Инженерное оборудование дома и участка

Газовые теплогенераторы

Газовые котлы (теплогенераторы) наиболее распространенный тип отопительных устройств. И это не только потому, что сжигание газа не связано с трудоемкими процессами транспортировки, складирования и загрузки топлива. Природный газ - самый дешевый вид топлива с минимальным уровнем загрязнения окружающей среды продуктами сгорания. Номенклатура котельного оборудования, работающего на газу, на современном рынке настолько обширна, что не поддается описанию в объеме одного раздела книги. Котельное оборудование, работающее на природном газе, поставляют на рынок как в отечественном, так и в зарубежном исполнении.

Традиционно в нашей стране для отопления индивидуальных домов применяли теплогенераторы типа АГВ, которые в зависимости от площади отапливаемых помещений имеют различный объем резервуара (АГВ-80, АГВ-120 и т.п.). Конструктивно эти аппараты очень просты и состоят из вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запальником и автоматики, обеспечивающей безопасное сжигание газа.

Рис. 57. Принципиальная схема отопления и горячего водоснабжения с задействованием АГВ-120: 1 - водонагреватель; 2 - кран проходной сальниковый диаметром 20 мм; 3 - соединительная газоотводная труба; 4 - предохранительный клапан; 5 - обратный клапан диаметром 15 мм; 6 - вентиль водопроводный диаметром 15 мм; 7 - водоразборный кран; 8 - воздухосборник; 9 - смеситель настенный (для умывальника); 10 - смеситель настенный (с душем); 11 - кран двойного регулирования диаметром 15 мм; 12 - радиатор; 13 - подающий трубопровод отопления; 14 - обратный трубопровод отопления; 15 - сигнальный трубопровод; 16 - циркуляционный трубопровод горячей воды к водоразборным кранам; 17 - существующий водопровод

Достоинством теплогенератора такого типа является возможность совмещения его функций в качестве как отопительного, так и водогрейного котла. То есть он может обеспечить не только отопление помещений, но и горячее водоснабжение. Принципиальная схема отопления и горячего водоснабжения с помощью водонагревателя АГВ-120 показана на рис. 57. При данной схеме для пользования горячим водоснабжением краны на подающем и обратном трубопроводах отопления должны быть закрыты, а на подпиточном - открыты. Чугунные котлы серии КЧМ тоже используют для сжигания газообразного топлива. Для этого на котлах устанавливают специально разработанные горелки низкого давления. Номинальное давление перед горелками, работающими на природном газе, должно быть 1300 Па, а на сжиженном - 3000 Па. Горелки устанавливают на уровне колосниковой решетки (которую при работе на газе снимают), а вместо топочной дверки устанавливают фронтальную плиту. К этой плите крепят подводящий газопровод, горелку и приборы автоматики.

Рис. 58. Соленоидный клапан: 1 - колпак; 2 - клеммы; 3 - гайка; 4 - диск; 5 - чехол; 6 - стакан; 7 - соленоидная катушка; 8 - сердечник; 9 - конус; 10 - клапан; 11 - винт; 12 - колпачок

Для безопасной эксплуатации котлы в обязательном порядке должны быть снабжены двухпозиционной автоматикой регулирования температуры воды и автоматикой безопасности. Изменения температуры воды обеспечивает терморегулятор, установленный на выходе горячей воды из котла. Терморегулятор воздействует на соленоидный клапан (рис. 58), через который поступает газ на основную горелку. Работа терморегулятора основана на использовании различных коэффициентов линейного расширения металлов, из которых изготовлен чувствительный элемент. Наружная латунная трубка имеет коэффициент линейного расширения больший, чем внутренний инварный стержень. Поэтому при нагреве воды выше установленной температуры терморегулятор срабатывает и размыкает цепь соленоидного клапана. В результате соленоидный клапан закрывается и прекращает доступ газа к горелкам.

К запальнику газ продолжает поступать через электромагнитный клапан. При снижении температуры воды длина латунной трубки уменьшается, пружина возвращает рычаги на прежнее место и электрический контакт замыкается. В цепи возникает электрический ток, под действием которого соленоидный клапан открывает доступ газа к горелке.

Автоматика безопасности состоит из термопары, запальной горелки и электромагнитного клапана. Термопара из хромель-никеля является источником получения электродвижущей силы (ЭДС) в системе. Спай термопары нагревается факелом запальника, и в цепи и в обмотке электромагнитного клапана возникает ЭДС. Дисковый якорь клапана соединен со штоком, к нижнему концу которого прикреплен тарельчатый клапан. В нерабочем положении тарельчатый клапан прижат пружиной к верхнему седлу и перекрывает доступ газа к основной и запальной горелкам. При пуске электромагнитного клапана (во время зажигания котла) нажимают на кнопку, которая через шток связана с тарельчатым клапаном. При этом открывается доступ газа к запальной горелке через специальное отверстие в корпусе клапана. Когда термопара нагреется и в обмотке электромагнита возникнет ЭДС, якорь прижимается к нему и клапан открывает доступ газа к основным горелкам. При остывании термопары в цепи ЭДС отсутствует, клапан под действием пружины закрывается и прекращает подачу газа. Автоматическое отключение газа при угасании запальной горелки происходит не более чем через 25 секунд.

Современный рынок насыщен большой номенклатурой котельного оборудования, при выборе которого нужно быть крайне осторожным. Дело в том, что большинство теплогенераторов зарубежного производства рассчитаны на несколько иные параметры в газовой сети. Поэтому они хотя и работают в таких условиях, но их теплотехнические и эксплуатационные характеристики, предусмотренные изготовителем, не могут быть соблюдены. Отсюда часто возникают претензии потребителей к довольно качественному оборудованию. Поэтому прежде чем остановить свой выбор на продукции той или иной фирмы, следует внимательно ознакомиться с инструкцией изготовителя и изучить условия, в которых будет работать котел.

Современная промышленность выпускает напольные и настенные газовые котлы в одно- и двухконтурном исполнении.

Двухконтурные котлы позволяют не только отапливать дом, но и получать горячую воду для бытовых нужд без применения дополнительных бойлеров, колонок и других приборов горячего водоснабжения. Для этого в котлы встраивают специальные теплообменники, которые изготавливают из нержавеющей стали или из меди. Принципиальная схема двухконтурного настенного котла показана на рис. 59.

Рис. 59. Схема двухконтурного настенного котла: 1 - подача холодной воды в первый контур; 2 - подача холодной воды во второй контур; 3 - вентиль; 4 - трехходовой клапан; 5 - двухходовой клапан; 6 - дымоход; 7 - подача газа на горелку; 8 - выход подогретой воды из второго контура; 9 - горелка; 10 - теплообменник первого контура; 11 - теплообменник второго контура

В последние годы наметилась тенденция роста спроса на настенные котлы и, как немедленная реакция рынка, выросло предложение. Доля этих устройств в общем объеме выпуска котлов достигает 70%. На российский рынок их поставляет более двух десятков зарубежных производителей. Приборы сравнительно маломощны и предназначены в основном для небольших коттеджей. Благодаря компактности (почти как газовая колонка) и современному дизайну настенного газового котла, установить его можно даже в помещениях с высокими требованиями к интерьеру. Главное, чтобы имелся дымоход и газопровод. С появлением в исполнении "турбо" надобность в общедомовом дымоходе отпадает.

Что же касается напольных котлов, то некоторое снижение спроса, особенно в диапазоне 30 - 40 кВт, обусловлено их высокой стоимостью по сравнению с настенными. Однако для больших коттеджей (свыше 250 - 300 м2) необходимы именно напольные модели.

Теплообменники в таких котлах изготавливают из стали или чугуна. Принято считать, что чугун самый долговечный материал для теплообменника, хотя специалисты утверждают, что каждый из этих материалов имеет свои плюсы и минусы. По надежности нет существенной разницы между напольным и настенным оборудованием. Поэтому выбор в пользу надежности обычно сводится к выбору производителя.

Отопительное оборудование многих европейских производителей заслуживает самой высокой оценки. Среди таких производителей в первую очередь следует отметить немецкие фирмы Vaillant, Viessmann и Buderus. Все они выпускают отопительную технику самой высокой степени надежности, которая прекрасно зарекомендовала себя среди российских потребителей. Примером таких производителей может стать и немецкая фирма De Dietrich, которая выпускает котлы с 1840 года. Фирма производит котлы, работающие на газе или жидком топливе, мощностью 16 - 1450 кВт и бойлеры объемом 150 - 1000 литров. Котлы изготавливают из эвтектического чугуна, который на 30% эластичней любого другого и отличается высокой коррозионной стойкостью и долговечностью. Котлы De Dietrich могут работать на низких модулированных температурах. А это значит, что в зависимости от внешних климатических условий, без какого то ни было риска для срока службы котла можно понизить температуру в подающей линии до 40°С. При этом отсутствуют всякие ограничения на температуру обратной линии. Возможности котлов проявляются наилучшим образом, если они оборудованы панелью управления Diematic-m Delta, в которой интегрирована электронная система регулирования.

Рис. 60. Принципиальная схема отопительного котла "ПУЛЬСАР": 1 - подача газа; 2 - клапан; 3 - камера подачи газа в камеру; 4 - вентилятор; 5 - забор воздуха; 6 - свеча; 7 - газовый клапан; 8 - камера сгорания; 9 - теплообменник; 10 - подача холодной воды; 11 - выход горячей воды; 12 - выпускной коллектор; 13 - выход продуктов сгорания

Номенклатура котельного оборудования, представленного на российском рынке, постоянно прирастает новыми образцами. Поэтому все попытки их описать неизбежно станут бесперспективными, так как сложно выяснить, что уже появилось новое оборудование, характеристики которого имеют значительные качественные сдвиги. Примером может служить отопительный котел "ПУЛЬСАР", появление которого специалисты сравнивают с рождением новой звезды. По существу котлы "ПУЛЬСАР" совершили революцию в области котельного оборудования. Принципиальная схема котла "ПУЛЬСАР" показана на рис. 60. Технология "ПУЛЬСАРА" основана на принципе работы двигателя внутреннего сгорания. При помощи вентилятора смесь из газа и воздуха поступает в камеру сгорания, после чего происходит искровой разряд, вызванный свечой. Достижение необходимого высокого давления приводит к закрытию впускного клапана, что способствует стремительной прокачке газа через трубы теплообменника. Понижение давления в камере сгорания приводит к открытию впускного клапана, чтобы пропустить в камеру новую порцию горючей смеси. На этой фазе включения котла происходит быстрое накаливание специального электрического элемента, помещенного в камеру сгорания и предназначенного для замены свечи при поддержании процесса горения. Попеременный сброс и рост давления в камере сгорания автоматически обеспечивает нормальную работу котла без помощи вентилятора. Таким образом протекает процесс импульсного горения.

Особенности конструкции котла "ПУЛЬСАР":

полностью погруженная камера сгорания;
18 расположенных по кругу теплообменных труб;
115 рабочих тактов в секунду через каждую трубу теплообменника;
более 2000 пульсаций горячего газа в секунду в теплообменнике. При этом температура газов на выходе составляет всего 50°С.

Схема воздухозабора в котлах 'Пульсар'
Рис. 61. Схема воздухозабора в котлах "Пульсар" в здании (А) и вне здания (Б): 1 - забор воздуха; 2 - выход продуктов сгорания

Благодаря герметичности системы монтировать котел можно без традиционных дымовых и вытяжных труб, что позволяет установить котел в любом удобном для этого месте. Забор воздуха, необходимого для поддержания процесса горения, можно осуществлять как изнутри помещения, так и за его пределами. Дымоотвод из ПВХ имеет небольшой (4 см) диаметр, а его длина может достигать 15 метров. Возможные системы воздухозабора и дымоотвода отработанных газов показаны на рис. 61.

Рис. 62. Сравнительные характеристики производительности (А) и наличия вредных выбросов (Б)

Быстрая окупаемость котла достигается благодаря исключительным техническим характеристикам (рис. 62). При этом автоматически поддерживаемый режим горения не требует дополнительных затрат энергии. Полная загруженность камеры сгорания и теплообменника, малый процент выброса вредных веществ, отсутствие воздушной тяги, абсолютная теплоизоляция - вот основные преимущества котлов "Пульcap". Оптимальный тепловой обмен позволяет достичь КПД теплогенератора (в режиме отопления) в 107% при температуре воды ~50°С. В отличие от традиционных котлов его производительность прямо пропорциональна рабочей температуре котла. Отсутствие необходимости в дорогостоящем дополнительном оборудовании делает установку котла простой и надежной, а стоимость получаемого тепла на 25% меньше, чем у всех существующих агрегатов. Надежность отопительной системы не в меньшей степени связана с правильностью и качеством ее монтажа. Несмотря на то, что продажей и монтажом отопительного оборудования заняты сотни фирм, к выбору партнера следует подходить всесторонне. Покупка отопительного оборудования - это только первый шаг в создании отопительной системы. Не следует прибегать к услугам "дешевых" монтажников, а лучше обратиться в фирму, которая возьмет на себя все заботы по проектированию, поставке и монтажу системы, и выдаст гарантийные обязательства. При этом фирма должна иметь лицензию на право производства данного вида работ, а результаты ее деятельности можно предварительно посмотреть в деле.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект G-230-1S