Бойлер, работающий по принципу пульсирующего сгорания

Бойлер, работающий по принципу пульсирующего сгорания

Хотим представить Вашему вниманию статью, посвященную новой позиции на отопительном рынке – модельной серии напольных газовых котлов «PULSATOIRE» французской фирмы AUER Gianola. Новой ее можно назвать не только потому, что данный котел только начинает находить свое применение у нас в России, но и потому, что в нем реализован совершенно новый принцип работы.

Правда, справедливости ради, надо сказать, что данный принцип нов для отопительной техники, и то относительно. Как заявляют сами разработчики котла, идею для него они позаимствовали у всем хорошо известной военной разработки Вермахта, революционной для своего времени, реактивного снаряда V-1. Но если V-1 в силу ряда причин так и осталась (слава Богу) разработкой, то котлы «PULSATOIRE» уже вовсю трудятся на многих объектах в Европе: коттеджах, гостиницах и т.д., давая мирное тепло и горячую воду.

О принципе работы: суть его отражена уже в названии, которое переводится как „пульсатор“. Как и в V-1, газо-воздушная смесь подается в камеру сгорания, в которой есть подвижная диафрагма и «свеча зажигания». Когда котел только начинает работать («разогреваться»), воспламенение смеси происходит от искры, затем смесь воспламеняется уже от горячей поверхности камеры сгорания – свеча не работает. Конечно, смесь не горит – она взрывается.

Рассмотрим принцип работы этой системы более подробно: воздушно-газовая смесь поступает в камеру сгорания через металлический одноходовой карельчатый клапан. Воспламенение смеси происходит за счет искры от свечи зажигания.

Так как камера сгорания открыта – происходит микро возгорание. Металлический клапан закрывается под действием образующегося в камере сгорания давления, газ - образующийся при сгорании выбрасывается наружу через спиральные трубки теплообменника, что в свою очередь приводит к падению давления в камере. Металлический клапан снова открывается и воздушно-газовая смесь опять поступает в камеру сгорания.

Цикл повторяется. Все происходит также как и в ракете при отсутствии форсунки и отсутствии постоянного пламени.

При такой конструкции камеры сгорания теплообменника в спирали теплообменника образуются пульсирующие пустоты, и на выходе мы получаем пульсирующий поток газа в каждой спиральной трубке 115 пульсаций в секунду.

При этом вместо равномерного ламинарного потока мы имеем турбулентный поток, что способствует лучшему использованию тепловой энергии и существенному повышению коэффициента полезного действия установки. Теплотворная способность достигает 109%.

Температура в камере пульсирующего сгорания превышает 800 град С. А на выходе из теплообменника температура падает до 25 град С.

Это означает, что влага, присутствующая в выхлопном газе испаряется, и на выходе из теплообменника мы получаем конденсат. Такая конструкция позволяет получать экономию до 40% по сравнению с обычными устройствами.

До настоящего времени в котельных агрегатах использовался принцип непрерывного сгорания. При этом рабочий газ, образованный продуктами сгорания, на выходе имеет довольно высокую температуру и низкую скорость.

Поток газа, при соприкосновении со стенками трубопровода образует так называемый «пограничный слой». Этот слой является дополнительным изолирующим слоем, ухудшающим теплообмен.

В нашей (фирмы Auer Gianola) конструкции мы имеем дело с пульсирующим турбулентным потоком, позволяющим избежать образование пограничного слоя. При этом теплопередача существенно улучшается. Этот тип котельной установки обладает потрясающей эффективностью. Вся конструкция камеры сгорания помещается в цилиндрический корпус, заполняемый водой. В сборе эта конструкция представляет собой не что иное, как бойлер.

Такая конструкция обеспечивает снижение потерь тепла до минимума. Бойлер оснащен патрубком подачи холодной воды и выпускным патрубком для горячей воды, которая вырабатывается в данном устройстве при высокой производительности. На входном патрубке подачи газа устанавливается предохранительный клапан. Конструкция имеет также трубопровод для выпуска выхлопных газов. Устройство устанавливается в герметичном корпусе, оснащенным предохранительными устройствами и системой управления. Эту конструкцию котельного агрегата можно по праву считать революционной. Такие бойлеры, работающие на газе, представляют собой новое поколение котельных агрегатов. Это новая концепция газового отопления.

Данная конструкция появилась на свет в результате десятилетних исследований и лабораторных испытаний. При проведении исследования огромное внимание уделялось форме каждого узла, с учетом основ теплотехники и вибромеханики. Все узлы требовали тщательной отладки. Были также проведены 5-ти летние лабораторные испытания с созданием условий, близких к производству. При проведении этих испытаний не была упущена из виду ни одна деталь. Наконец, был налажен серийный выпуск этих котельных агрегатов с учетом требований качества и надежности.

В производстве бойлеров нового поколения была использована новейшая технология для достижения высокого качества и точности изготовления. В процессе производства использовались лазерные роботы для резки металла и роботы для выполнения сварочных работ. Простота конструкции нового котельного агрегата обеспечивает его удобную сборку.

Так как эти котлы являются агрегатами нового поколения, к ним проявляется большой интерес со стороны французского агентства по развитию и контролю в области энергетики. Вот что говорит представитель агентства Жан-Марк Жорж: «Мы постоянно сталкиваемся с проблемами, присущими котельным агрегатам традиционного типа. В данном случае мы видим существенные повышения эффективности в результате изменения конструкции камеры сгорания и использования принципа пульсирующего сгорания. При этом существенно повышается теплообмен, поэтому мы поддерживаем исследования в этом направлении».

Однако преимущества бойлеров пульсирующего типа этим не ограничиваются. Давайте рассмотрим применение этих котельных агрегатов на конкретных примерах. Может быть, данная конструкция позволит остановить инженерный кошмар, связанный с установкой котлов традиционного типа.

Вся система может быть смонтирована на стене гаража. Желтая труба служит для подачи газа. Трубопровод из ПВХ нужен для выхлопа газов с низкой температурой. Синяя труба - для входа рециркуляционного тепла, красная – для выхода рециркуляционного тепла.

Простота и гибкость установки данного котельного агрегата являются характерными особенностями этой конструкции. Система контроля обеспечивает управление тремя независимыми контурами с различной температурой. Отопительный контур, контур регулировки теплового потока и контур обеспечения помещения горячей водой. Данная конструкция исключает необходимость применения дополнительных устройств. Специалист по установке тепловых агрегатов утверждает, что ранее на установку котла уходило 5 дней. Теперь это занимает всего 3 дня.

Жиль Лехью, промоутер проекта считает, что огромная выгода заключается в том, что при использовании данной конструкции можно вместо традиционного дымохода использовать обычный трубопровод из ПВХ. Устранение дымохода позволяет сэкономить до 3000 евро.

Этот пол с подогревом требует очень незначительного количества тепла, подтверждает теплотехник Жан Лоран. Нагрев должен осуществляться до 30 град С. Для обеспечения такого нагрева нам достаточно запрограммировать один из контуров системы управления на температуру 30 град С.

«Это действительно очень гибкий котельный агрегат, - продолжает Жан-Марк Жорж, – он может работать как при достаточно низкой температуре, например, при сооружении полов с обогревом, так и при температуре 90 град С, необходимой для традиционного способа отопления с помощью радиатора».

Пульсирующие котельные агрегаты могут устанавливаться практически в любом месте вашего дома – в кладовке, в подвале или в гараже. Они не требуют сооружения дымохода, вместо него используется обычная труба из ПВХ.

Особенно эффективно эти бойлеры могут использоваться для отопления многоквартирных жилых домов. На крыше дома может быть установлено от 3-х до 5-ти пульсирующих котельных агрегатов.

В этом отеле на 77 номеров пульсирующие котельные агрегаты установлены в подвале, откуда можно осуществлять необходимую регулировку всех рабочих параметров.

Интересным является следующий пример: в окрестностях Гренобля для частичного подогрева воды и отопления используется солнечная энергия, при этом основное тепло поступает от бойлеров нового поколения. Жан-Марк Жорж высказывает следующее мнение: «Солнечная энергия является виртуально бесплатным видом энергии, за нее платить не надо, однако этот тип котла обладает высокой эффективностью. Вот почему его применение является достаточно обоснованным. Кроме того, за счет высокой эффективности расход газа будет незначительным. Следует также учесть и тот факт, что при низкой стоимости обогрева здания стоимость его содержания также будет сравнительно низкой».

Имеется неожиданный пример использования данных котельных агрегатов в Страсбурге. Вы видите многоквартирный дом в жилом квартале города. Ранее обогрев этого здания осуществлялся за счет сжигания мазута. Однако по экологическим соображениям мазут был заменен газом.

Говорит теплотехник Ив Рот: «Ранее мы сталкивались с огромными проблемами, связанными с дымоходом, кроме того, у нас не было достаточных площадей для установки газовой турбины. В нашем случае мы не могли установить в подвале бойлер традиционной конструкции, поэтому мы выбрали пульсирующий бойлер. Этот котельный агрегат новейшей конструкции позволил нам сэкономить по высоте около 25 метров. Основным достоинством данной конструкции является то, что выхлопной газ отводится по трубопроводу, выполненному из ПВХ».

Жан-Марк Жорж объясняет, что этот тип котельного агрегата можно установить практически во всех небольших помещениях.

Вопрос: Как вы считаете, является ли данный тип котельной установки дружественным с точки зрения экологии?

Ответ: Так как этот бойлер обладает высокой эффективностью, расход газа будет меньше, а это означает, что количество выбрасываемого в атмосферу углекислого газа тоже будет уменьшено. Это связано еще и с проблемой глобального потепления. Газ уходит в окружающую среду при меньшей температуре. Кроме того, чем ниже расход газа, тем меньше выброс вредных веществ в атмосферу.

Новая конструкция котельного агрегата произвела огромное впечатление на многих специалистов. Более того, она вызвала огромную симпатию со стороны пользователей этих агрегатов. Теплотехник Марк Брюнет утверждает, что каждый домовладелец гордится своим котельным агрегатом так же, как создатели его устройства.

Повторяем, что эти котельные агрегаты с пульсирующим эффектом являются бойлерами нового поколения, работающими на газе, они отражают новый подход к разработке систем газового отопления. Эти агрегаты имеют простую конструкцию, они экономичны и эффективны. Они – РАБОТАЮТ!

Выводы:

Итак, одно из самых главных достоинств данного котла – отсутствие необходимости устраивать дымоход в его обычном виде. Так как температура отходящих газов невелика, его можно сделать из ПВХ трубы, а благодаря их высокому давлению (напомним, в камере сгорания у нас не постоянное горение, а мини взрывы - импульсы) - направлять в произвольные стороны (в том числе и вниз).
У котла очень высокий КПД – вследствие, экономия газа может достигать 40% (по сравнению с обычным котлом).
Так как горелка как таковая отсутствует, то не нужно производить никаких настроек. Ввиду этого почти не требуется сервисного обслуживания.
Следующий плюс – нет ограничений по температурному графику работы котла – он может быть вплоть до 25/20 град С (если у нас только напольное отопление, то не нужно применять смесительных узлов).
Благодаря конструктивным особенностям котел работает не громче холодильника – в спальню, конечно, не поставить, но необходимость использования отдельного помещения для котельной отпадает.
В котел уже встроено устройство регулирования, которое может осуществлять погодозависимое управление 3 независимыми контурами.

Модельный ряд котлов данной серии имеет 3 мощности: 20, 32 и 40 кВт. Если требуется большая мощность, есть возможность подключить параллельно несколько котлов.

---

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

Проект G-131-1D