Устройство и принцип работы водогрейного котла

Электрические котлы водогрейные – особенности и причины популярности

Такие природы весьма популярны в России. Их выпускают многие производители – как российские, так и зарубежные. Эти котлы позволяют обеспечить жилье не только теплом, но и нагретой водой, причем вне зависимости от того, имеется ли в вашей местности централизованное ГВС.

Электрические котлы характеризуются более простой конструкцией, чем, к примеру, газовые, и не нуждаются в регулярном обслуживании. Более того, они просты в эксплуатации и не могут взорваться

Чего уж говорить о таком важном параметре, как экологическая безопасность

Конструктивные особенности электрических водогрейных котлов

Такие аппараты состоят из следующих элементов:

• теплообменник (он представляет собой емкость, в которую встроен электрический нагревательный элемент);
• автоматика (необходима для поддержания требуемого показателя температуры в помещении, но без непосредственного участия человека);
• шкаф.

Что характерно, в качестве теплоносителя может выступать не только обычная вода, но также незамерзающая жидкость (данный вариант более предпочтителен). Еще такие котлы можно условно разделить по типу используемого нагревательного элемента.

1. Модели с трубчатыми ТЭНами. Такие элементы заполняются специальным проводником, нагревающимся при контакте с электричеством. Способны перманентно прогревать проточную жидкость, но при условии подключения к электрической сети. Применяются трубчатые ТЭНы в случаях комбинированного отопления. Кто не знает, днем такие системы работают от отопительного прибора на жидком/твердом энергоносителе или газу, в то время как ночью, когда стоимость электроэнергии снижается, они поддерживают тепло в доме на ней.
2. Модели с электродами. Агрегаты электродного типа прогревают жидкость посредством ионного потока, который образуется между электродами (это написано в описании). Главное преимущество – это отсутствие ТЭНов, но ввиду того, что важнейшей составляющей цепи является теплоноситель, его нужно должным образом подготовить. В жидкость необходимо добавлять соль в определенном количестве, чтобы получить нужную концентрацию.

Популярные модели газовых промышленных котлов

Чем больше площадь обогрева, тем тяжелее выбрать отопительный котел. Среди всех моделей можно выделить следующие:

1. Газовые котлы Wolf GKS Eurotwin отличаются высоким КПД более 95%. В составе оборудования есть две цилиндрические камеры, которые установлены рядом друг с другом. За счет большой камеры сгорания топливо сжигается практически полностью. В прямой и обратной линии максимальная разница температуры носителя тепла может быть 50 градусов. Теплопотери имеют минимальные показатели благодаря теплоизоляции толщиной 10 см. Мощность может быть от 0,45 до 1,25 мВт.
2. Газовые котлы Wolf GKS Euromax имеют высокую защиту от появления конденсата благодаря поверхности нагрева, которые расположены друг над другом. Мощность оборудования 1,6-2 мВт.

Среди всех преимуществ газовых промышленных установок можно выделить постоянство подачи топлива. Таким образом, можно избежать проблемы складирования и транспортировки по территории предприятия, а также загрузки топлива в оборудование.

Откуда берется чистый водород

Хозяину на заметку

«Чтобы привлечь внимание к своей продукции, некоторые производители водородных котлов делают ссылки на некий «секретный катализатор» или на использование «газа Брауна» в своих устройствах». Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза

В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии

Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза. В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии.

Электролиз давно известен и широко применяется для получения чистого водорода. На практике ни один промышленный водородный котел, пока во всяком случае, не обходится без электролизной установки или электролизера. Все бы хорошо, но эта установка требует электроэнергии. Итак, водородный котел должен в обязательном порядке потреблять энергию. Вопрос в том, каковы же эти энергозатраты?

Схема процесса электролиза

Все разговоры о «теплоте сгорания» водорода немного уводят нас в сторону от данного вопроса, а между тем, он наиболее важен. Итак, водородный котел может быть выгоден в единственном случае — произведенная им тепловая энергия должна быть выше, чем израсходованная на работу котла.

Каким образом нужно топить котел шахтного типа

Как и любой другой вид котельной техники, рассчитанной на обогрев жилых объектов, шахтный котел имеет во время эксплуатации свои тонкости и нюансы

Первое и что самое важное для нормальной работы агрегата – качество топлива, и каким образом производится загрузка дров топливную камеру. Высокая теплоэффективность твердотопливного шахтного котла достигается за счет правильной укладки дров. Правильно уложенное топливо позволит не только обеспечить максимальный рабочий эффект, но и снизит вероятность задымления жилых помещений

Правильно уложенное топливо позволит не только обеспечить максимальный рабочий эффект, но и снизит вероятность задымления жилых помещений.

Качество укладки топлива определяет продолжительность горения и соответственно, длительность работы нагревательного агрегата.

1. Первоначальный розжиг дров традиционным способом.
2. Через 15-20 минут котел сможет выйти на номинальную мощность.
3. После выхода котла в рабочий режим догружают в топливную шахту остальные дрова и переходят в пиролизный режим работы.

Правильно подобранные и уложенные дрова – гарантия того, что котел будет работать длительное время, обеспечивая ваш дом теплом.

Что касается непосредственно самого топлива, то здесь многое зависит от фантазии и финансовых возможностей владельца дома. Однако, несмотря на то, что отопительные приборы шахтного типа всеядны, напрямую зависит, чем вы топите котел.

В топку котла идут топливные брикеты, отходы деревообработки, пеллеты. Брикеты и пеллеты считаются элитным видом топлива, однако их цена намного превышает стоимость обычных дров

Тем более, если брать во внимание неприхотливость шахтного котельного оборудования в плане топливного ресурса. Дрова являются основным топливным материалом для шахтных котлов. Во время эксплуатации, необходимо хотя бы половину закладки делать из дров

Во время эксплуатации, необходимо хотя бы половину закладки делать из дров.

Способ укладки дров в шахтный котел

Разобравшись с принципом действия нагревательных приборов шахтного типа, с требованиями, предъявляемыми к топливу, нужно обратить внимание на способах закладки. Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления  —  неправильная закладка

Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз

Причина такого явления  —  неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз

Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления  —  неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз.

Несоблюдение рекомендаций по укладке дров в данном случае чревато внезапному прерыванию основного процесса – горению топлива. Перед началом эксплуатации шахтных агрегатов следует придерживаться следующих рекомендаций:

• поленья, предназначенные для закладки, должны быть меньших размеров, на несколько сантиметров меньше значений периметра топливной шахты;
• дрова всегда необходимо укладывать поперек шахты, а ни в коем случае вдоль нее;
• на самый низ укладываются самые сухие поленья, тогда как вверху можно расположить сырые дрова.

Нехитрые советы помогут вам добиться нормальной работы вашего котла. Одной загрузки дров, если соблюдены все правила закладки, должно хватить на 12 часов. Котел все это время будет работать самостоятельно, не требуя вашего участия.

Подготовка котельной к работе

Удостовериться в наличии необходимого количества воды и проверить топку на отсутствие мазута. Также нужна вентиляция топки, чтобы избежать воспламенения накопившихся газов. При подаче топлива в топку розжиг его осуществляется электрическим запалом или от горящего источника.

Пар распределять следует медленно для равномерного прогревания частей котла. Перед подъёмом пара нужно убедиться, что воздушный клапан открыт. Во время подогрева воды и подъёма пара проверяется герметичность люков, лазов и крышек. Включают подпиточные насосы, запускают автоматические котельные установки с включением топливного насоса, вентилятора и подачей тока к зажигающим электродам.
По достижению давления пара 1 кг/кв.см. закрывают воздушные краны и продувают водоуказательные приборы. После достижения паром давления 3 кг/кв.см. обследуют фланцы и лазы, обжимая их гайки. При давлении 5 кг/кв.см. включается подпитка водой и продувка.

Принцип работы промышленных газовых котлов

Благодаря экономичности и широкой сфере применения газовые котлы пользуются неизменным спросом. Их можно использовать для отопления и горячего водоснабжения индивидуальных и многоквартирных жилых домов, производственных и общественных зданий.

Газовые котлы бывают бытовые и промышленные.  Бытовые более простые и предназначены для отопления помещений в индивидуальных домах, и подогрева воды в квартирах. Промышленные отличаются большим размером, и используются для отопления производственных, общественных, культурно-бытовых объектов.

Газовые промышленные котлы работают на природном газе, так как он считается одним из самых дешевых видов топлива. Промышленные котлы, аккумулируя большой объем теплоэнегрии, нагревают до заданной температуры большой объем теплоносителя, который необходим для отопления производственных и общественных объектов.

Принцип работы и устройство промышленных котлов практически не отличается от работы и устройства бытовых.  В обоих котлах имеется газовая горелка и медные теплообменники. Газ поступает в горелку, и сгорая, нагревает воду в теплообменнике, по которым она транспортируется в систему отопления.

Модификация промышленных котлов отопления

Если бытовые газовые котлы бывают навесные и напольные, то промышленные выпускаются в навесном и стационарном варианте. Те и другие модели могут использоваться как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Навесные промышленные газовые котлы бывают двухконтурными и одноконтурными. Двухконтурные предназначены для подогрева горячей воды и отопления.  Они могут быть проточными, вода нагревается по мере необходимости, и накопительными. В накопительных горячая вода находится в бойлере, и при снижении заданной температуры подогревается. Одноконтурные используются исключительно для отопления.

Стационарные промышленные газовые котлы являются частью системы отопления, к которой предъявляются конкретные требования с заданными техническими параметрами. Эти котлы имеют большую мощность, размеры, производительность.

Виды котлов

В зависимости от целевого назначения газовые промышленные котлы могут быть водогрейными или паровыми. Для обогрева производственных цехов, складов наиболее часто используют водогрейные котлы.  Такой котел может быть чугунным или стальным и состоит из:

• теплообменника;
• газовой горелки;
• датчиков;
• насоса;
• манометра;
• термометра;
• автоматической системой безопасности.

Принципы работы водогрейных промышленных котлов следующий: газ, сгорая, нагревает воду, которая проточным способом движется по теплообменнику. Для предотвращения пристеночного закипания и образования накипи, в котле поддерживается высокое давление. Различные датчики позволяют контролировать работу котла, и регулировать ее в зависимости от внешних факторов.

Водогрейные газовые котлы очень часто входят в стандартную комплектацию блочно модульных котельных

Преимущество и безопасность использования водогрейных газовых котлов

Одними из главных преимуществ котла является его высокий КПД, доступность и экономичность.  Принцип работы их довольно прост, а конструкция разработана так, что обеспечивает максимальное сгорание топлива. Благодаря наличию автоматических систем контроля и датчиков такие котлы безопасны и удобны в работе.

Для безопасной эксплуатации достаточно соблюдать правила, своевременно проводить техническое обслуживание и ремонты. Одной из самых опасных неполадок может стать затухание газовой горелки. Это может произойти в случае:

• падения давления в системе ниже установленной нормы;
• отключение электричества;
• отсутствие тяги в дымоходе.

В современных промышленных газовых котлах для предотвращения затухания установлены специальные датчики системы безопасности, которые блокируют подачу газа в аварийных случаях. Котлы могут укомплектовываться системами регулирующие интенсивность пламени, блокирующих в случае необходимости насос, предотвращающие перегрев воды.

Популярные модели

В завершение материала рассмотрим самые популярные марки водонагревательных приборов от лидирующих производителей, пользующихся наибольшим спросом на сантехническом рынке.

Beretta (Беретта)

Итальянская компания, которая производит все виды котлов отопления, выпускает продукцию высокого качества. Работоспособность оборудования проверяется во время тестирования в экстремальных условиях, которые помогают выявить слабые места приборов.

Популярные модели:

• Кompakt;
• Ciao;
• Citiy.

Ferroli (Ферроли)

Международный концерн, изначально созданный в Италии, специализируется на выпуске бытовых и промышленных котлов. Благодаря качеству продукции уже не один год лидирует на рынке отопительных систем.

Популярные модели:

• Domina;
• Arena.

Bosch (Бош)

Надежные немецкие котлы, которые могут функционировать в комбинации с солнечным коллектором.

Популярные модели:

• Gaz 4000 ZWA;
• WBN6000-24C RN.

Proterm (Протерм)

Чешская компания производит качественную продукцию, которая экспортируется в 25 стран мира. Газовые котлы отличаются современным дизайном, низким уровнем шума и доступной ценой.

Популярные модели:

На что обращать внимание при выборе

Если именно сейчас вы стоите перед выбором электро-дровяного котла для частного дома, тогда есть несколько моментов, которые стоит проанализировать у выбранных моделей:

• мощность;
• материал изготовления;
• количество контуров;
• наличие автоматики;
• материал теплообменника.

В отношении мощности можно говорить много, но для электро-дровяного котла стоит остановиться именно на той, которая будет подходить к вашей площади. Если мощность будет большей, тогда он может потреблять большее количество топлива. Если меньшей, тогда зимой придется мерзнуть. Принцип расчета аналогичный тому, который используется для газовых котлов. Один киловатт мощности будет использован для отопления 10 м 2 площади. Это означает, что для дома с общей отапливаемой площадью в 280 м 2 понадобится электро-дровяной прибор на 28 кВт. Бывает такое, что нет именно такого значения мощности, которое бы подходило к площади дома. Тогда лучше взять на один или два киловатта мощнее. Проблем от этого не будет.

Внимательно присмотритесь к толщине используемого металла и к его качеству. Уточните у продавца, какая именно сталь в электро-дровяном котле. От этого будет зависеть срок службы электро-дровяного котла. Некоторые производители утепляют стенки, чтобы пользователь не обжегся, если прикасается к ним. Также благодаря утеплителю в топке электро-дровяного котла дольше сохраняется тепло. Если приходится остановить свой выбор на мощном котле, то стоит учесть, что его вес может быть значительным. Заранее придется подумать о том, будет ли необходимость в укреплении пола, а также в дополнительной технике для погрузки и монтажа.

Электро-дровяной котел, кроме отопления помещения, способен снабдить ванную и кухню горячей водой. Но для этого стоит брать модель, в которой предусмотрен второй контур. Возможно, она обойдется дороже, но потраченные средства того стоят. Вода будет нагреваться параллельно с общей массой жидкости в системе. Хорошо, если основной теплообменник электро-дровяного котла будет чугунным или из нержавеющей стали. Первый инертный в нагреве, но и остывает дольше. Это означает, что он не будет быстро реагировать на падение температуры в топке. Колосники котла также прослужат дольше, если будут выполнены из чугуна.

Обратите внимание!
Если вы не планируете использовать электрическую часть котла в дневное время, то питание лучше отключить. Дело в том, что они функционируют в паре. ТЭН может компенсировать падение температуры в камере сгорания до того момента, пока не будет сделана следующая загрузка

Следствием этого может быть больший расход бюджетных средств семьи

ТЭН может компенсировать падение температуры в камере сгорания до того момента, пока не будет сделана следующая загрузка. Следствием этого может быть больший расход бюджетных средств семьи.

Электро-дровяные котлы большой мощности могут занимать большое помещение, чем отнимают жилую площадь. Поэтому электро-дровяные котлы часто размещают в отдельном помещении. Если это так и в вашем случае, тогда позаботьтесь о его утеплении, ведь большая часть тепла будет рассеиваться через сам котел. Для отопительного электро-дровяного прибора необходимо предусмотреть качественную подложку. Лучше сделать небольшую заливку железобетонной плиты, которая по размерам будет больше самого котла на 20 см с каждой стороны.

Перед топкой электро-дровяного котла для отопления укладывается лист оцинкованного металла. Он защитит поверхность от выпадающих лучинок. Это может произойти в том случае, если на поддувало установлен механический регулятор температуры. Не все дровяные котлы с электротэном обладают утепленными стенками. Из-за этого электро-дровяной котел может сильно нагревать стены помещения. Чтобы этого не происходило, то вокруг него монтируются асбестовые листы или каменная вата, закрытая листами оцинковки.

Особенно внимательно необходимо подойти к узлу примыкания выводящей трубы к котлу. Все должно быть герметично, чтобы угарный газ не просачивался в помещение. Для электрической части электро-дровяного котла лучше предусмотреть отдельный автомат. Хорошо, если он будет в паре с УЗО. В этом случае, если в ТЭНе возникнут малейшие неполадки, ток не пойдет по трубам системы отопления, а моментально будет отключен. Для большей наглядности посмотрите видео:

Обратите внимание!
Если вы не уверены в собственных силах в отношении установки электро-дровяного котла, тогда обратитесь к профессионалам. Это убережет от непредвиденных ситуаций, а также пожаров

Устройство парового котла

Оборудование, генерирующее пар подразделяется на следующие виды:

• паровые котлы энергетического назначения (используются на электростанциях, для привода турбин, генерирующих электроэнергию);
• паровые котлы промышленного типа (выработка пара для осуществления технологических операций в производстве);
• паровое котельное оборудование, предназначенное для отопления, прачечных, эксплуатации дезинфекционных установок;
• утилизационные котлы, производящие пар при помощи отбора тепла у перегретых дымовых газов, образующихся в результате производства в металлургии и химической промышленности.

Паровой котел промышленного типа

В энергетике используются самые мощные устройства, вырабатывающие до 5000 т пара в час при давлении около 280 кгс/см2. Пар получают перегретым до температуры 500 С , после чего он поступает в турбинные агрегаты, где происходит превращение тепловой энергии в механическую.

Паровые котлы для отопительных систем производят пар низкого давления, чаще всего в насыщенном состоянии. Отопление такое типа целесообразно использовать в очень холодных климатических зонах, для предупреждения замерзания теплосистемы, в частности, ее оборотного цикла.

В некоторых учреждениях выгодно эксплуатировать паровой котел, который обеспечивает отопление здания и служит для подачи пара в прачечные. Иногда паровые генераторы устанавливают там, где возможна утилизация высокотемпературных газов, данное решение позволяет экономить существенные суммы в отопительный период.

Паровые котлы и принцип работы имеют значительные отличия от водогрейных систем. Работа парообразующих агрегатов основана на нагреве воды и последующего ее превращения в пар. Нагрев ведется при помощи выделения тепла от сжигания горючих материалов, чаще всего используется природный газ или уголь. Выдача пара котлом всегда происходит под избыточным давлением и в зависимости от назначения его величина колеблется в широких пределах и может меняться от1 кгс/см2 до нескольких сотен кгс/см2.

Схема работы парового котла

Эксплуатация подобных устройств связана с некоторой опасность, так как пар является сжимаемой средой и в котлах определенного типа он находится в больших объемах в сжатом состоянии, в связи с этим надежность оборудования регламентируется специальными ГОСТами. Главный фактор надежности обусловлен отсутствием разгерметизации и высвобождением большой массы разогретого пара в близлежащее пространство.

Правила эксплуатации

Избежать аварии водогрейного котла можно, соблюдая технику безопасности при эксплуатации

Срок службы котла зависит от качества его изготовления, примененных в сборке решений и соблюдения норм эксплуатации. Монтаж прибора нужно производить в точном соответствии с техническим описанием изделия и чертежом.

Использование устройства предполагает соблюдение таких правил:

• применять только те виды топлива, которые перечислены в инструкции к прибору;
• при использовании твердотопливных приборов иметь емкости для заливки извлекаемой золы;
• дверка топки должна быть постоянно закрыта;
• следить за тем, чтобы в контуре поддерживалась установленная регламентом температура и давление;
• помещение, где находится котел, необходимо оградить от доступа посторонних;
• проверка манометров и термометров должна проводиться не реже 1 раза в 12 месяцев;
• предохранительные клапаны нужно проверять и продувать перед каждым запуском котла;
• обязательна регулярная прочистка дымохода, даже если печь потребляет природный газ;
• услышав сигнал индикатора о неисправности системы, действовать нужно быстро, в точном соответствии с инструкцией по аварийной остановке.

Нормы и правила

Обслуживание судовых паровых котлов регулируется Правилами технической эксплуатации судовых паровых котлов Министерства морского флота. Согласно Правилам использование корабельных котлов должно производиться с учётом максимальной теплопроизводительности, без нанесения ущерба их техническому состоянию, обеспечивая безопасную работу и наименьший расход топлива.

Правильная организация труда и следование Правилам технической эксплуатации судовых котлов играет главную роль в выполнении вышеупомянутых требований. Нарушение Правил чревато авариями и нестабильной работой.