Котел своими руками чертежи и принцип работы: Котел своими руками чертежи и принцип работы

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

Самодельный котел из листового металла

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

1. Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
2. Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
3. Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
4. Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
5. Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.

Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.

Видео на тему

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Автор aquatic На чтение 7 мин. Просмотров 12.1k. Обновлено 21.06.2020

Для комфортного проживания в отечественных климатических условиях необходима эффективная система отопления. Если правильно использовать чертежи твердотопливных котлов длительного горения, своими руками можно будет изготовить надежную и экономичную конструкцию. Для получения хорошего итогового результата необходимо предварительное изучение инженерных решений и технологий в соответствующей области.

Устройство котла фабричного производства

Определение с параметрами проекта

Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.

Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:

• высокая интенсивность горения;
• сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
• неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.

Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров

Разные конструкции

Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.

Схема типичного котла этого класса

Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:

• В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
• Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
• После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
• Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
• Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
• Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
• Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.

Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.

В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.

Пиролизный котел

Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.

Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.

Пеллетный котел

В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.

Теплообменник для подогрева воды

Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.

Статья по теме:

Котлы длительного горения на дровах для дома. Необходимость часто подбрасывать дрова весьма неудобна. Однако есть котлы, которые требуют внимание раз в сутки. Подробнее в отдельной публикации.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.

Принципиальная схема котла

Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.

Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов

Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.

Обратите внимание! Не забывайте, что комплект рисунков с размерами надо дополнить списком изделий, которые надо будет приобрести отдельно. Включите в него комплектующие детали фабричного производства, инструменты, расходные и материалы, строительные перчатки и другие индивидуальные защитные средства.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Изготовление котла твердотопливного длительного горения: отзывы и алгоритм действий

Прежде, чем начинать работу, изучите мнения и советы реальных пользователей. Как свидетельствуют их отзывы, оборудование этого типа при правильном выполнении технологий вполне можно изготовить самому.

Создать идеальный внешний вид сложно, но он не обязателен в котельной частного дома

Для создания конструкции без лишних трудностей пригодятся готовые изделия с нужными параметрами. Подойдет металлическая труба диаметром 350 мм, высотой 1,5 метра, с толщиной стенок не менее 3 мм. Разумеется, придется сделать соответствующие корректировки некоторых других размеров.

Для вырезания качественных заготовок можно обратиться в специализированное предприятие

К нему приваривают вырезанное из листовой стали дно. Не забудьте о ножках. Они должны выдержать без повреждений вес тяжелой конструкции. Для некоторых входных и выходных отверстий подойдут отрезки труб с подходящими габаритами. Укрепление и узлы креплений навесного оборудования создают из отрезков швеллера.

Удаление окалины со сварных швов с применением электроинструмента

Готовую конструкцию очищают. Для защиты от коррозии и хороших эстетических характеристик ее покрывают слоями грунта по металлу и краской. Используют такие типы покрытий, которые устойчивы к высоким температурам. После установки лебедки и других дополнительных устройств, проверяют работоспособность всех механизмов и приводов. Котел подключают к системам подачи воздуха, водоснабжения и обогрева, дымоходу, электрической сети 220 V. Выполняют пробный пуск и устраняют выявленные недостатки

Защитный автомат выбирают соответствующий мощности потребителей

Обратите внимание! Вы знаете, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, но сомневаетесь в точности выполнения отдельных операций? В этом случае создание сварочных швов и другие сложные действия надо изучить заранее. Это оборудование в процессе эксплуатации должно быть надежным, поэтому лучше исключить ненужные риски.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии

Изготовление котла длительного горения своими руками (видео)

Угольный котел своими руками. Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Угольный котел своими руками. Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Твердое органическое топливо является самым древним источником энергии для человечества. Отказаться от него полностью, даже в современном мире, невозможно. Тем более, что кроме дров и каменного угля сегодня появилось множество других видов горючих твердых веществ:

• брикеты из торфа – высушенный и спрессованный торф выделяет много тепла при сгорании;
• брикеты из отходов деревообрабатывающего производства – сжатые опилки, стружка и кора деревьев;
• березовый уголь – такой же, как для мангала;
• переработанный мусор со свалок;
• топливные отопительные гранулы – мелкое топливо, полученное прессованием опилок. Могут подаваться автоматически;
• обычные сухие опилки.

Различные варианты сырья для использования в твердотопливных котлах

Ясно, что все это топливо получено путем переработки различных отходов, что решает проблему утилизации на предприятиях и идет в русле «зеленой» экономики.

В результате деятельности человека образуется колоссальное количество отходов, которые могут быть преобразованы в высокоэнергетическое топливо, что и обусловило появление на рынке котлов отопления на твердом топливе длительного горения. В отличии от обычных печей, эти агрегаты работают не на сгорании самого топлива, а на его расщеплении в результате нагревания. В рабочей камере таких котлов сгорают газообразные продукты распада твердого топлива. Такая схема работы является в несколько раз более эффективной, чем обычное сжигание органического топлива. Пиролизный газ, отдает большое количество энергии.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения

Устройство такой газогенераторной установки не очень сложное. Можно даже соорудить своими руками котел твердотопливный длительного горения. Чертеж простейшего варианта выглядит следующим образом:

• закрытый цилиндрический бак, который имеет люк для закладки топлива, поддувало и отверстие для установки дымохода;
• внутри бака расположен распределитель воздуха, который создает завихрение пиролизного газа. Он крепится к подвижной телескопической трубе. Вся эта конструкция, похожая на поршень, давит на топливо сверху. Сгорание газа происходит над поршнем, а топливо тлеет под ним;
• теплообменник встроен в верхней камере, где достигается максимальная температура.

Медленное тление твердого топлива происходит в нижней камере. Оно достигается регулировкой подачи воздуха в поддувало. Выделяемый газ интенсивно горит в верхней камере и нагревает теплоноситель.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла

Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть незаменимы в частных домах, в хозяйственных сооружениях, гаражах и теплицах. Особенно они будут выгодны там, где имеется крупное деревоперерабатывающее производство, так как отходы на таких предприятиях отдают практически бесплатно. Необходимы эти агрегаты и в местностях, где бывают регулярные перебои с газоснабжением. У таких установок есть много преимуществ, но существует и один важный недостаток – очень высокая стоимость. Именно поэтому сегодня актуально изготовление своими руками котлов твердотопливных длительного горения. Чертежи для этого можно использовать разной степени сложности. Это зависит от уровня мастерства.

Котел своими руками на дровах. Сильные и слабы стороны

Крупные габариты и сложность выполнения своими руками чертежа твердотопливного котла длительного горения делает благоприятным использование подобных приборов только в крупных коттеджах. Что касается небольших дач, то для них рекомендуется выбирать более экономичные варианты.

Основными достоинствами ТТ котлов длительного горения являются:

• Высокий КПД (около 95%)
• Автономность отопления.
• Экономичность.
• Надежность и долговечность.
• Высокая эффективность.
• Доступность топлива.
• Экологичность.
• Широкий выбор топлива (уголь, дрова, опилки, паллеты).

Имеются также недостатки:

• Большие габариты.
• Необходимость оборудования отдельной котельной.
• Сложное устройство котла длительного горения на дровах.
• Нужда в постоянно обслуживании.

Котлы данного типа имеют достаточно приличную стоимость, однако такие конструкции можно изготовлять и самостоятельно.

Преимущества самодельных агрегатов:

1. Дешевизна.
2. Универсализм в плане используемого топлива.
3. Возможность последующих доработок с целью увеличения эффективности и добавления мощности.

Сложнее всего – сделать конструкцию цилиндрической: для этого необходимо использовать вальцовочный станок. Если его нет, существует вариант со старыми пропановыми баллонами. Также сгодится любая труба подходящего сечения: толщина металлических стенок должна быть не менее 5 мм. В деревнях привыкли довольствоваться небольшими кирпичными печами, демонстрирующими хорошую эффективность при обогреве одноэтажных домов и дач. Если же требуется отапливать обширный коттедж, то в таком случае потребуется большой запас топлива. Кроме того, не избежать больших перепадов температуры по мере удаления от печи, да и ухаживать за ней намного сложнее, чем за твердотопливным котлом.

Котлы на твердом топливе длительного горения своими руками чертежи. Чертеж простого котла длительного горения

Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).

Чертеж простого твердотоплевного котла

В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.

Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа

1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.

• Как подключить котел длительного горения своими руками
• Сбросной клапан для отопления
• Термодатчики для котлов отопления

В данных вариантах «водяная рубашка» дополнена теплообменными регистрами из труб в верхней части камеры сгорания. Кроме того, такие агрегаты рассчитаны на приготовление на них пищи. Вариант 4 большей мощности и с верхней загрузочной дверкой.

Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью

1 — топливник; 2 — регистр из труб; 5 — труба обратки; 6 — подающая труба; 7 -верхняя загрузочная дверка; 8 — нижняя дверка для поджига и подачи воздуха; 9 — загрузочная дверка; 10 — дымовая труба; 13 — колосниковая решетка; 14,15,16 — отражатели; 17 — заслонка; 19 — водяная рубашка; 20 — зольник; 21 — варочная поверхность.

Котел водяного отопления на дровах своими руками. Сварка дровяного котла – самостоятельный монтаж

Простота процесса заключается ещё и в доступности материалов и инструментов для работы. Потребуются навыки сварного дела. Итак, что нужно:

1. Старая бочка из-под ГСМ или самостоятельно сваренный короб. Тару предварительно выжигают от остатков масел – заполняют дровами и растапливают будущий котёл.

Будущий корпус должен быть обязательно герметичным – это проверяется ещё на стадии выжигания. Если имеются незначительные дефекты в виде дыр, то их заваривают и заполняют бочку водой – течи быть не должно.

2. Листовой, толстостенный металл. Из него будет изготавливаться теплообменник. Кстати, альтернативная замена этому – старые, отжившие своё чугунные радиаторы. Пять-шесть секций будет вполне достаточно для корпуса.

Чугун примечателен тем, что долго не остывает. Но если подпитывать горячий котёл холодной водопроводной водой, то теплообменник неминуемо лопнет. Перед монтажом секции разбирают, вымачивают в кислоте и собирают, используя асбест-шнур, вымоченный в олифе.

3. Трубы профильные. Они потребуются для изготовления дымохода и сборки станины, на которую будет монтироваться котёл. Диаметр и толщина стенок должна быть внушительной, чтобы выдержать вес котла, заполненного топливом и водой.
4. Приобретаются колосники, заслонки, дверцы. Если помещение внушительное или объект в два этажа, то потребуется циркуляционный насос – без него носитель не поднимется на высоту, и есть риск размораживания системы в морозы. Недурно установить на готовый котёл манометр и термометр, чтобы контролировать давление и температуру носителя.
5. Для трубной разводки потребуются металлопластиковые патрубки и радиаторы – котлы отопления на дровах с водяным контуром без этого неприемлемы.

Простой котел своими руками. Твердотопливный котел своими руками

Рассмотрим на примере наиболее популярного котла с верхним горением (рис.3). В случае необходимости размеры можно менять пропорционально указанным в чертеже. Отличительной особенностью конструкции является труба, которая служит регулятором подачи воздуха и теплообменником одновременно. Газы, выделяемые в процессе тления топлива, поднимаются вверх и воспламеняются в верхней топке.

Для изготовления необходимы материалы, описанные в разделе 2: трубы, листовая сталь, уголок, утеплитель, асбокартон, электроды.

Первый этап самодельного котла включает следующие шаги:

1. Сваривают цилиндрический корпус из трубы диаметром 45 см длиной 150см.
2. Днище закрывают вырезанным из листовой стали кругом с помощью сварки.
3. В трубе нижнего диаметра (нижняя часть) вырезают прямоугольное отверстие под дверку зольника. Ее можно изготовить также из стального листа или приобрести готовую под размер.
4. Топка располагается в верхней части, под ее дверку также вырезают прямоугольник. Дверку обязательно изолируют асбокартоном и асбошнуром по периметру. Все дверки должны закрываться задвижками.
5. Из профильной трубы сваривают патрубок для выхода дыма, который будет вставляться в дымоход.

Важно! На поверхности патрубка из-за перепада температур будет образовываться влага (конденсат), ведущая к коррозии, поэтому сварочные швы должны быть высокого качества

1. К корпусу котла приваривают ножки из равнополочного уголка.
2. Вырезают верхнюю крышку диаметром 46 см, которая будет одеваться сверху на цилиндрический корпус.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Второй этап – производство теплообменника:

1. Из металлического листа сваривают трубу теплообменника диаметром 40 см длиной 130 см.
2. Вставляют ее в цилиндрический корпус, фиксируют зазор в 5 см между трубами, благодаря чему будет образовываться «водяная рубашка».
3. Разница в длине труб теплообменника и наружной должна быть не менее 20см. Трубу в трубе фиксируют сваркой, используя заготовленные металлические кольца.
4. В верхней и нижней зоне водяной рубашки устанавливают патрубки: один – для подачи, другой – для выхода теплоносителя. Для их изготовления используют трубу диаметром 5 см, на внешней стороне накручивают резьбу, через которую они будут подсоединены к трубам отопительной системы.
5. Распределительную трубу, через которую будет подаваться воздух, сваривают из металла большей толщины, чем для корпуса и теплообменника (не менее 5 мм диаметром 6 см). Длину трубы делают на 10 см меньше длины трубы теплообменника (120 см).

Важно! Распределительная труба находится в зоне высоких температур и со временем деформируется и прогорает, поэтому для ее изготовления используется металл толщиной 5 мм и более

1. Труба вставляется в подготовленный диск с готовым отверстием. Металлический стальной диск диаметром 38 см приваривается к трубе.
2. К основанию диска приваривают минимум 4 уголка, выполняющие роль крыльчатки.
3. К верхней части трубы устанавливают задвижку для порционной подачи воздуха и приваривают петлю, на которой фиксируют цепь для поднятия трубы.

Внимание! Чтобы улучшить теплообмен в верхней части трубы устанавливают вентилятор для принудительного наддува

Как правильно собрать котел

После выполнения двух основных этапов приступают к завершающему.

Третий этап – сборка котла:

1. Выбирают место установки котла, проверяют уровнем, чтобы не было никаких перепадов, которые могут ухудшить работу теплогенератора.
2. Крышку с распределительной трубой натягивают на корпус, предварительно проложив асбошнур. Крышку можно также приварить к корпусу.
3. Дымовой патрубок вставляют в дымоход.
4. Через выходящие патрубки с резьбой котел подсоединяют к системе отопления дома.
5. Систему заполняют водой и выполняют проверку работы котла при неполной его загрузке.
6. Если тест прошел нормально, котел загружают на полную мощность.

Двухконтурный твердотопливный котел своими руками. Целесообразность установки в жилом доме котла на твердом топливе

Данный вид отопительного оборудования очень удобен для тех жилых построек, где отсутствует система централизованного газоснабжения. Вариант с электрическим отоплением признан сегодня не эффективным в силу дороговизны электричества, поэтому часто используется только лишь в качестве вспомогательного средства. Твердотопливные агрегаты наоборот, способны работать на топливе, которое порой находится у нас под рукой. Это могут быть дрова, отходы деревообработки, уголь. Твердое топливо, имеющееся в достаточном количестве, позволит не только обеспечить работающий котел постоянной загрузкой, но и принесет существенную экономию в домашний бюджет.

Представленные сегодня в продаже котлы на твердом топливе одноконтурные и двухконтурные – это аппараты, обладающие высокими технологическими характеристиками. Подобная техника сегодня компаниями-изготовителями доведена до совершенства. Ряд конструктивных новшеств позволили значительно повысить КПД котлов, изменились в лучшую сторону условия обслуживания нагревательных приборов на твердом топливе. Котел двухконтурный твердотопливный вполне справляется с обогревом жилого дома в отопительный сезон, заодно предоставляя в распоряжение жильцов для бытовых нужд горячую воду.

Благодаря техническому прогрессу современные технологии не стоят на месте. Спрос рождает предложение. Еще вчера, не пользующиеся популярностью отопительные котлы, работающие на дровах или на угле, снова становятся популярными. Интенсивность загородного жилищного строительства стала одной из причин того, что твердотопливные отопительные приборы снова в цене. Народ массово устанавливает нагревательные агрегаты для домашней системы отопления, использующиеся в качестве топлива органическое и ископаемое сырье.

Двухконтурный твердотопливный котел длительного горения — оптимальное решение для отопления частного дома. Мощный агрегат, обеспечивающий все жилые помещения достаточным количеством тепловой энергии, является одновременно очень экономичным и удобным в обслуживании отопительным прибором. Тем более что подобные нагревательные устройства требуют минимального участия человека.

Сгорание топлива, заложенного в котел, происходит долго, освобождая жильцов дома от необходимости заниматься постоянным подбрасыванием топливного материала. Именно долгий процесс горения и делает такую технику максимально привлекательной для потребителя. Не каждому хочется быть кочегаром и стоять в зимние холодные ночи возле топки, подкидывая в котле дрова или уголь. Сам принцип действия, заложенный в основе работы аппаратов, и дал им название — котлы длительного горения, твердотопливные.

Котел длительного горения на угле своими руками. Топливные агрегаты длительного горения

Идея создать своими руками твердотопливные котлы длительного горения наверняка многим покажется привлекательной. Прелесть таких конструкций в том, что закладывать дрова в них нужно лишь пару раз в сутки. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что в нем горение начинается с верхней части закладки топлива. При этом воздух в топливную камеру также подается сверху.

Схема котла длительного горения на твердом топливе предполагает наличие водяного контура вокруг его корпуса, поэтому вода в нем качественно прогревается на любом этапе процесса. Поскольку при работе котла горит не сразу вся закладка, а лишь верхний слой топлива, его хватает почти на 30 часов. Ряд универсальных твердотопливных котлов при использовании угля могут работать до 7 дней на одной закладке.

Данная конструкция не отличается конструктивной сложностью и не имеет каких-либо точных приборов, нуждающихся в подключении к электричеству. Поэтому цена на них вполне приемлема для потребителя. К тому же, собрать по готовым чертежам котел на твердом топливе своими руками вполне под силу домашнему мастеру. Можно сделать котел отопления своими руками и сэкономить немало денег.

Приведем несколько недостатков у данных конструкций. В работающий котел нельзя добавить топливо. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (не более 20 % влажности) и распилены на небольшие поленья. Уголь можно применять только высокого качества, с малым содержанием шлаков. Кроме того, агрегаты данного типа ограничены по мощности – как правило, не более 40 кВт.

Еще одна разновидность котлов на твердом топливе – пеллетные агрегаты. Их отличие состоит в том, что в качестве топлива используются гранулы из отходов деревообработки. Большая часть промышленных моделей имеют особый бункер, из которого гранулы автоматически подаются в топку.

Видео твердотопливный котел своими руками 18кВт.

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Вступление

Котлы — это сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для отопления помещений и / или нагрева технической воды в здании. В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе.Также можно использовать масляные горелки и электрические резистивные нагреватели. В некоторых применениях пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и оборудование с паровым приводом.

есть несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% или выше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют небольшой перекачиваемой энергии или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание откладывается, ремонт может быть дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется в основном ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

• Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
• Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам высокого давления, Раздел VII-2007

Котлы часто являются одними из крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Таким образом, эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью устройства зажигания создает платформу для сгорания. Это горение происходит в камере сгорания, и выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, скорость розжига горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу на выхлопе, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также от того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах.Котлы также иногда описывают по их ключевым компонентам, таким как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями Кодекса по котлам и сосудам под давлением ASME.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, поскольку он обычно легко доступен, сгорает чисто и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, когда воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшие размеры и мощность и часто предназначены для замены большого одиночного котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и могут транспортироваться по лифтам и лестницам.Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены поэтапно, чтобы эффективно удовлетворить потребность в тепловой нагрузке.

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Принадлежности котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных нормативов качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже необходимыми в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение — будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключенное состояние и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают средства управления высоким давлением и температурой, высоким и низким давлением газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или стихийных бедствий, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основная причина взрыва котла — возгорание горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или зажигание прерывается по какой-либо причине, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и снова воспламеняется. Другой пример — когда происходит ряд неудачных попыток воспламенения без соответствующей продувки скопившегося горючего газа.

В котле накоплено огромное количество энергии. Изменение состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) высвобождает огромное количество энергии.Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, выделяющуюся, когда 30-галлонный домашний резервуар с горячей водой вспыхивает во взрывоопасном состоянии при температуре 332 ° F, у вас было бы достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час! » (5).

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, приведшей к травмам, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта энергоменеджмента (FEMP) по достижению операционной эффективности — хороший ресурс, описывающий план профилактического обслуживания, а также объясняющий важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,г. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, сгорает и выделяет только углекислый газ, воду и тепло. Если кислорода недостаточно и / или плохое смешивание топлива и кислорода, то будет происходить неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы необходимо настроить на полное сгорание. Одна из стратегий обеспечения полного сгорания — подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, но большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не засыпал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергопотреблением, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как видно на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст угрозу безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых дневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% и более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаки неполного сгорания — дымный выхлоп, желтое пламя, сбои пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса сгорания.

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автоматов горения представлено ниже (3):

• Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, поскольку один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
• Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки «наносятся на карту» многие точки, обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
• Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, которые влияют на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
• Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует, что вы максимизируете возврат конденсата, тем самым уменьшив потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения использование энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно меняется от лета к зиме, от дня к ночи и от буднего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно обеспечивать эти переменные нагрузки. Когда потребность в отоплении здания падает ниже количества тепла, подаваемого котлом при его самой низкой мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед розжигом и продувка после розжига, которые отводят тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулирующего котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котлов, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергопотребления. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не является критичным для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

Включение блокировки котла в последовательность работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременное нагревание и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Блокировка котла на основе температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха превышает 65 ° F, является эффективным способом предотвращения этих условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Температура оборотной воды ниже 130 ° F обычно требуется для достижения номинальной эффективности конденсационного котла. Температура оборотной воды выше 130 ° F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации части тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также увеличат вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут мешать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образовавшаяся сажа накапливается на стороне горения трубок. Точно так же некачественная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой сажи или накипи всего 0.Толщина 03 дюймов может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая обработка котловой воды необходима для поддержания ее эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован с учетом растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Инструменты следует калибровать ежемесячно. Ежегодные проверки котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие отложений и коррозии. Даже тонкий слой накипи мешает теплопередаче и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у камина, либо у воды. Если это условие соблюдается, необходимо незамедлительно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Слишком большое количество растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы будут выпадать в осадок из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, вызывают двойные штрафы, поскольку потери тепла из труб должны устраняться дополнительным кондиционированием воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий эксплуатации системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения операционной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Federal Energy Manag Программа ement, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

использованная литература

1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational EffectS. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.

Другие источники

1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

Что такое деаэратор котла и как он работает?

Деаэраторы котлов обычно используются для удаления кислорода и других газов из воды, поступающей в паровые котлы. Деаэраторы полезны, потому что они удаляют газы, которые присоединяются к металлическим компонентам паровой системы и вызывают коррозию, образуя оксиды или ржавчину. И кислород, и углекислый газ ответственны за коррозию, поэтому большинство деаэраторов котлов способны удалять кислород до уровней, практически устраняющих углекислый газ.

Существует два основных типа деаэраторов котлов: деаэраторы тарельчатого или каскадного типа и деаэраторы распылительного типа. Поддонный тип имеет вертикальную секцию, которая имеет куполообразную форму и крепится к верхней части горизонтального резервуара, в котором хранится вода для котла. Тип распылителя представляет собой цилиндрический резервуар, который одновременно деаэрирует питательную воду и накапливает ее.

Прежде чем вы сможете понять, как работает деаэратор котла, вам необходимо больше узнать о самих деаэраторах котла. Мы исследуем следующие темы, чтобы помочь вам лучше понять процесс, используемый деаэратором котла для удаления растворенного газа из воды для защиты самой котельной системы от коррозии:

1. Обзор операции деаэрации котла
2. Роль поглотителей кислорода в работе деаэратора котла
3. Эффективная работа деаэратора котла

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о том, как работают деаэраторы воды и как обеспечить эффективную работу вашего деаэратора.

Обзор операции деаэрации котла

Деаэраторы котла должны подготовить питательную воду для удаления растворенных газов, прежде чем ее можно будет использовать в котельной системе и, в конечном итоге, вызвать коррозию. Во многих случаях питательная вода холодная (

Независимо от типа деаэратора котла, все они работают одинаково.Когда вода поступает из бака питательной воды в деаэратор котла, она поступает через впускной патрубок. Вода проходит через секцию нагрева и вентиляции, заполненную паром. Температура воды повышается, в результате чего выделяется большая часть нерастворенных газов, включая кислород и углекислый газ. Когда вода проходит через деаэратор, она попадает в секцию скруббера. Именно в этой секции происходит последняя стадия деаэрации, поскольку она очищает воду паром, не содержащим кислорода.

Затем пар проходит через распылительный клапан из нержавеющей стали, который превращает высокоскоростной пар в мелкий туман. Деаэрированная вода перетекает в складское отделение и готова к использованию котлом, а газы уходят в атмосферу. Фактически устраняя количество растворенного кислорода и углекислого газа в питательной воде, деаэраторы котла помогают снизить эксплуатационные расходы и улучшить качество пара для оборудования.

Изображение с сайта Pixabay TheoHengelmolen

Роль поглотителей кислорода в деаэрации котла

Согласно CleanBoiler.org, механическая деаэрация сама по себе не может обеспечить полное удаление кислорода. Производители деаэраторов заявляют, что правильно работающие деаэраторы могут снизить концентрацию растворенного кислорода в питательной воде до 0,005 см3 на литр, или 7 частей на миллиард, и 0 свободного диоксида углерода. Однако уровни кислорода в растении варьируются от 3 до 50 частей на миллиард, что делает необходимым химическое удаление кислорода из питательной воды с помощью поглотителей кислорода. Лучшие методы работы с поглотителями кислорода включают помещение их в резервуар для хранения деаэратора, чтобы у них было как можно больше времени для реакции с оставшимся растворенным кислородом.Однако при некоторых условиях поглотители кислорода следует размещать в других местах.

Одним из наиболее часто используемых поглотителей кислорода является сульфит натрия. Однако в некоторых котлах с более высоким давлением сульфит разлагается и попадает в пар, что может представлять опасность для конденсатных систем и конденсационных паровых турбин. Стоит отметить, что изменение спроса на химические поглотители кислорода может указывать на отказ деаэратора.

Эффективная работа деаэратора котла

имеют механическую конструкцию, которая позволяет им использовать давление пара

Чтобы определить, насколько эффективно работает деаэратор вашего котла, вам следует регулярно проводить плановые ежегодные исследования растворенного кислорода (исследования DO2) для измерения уровня растворенного кислорода на выходе из деаэратора.Физический осмотр деаэраторов также показывает, вышел ли из строя внутренний компонент. Будьте готовы взять образец из секции хранения деаэратора и отсоединить систему поглотителя кислорода от деаэратора во время сбора пробы питательной воды.

Деаэраторы котла играют важную роль в защите паровых систем от коррозии. Важно понимать, как они работают и как удалить растворенный кислород в деаэраторе с помощью поглотителей кислорода, чтобы определить, эффективно ли работает деаэратор вашего котла.

Изображение с сайта Pixabay akiragiulia

Что нужно знать: Обслуживание котлов в жилых домах | Домашние дела

Есть ли в вашем доме бойлер? Если да, то какой это тип котла? Узнайте, чем паровые котлы отличаются от котлов с принудительной подачей воздуха и как тип влияет на энергоэффективность.

Во многих современных домах используются котлы разных типов для нагрева воды и распределения пара, горячей воды или теплого воздуха для обогрева жилища. Если в вашем доме есть бойлерная система, вы должны убедиться, что она находится в хорошем рабочем состоянии до наступления самых холодных зимних месяцев.Чтобы вы были готовы, мы коснемся каждого типа котельной системы и дадим несколько советов по обслуживанию, которые помогут вашей системе работать эффективно этой зимой.

Но сначала вы должны знать, чем отличается топка от котла. Хотя многие люди относятся к любой системе отопления дома как к печи, они разные. Основное отличие состоит в том, что печь нагревает воздух и использует воздуховоды для его циркуляции по дому. Как правило, бойлер нагревает воду, которая перемещает воду или пар по медным трубам, чтобы в вашем доме было тепло и комфортно, хотя некоторые используют комбинацию нагретой воды и воздуха, а также медные трубы и воздуховоды.

Системы парового и водяного отопления

Котлы и радиаторы не часто устанавливаются в новых домах, но этот тип системы все еще используется во многих старых домах, а также в квартирах, многоквартирных домах и старых коммерческих зданиях.

В системах парового отопления котел нагревает воду, обычно с помощью газа или мазута, и превращает ее в пар. Пар проходит по трубам к радиаторам или конвекторам, которые отдают тепло и обогревают помещения. По мере охлаждения пар снова конденсируется в воду и возвращается в котел для повторного нагрева.

Системы водяного отопления работают по тому же принципу, прокачивая горячую воду через систему для обогрева радиаторов. Вариант этой системы распределяет горячую воду и тепло по трубам, встроенным в пол, или через плинтусы, установленные вдоль стен.

Несмотря на то, что эти пароводяные системы несколько устарели, они обладают рядом преимуществ.

• В них меньше движущихся частей, и при правильном обслуживании системы паровых и водогрейных котлов более долговечны и надежны, чем более новые и более сложные системы отопления.
• Они обеспечивают чистое и беспыльное тепло — огромное преимущество, если члены семьи страдают от пыли и других аллергенов в воздухе.
• Они помогают сохранить первоначальный вид и атмосферу исторических домов и построек.

• Распределение тепла часто неэффективное и неравномерное.
• Хотя у них меньше движущихся частей, они требуют тщательного обслуживания, чтобы продержаться.
• Установка встроенных труб в полы дороги, а доступ к трубам затруднен, если возникнут проблемы.
• Плинтусы должны оставаться свободными, это может создать проблемы с расстановкой мебели и дизайном драпировки.

Котельная система с принудительным подачей воздуха

В этом варианте котельной системы вода нагревается в котле и направляется в гидравлический змеевик, аналогичный змеевику хладагента в системе кондиционирования воздуха. Когда гидравлический змеевик нагревается, нагнетатель распределяет теплый воздух по воздуховодам по всему дому или зданию, и вода циркулирует обратно в котел для повторного нагрева.

— Воздух, проходящий через систему, можно фильтровать, увлажнять или осушать по желанию.

— Новые системы принудительной подачи воздуха, как правило, более эффективны, чем системы старше 10 лет. Старые системы имеют рейтинг годовой эффективности использования топлива (AFUE) только 50-70 процентов, что означает, что они используют 50-70 процентов топлива для нагрева, а 50-30 процентов расходуется впустую. Напротив, более новые высокоэффективные котлы могут иметь рейтинг AFUE до 90-98 процентов.

— Требуются воздуховоды и занимает место в стенах.

— Воздуховоды и воздух в воздуховодах должны быть сначала нагреты, прежде чем система сможет обогревать ваш дом или здание, что означает, что система принудительной подачи воздуха теряет много тепла, которое она генерирует.

— Движущийся воздух может распространять пыль и аллергены.

Высокая эффективность по сравнению со стандартной заменой котла

Федеральные правила требуют, чтобы новые котлы отображали свой рейтинг AFUE, чтобы потребители могли проводить сравнения.Установка высокоэффективного котла обычно обходится дороже, потому что дом, как правило, необходимо переоборудовать для работы с котлом, но эта стоимость, как правило, компенсируется более низкими счетами за коммунальные услуги. По оценкам Министерства энергетики США, замена старой котельной системы на новую, высокоэффективную, может сократить ваши счета за топливо вдвое.

Техническое обслуживание котла

Независимо от различий между различными системами котлов в жилых домах, для обеспечения эффективной работы вашей системы необходимо надлежащее техническое обслуживание.

Рекомендуется проверять котельную систему не реже одного раза в год у лицензированного специалиста. Квалифицированный техник может произвести проверки и регулировки, необходимые для того, чтобы ваш котел работал эффективно и безопасно.

Между обращениями в службу технической поддержки вы можете помочь в обслуживании вашей котельной системы.

— Если у вас есть радиаторы, и некоторые из них недостаточно нагреваются при включении котла, рекомендуется удалить из них воздух. Положите на пол защитную ткань и с помощью радиаторного ключа откройте вентиль радиатора.Вы должны услышать шипящий звук, когда воздух выходит из радиатора. Когда шипение прекратится и вода начнет вытекать из радиатора, закройте вентиль и вытрите вытекшую воду. Радиатор теперь должен нагреваться равномерно.

— Проверьте вентиляционные отверстия и дымоходы. Заблокированные вентиляционные отверстия препятствуют эффективной работе котла. Если вы обнаружите какое-либо препятствие, очистите его, чтобы позволить свободному потоку воздуха.

— Проверить уровень воды в бойлере. Эксплуатация котла без достаточного количества воды может привести к необратимым повреждениям.Если уровень воды ниже рекомендованного производителем уровня, проверьте, нет ли утечек в водопроводе, которые необходимо отремонтировать.

— Проверить сливную трубку котла на наличие капель воды. Если это произойдет, это может означать, что клапан сброса давления неисправен и требует замены квалифицированным специалистом.

— Очистите пространство вокруг котла. Все эти коробки, пакеты и другие хранящиеся предметы следует убрать, чтобы котел мог дышать.

— Ищите синее пламя. Если пламя на вашем котле желтое или оранжевое, а не синее, вызовите техника.Желтое или оранжевое пламя может указывать на неисправный котел.

Наконец, не пытайтесь ремонтировать котел самостоятельно. Всегда привлекайте лицензированного специалиста для выполнения всех ремонтов котла в вашей системе.

Независимо от того, как сохранить в доме тепло и уют этой зимой, вы захотите защитить свои вложения в систему отопления. Чтобы еще больше минимизировать затраты, связанные с ремонтом и заменой системы отопления вашего дома, подумайте о приобретении гарантии American Home Shield ^® Heating Home Warranty.Наши гибкие планы могут помочь вам защитить ваш дом, а также ваш семейный бюджет.

Как работает комбинированный котел? | Схема комбинированного котла

НЕ пытайтесь установить комбинированный котел самостоятельно

Принцип работы комбинированного котла может быть очень сложным и требует наиболее надежной и безопасной установки. Некоторые люди ошибаются, полагая, что, поскольку комбинированные котлы компактны и не требуют дополнительных резервуаров, их должно быть достаточно легко установить самостоятельно. Мало того, что это чрезвычайно опасно, но и незаконно устанавливать пароконвектомат, если вы не прошли сертификацию.Нелегальных газовиков преследуют ежедневно, и на это есть веские причины. Даже если вы нарушили закон и ранее устанавливали комбинированный котел, у вас все равно нет многолетнего опыта, знаний или правильного испытательного оборудования для установки котла. А когда речь идет о газовых соединениях, невероятно глупо подвергать опасности свою жизнь или жизнь своей семьи.

Если вы решите проигнорировать наш совет и попытаетесь сэкономить несколько фунтов, нарушив закон, и установите котел самостоятельно, и попросите своего зарегистрированного друга, зарегистрированного в газовой безопасности, подписать это, вы оба нарушаете закон и грозит крупный штраф, а также тюрьма.В Интернете есть кабинетные эксперты, которые могут попытаться убедить вас сэкономить и установить котел самостоятельно. Как мы упоминали выше, самое главное, вы подвергнете опасности себя и свою семью. Независимо от того, насколько хорошо вы понимаете, как работает комбинированный котел, ниже приведены некоторые причины, по которым вам НИКОГДА не следует устанавливать котел самостоятельно:

• Зарегистрированный инженер по газобезопасности тратит 5 лет на обучение и достигает своего истинного уровня опыта в 5- 10 лет.
• Анализаторы дымовых газов требуются по закону и стоят от 600 до 1000 фунтов стерлингов.
• Анализаторы дымовых газов необходимо ежегодно калибровать и иметь сертификат.
• Необходимо проверить пригодность котла для объекта недвижимости.
• Размещение котла должно быть безопасным и соответствовать требованиям газовой безопасности и строительных норм.
• Необходимо использовать соответствующие материалы и фурнитуру, указанные производителем.
• Если вы не зарегистрированы на газовую безопасность и подключаете новый газ к котлу = большие штрафы или тюрьма.
• Оборудование, такое как манометры, проверяет подачу газа и обеспечивает безопасное давление.
• Перед подключением котла необходимо проверить целостность газа. И снова один раз подключился.
• Пропускная проверка и проверка на герметичность.
• Необходимо проверить и отрегулировать расход.
• Инженеры по газобезопасности должны установить газ в котле, а также проверить давление газа и целостность дымохода.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: После прочтения всего вышеперечисленного вы все же решаете рискнуть и самостоятельно установить котел и подсоединить газ, вы аннулируете гарантию на котел.(Вдобавок к уплате крупного штрафа или разделению тюремной двухъярусной кровати с вашим приятелем по газовой безопасности, который подписал это).

Если вы хотите, чтобы зарегистрированный установщик газового сейфа установил ваш пароконвектомат или сертифицированный специалист по отоплению, чтобы осмотреть вашу собственность или ответить на дополнительные вопросы о том, как работает пароконвектомат, начните с получения онлайн-предложения. Просто введите ниже свой почтовый индекс и нажмите зеленую кнопку:

Как обновить систему парового отопления

Допустим, у вас есть старый дом со старинной системой парового отопления, которая шепчет вам холодными зимними ночами и тепло улыбается, украшенные чугунными радиаторами.Тебе это просто нравится. Предположим также, что вы планируете новую кухню или хотите оградить заднюю веранду и превратить ее в круглогодичную гостиную. Это новое пространство будет хотеть тепла, и, возможно, вы думаете, что все, что вам нужно, это еще один или два паровых радиатора. Конечно, можно добавить паровые радиаторы в старую паровую систему, но это не так просто. Однако на самом деле вам нужна новая зона нагрева, и нет причин, по которым вам нужно привязать старый паропровод, чтобы получить ее. Фактически, может быть более практичным добавить новую зону горячей воды к старой паровой системе и даже поставить ее на собственный термостат.

Вот почему. Представьте на мгновение, что ваш местный подрядчик по отоплению останавливается, чтобы взглянуть на установку паровых радиаторов. «Ты можешь сделать это?» ты спрашиваешь. «Не так-то просто», — говорит он с выражением, которое передает что-то среднее между безнадежностью и большими расходами, что вам, как владельцу старого дома, хорошо известно. «Эти трубы довольно старые, и если я прикоснусь к ним, — он щелкает пальцами, — может случиться все, что угодно».

В старую паровую систему можно добавить паровые радиаторы, но это не так просто.

Отчасти проблема, с которой вы столкнулись, заключается в том, что большинство людей, которые понимают, что такое тепло пара, уже мертвы. Можно добавить паровые радиаторы в старую паровую систему, но сначала необходимо убедиться, что существующий паропровод может выдержать дополнительную нагрузку. Вы также должны увидеть, сможете ли вы соединиться с этой магистралью в подвале с помощью трубы подходящего размера и при этом получить правильный шаг для новых радиаторов. Затем вы должны задаться вопросом, будут ли новые радиаторы совместимы со старой системой трубопроводов и какое влияние все это окажет на старый котел.Будет ли новый трубопровод хлопать и брызгать водой, когда вы закончите? Если да, то что тогда? Создание новой зоны горячего водоснабжения — далеко не простая задача — действительно, эту работу лучше всего доверить профессионалам, потому что у них есть нужные инструменты, — но она позволяет обойти эти проблемы.

Как вода из пара

Вот как профессионал может добавить зону горячей воды к вашей системе парового отопления. Во-первых, учтите, что паровой котел похож на чайник. Он частично заполнен водой и использует пространство над ватерлинией для производства пара, который затем устремляется в трубопровод в поисках выхода (это вентиляционные отверстия на радиаторах и вентиляционные отверстия на концах основного трубопровода). .Чтобы добавить зону горячей воды к старой паровой системе, профессионалу придется брать горячую воду из бойлера в точке ниже ватерлинии бойлера. Он будет использовать циркуляционный насос, чтобы перекачать воду между бойлером и вашими новыми радиаторами, и вернет воду в другой кран ниже ватерлинии котла. Чтобы обеспечить хорошую циркуляцию по котлу, обратный отвод должен находиться в месте на котле, которое не находится рядом с подающим отводом. Если подающий и обратный отводы расположены слишком близко друг к другу, вода будет проходить через ваш котел и не останется там достаточно долго, чтобы забрать тепло, необходимое для удовлетворения потребностей вашей новой зоны.Вот где нужны инструменты и навыки. Обеспечение безопасности этих отводов в котле, особенно в старом котле, может быть проблемой. Это не проект выходного дня.

Теперь я знаю, что вы, вероятно, задаетесь вопросом, как вода будет оставаться в трубопроводе новой зоны, если этот трубопровод выше, чем котел. Чтобы разгадать эту загадку, вам понадобится стакан воды и трубочка для питья. Теперь я попрошу вас сделать то, чем вы, вероятно, занимались с детства. Поместите соломинку в стакан с водой, затем поместите палец на соломинку и поднимите ее из стакана.Вода остается в соломе, верно? Как придешь? Потому что вес воздуха (атмосферное давление), толкающего воду в соломинку, больше, чем вес вертикального столба воды, который пытается выпасть из соломы. Уберите палец с верха соломинки, и воздух внезапно получит доступ к обоим концам водяного столба. Сила тяжести возьмет верх, и вода будет выпадать из соломы. Принцип соломы позволит вам разместить зону с горячей водой на втором этаже вашего дома, даже если вы живете в Денвере!

Принцип соломы также объясняет, почему у вас не может быть никаких вентиляционных отверстий в ваших новых трубопроводах или радиаторах.Если воздух попадет внутрь, вода выйдет из трубы и снова попадет в котел (и вы не можете использовать циркуляционный насос для заполнения зоны каждый раз, у него недостаточно мощности для этого). В идеале трубопровод к новым радиаторам и от них должен быть непрерывной петлей, чтобы профессионал мог заполнить его водой перед запуском зоны. Он сделает это с помощью системы продувки, которая представляет собой не что иное, как два запорных клапана и две заглушки для шлангов — по одной на подающей и обратной линии и ниже ватерлинии котла.Чтобы заполнить контур, он закроет оба запорных клапана (установленных между бойлером и штуцерами шланга) и откроет штуцеры шланга. Затем он надевает шланг на одну из насадок и заливает воду в трубопровод и радиатор. Когда вода потечет из другого нагрудника, профессионал будет знать, что он готов. Затем, когда он закроет нагрудники и откроет запорные клапаны, вода останется в вашей новой зоне так же, как и в соломинке для питья. Довольно круто, а?

Умные соединения и элементы управления

А теперь вот трюк с трубопроводом, который заставляет все это работать.Когда котел вырабатывает пар, температура воды внутри котла будет выше 212 ° F. Циркуляционный насос перекачивает эту горячую воду из котла в зону. При этом циркуляционный насос будет повышать давление воды, поэтому вода в верхней части системы останется жидкой. Но когда циркуляционный насос отключается (а это происходит, когда термостат в вашей новой зоне удовлетворяется), горячая вода внезапно теряет это давление и может превратиться в пар в верхней точке системы.Когда вода превращается в пар, она увеличивается в объеме в 1700 раз. Это внезапное расширение пара может вытолкнуть воду из радиатора и трубопроводов и сбросить ее в котел. Более того, это явление будет сопровождать звуки, которые вы запомните надолго.

Чтобы этого не происходило, профессионал проложит байпасную линию котла между возвратной линией и линией подачи вашей новой зоны горячего водоснабжения. Байпас позволит части воды, возвращающейся из радиатора, обойти котел и присоединиться к горячей воде, выходящей из котла.В результате получится вода с температурой около 180 ° F (когда котел вырабатывает пар). Эта технология обвязки имитирует то, что происходит внутри однорычажного смесительного клапана кухонной мойки. Он смешивает горячую и холодную воду, чтобы получить идеальную смесь — не слишком горячую и не слишком холодную. В вашей новой зоне такое смешивание гарантирует, что вода в верхней части новой зоны не превратится в пар, когда циркуляционный насос отключится.

Для управления всем этим установщик будет использовать три устройства. Термостат в помещении будет определять температуру воздуха и запускать циркуляционный насос по запросу тепла.Вода будет проходить мимо аквастата, который похож на термостат, за исключением того, что он определяет температуру воды, а не воздуха. Если температура воды составляет 180 ° F или выше, горелка не загорится. Третье устройство называется переключающим реле. Его задача — запустить горелку, если аквастат обнаружит температуру ниже 180 ° F, и остановить горелку до того, как котел сможет производить пар. Это позволяет вашей новой зоне работать независимо. Вам не придется отапливать весь дом (с помощью паровой системы), если вы просто хотите обогреть новое пространство с помощью зоны горячей воды.Кроме того, ваша паровая система по-прежнему будет работать от собственного термостата.

Единственное, что вам нужно будет добавить — и они будут работать как на подающей, так и на обратной линиях — это регулирующие клапаны. Это утяжеленные (или подпружиненные) обратные клапаны, которые будут удерживать горячую воду в паровом котле от подъема (за счет естественной конвекции) в вашу новую зону, когда ваш новый термостат не требует тепла.

Я должен сказать вам о некоторых ограничениях этих гибридных систем. Во-первых, вы можете получить от котла столько тепла, что вы не сможете производить пар.Если вы прочитаете паспортную табличку котла, вы увидите указанную общую нагрузку. Вероятно, это значение МЭД (эквивалент прямого излучения) в квадратных футах. EDR на один квадратный фут равен 240 BTUH. Вы можете безопасно использовать треть этой общей нагрузки для своей новой зоны горячего водоснабжения. Попросите профессионала рассчитать теплопотери в новом помещении, чтобы увидеть, что ему нужно. Не угадай.

Следующее ограничение этой системы связано с лучистым теплом. Не используйте эту технику прокладки труб для создания зоны лучистого обогрева в вашем доме. Вода в паровом котле слишком грязная, чтобы проходить через узкие пластиковые или синтетические резиновые трубки, которые мы используем в излучающих системах.Если вам нужна лучистая энергия, профессионал все равно может добавить зону вашего парового котла, но ему придется использовать теплообменник и второй циркуляционный насос. Эта установка означает больше элементов управления, а также больше денег. Наконец, заплатите немного больше, чтобы получить циркулятор с бронзовым корпусом. В слегка кислой котловой воде он прослужит дольше, чем циркуляционный насос с металлическим корпусом, и в долгосрочной перспективе это ваш лучший результат.

Так что покажите эту идею своему специалисту по отоплению и обсудите ее. Пар — это хорошо, а эта уловка старожила может сделать его еще лучше!

Мы отвечаем на 8 самых распространенных вопросов о тепловых насосах

Тепловой насос Mitsubishi сохраняет на кухне прохладу летом и тепло зимой.

Тепловые насосы — это круто — все так говорят? Но они еще в некотором роде… волшебные? Не совсем, конечно. Но технология, которая приводит в действие тепловые насосы, загадочна, если вы не являетесь экспертом в физике, а также в области отопления и охлаждения. И большая часть литературы в Интернете либо предлагает вам купить тепловой насос, либо хочет, чтобы вы НЕ покупали тепловой насос и использовали масло или пропан для получения тепла. Поэтому мы решили демистифицировать тепловые насосы для всех и прямо ответить на вопросы, чтобы вы могли принимать собственные обоснованные решения о покупке.Вы готовы учиться? Поехали:

Тепловой насос — это автономное двухкомпонентное устройство, в котором используются холодильная техника и электричество для обогрева и охлаждения домов, предприятий и других приложений. Тепловой насос состоит из двух компонентов: конденсатора, который чаще всего находится вне дома, который производит обогрев или охлаждение, и внутреннего блока, который обычно устанавливается на стене и пропускает горячий или холодный воздух в дом; поскольку конденсатор и воздухообрабатывающий агрегат разделены или «разделены» линией хладагента, тепловые насосы иногда могут называться «мини-разделителями».”Тепловые насосы обеспечивают исключительно высокий КПД, а также возможность обеспечивать обогрев и охлаждение без необходимости прокладки воздуховодов в доме; поскольку работа с воздуховодом не требуется, вы можете услышать, что тепловые насосы называют «бесканальными».

Вот пример обычного типа теплового насоса:

Настенная кассета Mitsubishi с тепловым насосом (внутренний блок) вверху и конденсатор (наружный блок) и пульт дистанционного управления внизу. Обратите внимание, что эти изображения непропорциональны, и конденсаторы обычно составляют два или более футов в поперечнике.

Как работает тепловой насос — на этой диаграмме показан процесс охлаждения.

Проще говоря, тепловой насос использует электричество и хладагент для перемещения тепла из одного места в другое.

Для обеспечения тепла тепловой насос работает, отбирая тепло из воздуха за пределами вашего дома и передавая его охлаждающему хладагенту. Затем хладагент сжимается, что значительно увеличивает температуру; затем хладагент перемещается во внутренний блок теплового насоса, который затем пропускает воздух над горячим хладагентом, повышая его температуру, чтобы приспособиться к термостатическому запросу тепла внутри дома.

Тепловой насос состоит из двух основных частей — «настенной кассеты», которая устанавливается внутри вашего дома, и конденсатора, который остается снаружи вашего дома. Настенные кассетные и конденсаторные блоки теплового насоса соединены линией хладагента.

Внутренняя настенная кассета с термостатическим управлением обеспечивает как обогрев, так и охлаждение. Когда требуется тепло, тепловой насос включает вентилятор в наружном блоке, чтобы начать процесс отвода тепла из воздуха за пределами вашего дома.Линия хладагента передает это тепло внутреннему блоку, который затем передает тепло воздуху внутри вашего дома через вентилятор внутри настенной кассеты. В режиме охлаждения процесс обратный: тепло выводится из дома, а холодный воздух возвращается внутрь.

Тепловые насосы действительно экономят ваши деньги на расходах на электроэнергию.

Поскольку тепловой насос использует электричество только для выработки энергии, а не для выработки тепла, он обеспечивает исключительно высокий КПД.При использовании традиционного резистивного электрического нагрева — например, электрического плинтуса или обогревателей — количество выделяемого тепла пропорционально количеству используемой электроэнергии: одна единица тепла на единицу электроэнергии для 100% эффективности.

При использовании теплового насоса коэффициент полезного действия резко возрастает, поскольку потребляемая электроэнергия используется только для питания двух вентиляторов (испарителя и конденсатора), компрессора и насоса, чтобы сконцентрировать тепло снаружи и передать его в ваш дом. Благодаря этому тепловые насосы могут обеспечивать более 3 единиц тепла на каждую единицу электроэнергии, используемой при КПД более 300%.Средняя зимняя температура в штате Мэн составляет 37 градусов, поэтому сезонная эффективность Mitsubishi Hyper Heat составляет около 285%

Это означает более низкие счета за электроэнергию для комфортного дома — тепловые насосы очень недороги в эксплуатации, увеличивая ваши счета за электроэнергию в среднем на 75 долларов в месяц за тепловой насос, который постоянно работает в доме. Если вы используете тепловой насос вместе с основной системой отопления, такой как масляная, газовая или электрическая, вы получите дополнительную экономию, используя тепловой насос для компенсации расхода основного топлива: один тепловой насос может компенсировать до 300 галлонов масла. в обычном доме, экономя деньги на дорогих ископаемых видах топлива.Кроме того, тепловые насосы помогут снизить углеродный след вашего дома.

Heat Pumps повысит ваши счета за электроэнергию, но снизит ваши затраты на другие виды топлива для отопления.

Каждый отдельный тепловой насос (часто называемый индивидуальным), который используется ежедневно, увеличивает ваш счет за электроэнергию на 50–100 долларов в месяц. Однако тепловой насос соответственно сократит ваши счета на отопительное топливо — для типичного домашнего хозяйства, которое использует 800 галлонов масла в год, тепловой насос может уменьшить количество используемого масла на 300 галлонов.Если нефть стоит 2,75 доллара за галлон, цена за миллион британских тепловых единиц (британских тепловых единиц, стандартная мера тепла в США) составит 28,06 доллара. Чтобы получить такое же количество тепла, 1 миллион БТЕ, от теплового насоса с текущим стандартным тарифом на электроэнергию 14,5 цента за киловатт-час, вам потребуется 14,71 доллара. Другими словами, отопление дома с помощью теплового насоса эквивалентно отоплению дома маслом по цене 1,44 доллара за галлон, или на 48% меньше.

Дом с панелью солнечных батарей на крыше

Преимущество солнечных панелей заключается в том, что днем, когда светит солнце, панели на крыше собирают солнечную энергию и преобразуют ее для использования в вашем доме в качестве электричества.Во многих домах электроэнергия, вырабатываемая массивом, которая не используется в доме, возвращается вам вашей электроэнергетической компанией и используется для компенсации вашего счета за электричество в конце каждого месяца. В большинстве домов по-прежнему будет выставляться счет за электроэнергию, использованную в ночное время, во время штормов или в периоды интенсивного использования, например, в очень жаркие периоды лета.

Однако ваш тепловой насос питается от электричества — и когда вы соединяете солнечные панели для электричества с тепловыми насосами для тепла (которые используют электричество для выработки электроэнергии), вы отапливаете свой дом в среднем примерно за 9 центов за кВтч по сравнению14,5 цента за кВтч без солнечной энергии, что эффективно снижает ваши затраты на эксплуатацию теплового насоса почти на 40% в год.

Сервисный техник True North с конденсаторным агрегатом теплового насоса

Да, но для того, чтобы тепловой насос полностью перестал работать, должно стать очень и очень холодно.

Различные модели тепловых насосов имеют разные характеристики того, насколько холодно может быть, прежде чем они перестанут быть эффективными.Для этого примера мы будем использовать рейтинг теплового насоса Mitsubishi Hyper Heat ™, который рассчитан на обеспечение достаточной тепловой мощности до -13 градусов по Фаренгейту.

Тепловые насосы рассчитаны на «мощность». В этом примере, когда температура составляет 30 градусов, тепловой насос легко будет производить 100% своей мощности с максимальной эффективностью. Однако, когда температура начинает падать, начинает падать и мощность, а когда мощность начинает падать, тепловой насос будет «усерднее» поддерживать температуру в доме.Это похоже на то, как если бы вам пришлось нажать на педаль газа, чтобы поднять машину на крутой холм, именно здесь эффективность тепловых насосов начинает падать — больше энергии используется, чтобы производить меньшую мощность.

При использовании теплового насоса Mitsubishi Hyper Heat ™ КПД начинает падать примерно при 2 градусах по Фаренгейту. При -2 градусах вы получите около 87% мощности устройства. А при -13 градусах вы получите около 76% мощности устройства. Неясно, при какой температуре устройство полностью перестанет работать — у нас еще не было достаточно холодного дня, чтобы продемонстрировать это с тепловыми насосами Hyper Heat ™, хотя в некоторых документах Mitsubishi указывается, что точка остановки составляет -18 градусов.

В старых домах с меньшей изоляцией, большими потерями тепла или сквозняками тепловому насосу также потребуется больше работать, чтобы компенсировать быструю потерю тепла из-за этих проблем. Однако новые дома часто имеют отличную изоляцию и построены для предотвращения потерь тепла — в этих случаях тепло, создаваемое тепловым насосом, сохраняется внутри дома и помогает тепловому насосу работать с большей эффективностью.

В некоторых регионах с более теплым климатом тепловые насосы могут быть единственным источником тепла зимой.Однако здесь, в штате Мэн, мы рекомендуем, чтобы в большинстве домов был либо основной, либо резервный источник тепла на очень холодные дни или длительные периоды низких температур, в течение которых тепловые насосы будут иметь проблемы с восстановлением после потери тепла. Этими другими источниками могут быть нефть, газ, пропан, электричество или биомасса. True North предлагает тепло из древесных гранул из биомассы или тепло природного газа для снижения затрат на топливо для отопления и снижения выбросов углерода, которые способствуют изменению климата.

Этот гибридный водонагреватель с электрическим тепловым насосом Geospring Pro был установлен в подвале штата Мэн для максимальной эффективности

Водонагреватель с тепловым насосом использует ту же технологию теплового насоса, которая описана выше, для нагрева горячей воды в доме.Водонагреватели с тепловым насосом очень хорошо изолированы, и вода может очень хорошо удерживать тепло — как таковые, водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить горячей водой типичную семью из четырех человек при очень низких эксплуатационных расходах, чаще всего 15 долларов или меньше в месяц.

Есть вопросы? Хотите узнать, подходит ли для вашего дома тепловой насос или водонагреватель с тепловым насосом? Позвоните нам в любое время по телефону 207-221-5677 или напишите нам по адресу [email protected]!

Страница 1 из 11

Как очистить печь за 7 шагов (с иллюстрациями)

Детали проекта

Навык

Независимо от типа вашей системы, не ждите, пока она выйдет из строя, чтобы выполнить техническое обслуживание печи своими руками.Чистая, отлаженная система отопления сэкономит деньги на топливе и продлит срок службы печи.

Перед наступлением холодных осенних ночей вам нужно записаться на ежегодное техническое обслуживание печи. Без этой ежегодной очистки и осмотра система может быстро изнашиваться, накачать смертельный угарный газ в ваш дом или просто перестать работать.

Ежегодное обслуживание стоит недорого — обычно менее 100 долларов — особенно по сравнению с ценой новой печи.«Вам не придется ждать больше года, чтобы отремонтировать свою машину», — говорит Ричард. «Не менее важно тепло в вашем доме».

Мы попросили This Old House эксперта по сантехнике и отоплению Ричарда Трэвэи показать нам правильные шаги, которые должен выполнить специалист по обслуживанию при установке печи с принудительной подачей воздуха на жидком топливе; основы газовой системы аналогичны. В обоих случаях топливо смешивается с воздухом и воспламеняется, нагревая герметичную камеру.Свежий отфильтрованный воздух затем проходит через внешнюю часть горячей камеры в нагревательные каналы. (В домах с радиаторами вместо печей устанавливаются бойлеры. Они нагревают воду вместо воздуха, но ежегодный осмотр аналогичен.) В целом опасные выхлопные газы из камеры сгорания выводятся через дымоход или дымоход.

Шаг 1

Завершение работы системы

Перед ежегодной очисткой печи Ричард отключает электричество и подачу топлива.Яркий красный щиток переключателя мощности обычно можно найти наверху лестницы в подвал или рядом с самой горелкой, а запорный топливный клапан находится рядом с масляным баком или на входящей газовой трубе. Отметьте расположение обоих на случай будущей утечки или пожара.

Шаг 2

Очистка камеры сгорания

В камере сгорания топливо смешивается с воздухом и воспламеняется, выделяя тепло, а также углеродную сажу, водяной пар, двуокись углерода и многое другое.Накопление сажи может вызвать коррозию стенок камеры. Ричард соскребает нагар с помощью небольшой проволочной щетки. Затем он удаляет сыпучий материал с помощью промышленного пылесоса и проверяет камеру на наличие отверстий или коррозии перед заменой крышки.

Шаг 3

Проверка дымохода

Ричард проверяет отверстия в выхлопном дымоходе, через которые может протекать угарный газ, особенно там, где труба встречается с печью.Небольшие дыры можно заделать изолентой, но ржавые дымоходы необходимо заменить. Он также регулирует барометрическую заслонку дымовой трубы, которая уменьшает тягу дымохода. «Большой, высокий дымоход в старом доме имеет тенденцию всасывать слишком много воздуха, что снижает эффективность», — говорит он. «Ваш сервисный профессионал может утяжелить демпфер, чтобы уменьшить натяжение.

Шаг 4

Замена масляного фильтра

Масляный фильтр (используется только в масляных системах) предотвращает засорение сопла масляной горелки мелкими загрязнениями, что может привести к пропуску зажигания и отключению системы.Ричард сначала закрывает масляный клапан, затем снимает старый фильтр и заменяет его, откладывая грязный фильтр для утилизации в соответствии с местными правилами обращения с опасными отходами.

Шаг 5

Замена воздушного фильтра

«Зимой весь воздух, которым дышит ваша семья, проходит через этот фильтр», — говорит Ричард. «Вы не можете менять его слишком часто, но никогда не отпускайте его дольше года.«Заменить фильтр легко любой домовладелец. В то же время Ричард проверяет износ и натяжение ремня нагнетателя (нагнетатель, приводимый в действие электродвигателем, перемещает нагретый воздух из печи через воздуховоды к вентиляционным отверстиям помещения). Ослабленный ремень может замедлить работу воздуходувки, что снижает эффективность. Если ремень прогибается более чем на ¾ дюйма при сильном нажатии, это можно отрегулировать, слегка сдвинув двигатель назад.

Шаг 6

Регулировка горелки и проверка эффективности

Ричард устанавливает анализатор горения, который вычисляет КПД печи путем измерения количества газов в дымоходе.Он следит за тем, чтобы воздушные заслонки горелки были настроены на правильное соотношение топлива и воздуха. «Вы хотите, чтобы топливо, которое вы принесли, сгорело до того, как оно пойдет в дымоход», — говорит Ричард. Он также заменяет масляное сопло, которое распыляет топливо непосредственно перед его воспламенением, и проверяет цвет и форму пламени на воспламенителе. Как для нефти, так и для газа это ключевой показатель стабильного и полного сгорания. В газовой системе это время, когда трубы горелок должны быть очищены пылесосом.

Шаг 7

Вентиляционные отверстия для пола

Осень — хорошее время для домовладельцев, чтобы снять напольные регистры и пропылесосить воздуховоды, которые являются магнитами для пыли, шерсти домашних животных, маленьких игрушек и остатков пищи.Все это снижает его эффективность, заставляя вас повышать температуру. Вы также будете дышать немного легче без этого мусора в воздухе.

Ищете помощь с ремонтом дома? Гарантия на дом может помочь. Ознакомьтесь с этими подробными руководствами от команды обзора этого старого дома: