Расчет требуемой мощности водогрейного котла
Водогрейный котел ставят не только для нагрева теплоносителя в системе отопления, но и для горячего водоснабжения жилья.
Для опредления требуемой мощности котла надо по отдельности рассмотреть каждую из подключамеых систем (контуров):
- радиаторное отопление
- теплые полы
- горячая вода на бытовые нужды
РАДИАТОРНОЕ ОТОПЛЕНИЕ.
Распространенное мнение рекомендует удельную мощность радиаторной системы отопления принимать из расчета 100Вт/кв.м. отапливаемой площади. Россия большая страна с несколькоими климатическими зонами, поэтому справочно можно принять:
- для южных регионов 70-90 Вт/кв.м
- для средней полосы 100-120Вт/кв.м
- для Подмосковье 120-150Вт/кв.м
- для северных регионов 150-200Вт/кв.м.
Но эти показатели весьма приблизительны, ориентируясь на них можно купить котел с недостаточной или избыточной мощностью. В реальности требуемая мощность отопительной системы довольно ощутимо зависит от общей площади дома и поверхности наружных конструкций — фактических теплопотерь.
График «Усредненные соотношения отапливаемой площади и потребляемого тепла» (Справочно, для подмосковья).
Получается что значения удельной мощности на отопление падает с увеличением площади здания:
- малая отапливаемая площад 100…150кв.м — 127Вт/кв.м;
- для просторных домов 400…500кв.м — 80…85Вт/кв.м
Эта закономерность справделива для строений с рациональным наружным контуром и эффективным утеплением.
Почему это происходит? С увеличением площади здания в несколько раз, площадь ограждающих поверхностей (через которые идут теплопотери на улицу: наружные стены, крыша) увеличивается на меньшее значение.
Возмем в расчет условный дом 10х10м и высотой 3м (1 этаж, по покрытию). У него будет отапливаемая площадь 100 кв.м площади и 220кв.м ограждающих поверхностей теплопотерь.
Увеличиваем размеры дома до 20х20м и высотой 6м (2 этажа), для данных размеров получается 800 кв.м отапливаемой площади и 880кв.м. ограждающих поверхностей.
Площадь увеличилась в 8 раз, а площадь ограждающих поверхностей только в 4 раза!
ТЕПЛЫЕ ПОЛЫ.
При устройстве теплого пола свыше 10кв.м водяной подогрев более выгодный, чем электрический. Подогрев пола не может выступать полноценной заменой радиаторному отоплени, он служит дополнением, так как мощность теплоотдачи его ограничвается 50Вт/кв.м.
Чаще всего теплый пол устраивается под керамической или керамогранитной плиткой, на кухнях и в санузлах. Для комфорта полы из материала с высокой теплопроводностью (холодные на ощупь) подогревают. С другой стороной половые покрытия из материалов с высокой теплопроводностью максимально эффективны для систем теплых полов.
Поскольку указанные помещения обеспечиваются горячей водой в первую очередь, целесообразнее всего запитывать теплый пол от контура горячего водоснабжения. С другой стороны запитывать теплый пол от системы отопления не всегда рационально, поскольку в теплый сезон она отключается, а внутрипольный обогрев может эксплуатироваться в течение всего года, например, в ванной.
ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ.
Расчет дополнительной мощности котла, необходимой для приготовления горячей воды, зависит от схемы горячего водоснабжения.
Если суммарный пиковый расход предполагается небольшой, менее 10 л/мин, и водоразборные краны при этом находятся на незначительном удалении от котла, второй его контур (первым считается контур с теплоносителем системы отопления) можно подключить прямо к водопроводу. В этом случае дополнительная мощность котлу не понадобится, поскольку при расходе воды в системе ГВС он будет автоматически переключаться на ее нагрев, отключая отопление.
Если же вода будет потребляться в больших объемах, превышающих 10 – 12 л/мин, в систему следует ввести дополнительный элемент – накопительную емкость (бойлер). При этом котел будет переключаться на контур ГВС реже, а значит система отопления будет работать стабильнее.
Еще один «плюс» — возможность устройства контура рециркуляции горячей воды, который позволит подключить удаленные от котла смесители и систему «теплый пол».
Обзорный материал не учитывает всех нюансов, присущих индивидуальному жилищу!
Но его достаточно для предварительного подбора мощности водогрейного котла.
Справочно
| Мощность котла | Отапливаемая площадь | Максимальный расход топлива, кг/ч | ||
| кВт | кв.м | Уголь | Газ | Солярка |
| 5-12 | 100 | 1,6 | 1,0 | |
| 6-16 | 130 | 2,9 | 1,3 | |
| 6-20 | 160 | 3,0 | 1,6 | |
| 7-24 | 200 | 3,8 | 2,0 | |
| 8-25 | 220 | 4,0 | 2,2 | |
| 10-32 | 270 | 5,0 | 2,7 | |
| 18-45 | 370 | 7,0 | 3,7 | |
Информация по теме:
- Кратко из теории термодинамики (в терминах).
- Водяное отопление дома. Закрытая и открытая системы.
- Способы отопления дома.
- Какой котёл лучше?
- Кратко о классификациях твердотопливных котлов и о горении угля.
- Для чего нужен трехходовой кран?
- Что такое КПД твердотопливного котла.
- Экономное отопление. Что такое энергия, как её считать и экономить.
Водогрейные котлы малой мощности. ООО ЭнергоГаз
Слабые стороны электрических котельных установок
- Необходимо проверить на электроподстанции возможность предоставления мощности, необходимой для работы мини-котельной и смонтировать отдельную линию для подключения котла.
- Надо предусмотреть возможность остановки мини-котельной из-за перебоев с подачей электроэнергии как при аварии, так и при проведении на линии профилактических работ.
Вас также может заинтересовать
Индивидуальное отопление внедряется повсеместно, причем с каждым годом оно становится все более популярным. Ничего удивительного: автономная котельная делает пользователей независимыми от государственных тепломагистралей, позволяет включать и выключать отопление по желанию, а также контролировать его мощность. К тому же, в долгосрочной перспективе индивидуальное отопление экономит достаточно внушительную сумму денег.
Котельные на дровах имеют смысл в первую очередь для объектов, находящихся на удалении от газовых магистралей, или же на лесодобывающих и лесоперерабатывающих производствах, которым просто нецелесообразно использовать жидкое или газообразное топливо, а также необходимо решать вопрос с утилизацией отходов. При этом дровяные котельные подходят для обслуживания жилых, бытовых, производственных, социальных и административных зданий: иными словами, они совершенно универсальны.
Настенный котел
Насколько осмысленна такая возможность, как применение для дома? Какое питание необходимо для них? Как их правильно подключать? Какие меры безопасности нужно соблюдать в процессе монтажа и эксплуатации? Как видите, вопросов немало, и это еще не все. В настоящее время простые потребители стараются жить хорошо в плане уюта и комфорта, а значит, отношение к нагревательным котлам становится самым требовательным. Никто уже не хочет возиться с обслуживанием — всем хочется установить, подключить и забыть.
Блочно-модульные котельные на твердом топливе
Для удобства потребителей и упрощения монтажа, в заводских условиях собираются полностью укомплектованные и готовые к работе котельные.
Существует два типа модулей:
- Контейнерная блочно-модульная котельная на твердом топливе. Компонуется в утепленных металлических контейнерах, устанавливаемых с помощью погрузочной техники. Преимуществом конструкции является возможность свободно комплектации и увеличения производительности станции по желанию заказчика. Недостатком – высокие требования, предъявляемые к монтажу и большие временные затраты на установку.
- Передвижные блочно-модульные котельные на основе твердотопливных котлов. Станции устанавливаются на автомобильную раму с колесами. По своей конструкции, напоминают автомобильный прицеп. Станция легко монтируется и подключается, но имеет ограничения, относительно производительности и комплектации.
Независимо от выбранного типа, БМК укомплектовываются следующим:
- Отопительным оборудованием – БМК оснащаются моделями мировых производителей котлов. По желанию, можно выбрать немецкий Buderus или отечественный ZOTA и т.п.
- Автоматикой – в котельной устанавливают пульт управления. За работой котла следит один оператор, контролирующий процесс нагрева теплоносителя. Автоматика полностью регулирует рабочий процесс: подачу топлива и воздуха.
- Системой водоподготовки и безопасности.
Расход топлива в БМК составляет на 20-30% меньше чем в промышленных котлах, приобретаемых отдельно. Благодаря заводским настройкам и комплектации, удается добиться максимального КПД и экономичности.
Требования к БМК на твердом топливе
Во время сборки модуля, все устанавливаемое оборудование регистрируется в органах государственного надзора, в частности Ростехнадзоре. После компоновки, завод изготовитель приглашает представителя органов надзора и осуществляет запуск, и ввод станции в эксплуатацию.
Потребитель получает полностью готовую котельную. Все приборы и оборудование настроены и готовы к эксплуатации. Для начала работы, потребуется подключить энергоснабжение и систему отопления к специально предназначенным для этого отводам. После этого можно запускать БМК.
Технические характеристики БМК на твёрдом топливе, полностью соответствуют заявленным производителем и не меняются в процессе эксплуатации. Монтаж и подключение котельной осуществляет представитель завода изготовителя. При необходимости допускается самостоятельное подключение.
Климатическая компания «Термомир» предлагает водогрейные котлы большой мощности в ассортименте.
Отопительный котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (или при помощи электричества) осуществляющее нагрев теплоносителя. Далее теплоноситель циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол и т.п. устройства и обогревая помещения.
Основными характеристиками котлов отопления являются: мощность в кВт, количество контуров обогрева, тип топлива, вид камеры сгорания и способ монтажа, к дополнительным относят комплектацию, например, насос, а также управление котлом и др.
Подобрать необходимую мощность котла отопления для частного дома или квартиры можно по формуле — 1 кВт для обогрева 10 м 2 утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленных помещений с высокими потолками и т.п., а также горячая вода, мощность котла нужно увеличить.
Отопительный котел может иметь 1 (только для обогрева) или 2 контура (отопление и горячее водоснабжение (ГВС)). К одноконтурному котлу для горячей воды можно подключить бойлер косвенного нагрева или приобрести модель с уже встроенным бойлером. Котлы отопления могут быть напольные и настенные (навесные). Настенные котлы чаще всего имеют небольшую мощность и габариты, а промышленные котлы большой мощности относятся к напольным, имеют большие размеры и устанавливаются в отдельные котельные.
Какой выбрать лучший котел и как подобрать по площади можно узнать в статьях: Как выбрать котел отопления и Как выбрать газовый котел.Из наиболее качественных производителей котлов рекомендуем европейские марки Buderus, Bosch, Vaillant, Ariston, Baxi и Protherm.
Требуется помощь в выборе или не нашли нужную модель? Позвоните!
Характеристики править править код
Водогрейные котлы бывают малой (4—65 кВт), средней (70—1800 кВт) и большой (от 1,8 МВт) мощности.
- Номинальная температура воды на входе — температура воды, которая должна обеспечиваться на входе в водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений. Составляет для разных моделей 60—110 °C.
- Минимальная температура воды на входе — температура воды на входе, обеспечивающая допустимый уровень низкотемпературной коррозии труб поверхностей нагрева (под действием выпадающего из газов конденсата). Зависит от влажности и сернистости топлива; обычно для газовых котлов составляет 60 °C, для редких моделей чуть ниже.
- Максимальная температура воды на выходе — температура воды на выходе из водогрейного котла, при которой обеспечивается номинальное значение недогрева воды до кипения при рабочем давлении. Основной параметр для классификации котлов как опасных объектов, в СНГ нормативы чётко различают котлы до 115 °C включительно и свыше этой величины. Номинальная температура на выходе может составлять от 70 °C до 150 °C и выше.
- Температурный градиент воды в водогрейном котле — разность температур воды на выходе из котла и на входе в котел. Чугунные котлы имеют по этому параметру более жёсткие ограничения по сравнению со стальными.
STEAMRATOR
Группа Компаний БЕРЕГ является официальным дилером Финского производителя паровых котлов и мобильных блочно-модульных паровых котельных установок STEAMRATOR 
(www.steamrator.fi). Оборудование STEAMRATOR эксплуатируется более чем в 20 странах мира, включая Россию, Скандинавские страны и страны СНГ.Мобильные и стационарные блочно-модульные парогенераторы STEAMRATOR широко применяются в коммунальном хозяйстве, на строительных площадках, при сервисном обслуживании или ремонте подземных коммуникаций, при нефтедобыче и в других областях промышленности и народного хозяйства.
Благодаря относительно компактным размерам и отработанной продуманной конструкции, блочно-модульные парогенераторы STEAMRATOR часто используются в качестве источника пара для технологических нужд.
Мобильные парогенераторы STEAMRATOR сертифицированы Госстандартом РФ и имеют разрешение Ростехнадзора на применение в России.
| Модельный ряд: | MH 700 | MHC 700N | MHТ 700 | STEAM 800 | SteamMate |
|---|---|---|---|---|---|
| Масса (собственная / снаряженная), кг | 440 / 440 | 1515 / 3540 | 1500 / 2460 | 3800 / 5700 | 40 / 40 |
| Длина, мм | 2 000 | 2 135 | 4 300 | 3 600 | 550 |
| Ширина, мм | 910 | 1 720 | 2 100 | 2 240 | 530 |
| Высота, мм | 1 365 | 1 780 | 2 100 | 2 210 | 850 |
| Производительность, кг/час | 350 | 350 | 350 | 800 | до 60 |
| Тепловая мощность, кВт | 200 | 200 | 200 | 530 | 40 |
| Водяной объем змеевика, л | 30 | 30 | 30 | 45 | 10 |
| Площадь теплоотдачи, м 2 | 6,85 | 6,85 | 6,85 | 10,4 | 1,04 |
| Диапазон рабочего давления, бар | до 13 | до 13 1) | до 13 | 1-10 | до 9 |
| Конструктивное давление, бар | 15 | 15 2) | 15 | 15 | 10 |
| Количество паровых выходов | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 |
| Максимальное потребление электроэнергии при выработке пара, кВт | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 4,5 | — |
| Напряжение электропитания, В | 230 | 230 | 230 | 380 | — |
| Водяной насос | поршневой | поршневой | поршневой | поршневой | ручной 3) |
| Горелка | Oilon KP 26 | Oilon KP 26 | Oilon KP 26 | Oilon KP 50H | инжекционная газовая |
| Вид топлива | дизельное | дизельное | дизельное | дизельное | сжиженный газ |
| Расход топлива (при 100% мощности) | 20 л/час | 20 л/час | 20 л/час | 55 л/час | 5 кг/час |
| КПД, % | 80 — 90 | 80 — 90 | 80 — 90 | 80 — 90 | 70 — 80 |
| Объем топливного бака, л | — | 167 | 118 | 700 | — |
| Объем водяного бака, л | — | 1880 | 760 | 1 500 | — |
| Ресурс работы единовременно снаряженного парогенератора, час | — 4) | до 6 | до 2 | ~ 2 | — 4) |
| Индикатор уровня воды | — | Х | Х | Х | — |
| Индикатор уровня топлива | — | Х | Х | Х | — |
| Мощность нагревательных элементов во время простоя парогенератора, кВт | 0,75 | 1,5 | — | 1,5 | — |
| Мощность бензинового генератора, кВт | — | — 2) | 2.2 | — | — |
| Расход топлива бензинового генератора, л/час | — | — | 0,23 | — | — |
| Паровой шланг, м | — 5) | 10 5) | 15 5) | 30 5) | — 6) |
| Комплект насадок 7) | — 3) | Х | Х | — 3) | — |
1) — возможно 1 — 56 бар (напряжение электропитания 380 В) 2) — возможно 60 бар (напряжение электропитания 380 В) 3) — дополнительное оборудование 4) — ресурс работы зависит от объемов используемых резервуаров для топлива и воды 5) — возможна дополнительная поставка паровых шлангов длиной 10, 15, 20 или 30 м 6) — возможна дополнительная поставка паровых шлангов: резинового длиной 10 м тефлонового длиной 10, 15 или 20 м 7) — в комплект насадок входят: обрезиненная ручка насадка-скребок насадка-форсунка насадка для пропарки труб
Преимущества электрических котельных
Может работать не обязательно на электрической энергии. Есть и другие виды горючего. Например, уголь или дрова, мазут или масло, газ. Но при всем этом разнообразии электрическая котельная
имеет свои преимущества. Надо сказать, что электрической является более дешевой за счет стоимости оборудования. Поэтому при покупке и установке данного агрегата Вам не потребуются большие финансовые вложения.
Электрическая энергия является вторым видом топлива после газа по низкой стоимости. Поэтому при отсутствии централизованных газовых магистралей возле Вашего дома можно подключить такое оборудование, как, например, электрическая . Дополнительная денежная экономия будет еще более существенной, если вспомнить, что электрическим котельным не требуются услуги по сервисному обслуживанию.
Как правильно подключить агрегат
Если рассматривать электрический нагревательный котел с точки зрения пожарной безопасности, то он соответствует всем нормам и требованиям. Загореться такой агрегат просто не сможет. Единственное, что может привести к возгоранию, это неправильно подобранная проводка в плане недостаточного сечения самого провода. Если сечение небольшое, то существует большая вероятность нагрева и возгорания. Чтобы правильно выбрать провод, а точнее, его сечение, необходимо применить известное всем электрикам правило – на один квадратный миллиметр сечения должно приходиться восемь ампер тока.
Ассортимент современного оборудования
Оптимальным решением для использования электрического котла является его подключение к системе «теплый пол». Это связано с тем, что среди всех известных источников тепла электрические — самые дорогие. А теплый пол не требует высоких температур, поэтому здесь можно неплохо сэкономить. В таких ситуациях чаще всего используют настенные электрические агрегаты. Они не только компактны, но и являются своеобразными мини-котельными, в конструкции которых уже заложены циркуляционный насос и расширительный бак, если такой необходим.
Вообще с насосом на сегодняшний день в своей категории является эффективной моделью. Эффективность обусловлена равномерным распределением теплоносителя по отопительным приборам. А это позволяет не только равномерно распределить тепло по комнатам, но и сэкономить на электроэнергии, понижая температуру самого теплоносителя.
Жидкотопливные дизельные котлы
Жидкотопливные котлы очень близки (по принципу сжигания топлива) к газовым. Современные жидкотопливные горелки обеспечивают очень высокую степень распыления топлива, поэтому горение жидкого топлива действительно максимально приближено к горению газового.
Дизельное топливо (или «топливный мазут») широко используется по всему миру в качестве либо основного, либо резервного. Однако стоимость дизельного топлива в последние годы очень высока.Двухтопливные котлы (газ/мазут, газ/дизельное топливо), которые работают на твердом топливе, и со сменными горелками могут работать на газе или на дизельном топливе.
Котлы большой производительности необходимо оснащать экономайзером, который представляет собой дополнительный теплообменник, утилизирующий тепло уходящих газов. Таким образом, в зависимости от типа экономайзера, можно повысить КПД котла от 4 до 12%.
Для паровых котлов и водогрейных котлов на перегретой воде используются, в основном, стальные чернометаллические трубчатые экономайзеры. Задача данных агрегатов снизить температуру уходящих газов без конденсации водяных паров. Для водогрейных низкотемпературных котлов используются конденсационные теплообменники из нержавеющей стали, преимущественно пластинчатой конструкции.
Типы промышленных котлов на твердом топливе
- По принципу работы – классические агрегаты, уже практически не используются. Вместо них, все чаще устанавливают промышленные пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения.Принцип работы газогенераторного оборудования основан на дожиге продуцируемого во время сжигания топлива, углекислого газа. Промышленный пиролизный котёл является наиболее экономичной моделью. Окупаемость оборудования достигается за 2-3 отопительных сезона.
По степени автоматизации – промышленные твердотопливные водогрейные котлы отопления предлагаются с механической и ручной подачей топлива. Работа автоматических моделей, полностью контролируется микропроцессорным контроллером. Автоматика регулирует подачу топлива, нагнетание воздуха в топку и удаление продуктов сгорания.Современные модели, снабжены автоматическим сажеудалением. Использование контроллера увеличивает экономичность устройств, по сравнению с классическими моделями, на 30-40%. Дополнительная экономия от автоматизации, достигается за счет отсутствия необходимости в постоянном присутствии обслуживающего персонала в котельной.
Дополнительные функции – помимо обогрева, котлы работают на производство горячей воды и пара.
Принцип работы промышленного твердотопливного котла не многим отличается от обычного бытового оборудования. Главным отличием является большая производительность и соответственно, увеличенный расход топлива.
Паровые тт котлы большой мощности
Промышленные паровые котлы большой мощности на твердом топливе, одновременно работают на нагрев теплоносителя и производство пара. Принцип работы заключается в следующем:
- Вода, поступающая в теплообменник, предварительно подогревается, нагретым в процессе горения топлива воздухом.
- Сжигание топлива происходит при высокой температуре. Вода, доводится до точки кипения и испаряется.
- Влажный пар поступает в специальный коллектор, где частички влаги удаляются. После этого, пар дополнительно подогревается до необходимой температуры.
Паровые промышленные котлы делятся на две категории, по теплообменнику внутри устройства. Различают жаротрубные и водотрубные агрегаты.
Водогрейные промышленные тт котлы
Устройство промышленных водогрейных тт котлов, не предусматривает производство пара, как в предыдущей модели отопительного оборудования. Котлы для промышленного использования отличают следующие характеристики:
- Универсальность – практически все твердотопливные агрегаты разрабатываются так, чтобы быть способными работать на любом виде твердого топлива: дровах и отходах древесины, угле, опилках, торфе и брикетах. КПД моделей несколько ниже, чем у бытового оборудования, что компенсируется неприхотливостью оборудования к качеству топлива.
- Высокая производительность – водогрейные промышленные котлы имеют производительность до нескольких мВт. Одновременно с нагревом теплоносителя, осуществляется подогрев воды для ГВС. Промышленное оборудование способно отапливать помещения большой площади или целого коттеджного поселка.
Промышленные пиролизные котлы длительного горения, имеют конструкцию, позволяющую заранее подготовить топливо для процесса газогенерации. Для процесса газогенерации требуется, чтобы влажность сырья была не выше 30%. В топочную камеру нагнетается воздух, предварительно подогревающий и просушивающий топливо.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА
Таблица 4
Наименование показателя качества | Обозначение показателя качества | Метод определения показателя качества | Документ, подтверждающий значение показателя |
1. Показатели назначения | |||
1.1. Показатели функциональные и технической | |||
1.1.1. Номинальная паропроизводительность (ГОСТ 23172), | Dном | Измерение. Испытания по установленной методике | Рабочий проект котла, акты испытаний, отчет по ним и |
1.1.2. Номинальные параметры пара (ГОСТ 23172): | |||
давление, МПа | p | То же | То же |
температура, °С | t | ||
1.1.3. Номинальная температура пара промежуточного | tп.п | ||
1.1.4. Характеристики основного (гарантийного) | |||
1.1.4.1. Низшая теплота сгорания | Регистрация | Рабочий проект котла | |
1.1.4.2. Максимальный балласт, абразивность золы и | — | То же | |
1.1.5. Температура уходящих газов при нормальной | Vyx | Измерение. Испытания по установленной методике | Рабочий проект котла. Отчет или акты по испытаниям и |
1.1.6. Потеря давления в тракте промежуточного | DРпром | То же | То же |
1.2. Конструктивные показатели | |||
1.2.1. Удельная масса металла котла под давлением | — | Расчетный | Рабочий проект котла |
1.2.2. Удельная масса котла, т/( т·ч-1) | — | То же | |
1.3. Показатели маневренности | |||
1.3.1. Допустимое расчетное число пусков за срок | N | Расчетный, по установленной методике | Рабочий проект котла |
1.3.2. Допустимая скорость изменения нагрузки в | — | То же | То же |
1.3.3. Нижние пределы диапазона | Измерение. Испытания по установленной методике | Рабочий проект котла, отчет или акты по испытаниям и | |
2. Показатели надежности | |||
2.1. Средняя наработка на отказ, ч | То | Статистический | Статистические данные эксплуатации |
2.2. Коэффициент готовности | Kг | То же | |
2.3. Установленный срок службы между капитальными | Тсл.у.к.р | ||
2.4. Расчетный срок службы котла, лет | Тсл.р.п | ||
2.5. Расчетный ресурс работающих под давлением | Тр | Расчетный, по установленной методике | Рабочий проект котла |
2.6. Расчетный срок службы (ресурс) до замены | Тр.з | Статистический | Статистические данные эксплуатации |
2.7. Удельная суммарная трудоемкость ремонтов на 1 | — | По данным ремонтных организаций и данные | |
3. Показатели экономного использования топлива | |||
3.1. КПД брутто при номинальной паропроизводительности | h | Измерение. Испытания по установленной методике | Рабочий проект котла, акты испытаний или отчет по |
4. Показатели технологичности | |||
4.1. Коэффициент поставочной блочности (см. п. | Кп.б. | Расчетный | Рабочий проект котла |
4.2. Коэффициент ремонтопригодности (см. приложение | — | Технический (рабочий) проект котла, раздел по | |
5. Эргономические показатели | |||
5.1. Эквивалентный уровень звука в зонах | — | Измерение. Измерения при испытаниях по ГОСТ | Отчет или акты по испытаниям и данные эксплуатации |
6. Экологические показатели | |||
6.1. Удельный выброс оксидов азота при сжигании | — | Измерение. Испытания по установленной методике | То же |
7. Качественные характеристики | |||
7.1. Возможность работы котла на скользящем давлении | — | Измерение. Испытания по установленной методике | Рабочий проект котла, отчет или акты по испытаниям |
(Измененная редакция, Изм. №
1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН
И ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения
СССР
2. УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению
качеством продукции и стандартам от 27.09.89 № 2941
3. ВВЕДЕН
ВПЕРВЫЕ
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
, | |
ГОСТ 12.1.050-86 | Приложение |
, | |
ГОСТ 3619-89 | , |
, | |
Приложение | |
ГОСТ 24569-81 | |
Санитарные нормы СН-245 | 2.1 |
5.
Ограничение срока действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного совета
по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
6. ИЗДАНИЕ
(ноябрь 2005 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1990 г. (ИУС 2-91)
Различие конструктива
По конструктивным особенностям котлы делятся на:
- жаротрубные;
- водотрубные.
Котёл жаротрубный (газотрубный, дымогарный и дымогарно-жаротрубный) – паровой или водогрейный котёл, у которого поверхность нагрева состоит из трубок небольшого диаметра,внутри которых движутся горячие продукты сгорания топлива. Теплообмен происходит посредством нагрева теплоносителя (воды), который находится снаружи трубок (в водяной рубашке).
Жаротрубные котлы получили широкое распространение в Украине и европейских странах. Они имеют простую и надежную конструкцию, большой водяной объем, служащий естественным демпфером, который выравнивает тепловые напряжения внутри корпуса котла, обеспечивая таким образом длительный срок службы и стабильно высокий КПД.
Максимальная производительность жаротрубных котлов составляет 35 мВт по мощности и 25 бар – по избыточному давлению. Такое ограничение связано с тем, что жаротрубный котел представляет собой цельносварную конструкцию, которая изготавливается на заводе и в собранном виде доставляется на место установки. Граничная мощность жаротрубного котла диктуется размерами котла, который можно транспортировать на место автомобильным, железнодорожным или морским транспортом.
Котёл водотрубный – паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из трубок, внутри которых движется теплоноситель (вода). Теплообмен происходит посредством нагрева трубок горячими продуктами сгорающего топлива. Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы.
Водотрубные паровые котлы по конструкции значительно сложнее жаротрубных. У водотрубных котлов относительно меньший водяной объем по сравнению с жаротрубными агрегатами. Данные котлы быстрее реагируют на изменяющуюся нагрузку, они просты в транспортировке (их можно доставлять по частям), их можно собирать на месте. Этим объясняется то, что для больших тепловых нагрузок и высоком давлении пара используются именно водотрубные котлы.
Недостатком водотрубных котлов является то, что в их конструкции много агрегатов и узлов, соединения которых со временем приходят в негодность, что опасно при высоких давлениях и температурах. Однако, несмотря на это, теплообменник водотрубного котла легче поддается ремонту, чем корпус жаротрубного котла.
КПД и мощность твердотопливных котлов. Где вас обманывают?
Если Вы задумали строительство загородного дома в том месте, где нет возможности подключиться к централизованному отоплению, перед Вами обязательно встанет вопрос выбора автономной отопительной системы. Довольно часто в таких случаях приходится довольствоваться установкой твёрдотопливного котла, использующего в своей работе энергию дров или угля. Современный рынок предлагает множество решений, производители обещают высокую теплоотдачу и КПД, а так же низкий расход топлива. Но стоит ли доверять обещаниям производителей? Данная статья поможет Вам разобраться в вопросе подбора мощности твердотопливных котлов и их КПД. Поможет выяснить нюансы работы твёрдотопливного котла и на сколько он эффективен.
КПД твёрдотопливного котла
Мощность твердотопливного котла системы отопления, а значит способность обогревать помещение – это конечно важный параметр, но не настолько, чтобы ставить его во главу угла. Нужно обратить внимание ещё и на то, сколько он потребляет топлива для этого. Соотношение данных затрат к количеству полезного тепла, выделенного котлом для обогрева дома называется коэффициентом полезного действия, или сокращённо КПД.
От чего зависит КПД твёрдотопливного котла (а соответственно и мощность)? В первую очередь от потерь полезного тепла, которое может происходить из-за недожога выделяемых при горении газов (благодаря чему кстати образуется сажа), качественных характеристик топлива и степени выброса в трубу энергии тепла. Об этих и других факторах, снижающих показатель КПД, будет рассказано далее.
Почему не стоит доверять рекламе
При просмотре рекламных объявлений, относящихся к мощности твёрдотопливных котлов, часто можно увидеть предложения, обещающие от 90% КПД и выше. Однако если Вы запросите какой-нибудь официальный протокол или акт, подтверждающий этот показатель – Вам его не смогут предоставить, и вот почему.
Чтобы составить подобный документ, необходимо провести испытания, используя для этого соответствующим образом стандартизованное топливо. В отношении угля или дров получить такое топливо нельзя – потому что они по своим характеристикам и составу являются самыми нестабильными в мире. Как можно получить постоянный показатель, используя непостоянные составляющие?
Нестабильность твёрдого топлива
Рассмотрим, в чём же заключается нестабильность угля или дерева в качестве топлива. Начнём с угля.
Различных марок угля, предлагаемого на рынке, бесчисленное множество. Каждая марка отличается по структуре, химическому составу и влажностью. Может состоять как из крупных кусков, так и из мельчайших частиц, и все они могут быть смешаны в разных пропорциях. Соответственно теплотворность угля каждый раз будет разная. Соответственно КПД и мощность твердотопливного угля также будет разной.
Если говорить о дровах – то здесь ситуация точно такая же. Поленья обладают разными размерами, хранятся при различной влажности воздуха, а значит способность выделять тепло у них будет различная. Так, например, если при влажности дров, равной 15%, их теплотворность будет равна примерно 4.3 кВт*ч на килограмм, то при 20% она уже будет меньше 4 кВт*ч на килограмм. При большей влажности этот показатель будет ещё ниже.
Естественно, что при таких разбросах гарантировать точные КПД и мощность твёрдотопливного котла, равный 90% — мягко говоря вводить в заблуждение.
Рассмотрим другие факторы, влияющие на показатель коэффициента полезного действия.
Неправильная подача воздуха
От того, сколько кислорода поступает в топку, сильно зависит работа пламени. Чтобы топливо нормально горело и отдавало максимальное количество тепла, ему необходимо строго определённое количество воздуха – не больше, не меньше. Если воздуха будет мало – углеводороды, выделяемые при горении, будут плохо окисляться, а значит будет меньше выделяться тепла. Если же воздуха поступает много, а он, как правило, поступает охлаждённый, снижается температура выделяемых газов и они не успевают сгореть (оседая опять же сажей на трубах) и выделить тем самым полезное тепло. Стоит заметить, что в воздухе содержится влага, на испарение которой так же тратится тепло (вместо того, чтобы обогревать дом).
Большинство твёрдотопливных котлов, предлагаемых на рынке, работают по следующему принципу. В них установлен термостат, который регулирует температуру воды, циркулирующую по отопительной системе дома для его обогрева. Если вода становится слишком горячей – термостат уменьшает подачу воздуха в котёл (так регулируется мощность твердотопливного котла). Получается, что в тот момент, когда топливо разгорелось и КПД с мощность твердотопливного котла стало максимальным, а значит пламя стало нуждаться в большем количестве кислорода – термостат искусственно снижает КПД, ограничивая подачу воздуха.
После того, как температура снизилась, термостат опять начинает подавать воздух. Но к тому моменту топливо уже догорает и ему не нужно столько кислорода. Эффективность обогрева опять снижается за счёт охлаждения выделяемых газов, о чём было сказано ранее.
Получается, что принцип действия большинства твёрдотопливных котлов абсолютно противоречит понятию высокого КПД.
Холодные стенки котла
Обычно вокруг твёрдотопливного котла смонтирована ёмкость с водой, которая, нагреваясь, циркулирует по дому. Наличие воды способствует охлаждению стенок котла. Это опять же приводит к тому, что топливо не может нормально гореть. Его остатки вылетают в трубу и оседают на ней в виде сажи, не принеся никакой пользы. Ситуация усугубляется довольно тесным пространством в топке, что так же снижает количество кислорода, и без того низкое.
Круглосуточная потеря тепловой энергии
Для поддержания нужной температуры в доме твёрдотопливный котёл должен работать 24 часа в сутки. Теперь представьте, сколько за это время полезного тепла вылетает в трубу в виде сажи и несгоревших газов? КПД при такой работе никак не может быть 90%.
Здесь стоит упомянуть ещё такой тип котла, как пиролизный. В добавок к вышеуказанным недостаткам в его случае добавляется ещё два:
- Круглосуточно работающий вентилятор потребляет электроэнергию.
- Благодаря тому же вентилятору в котёл поступает избыточный кислород – снижается температура газов, они не успевают сгорать и улетают в трубу.
Ускоренное движение газов по трубе становится причиной снижения ещё одного параметра – КПД теплообмена. Из за особой конструкции котла пламя в нём не успевает догореть и поднимается в теплообменник, где и затухает, оставляя попутно сажу и выбрасывая в трубу не сгоревшие газы.
Необходимость постоянно следить за работой котла
В заключение стоит сказать о том, что мощность твёрдотопливного котла необходимо контролировать круглосуточно 7 дней в неделю. Вы не сможете нормально отлучиться, куда-нибудь уехать и оставить котёл без присмотра. Фактически Вы становитесь его заложником на все месяцы отопительного сезона.
Стоит ли устанавливать такой котёл – решать конечно Вам. Но всё-таки есть смысл поискать вариант более эффективный, экономичный и не имеющий таких требований к эксплуатации.
Читайте так же:КПД котла: формула эффективности водогрейного оборудования
Оптимальная эксплуатация обогревательного котла
При строительстве собственного загородного дома особое внимание нужно уделить системе отопления, которая принесет тепло и уют вашему дому. Важным критерием эффективной системы отопления является отопительное оборудование, в частности — отопительный котел. Выбор водогрейного котла зависит от многих параметров, главными из которых являются используемое топливо и эффективность оборудования для ваших условий.
Отопительный котел — основа эффективной системы отопления для тепла и уюта.
Главным показателем эффективности отопительного котла является коэффициент полезного действия (КПД). Определение КПД котла происходит посредством соотношения полезно использованной теплоты и всей теплоты, которая выделилась при сжигании топлива. В идеальном случае расчет КПД производится по формуле:
η = (Q1/ Qri)100%, где Q1 — это теплота, использованная в полезных целях, а Qri — общая теплота.
Зависимость КПД водогрейного оборудования от нагрузки
Схема современного отопительного агрегата бытового назначения.
Повышение тепловой нагрузки, то есть увеличение количества сжигаемого топлива, не всегда приводит к положительным результатам. Одновременно с увеличением тепловой отдачи самого котла растет и потеря теплоты, которая уходит с дымовыми газами, так как их температура пропорциональна балансу температуры оборудования. Эффективность отопительного оборудования при этом уменьшается. Аналогично происходит и при эксплуатации отопителя на пониженной мощности. Если мощность будет ниже эксплуатационной более чем на 15%, это приведет к неполному сгоранию топливного вещества, а, соответственно, к прямому увеличению объема дымовых газов, что также снизит КПД отопительного оборудования. Поэтому важно точно соблюдать мощность котла, чтобы эксплуатировать его в оптимальном состоянии с наибольшей эффективностью.
КПД котлов с различными типами топлива
Расчет КПД котла, приведенный выше, применим только для грубых расчетов и редко используется при проектировании системы отопления. Он не применим для точных расчетов, так как не все тепло, получаемое при сжигании, расходуется на нагрев теплоносителя. Некоторая часть тепла теряется. Поэтому более точный расчет эффективности водогрейного оборудования производится по формуле:
η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), где q2 — потеря теплоты с уходящими продуктами горения; q3 — потери из-за недожога горючих газов; q4 — потери, связанные с механическим недожогом и золообразованием; q5 — потери из-за наружного охлаждения; q6 — потеря тепла со шлаками при очистке топки.
Потери тепла в отопителе
Потеря тепла с отходящими газами
Потери тепла с уходящими продуктами горения (q2) являются самыми весомыми. Температура продуктов горения напрямую влияет на эффективность отопительного котла.
Нормальный температурный напор на холодном конце воздухонагревателя обеспечивается при температуре 70-110°С.
Основные источники теплопотерь.
При уменьшении температуры уходящих газов на 12-15°С КПД котла увеличивается примерно на 1%. Однако охлаждение уходящих газов требует увеличения размеров поверхностей нагрева, что увеличивает размеры всей конструкции. Кроме того, при уменьшении температуры отработанных газов есть риск возникновения низкотемпературной коррозии.
Эта температура зависит от температуры поступающего воздуха и вида топлива. Рекомендуемые значения температуры уходящих газов для различных видов сжигаемого топлива и различной температуры входящего воздуха приведены в таблице ниже.
| Вид топлива | Температура уходящих газов, oС | Температура входящего воздуха, oС |
| Каменный уголь | 130-140 | 20-30 |
| Слабореакционные угли марок А, ПА, Т | 120-130 | 20-30 |
| Бурые угли Марки Б3 Марки Б2 Марки Б1 | 140-145 145-150 150-160 | 30-40 40-50 60-70 |
| Горючие сланцы | 140-150 | 40-50 |
| Торф | 150-160 | 50-60 |
| Мазут сернистый (sp = 0.5-2%) | 150-160 | 70-90 |
| Природный, попутный газ | 110-120 | 20-30 |
Чтобы произвести расчет потерь тепла, связанных с уходящими продуктами горения, применяется формула:
q2 = (T1 — T3) (A2/(21 — O2) + B), где Т1 — температура уходящих продуктов горения в контрольной точке за пароперегревателем; Т3 — температура входящего воздуха; 21 — концентрация кислорода в воздухе; О2 — концентрация кислорода в уходящих продуктах горения, ее определение происходит в контрольной точке; А2 и В — коэффициенты, которые зависят от сжигаемого топлива, приведены в таблице ниже.
| Сжигаемое вещество | А2 | B |
| Мазут | 0,68 | 0,007 |
| Природный газ | 0,66 | 0,009 |
| Уголь | 0,664 | 0,008 |
| Коксовый газ | 0,6 | 0,011 |
| Сжиженный газ | 0,63 | 0,008 |
| Кокс | 0,65 | 0,008 |
| Дерево сухое | 0,65 | 0,008 |
Потеря тепла из-за химического недожога
Сжигание мазута приводит к потерям тепла из-за химического недожога.
Данный вид потери (q3) учитывается, если в качестве топлива используются газообразные вещества или мазут. Для современных газовых котлов он составляет 0,1-0,2%. Если процесс сжигания идет с небольшим избытком воздуха, то потерю следует принимать равной 0,15%, а при большом избытке воздуха — равной нулю. Если же используется смесь газов с разной температурой сгорания, то q3=0,4-0,5%.
Данный вид потерь (q4) характерен для твердых видов топлива. К примеру, для антрацита он равен 4-6%, для полуантрацита — 3-4%, а для каменного угля — 1,5-2%. Малореакционные виды угля необходимо сжигать с жидким шлакоудалением, тогда q4 будет минимальным из приведенных значений, при твердом же шлакоудалении принимается верхняя граница теплопотерь.
Потери тепла от наружного охлаждения
Данный вид потерь (q5) весьма невелик (составляет менее 0,5%) и уменьшается с ростом мощности отопительного агрегата. Такие потери соответствуют прямому расчету паропроизводительности котла:
- при паропроизводительности D от 42 до 25 кг/с потери равны q5=(60/D)0,5/lgD;
- при паропроизводительности D более 250 кг/с потери принимаются равными 0,2%.
Потери тепла при удалении шлаков
Потери, связанные с физическим теплом шлаков, (q6) учитываются при жидком шлакоудалении. Если же шлак из топки удаляется твердым методом, то потеря тепла учитывается только если она составляет более 2,5Q.
Расчет эффективности котла на твердом топливе
Любой отопительный котел был бы идеальным, если бы его эффективность составляла 100%, однако, как уже говорилось ранее, такое невозможно из-за различного рода теплопотерь, зависящих как от сжигаемого топлива, так и от окружающих условий. Приведем пример расчета КПД отопительного устройства, работающего на твердом топливе:
Схема подключения котлов на твердом топливе.
- потери, связанные с физическим удалением шлаков q6= (Ашл*Зл*Ар)/Qri, где Ашл — доля шлака, которое определяется по балансу уноса золы из топки относительно объема топлива . При условии, что доля уноса золы при правильно организованном процессе горения составляет обычно 5-20%, то доля шлака составляет от 80 до 95%;
- Зл — энтальпия золы при температуре 600°С. Зл равняется 133,8 ккал/кг при нормальном тепловом расчете;
- Ар — зольность, рассчитанная на рабочую массу. В зависимости от вида топлива Ар колеблется от 5 до 45%;
- Qri — минимальное количество теплоты, выделяемое при сгорании. Данный параметр зависит от вида топлива и изменяется в пределах от 2500 до 5400 ккал/кг.
Исходя из вышеприведенных параметров, q6 колеблется в пределах от 0,1 до 2,3%.
Потери q5 зависят от номинальной производительности котла и вырабатываемой мощности. Для современных отопительных котлов малой мощности, которые применяются для обогрева частных домов, потери тепла от наружного охлаждения составляют 2,5-3,5%.
Потери от механического недожога (q4) в большей степени зависят от устройства самого котла и применяемого топлива. Теплопотери при этом составляют от 3 до 11%. Потери от химического недожога (q3) зависят от полноты смешивания горючего с поступающим воздухом. В обычных условиях такие потери равняются 0,5-1%.
http://youtu.be/HwwsipMpddk
Основной вид теплопотерь (q2), связанный с температурой уходящий газов, зависит от используемого топлива, температуры уходящих продуктов горения, организации процесса сгорания и особенностей конструкции оборудования. Для достижения нормы теплового расчета в 150°С минимальная рекомендованная температура уходящих газов при сжигании угля должна равняться 280°С. Потери тепла при этом составляют 9-22%.
Параметры оптимальной нагрузки обеспечивают высокую производительность отопительной системы.
Суммируя все потери, получаем максимальный коэффициент, который может быть получен в современном отопительном котле, равный 100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9%. Достижение подобного показателя может быть только при грамотном монтаже теплового оборудования, наладке высшей эффективности в зависимости от окружающих условий и подборе оптимального топлива. Эффективность отопительной системы зависит от оптимальной нагрузки, которая рекомендована производителем. Работа устройства должна быть организована так, чтобы большую часть времени он работал в экономичном режиме нагрузки.
Основные правила эксплуатации котлов для достижения максимального КПД:
- контроль стабильности горения и максимальной полноты сгорания;
- контроль состояния поверхности нагрева и очистка котла;
- расчет оптимальной тяги и давления поступающего воздуха;
- расчет доли золы.
Правильный расчет тяги, соответствующий балансу давления поступающего воздуха и скорости исходящих газов, положительным образом сказывается на полноте сгорания. Однако чрезмерное повышение давления поступающего воздуха влияет на увеличение потерь тепла с уходящими газами. Если же, наоборот, ограничить поступающий воздух, то это приведет к недостатку кислорода, а значит и к снижению процесса горения и увеличению золообразования.
http://youtu.be/VCC5GL4aPHs
Соблюдение данных рекомендаций позволит эксплуатировать отопительный котел в оптимальном режиме с максимальным КПД, что снизит затраты на отопление. Тепла вашему дому!
Самые популярные статьи блога за неделю