Контакты 244851268 Телефон 8(067)6446674
Логин: Пароль: Код проверки: captcha >>Забыли пароль?

Поиск

>>Расширенный

Категории

Новости

Вы здесь: Начало > Новости

Як підібрати котел до автономного опалення?

  1. Може ККД бути більше 100%?
  2. Часто виникає питання: який котел вибрати - зі сталевим або чавунним теплообмінником?

Проектуючи систему опалення і підбираючи котел , Перш за все потрібно визначити теплоенергетичних потреба об'єкта обігріву. Параметри системи опалення розраховують згідно тепловтрат будинку, які залежать від розмірів приміщень, теплопровідності зовнішніх стін, внутрішніх перегородок і перекриттів і від різниці між зовнішньою і внутрішньою температурами повітря. Сума тепловтрат будинку зумовлює теплову потужність котла - одного з основних критеріїв підбору котлів для конкретних об'єктів обігріву і для конкретних систем опалення. Правильний підбір потужності котла - запорука його ефективної багаторічної роботи, економного споживання газу і забезпечення необхідного теплового комфорту.

Орієнтовний передпроектний підбір потужності побутового газового котла можна зробити, виходячи з того, що, як існує думка, для нормально утепленого будинку при висоті від підлоги до стелі 2,5-3,0 м на опалення кожних 10 м² загальної площі потрібно приблизно 1 кВт теплової потужності котла. Наприклад, для будинку площею 100 м² - це 10 кВт, але враховуючи, що досить часте в наших умовах падіння тиску газу в газовій магістралі нижче номінального призводить до зменшення номінальної потужності котла приблизно на 20%, - отримаємо 12 кВт. Якщо ж котел використовуватися і для системи гарячого водопостачання (ГВП), то цю величину необхідно збільшити ще приблизно на 25%, - і в результаті отримаємо 15 кВт.

Але, як показує практика, в будинках старої забудови (з великими тепловтратами) на обігрів 10 м² може витрачатися значно більше, ніж 1 кВт теплової енергії, і ця цифра може досягати навіть 2-5 кВт, тоді як в деяких сучасних добре теплоізольованих будівлях по наявності герметичних вікон з вакуумними склопакетами - навпаки: тільки 0,2-0,5 кВт. Тому тепловий баланс все ж слід обчислювати індивідуально для кожного будинку або квартири (приміщення) з урахуванням, крім основних тепловтрат, ще й побічних (наприклад, втрати тепла в результаті сильного вітру зовні будинку, механічної вентиляції, підігріву води на господарські потреби за допомогою котла і т.д.).

Визначити точну потребу об'єкта обігрівання в тепловій енергії і здійснити оптимальний підбір потужності котла - досить складно, оскільки необхідно враховувати ще й ряд інших факторів (орієнтацію будинку по сторонах світу, теплоізоляцію стін, інфільтрацію зовнішньою поверхнею, ізоляцію даху, дверей і вікон, площа засклених поверхонь , вентиляцію приміщень і т.п.). Для кожного окремого об'єкта ці тепловтрати можуть бути різними, в залежності від типу будинку та його конструктивних, матеріальних та інших індивідуальних особливостей. Тому визначення точної величини тепловтрат, виконання теплотехнічних і гідравлічних розрахунків, підбір котла і інших елементів системи опалення необхідно довірити фахівцеві - теплотехніку. Він виконає в установленому порядку проект автономного опалення, в якому повинні бути відображені всі основні параметри опалювальної системи. Від того, наскільки кваліфіковано складений проект, залежить правильність вибору обладнання і ефективність, економічність і довговічність його роботи.

Номінальна потужність котла визначають, виходячи з теплового балансу будинку для розрахункових значень температури зовнішнього повітря і внутрішньої температури в приміщеннях. При цьому не рекомендується підбирати котел з завищеною потужністю, оскільки це призводить до зменшення ефективності роботи опалювальної системи. Такий котел працювати не на повну потужність (в режимі нижче номінальної потужності), а максимальний розрахунковий коефіцієнт корисної дії (ККД) котел видає, як правило, при роботі саме на номінальній потужності.

Цикл роботи котла починається зі зниженням температури теплоносія приблизно на 5-10 ° С від встановленої на регуляторі і завершується після підвищення цієї температури до встановленої (гістерезис «включення - виключення»). Правильно підібраний котел характеризується мінімальною кількістю циклів включення - виключення. В котлі із завищеною потужністю кількість циклів збільшується, а це, в свою чергу, призводить до зниження експлуатаційного ККД і зростання витрат на опалення. Якщо ж підібрано котел заниженою потужності, меншою сумарною теплової нагрівальних приладів або тепловтрат опалювальних приміщень - температура теплоносія на виході з нього не досягне встановленого значення.

Витрати на паливо складають основну частину експлуатаційних коштів, тому необхідно підбирати котел з якомога більш високим ККД, що характеризує економічність роботи котла.

ККД котла (η) виражається у відсотках і є відношенням корисної теплоти (Qк), яка пішла на нагрівання теплоносія, до всієї кількості теплоти (Q), утвореної при згорянні палива:

η = (Qк / Q) · 100%

Тепловий баланс котла можна відобразити так:

Q = Qк + Qвг + Qнз

де, Qвг - втрати теплоти з димовими димовими газами;

Qнз - втрати теплоти внаслідок неповного згоряння палива.

Отже, чим менше втрати теплоти в котлі, тим більше буде його ККД і тим він економічніше.

ККД сучасних конденсаційних котлів, обчислений за вищою теплотою згоряння палива, дорівнює 92-96%, а ККД, віднесений до нижчої теплоти згорання палива, перевищує 100%. Нижчою теплотою згоряння (НТС) називають теплоту, що виділяється при згорянні палива, а вища теплота згоряння (СОТ) - це сума нижчої теплоти згорання палива і додаткової кількості теплоти (прихованої теплоти пароутворення / конденсації), яка виділяється при охолодженні димових газів і перехід при цьому водяної пари з газоподібного стану в рідкий, тобто під час конденсації. Використовуючи приховану теплоту пароутворення / конденсації, можна отримати більше тепла, ніж виділяється при безпосередньому згоряння палива. Перспективним паливом є природний газ (різниця між ВТЗ і НТЗ складає більше 10%).

В конденсаційних котлах продукти згоряння палива охолоджуються до температури нижче від точки роси, і теплота конденсації не губиться, а відбирається для корисних цілей. Точкою роси називається температура димових газів, при якій починається конденсація водяної пари в продуктах згорання палива. Водяна пара в димових газах характеризується іншими властивостями, ніж чиста водяна пара, і в суміші з іншими газами має параметри, що відповідають параметрам суміші. Тому температура, при якій починається конденсація водяної пари в продуктах згорання палива, не дорівнюватиме 100 ° С, як для чистої водяної пари. Для продуктів згоряння природного газу температура точки роси дорівнює 55-57 ° С.

Може ККД бути більше 100%?

Якщо взяти до уваги величину теплоти конденсації водяної пари, то можна уявити таку картину розподілу теплових потоків в неконденсаційних і конденсаційному котлах. Із зазначених малюнків можна зробити висновки:

- ККД 100% і більше можливий, якщо за точку відліку брати НТЗ, а не ВТЗ;

- Повністю використовувати всю теплоту (явну і приховану) ми не в змозі з технічних причин, тому ККД котла не може дорівнювати або бути більше 111% (по відношенню до НТЗ).

Правильно підібрані теплова потужність котла і параметри системи опалення, високий ККД котла і системи в цілому - головна запорука енергозберігаючого обігріву будинку.

При підборі котлів, нарівні з тепловою потужністю і ККД, необхідно враховувати температуру теплоносія в зворотному трубопроводі, різниця температур між подачею і оборотом, діапазон допустимої витрати теплоносія і гідравлічний опір котла, а також ряд інших робочих параметрів.

Температура зворотної охолодженого теплоносія не повинна бути нижчою, ніж передбачено виробником котла. Занадто низька температура теплоносія, що надходить в котел, призводить до конденсації вологи з продуктів згорання на поверхнях нагріву і в підсумку - до корозії цих поверхонь.

Для сучасних побутових котлів з малим об'ємом теплоносія в теплообміннику діапазон витрати теплоносія через котел може становити 100-200% від номінальної витрати, заданої виробником. Недостатня витрата теплоносія може привести до перегріву і виходу з ладу теплообмінника, а перевитрата - до внутрішньої корозії і зниження ефективності роботи котла. Виробники котлів, як правило, вказують мінімально і максимально допустимі витрати теплоносія.

Часто виникає питання: який котел вибрати - зі сталевим або чавунним теплообмінником?

Кожен з них має свої конструктивні особливості, які необхідно враховувати при підборі котлів.

Як правило, котел зі сталевим теплообмінником, в порівнянні з чавунним, завдяки більшому обсягу теплоносія в теплообміннику і добрим теплоакумулювальні властивостями, не вимагає забезпечення мінімальної витрати теплоносія через котел. У більшості котлів з чавунним теплообмінником, в зв'язку з відносно невеликим об'ємом теплоносія в порівнянні зі сталевим, необхідно забезпечувати мінімальний витрата теплоносія через котел (наприклад, на рівні 30% від номінальної). Крім того, в котлах з чавунним теплообмінником жорсткіше, ніж у сталевих, обмежується різницею температур теплоносія на виході з теплообмінника і на його вході.

Монтаж котлів з чавунним теплообмінником, особливо в дахових котелень, можна значно полегшити і спростити завдяки доставці теплообмінника окремими секціями та складання їх безпосередньо на місці установки. Котли з чавунним теплообмінником поставляють переважно в зібраному в заводських умовах вигляді. У деяких випадках, особливо для котлів великої потужності зі значними габаритами і вагою, моноблочна конструкція виключає їх установки в дахових котелень.

Обслуговування (чистка) чавунних теплообмінників викликає суттєві труднощі, оскільки складна конфігурація і шорсткість ребристих секцій теплообмінника збільшують ймовірність осідання шламу і відкладення забруднень з продуктів згоряння. Обслуговування сталевих теплообмінників не створює особливих труднощів. Гладкі поверхні і великі проходи - як сонячного, так і для продуктів згоряння - зменшують небезпеку забруднення таких котлів.

Фізичні характеристики чавуну забезпечують тривалу довговічність чавунних теплообмінників. Більшість виробників гарантують термін експлуатації до 25 років, замість сталевих - до 15 років.

В настінних котлах частіше встановлюють мідні теплообмінники. Їх переваги полягають перш за все в малій вазі і незначній товщині стінок - тільки 0,4-0,8 мм завдяки значній щільності міді. Перевагою є також велика теплопровідність міді. Але внаслідок теплових навантажень на тонкі стінки мідного теплообмінника виникають великі напруги в його конструкції, які ще й посилюються, що обумовлено великим коефіцієнтом теплового розширення міді. Тому термін служби мідних теплообмінників в настінних котлах відносно нетривалий.

Підбираючи двофункційний котел, виходять з потреби в гарячій воді. Якщо витрата гарячої води буде незначним (3-15 л / хв при нагріванні на 30-35 ° С), - встановлюють, як правило, двофункційний котел проточного типу. Для більш комфортного забезпечення гарячою водою використовують двофункційний котел з вбудованим 20-80 - літровим накопичувачем - бойлером, що дозволяє мати деякий час запас гарячої води (наприклад, у разі припинення подачі газу) і можливість водорозбору навіть при дуже малих витрат. Правда, котел з бойлером споживає трохи більше газу - на постійний підігрів води в бойлері.

Якщо витрачається багато гарячої води з одночасним використанням декількох точок водорозбору (мийка, ванна, душ, джакузі і т.д.), - в систему з однофункційного котлом, як втім, і з двофункційні, під'єднують окремий ємнісний водонагрівач непрямого нагріву - накопичувальний або накопичувально - швидкісний водо - водяний бойлер великого обсягу, наприклад на 100 або 200 літрів. У ньому створюється постійний запас гарячої води, який дозволяє покривати пікові режими ГВС і гарантовано задовольняти потреби навіть дуже вимогливих користувачів у великій кількості гарячої води.

Підбираючи двофункційний котел, необхідно пам'ятати, що режими теплоспоживання систем опалення та ГВП істотно відрізняються. Як правило, система опалення протягом дня характеризується стабільним теплоспоживанням, в той час як підігрів води для господарських потреб відзначається нерівномірним навантаженням, особливо вранці і ввечері, коли воно досягає пікової величини. Як переконує практика і теплові розрахунки, пікове споживання тепла системою ГВП майже завжди істотно перевищує опалювальне навантаження. Якщо підібрати котел на сумарне теплове навантаження, то його встановлена ​​потужність виявиться завищеною. В результаті в години, коли розбору гарячої води не відбувається, такий котел буде недокачанних, тобто працювати неефективно із заниженим експлуатаційним ККД. Тому при підборі двофункційні котла, а також при використанні однофункційного котла в системах опалення і ГВС (в суміщених системах з окремим водогрійним бойлером) їх теплопродуктивність слід підбирати, керуючись необхідністю забезпечувати одне пікове навантаження ГВП. Щоб такі системи економно працювали в період максимального розбору гарячої води, система опалення автоматично або вручну відключається, - і котел буде працювати тільки на підігрів води в системі ГВП. Практика експлуатації суміщених систем опалення та ГВП свідчить, що відключення системи опалення в години пікового розбору гарячої води практично не знижує тепловий комфорт в приміщеннях. Так, при заповненні ванни гарячою водою (а отже, відключення системи опалення протягом однієї години) температура повітря в приміщеннях знижується лише на 1-2 ° С.

Підбираючи котел, особливу увагу слід звернути і на принцип відведення продуктів згоряння від котла в атмосферу. Парапетні котли і турбокотлів із закритою газощільної камерою згоряння та відводом продуктів згоряння спеціальним димоповітропроводу мають ряд переваг над димохідними котлами з відкритою камерою згоряння і відведенням димових газів через традиційний вертикальний димар. Котли з закритою камерою згоряння не "спалюють" кисень в приміщенні, де вони встановлені, і не вимагають додаткового припливу в приміщення свіжого повітря зовні для підтримки процесу горіння. Отже, приміщення не потребує припливної вентиляції. Крім того, ці котли є ідеальним варіантом для приміщень без традиційного вертикального димоходу, а в приміщеннях, де є такий цегляний димохід, відпадає необхідність в його Теплоізолювання і «Гільзування» - облашуванні дорогого захисту від руйнівної дії агресивного конденсату.

Необхідна кількість котлів в системі опалення розраховують залежно від категорії надійності поставок споживачам тепла. Питання одного або декількох котлів актуально насамперед для опалювальних систем великої потужності. У котельних першої категорії надійності встановлюють не менше двох котлів, в котельних другої категорії - переважно один котел. До першої категорії відносяться котельні, які є єдиним джерелом тепла в системі теплопостачання і забезпечують споживачів, які не мають індивідуальних резервних джерел тепла (школи, дитячі садки, медичні установи, важливі виробничі об'єкти та ін.). Всі інші котельні відносяться до другої категорії. Висока експлуатаційна надійність котельні набуває неабиякого значення там, де через вихід з ладу одного генератора тепла можна очікувати значних фінансових і матеріальних збитків, неприпустимого зниження працездатності або навіть загрози здоров'ю та життю людей. Особливо жорсткі вимоги висувають до надійності теплопостачання лікарень.

Для автономного опалення індивідуальних житлових будинків і квартир - з метою зниження витрат на придбання теплогенеруючого обладнання і економії житлової площі - використовують один котел. У загальних (загальнобудинкових) автономних системах опалення багатоквартирних житлових будинків рекомендується встановлювати не менше двох котлів, що буде сприяти підвищенню надійності системи.

Для автономних систем опалення з двома або более котлами та патенти підбіраті теплогенератори з однакової тепловою потужністю (потужністю), щоб Забезпечити однакове гідравлічний Опір котлів. При паралельному підключенні котлів з різними гідравлічними опорами основна витрата теплоносія буде проходити через котел з меншим гідравлічним опором, що призведе до неефективного функціонування системи і навіть до виходу з ладу теплообмінників котлів.

При підборі котлів дахових котелень та проектуванні таких котелень необхідно в кожному конкретному випадку враховувати:

  • спосіб транспортування котлів до місця установки;
  • додаткове навантаження на перекриття будівлі;
  • можливість прокладки незалежної газової лінії;
  • захист від падіння тиску і зниження рівня теплоносія;
  • контроль і захист від витоку теплоносія;
  • вплив погодних умов на тягу;
  • звуко - і віброізоляцію котельні;
  • протипожежні заходи;
  • вимоги до вентиляції.

Загальна теплова потужність котельні не повинна перевищувати 3,48 МВт.

До переваг дахових котелень слід віднести високий рівень автоматизації, що забезпечує можливість їх експлуатації без постійного перебування обслуговуючого персоналу.

Хочете более дізнатіся про системи опалення и водопостачання?

Підпісуйтесь на Нашій канал в Telegram и будьте в курсі всех новинок!

Може ККД бути більше 100%?
Часто виникає питання: який котел вибрати - зі сталевим або чавунним теплообмінником?
Може ККД бути більше 100%?
Часто виникає питання: який котел вибрати - зі сталевим або чавунним теплообмінником?
Хочете более дізнатіся про системи опалення и водопостачання?