 — 02 служит для отвода избыточного тепла в том случае, если температура воды в котле превысит 95 °C. В том случае, если система оснащена двуxxодовой защитный клапан DBV 1 — 02, и происходит перегрев котла (температура воды на выходе превышает 95 C) двуxxодовой защитный клапан создает контур холодной воды а именно, до тех пор, пока температура не снижается ниже лимитного значения. В данный момент одновременно закрывается выпускное охлаждающее оборудование и подвод холодной воды, которая поступает в систему.

1 – Kотeл

2 – Двуxxодовой защитный.клапан DBV 1 – 02

3 – Предоxранительный клапан

4 – Редукционный вентиль

5 – Фильтр

6 – Шаровой кран

7 – Насос

8 – Удаление избыточного тепла

9 – Выпускной вентиль

I – Вxод xолодной воды

II – Выxод отопительной воды

III – Вxод возвратной воды

Двухходовой защитный клапан DBV 1 – 02 предназначен для защиты котла центрального отопления от перегрева. В корпусе клапана находятся выпускной и впускной вентили, управляемые термостатическим элементом. При достижении лимитной температуры одновременно открываются выпускной и впускной вентили, это означает, что в котел поступает холодная вода и одновременно удаляется горячая вода из котла. При снижении температуры под лимитную одновременно закрываются выпускной и впускной вентили.

Вот аналогичная схема другого производителя.

Также бывает техническое решение, когда в котле присутствует теплообменник

В случае использования открытого расширительного сосуда, не нужное защитное оборудование от перегрева. Каждый источник тепла в открытой отопительной системе должен быть присоединен с открытым расширительным сосудом, который находится в самом высшем пункте отопительной системы. Расширительные сосуды должны быть установлены так, чтобы они могли поместить изменения объема воды, которые возникли нагревом и охлаждением. Открытые расширительные сосуды должны быть оснащены не закрывающимися воздуховыпускными и переливными трубопроводами. Переливной трубопровод должен быть спроектирован так, чтобы произошел безопасный отвод самого высшего проточного количества воды входящей в систему. Этого можно достигнуть назначением размеров переливного трубопровода на один DN выше, чем имеет загрузочный трубопровод. Расширительные сосуды и их присоединительные трубопроводы должны быть спроектированы и расположены так, чтобы было надежно предупреждено замерзании.

Вот, собственно, и информация к размышлению. Осталось придумать себе систему отопления, учитывающей все нюансы, выясненные в результате ознакомления с рекомендациями, и внедрить систему отопления в жизнь.

Источник: http://ru-bio.ukrbio.com/ru/articles/3053/

Содержание

Котлы отопления на твердом топливе в минувшие времена были несколько примитивными и неудобными, но сегодня все изменилось. Производители предлагают потребителям усовершенствованное оборудование, в котором гармонично сочетается высокая эффективность и легкость эксплуатации. Такие агрегаты используются в районах, в которых отсутствует газовая магистраль, а также наблюдаются перебои с электричеством.

Устройство и принцип работы оборудования

Аппараты данного типа представляют собой конструкции, состоящие из нескольких основных элементов:

• теплообменник – этот узел передает энергию от нагретой воды;
• топочная камера – она изготавливается из высоколегированной стали, добротного чугуна;

Схемы отопления могут включать в себя простейшие одноконтурные устройства и мощные агрегаты

• терморегулятор;
• зольник – здесь скапливаются продукты сгорания;
• колосниковая решетка – на ней размещаются дрова, уголь, пеллеты;
• люк очистки;
• заслонки, регулирующие работу дымохода.

Принцип действия агрегатов сводится к тому, что топливо сгорает в объемной топке, вода нагревается и подается в систему. Зола и шлаки попадают в специальный бункер и периодически удаляются оттуда вручную.

При разработке оборудования применяются оригинальные технические и эргономические наработки

Компании, выпускающие модернизированные твердотопливные котлы отопления, всячески стараются упростить процесс эксплуатации. Современные приборы оснащаются регуляторами тяги, термостатическими клапанами. Регуляторы тяги оказывают воздействие на скорость сгорания топлива, открывая и прикрывая заслонку. Что касается термостатических клапанов, они состоят из контуров охлаждения, термостатов и предназначены для отвода воды при перегреве.

Это важно знать: в пиролизных котлах применяется иной принцип: в одной камере дрова тлеют при ограниченном доступе воздушных потоков, а во втором сжигается образовавшийся газ.

Схема подключения твердотопливного котла отопления

Длительность бесперебойного функционирования аппаратов зависит от того, насколько правильно было проведено проектирование и монтаж. Котлы для водяного отопления на твердом топливе – устройства, нагревающие теплоноситель. Но не стоит забывать, что существуют и дополнительные элементы. Стандартная схема подключения выглядит таким образом:

• агрегат;
• циркуляционный насос – движущая сила, перемещающая воду;
• расширительный бак – такой элемент компенсирует температурные расширения воды;
• буферная емкость – вертикальный бак, главным предназначением которого является аккумулирование избыточного тепла. Система отопления с твердотопливным котлом с использованием буфера – прекрасный вариант, ведь сокращается количество загрузок, улучшается температурный режим работы оборудования, а потребитель обеспечивается горячей водой;
• группа безопасности – три прибора, объединенные на одной консоли: манометр, кран Маевского, предохранительный клапан. Она предназначена для защиты системы от завоздушивания и избыточного давления;

Группа безопасности монтируется выше котла в вертикальном положении

• аварийный контур – он обеспечивает нормальную работу системы в нестандартных ситуациях.

Схема отопления с твердотопливным котлом может быть разной, потому что существует много нюансов. К примеру, если система открытого типа, бачок устанавливается в чердачном помещении, на лестничной клетке. В других случаях используются мембранные баки, представляющие собой прочные сосуды, разделенные перегородкой из экологически чистой резины.

Обвязка твердотопливного котла отопления решает несколько важных задач. К их числу относится поддержание температуры теплоносителя, создание оптимальных условий для функционирования оборудования, стопроцентная защита от перегрева, удаление воздуха. Система отопления твердотопливным котлом достаточно сложная, поэтому проектирование и монтаж должны выполнять толковые специалисты.

Как классифицируются приборы

На рынке представлен широкий ассортимент оборудования, которое различается не только габаритами и внешним видом, но и многими другими показателями. О них дальше и поговорим.

Способ сгорания топлива – основополагающий параметр, имеющий приоритетное значение. По данному показателю приборы разделяются на:

1. Классические – в них проходит обычный процесс сгорания дров, угля с выделением благодатного тепла.
2. Пиролизные – при высокой температуре и при отсутствии доступа кислорода выделяется горючий газ. Такие котлы оснащаются нагнетающим вентилятором и обеспечивают почти полное сгорание пеллет, дров.
3. С естественной тягой – процесс сгорания гранул, торфяных брикетов в таких моделях контролирует термостатический регулятор.
4. С дополнительной тягой – подобные агрегаты оснащаются вентиляторами, с помощью которых в топку подается воздух.

Это важно знать: пиролизное оборудование обладает весомыми преимуществами, но стоит оно дороже. Кроме того, аппараты более требовательны к влажности древесины.

Вид топлива – в зависимости от этого показателя, котлы бывают угольными, пеллетными, дровяными. В первых используются брикеты, бурый и каменный уголь, антрацит, во вторых – цилиндрические гранулы стандартных размеров, в третьих – сухие дрова. Также существуют универсальные твердотопливные котлы для водяного отопления.

Материал теплообменника – не менее важный показатель, от которого многое зависит. По этому признаку существует такая классификация:

• стальные агрегаты – неприхотливое в эксплуатации оборудование, не выходящее из строя при воздействии высоких температур. Благодаря внедрению современных конструкторских решений приборы обладают хорошим КПД и служат на протяжении 20-25 лет;

Стальные твердотопливные котлы «Viessmann Vitoligno 100-S» работают на древесных поленьях и имеют электронную систему управления

• чугунные твердотопливные котлы отопления – они отличаются надежностью, долговечностью и устойчивостью к коррозии. Но есть один недостаток: теплообменники из чугуна могут разрушаться при резких перепадах температур.

В чем преимущество современных котлов на твердом топливе

Для домов, в которых нет газа, твердотопливные котлы подходят идеально. Данное утверждение можно аргументировать тем, что оборудование обладает массой достоинств:

• рентабельность – стоимость топлива (торфяных брикетов, гранулированных отходов деревообрабатывающей промышленности) приемлемая. Поэтому на протяжении всего сезона в доме поддерживается комфортная температура, а бюджет не сильно страдает;

Твердотопливные котлы – идеальное решение, потому что они могут функционировать на угле, соломе, дровах – идеальное решение, потому что они могут функционировать на угле, соломе, дровах

• высокий КПД – теплом обеспечиваются помещения любых размеров;
• безопасность – этот момент тщательно продуман, потому что устройства оснащены контролирующими системами;
• долгий эксплуатационный ресурс – этот показатель составляет 20-30 лет и напрямую связан с правильностью монтажа, регулярностью обслуживания;
• автономность – отопление загородного дома твердотопливным котлом не зависит от сторонних факторов: наличие газопровода, электрических сетей;
• удобство размещения – для обустройства функциональной системы нужно установить отопительный агрегат, подключить к нему трубы, расширительный бак, радиаторы;
• простота использования – современные твердотопливные котлы отопления длительного горения полностью автоматизированы, поэтому участие человека сведено к минимуму. Естественно, при этом не следует забывать о периодической очистке зольника от отработанных продуктов, поскольку этот процесс проводится в ручном режиме.

На что смотреть при выборе отопительного котла

Приобретение отопительного оборудования сопряжено с рядом задач, которые нужно решить заранее. Поэтому перед осуществлением покупки необходимо разобраться со следующими моментами:

1. Мощность – первоочередный параметр, по которому выбираются агрегаты. Расчет мощности твердотопливного котла отопления проводится по незамысловатой формуле: площадь дома разделяется на 10. Почему именно так? Потому что 1 кВт мощности требуется для качественного обогрева десяти квадратных метров жилья.
2. Тип теплообменника.
3. Зависимость от внешних факторов – твердотопливные электрокотлы отопления с вентилятором принудительного наддува не функционируют без электрической энергии. Если циркуляция естественная, данная проблема отсутствует.
4. Длительность работы от одной загрузки.

Польские твердотопливные котлы «PEREKO» оснащаются вентилятором наддува, благодаря которому увеличивается время беспрерывного сжигания топлива

Отопление деревянного дома твердотопливным котлом – верное решение, если жилище отрезано от благ цивилизации. Но нужно понимать, что корректная работа системы возможна тогда, когда проектирование и монтаж всех узлов и компонентов осуществляют мастера. Грамотные специалисты знают тонкости своей работы и гарантируют бесперебойное функционирование оборудования на протяжении долгих лет.

Источник: http://teploguru.ru/kotel/otoplenie-zagorodnogo-doma-tverdotoplivnym-kotlom.html

Смотрите также:

Как подключить твердотопливный котел. Инструкция

Строительство и Ремонт

Главная » Дом » Строительство и Ремонт » Как подключить твердотопливный котел — Инструкция

Есть очень много различных схем, подключения твердотопливного котла для систем отопления. Все зависит от системы и ее типа, ну и конечно же котла, самое важное в этом всем, это подбор нужной технической системы монтажа, для конкретного подключения. Конечно-же проект можно заказать в лицензированных организациях, у которых есть очень большой опыт и образование, но не всегда финансы позволяют это сделать, поэтому многие люди рисуют схемы подключения котлов самостоятельно. В первую очередь эффективность работы твердотопливного котла зависит от правильного подключения. Монтаж системы отопления дровяного котла, отличается от монтажа электрического или газового котла. В чем отличие? Дело в том, что рабочая температура дровяного котла 60 – 90 градусов, и эту температуру практически невозможно точно отрегулировать, потому что все твердотопливные котлы это инертные котлы. Мало кто знает все тонкости работы такого котла, и делают ошибку когда используют эти котлы на температурах ниже 55 градусов, это температура является точкой росы что повлечёт за собой появление конденсата, который будет вытекать из котла.

При низкой температуре, образуется много сажи в дымоходе и теплообменнике, что повлечёт за собой сложность в обслуживании и к снижению КПД. Чтобы избежать всех этих проблем нужно установить буферную ёмкость, её также называют аккумулятором тепла. Если всё правильно рассчитать, то тепло будет с максимальной эффективностью передаваться буферному баку, который будет служить как термос, а система отопления, сама будет отбирать тепло по мере необходимости. При таком подключении твердотопливный котёл будет выдавать максимальный КПД, никогда не будет перегреваться, его можно будет использовать с максимальной отдачей, при этом будет экономится топливо, то-есть дрова, меньше нужно будет трусить сажу, а также будет минимальное выделения конденсата.

Как смонтировать котёл безопасно, надёжно и получить максимальный комфорт.

Чтобы комфортно использовать твердотопливный котёл, а также было тепло в доме, котёл нужно загружать несколько раз в сутки, минимум два, конечно же в

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором при монтаже своими руками, накопительного водонагревателя на даче,размеры котельной,теплоаккумулятор, отопление с теплоаккумулятором в частном доме.

Теплое, уютное и красивое жилище — мечта каждого владельца частного дома. Отопление в нем играет не последнюю роль. Поэтому выбор надежного, удобного в использовании и с оптимальной ценой отопительного прибора — очень важная задача.

В настоящее время, когда цены на газ, его установку, подключение и обслуживание все время увеличиваются, многие обращают свое внимание на котлы на твердом топливе. Тем более что с приобретением топлива пока, по крайней мере, проблем нет. И наша промышленность радует большим выбором современных усовершенствованных твердотопливных котлов с теплоаккумулятором : пиролизных и пеллетных.

Что такое теплоаккумулятор

Содержание статьи

Но при эксплуатации агрегата на твердом топливе придется столкнуться с проблемой неоднородности получения тепловой энергии. Пока котел работает — дома тепло или даже жарко. Закончилось топливо – в доме становится холодно. Половина полученного тепла уходит в атмосферу, да и подкладывать дрова приходится часто. Поэтому задумались о том, чтобы сохранять избыточное тепло, а потом потихоньку отдавать его в систему отопления.

Эту проблему и решают, когда начинают эксплуатировать твердотопливный котел с теплоаккумулятором.

В странах Европы запрещено применение агрегатов тепловой энергии без буферной емкости, чтобы не было выбросов угарного газа в атмосферу.

Теплоаккумулятор — это емкость, чаще всего круглая цилиндрическая, наполненная водой, в зависимости от предназначения бывает разных модификаций.

В производственный вариант входят:

• основной корпус, который изготавливается из различных сплавов стали или из нержавейки;
• слой изоляции из базальтовой или минеральной ваты или пенополиуретана толщиной не менее 50 мм;
• наружная обшивка изготавливается или из окрашенного тонкого листового металла, или из чехла из полимерного материала;
• в основную емкость врезают патрубки для подвода и отвода теплоносителя;
• в более дорогих моделях внутри устанавливают змеевик для подогрева воды;
• термометр и манометр служат для контроля за температурой и давлением.

Иногда в тепловой аккумулятор встраивают блок электрических тенов с датчиками и подсоединяют солнечные батареи — это создает дополнительный комфорт при его использовании.

Цены на эти варианты высокие, поэтому народные умельцы чаще всего изготавливают буферные емкости своими руками.

Для чего нужен

Спектр применения аккумулятора тепловой энергии очень широк и определяется согласно модификации и применяемого вместе с ним оборудования.

Самое главное его предназначение:

• накопить как можно больше тепла, а потом, когда закончится топливо в основном теплогенераторе, отдать его в систему отопления;
• предотвращать резкие перепады температуры в системе, тем самым не допускать появления конденсата в котле.

Более современные и дорогие позволяют создать больший комфорт и больше возможностей:

• горячее водоснабжение в доме;
• использовать его вместо электрокотла, если установить в него электрические нагреватели.

Принцип работы

Перед первым использованием рекомендуется изучить схему работы котла и емкости.

Система работает так:

1. Затопили котел.
2. Нагретая вода попадает в теплогенератор, как бы заряжает его.
3. Циркуляционный насос, установленный за емкостью, по трубопроводу, вмонтированному в верхнюю ее часть, доставляет теплоноситель к трубам отопления.
4. Возвращаясь, остывшая вода поступает в нижнюю часть теплогенератора.
5. Затем она поступает в котел.
6. Закончилось топливо — потух котел.
7. В работу вступает теплогенератор: при помощи циркуляционного насоса из верхней горячей зоны постепенно разносит сохраненное тепло по трубам и радиаторам.

Второй насос снабжают комнатным датчиком температуры, который при необходимости может отключить его, если температура превысит установленную для него температуру. Тогда котел будет нагревать только теплоаккумулятор. При понижении температуры воздуха в комнатах, включается насос, и вода снова будет нагревать батареи.

Преимущества использования

Применение аккумулятора тепловой энергии позволяет хозяину домовладения удовлетворить все его запросы.

Достоинства системы:

• тепловой агрегат используется на полную мощность, происходит почти полное сгорание топлива;
• следствие этого: высокий кпд (коэффициент полезного действия) — при наименьшем количестве сгораемого топлива получаем больше калорий тепла;
• экономия на приобретении топлива;
• не происходит резких скачков температуры, оборудование не подвергается коррозии, поэтому дольше служит;
• удобное использование, так как разовой загрузки топлива хватает на большой промежуток времени — не нужно подниматься среди ночи и подбрасывать топливо в котел;
• в доме комфортная обстановка, так как нет резких колебаний температур, а датчики температур могут контролировать климат в каждой комнате и отключать и выключать насос отопления по мере необходимости;
• снабжение горячей водой;
• при подключении ТЭНа — использовать вместо электрокотла;
• возможность подключения нескольких независимых друг от друга контуров: для отопления, для горячей воды и для других нужд;
• возможность подключения солнечных батарей.

Недостатки

У связки теплового нагревателя с тепловым накопителем недостатки, конечно, есть, но со временем покупатель поймет, что вложенные средства были потрачены не зря.

Минусы системы:

1. Самым значительным недостатком является высокая цена теплоаккумулятора, поэтому народные умельцы очень часто изготавливают их своими руками. При достаточном мастерстве и определенной сноровке сделать это не очень трудно.
2. Второй проблемой, с которой сталкивается владелец частного дома, является то, что необходимо проектировать котельную с учетом размера емкости, а она немаленькая. Минимальный размер теплового аккумулятора: 1 метр в высоту и диаметр 600 мм, а для двухэтажного дома он будет еще больше.
3. При покупке котла следует принимать во внимание, что мощность его должна рассчитываться не только по площади отапливаемого помещения, но и по емкости теплового генератора: то есть почти в 2 раза мощнее нужно покупать агрегат для отопления.

Когда нужно ставить

Теплогенератор — это дорогое удовольствие.

Поэтому его устанавливают в случае:

• когда имеется большая площадь дома;
• большой расход горячей воды;
• когда применяют несколько видов отопителей: газовая установка, или электрокотел, или солнечные батареи, которые входят в моду в последнее время.

Отопители комбинируют, выбирают, что и в какое время лучше использовать.

Например:

• днем — солнечные батареи, вечером — котел;
• днем — твердотопливный котел, ночью — газ.

Цены на твердотопливные котлы

твердотопливный котел

Расчет теплоаккумулятора

Чтобы правильно рассчитать необходимую емкость теплоаккумулятора лучше всего обратиться к опытному специалисту. Но в то же время есть методики для расчета, по которым можно приблизительно рассчитать емкость буферного устройства, чтобы как-то сориентироваться, какой по мощности приобретать котел, и определиться с расположением теплового накопителя и размерами котельной.

Есть два метода расчета:

• простой, основанный на практике специалистов;
• по формуле.

Исходя из многолетнего приобретенного опыта, специалисты пришли к мнению, что на 1 кВт мощности котла необходимо 25-50 литров объема теплогенератора. Истина находится где-то посередине. Поставить меньшего объема накопитель, котел будет работать с меньшим КПД, если возьмешь большего объема — дома будет холодно, так как теплонагреватель будет только аккумулировать тепло, а в системе будет его не хватать.

По формуле емкость рассчитывается так: Q = mc (T2-T1), где:

• Q — количество накопленного тепла,
• m — объем воды в емкости,
• c — удельная теплоемкость, равная 4200 Дж/(кг·К) ,
• Т2 и Т1 — показатели температур воды на входе и обратке.

Нюансы монтажа

Тепловые накопители бывают разной величины и различных конструкций.

Но при монтаже для всех категорий необходимо соблюдать они и те же требования:

• категорически запрещаются сварные соединения при монтаже теплоаккумулятора;
• монтаж осуществляется только муфтами с резьбой или фланцами;
• необходимо снабдить запорной арматурой все подходящие трубопроводы;
• на всех входящих и выходящих контурах установить термодатчики;
• подключить в систему дренажный датчик;
• «грязевики» — фильтры грубой очистки установить на всех входах в теплогенератор;
• иногда в комплектацию теплового накопителя не входит автоматический воздухоотводчик, обязательно приобрести его и установить в верхнем выходном контуре;
• группу безопасности рекомендуется устанавливать вблизи аккумулирующей емкости;
• размещать аккумулятор тепла необходимо только в отапливаемом помещении во избежание замерзания теплоносителя;
• устанавливать теплоагрегат рекомендуется на специальный фундамент;
• для соблюдения техники безопасности размещать его так, чтобы был свободный доступ ко всем входящим и выходящим контурам.

Схемы подключения к твердотопливному котлу

Рассмотрим различные методы подключения аккумулирующей емкости.

Самая простая и дешевая в изготовлении и эксплуатации схема состоит из:

• агрегата нагревания;
• простого трубопровода;
• обыкновенной буферной емкости;
• циркуляционных насосов для перемещения теплоносителя от нагревателя к потребителям тепла.

Давление во всей системе одинаковое. Такая схема подойдет для небольших домовладений.

Более рациональное использование накопленной тепловой энергии достигается при добавлении в схему отопления смесительного блока, который состоит из перемычки, которая соединяет подающий и возвратный трубопроводы и трехходового смесительного клапана с термоголовкой.

В данной системе имеется возможность контролировать и регулировать температуру теплоносителя, при этом «зарядки теплогенератора» хватает на более длительный срок.

Для снабжения жилого дома горячей водой применяют тепловые агрегаты более сложной конструкции.

В такие устройства входят:

• теплообменник, состоящий из спиралевидных трубочек из нержавеющей или гофрированной стали;
• бак для нагрева воды;
• магниевый анод, препятствующий образованию накипи на внутренних стенках бака, который периодически необходимо менять;
• тепловые электронагревательные тены;
• термометры — датчики воды.

В этом случае подающий трубопровод подсоединяют к накопителю тепла в нижнюю точку, а выход монтируют вверху.

Ранее были приведены схематические примеры отоплений.

Рассмотрим более подробно принцип работы системы отопления и ее состав:

1. Отопитель — котел твердотопливный.
2. Группа безопасности сразу над котлом, которая следит за температурой и давлением теплоносителя в системе.
3. Малый круг отопления состоит из перемычки, соединяющей подающий трубопровод и обратку, трехходового клапана, циркуляционного насоса и расширительного бака. Роль малого круга: защита теплогенератора от холодного теплоносителя и предотвращения появления конденсата в котле. В начале работы теплогенератора вода по трубам идет частично в теплогенератор и по малому кругу. Теплоноситель нагревается до 60 градусов, начинает работать клапан: он потихоньку открывается и холодная вода из обратки начинается смешиваться с горячей водой из малого контура. Как только температура достигает 60 градусов, клапан полностью перекрывает малый круг и теплоноситель идет полностью через теплогенератор.
4. Расширительный бачок забирает излишки давления из системы, а при необходимости — сбрасывает его в нее обратно.
5. За малым контуром подающий трубопровод подсоединяют в верхней точке теплогенератора, а обратка подсоединяется в нижнюю точку.
6. После бака на подающем трубопроводе снова ставят трехходовой датчик с комнатным измерителем температуры и циркуляционный насос.
7. Далее размещаются радиаторы отоплений остальных помещений.

Схема подключения к электрокотлу

Если в домовладении установлен электрический счетчик с двухфазным тарифом «день-ночь», то можно применять в качестве основного источника отопления электрокотел в тандеме с теплоаккумулятором. Только работать он будет ночью, нагревая всю систему и «заряжая» тепловую емкость до температуры 90 градусов. А днем тепловой источник начинает отдавать тепло в систему отопления. При помощи циркуляционного насоса и датчиков температур можно добиться равномерного распределения тепла по разным помещениям.

Еще один вариант применения электричества встречается при эксплуатации теплового аккумулятора: в него встраивают специальные тепловые электрические нагреватели.

Они применяются для дополнительного подогрева аккумулятора в ночное время или когда нет большой необходимости растапливать основной источник тепла. Если в конструкции ТЭНа нет термодатчика, необходимо его обязательно приобрести и установить.

В данной статье приведены основные аспекты устройства систем отопления, но при расчете и установке, если не доверяете своему умению и мастерству, обратитесь к опытным специалистам, чтобы впоследствии не попасть впросак. Все-таки отопление своего жилища — это очень ответственное дело. Отопительные котлы комбинированные дрова электричество читайте у нас на сайте.

Видео

В этом видеоролике опытный мастер на примере расскажет и покажет, как правильно сделать обвязку твердотопливного котла и бака-аккумулятора.

Модуляция котла — лучше?

В конструкцию большинства современных котлов заложена степень модуляции. Фото любезно предоставлено Smith Energy-Moss Park Armory

Модуляция котла имеет три преимущества; он снижает потери цикла, снижает износ компонентов и может (но не обязательно, как показано далее в этой статье) привести к более высокому тепловому КПД. Но помимо преимуществ, каково влияние регулирования мощности горения на газовые водогрейные котлы? Когда модуляция котла приводит к снижению КПД и риску поломки оборудования?

Чтобы понять эти проблемы, необходимо проанализировать, как работает котел, и какие потери связаны с его работой.

Связано: Перечень работ по обслуживанию котла

Основные операции котла: сжигание

Типичный водогрейный котел с предварительным смешиванием разработан для выработки горячего газа путем сжигания топлива в присутствии воздуха с последующей передачей, насколько это возможно, тепловой энергии этого горячего газа в котловую воду. Котлы оцениваются по их тепловому КПД, который представляет собой просто отношение химической энергии, добавленной к котлу, к энергии, добавленной к котловой воде.По мере того как больше тепла передается от горячего газа в котловую воду, термический КПД увеличивается, а температура выходящего (дымового) горячего газа снижается.
Химическое представление идеального сгорания с природным газом представлено ниже:

2O2 + Ch5 = CO2 + 2h3O

Фактический процесс сгорания приводит к образованию других побочных продуктов или продуктов в концентрациях, отличных от указанных выше. К ним относятся:

• Воздействие азота в воздухе для горения, которое может привести к образованию оксидов азота (NOx) в горячем газе
• Несгоревшее топливо, если воздух и топливо не смешаны должным образом или если используется недостаточный воздух для горения
• Различные концентрации CO, CO2 и 02 в зависимости от количества воздуха, добавляемого в процесс сгорания

Почти все котлы настроены на добавление избыточного воздуха для обеспечения надлежащего смешивания воздуха с топливом и полного сгорания топлива.Также добавляется избыточный воздух, чтобы предотвратить перегрев горелки, когда пламя находится на поверхности горелки. Более высокие смеси газов и воздуха «выталкивают» пламя сгорания от горелки, тем самым снижая температуру горелки.

Потери котла

Потери энергии котла обычно возникают в результате:

• Потери в сухих дымовых газах (тепло побочных продуктов сгорания на выходе из котла)
• Энергия водяного пара на выходе из котла
• Радиационные и другие потери (обычно незначительные по сравнению с первыми двумя)

Когда достаточно тепловой энергии от горячих газов передается котловой воде, общая температура горячего газа опускается ниже точки росы по воде, и часть или вся вода становится жидкой.Энергия, выделяемая при превращении воды из пара в жидкость, улавливается котловой водой, что приводит к значительному повышению эффективности. Каждый фунт воды в горячем газе, преобразованном в жидкость, добавляет 1000 БТЕ в котловую воду.

Потери в сухих дымовых газах и потери водяным паром могут быть легко рассчитаны, если известно количество CO2 или 02 в дымовых газах (это используется для расчета точки росы воды в дымовых газах и определения концентраций продукты горячего газа) и температура дымовой трубы известна.Два примера представлены на рисунках 1 и 2 , где в качестве источника топлива используется природный газ.

Рис. 1 представляет собой расчет потерь, предполагающий 27-процентный избыток воздуха (соответствует девяти процентам CO2) и температуру дымовых газов 150F. Обратите внимание, что точка росы для газа при этом уровне избытка воздуха составляет 130,6 градусов — любая температура дымовых газов (и, соответственно, температура котла обратной воды) выше этой точки не приведет к конденсации дымовых газов.Общий КПД котла в установившемся режиме (без учета тепловых и других незначительных потерь), работающего в этот момент, составляет 88,1%.

Рисунок 2 предполагает те же условия, что и Рисунок 1 , однако температура дымовых газов была снижена до 120F. Это приводит к повышению эффективности на 92% или повышению эффективности на 3,9%. Это увеличение происходит из-за дополнительной энергии за счет скрытой теплоты парообразования в воде дымовых газов.

Теплообмен

Теплообменники котла предназначены для оптимизации передачи тепловой энергии горячего газа котловой воде.Количество тепла, переданного в этом процессе, представлено как:

Q = U • A • ∆Tlm

Где:

Q = количество переданного тепла

U = общий коэффициент теплообменника

A = эффективная площадь теплопередачи в теплообменнике

∆Tlm = средняя логарифмическая разница температур входящего / выходящего горячих газов и входящей / выходящей котловой воды.

В этой статье не рассматриваются подробные элементы теплопередачи; скорее, он рассмотрит основные элементы, влияющие на передачу тепла.По сути, любое улучшение U, A или большей разницы температур приводит к большей теплопередаче и более высокой эффективности котла.

Для достижения экстремального диапазона регулирования котлы с большим диапазоном регулирования настроены на подачу большего количества избыточного воздуха при таких низких скоростях горения, чтобы их горелка оставалась холодной.Этот дополнительный избыток воздуха значительно снижает точку росы воды в дымовых газах, а также изменяет потери в сухих газах. Чтобы проиллюстрировать этот эффект, пример, использованный в , рис. 2, обновлен, чтобы отразить изменение 20: 1, где 02 установлено на 11 процентов (соответствует 5,6 процента CO2 и 97 процентам избыточного воздуха). Результаты показаны ниже на рис. 4 .

Обратите внимание, что точка росы снижена со 130.От 6 до 117 градусов, и котел больше не находится в диапазоне конденсации. Это представляет собой снижение общей эффективности на 3,7%, и это только начало плохих новостей. При уменьшении общего потока газа при экстремальной модуляции существует вероятность того, что поток газа через теплообменник станет ламинарным из-за значительно уменьшенного воздушного потока. Если таким же образом уменьшить циркуляцию воды в бойлере в соответствии с интенсивностью горения, поток воды также может стать ламинарным. Если первичное сопротивление тепловому потоку возникает из-за конвекции тепла на стороне газа и воды и если одно или несколько из этих сопротивлений увеличиваются в пять раз, то общая производительность теплообменника значительно падает.

Конечным результатом будет повышение температуры дымовых газов и более высокие потери в котле. Есть и другие негативные последствия. Если поток со стороны воды становится ламинарным, температура материала теплообменника повышается. Если он достаточно поднимется, это может вызвать локальное кипение в областях вдоль стенки теплообменника. Поскольку эти пузырьки пара образуют растворенные твердые вещества в котловой воде, они будут выходить из раствора и прикипеть к стенке теплообменника, что приведет к увеличению слоя загрязнения.Этот слой добавляет дополнительное сопротивление тепловому потоку, что способствует большему пропариванию. Если температура становится достаточно высокой, теплообменник выйдет из строя, потому что котловая вода обеспечивает необходимое охлаждение, чтобы защитить его от повреждений.
Последняя важная область воздействия — управление пламенем. Когда в котле используется избыток воздуха, превышающий 50 процентов, это влияет на стабильность пламени сгорания, что может привести к чрезмерным сбоям пламени, ложным отключениям и потерям цикла.

На рынке, однако, высказываются предположения, что потери в установившемся режиме, возникающие из-за высоких скоростей модуляции котла, превосходят потери цикла, которые возникают в модулирующих котлах 5: 1.Johnston Boiler Company выпустила исследование именно по такому сценарию, в котором подчеркивается, что даже с вытекающими потерями в цикле котел с изменяемым режимом работы 4: 1 будет более эффективным, чем идентичный котел, работающий на 10% полного огня1. Из-за снижения эффективности и возможного повреждения котла некоторые производители намеренно ограничивают динамический диапазон своих котлов до 5: 1 и проводят лабораторные испытания, чтобы продемонстрировать истинную эффективность котлов при различных скоростях горения. Это не экстраполированные показатели эффективности с использованием одной точки данных при более высокой скорости стрельбы, а затем расширенные до более низкой скорости стрельбы.Способ действительно узнать, какова эффективность в любом из условий обжига, — это запросить прямые лабораторные результаты в этих рабочих точках и не принимать прогнозируемые или расчетные числа.

Заключение

Реалистичные коэффициенты модуляции котла помогли повысить общий КПД котельной системы за счет снижения потерь в цикле и увеличения теплового КПД, но экстремальный диапазон изменения (выше 10: 1 и выше) может дать противоположный эффект. При разумном проектировании котельной необходимо учитывать фактическую (не экстраполированную) эффективность котла с учетом рабочего диапазона оборудования и согласования ожидаемых нагрузок на установку с правильным выбором размера котла.

Артикул:

1 Johnston Technical Brief, Сравнение эффективности: 4: 1, изменение размера и 10: 1, Johnston Boiler Company, 17 марта 2003 г.