Стройся!!! Строительство, проекты домов Водяное отопление   
Поиск Проекты домов Дом, участок, сад Стройка, отделка, ремонт Инж. системы Интерьер, дизайн Статьи Форум, блоги Объявления



Теплогенераторы и котлы

Выбор типа источника теплоты зависит от вида топлива, его номинальной теплопроизводительности, которая должна быть больше расчетных теплопотерь дома на 15-20% функционального назначения. Ограждающие конструкции наиболее современных малоэтажных домов при высоком термическом сопротивлении имеют весьма низкую теплопоглощающую способность, вследствие чего они характеризуются малой теплоустойчивостью, а тепловой режим в них подвержен колебаниям при воздействии переменных метеорологических факторов и нестабильной подаче теплоты. Отмеченная особенность предопределяет целесообразность применения квартирных генераторов теплоты с топками длительного и затяжного горения или применения системы отопления с большой тепловой аккумуляцией.

Для децентрализованного теплоснабжения наиболее перспективны двухфункциональные генераторы теплоты, обеспечивающие одновременно отопление и горячее водоснабжение с топками длительного горения при работе на твердом топливе. При использовании твердого топлива для квартирных генераторов теплоты целесообразно применять сортированные каменные угли, угольные брикеты, учитывая, что большинство котлов и аппаратов не приспособлены для сжигания низкосортного топлива.

Верхний предел размера фракций угля во избежание кратного горения не должен превышать 50 мм, а нижний в связи с ограниченностью тяги и отсутствием принудительного дутья — 13 мм. В качестве жидкого топлива может применяться топливо печное бытовое (ТПБ) или осветительный керосин. В настоящее время на рынке представлена широкая номенклатура квартирных генераторов теплоты на твердом, газообразном и жидком топливе. Большая их часть имеет в своей конструкции водяной контур и предназначена для использования в водяной системе отопления. С учетом удельного веса твердого топлива в топливном балансе села (свыше 80%) наибольший интерес для потребителя представляют твердотопливные квартирные котлы.

Отвод газов из квартирных теплогенераторов осуществляется через дымовую трубу высотой 5—7м. Тяга, создаваемая такой трубой, невелика, и чтобы дым из топки не выбивало в помещение, газовое сопротивление теплогенераторов должно быть минимальным. Квартирные генераторы тепла должны обладать также наименьшим гидравлическим сопротивлением, так как общее циркуляционное давление в системе весьма незначительно. Для увеличения этого давления целесообразно низкое расположение теплогенератора, однако чаще всего такое решение в условиях одноэтажного строения зачастую неприемлемо. При обычном размещении теплогенератора на полу для снижения центра нагрева и увеличения гидравлического напора желательно, чтобы теплогенератор был минимальной высоты, а поверхности нагрева располагались возможно ниже. Затраты на топливо составляют основную часть эксплуатационных расходов, поэтому КПД котла должен быть достаточно высоким.

Наиболее распространены чугунные или стальные водогрейные котлы, используемые самостоятельно или совместно с бытовыми плитами для варки пищи. Чугунные котлы имеют большие преимущества — они долговечные и дешевые при массовом производстве. Кроме того, их набирают из отдельных секций, поэтому изменением числа секций можно подобрать их любую производительность. Ремонт котлов обычно сводится к замене прогоревшей секции на новую. Срок службы чугунных котлов составляет около 20 лет в то время как остальных 10—15 лет. Срок эксплуатации от капитального ремонта до ремонта не менее 2000 часов, других конструкций — не менее 8000 часов.

Следует заметить, что все малометражные котлы имеют небольшие конвективные поверхности теплообмена и вследствие этого высокую температуру отходящих газов (250-400°С), что вызывает снижение их КПД. Если котел подсоединить к дымовой трубе через отопительный щиток, то можно существенно снизить температуру отходящих газов и увеличить КПД. При растопке котла, когда ухудшается тяга, открывают заслонку прямого хода и газы направляются в дымовую трубу. Также поступают, когда начинают отопительный сезон. При установившейся тяге заслонка прямого хода закрывается и газы направляются в отопительный щиток.

Чугунный секционный водогрейный котел КЧММ
Рис. 9. Чугунный секционный водогрейный котел КЧММ: а — вид спереди; б — разрез; в — вид со стороны задней стенки

Для наиболее распространенного топлива — каменного угля чаще всего используют чугунные котлы марок КЧММ, КЧММ-2, КЧМ-1, КЧМ-2, КЧМ-3. Снаружи они обшиты кожухом из листовой стали. Между кожухом и чугунными секциями уложена теплоизоляция из листового асбеста. Котел КЧММ (рис. 9) состоит из трех секций, причем вся необходимая гарнитура размещена на крайних секциях. Колосниковая решетка выполнена частично охлаждаемой и имеет шуровочное устройство. Газовый тракт котла оборудован газоходом прямого хода, позволяющим при растопке направлять газы помимо теплообменных поверхностей сразу в дымовую трубу (табл. 2).

Таблица 2. Техническая характеристика котла КЧММ

Площадь поверхности нагрева котла, м2 1,05
Теплопроизводительность:  
кВт 11,5
ккал/ч 10000
КПД, не ниже (при сжигании антрацита марки АО), % 75
Площадь колосниковой решетки, м2 0,0525
Топочный объем, м3 0,023
Габариты, м:  
длина 0,39
высота 0,86
ширина 0,375
Вместимость котла, л 9,5
Масса секций на 1000 Вт, кг 12,5
Разрежение, необходимое для работы, Па 11-13

Чугунный секционный водогрейный котел КЧММ-2
Рис. 10. Чугунный секционный водогрейный котел КЧММ-2: а — продольный разрез; б — поперечный разрез

Таблица 3. Техническая характеристика котла КЧММ-2

  Площадь поверхности нагрева, м2
0,9 1,17 1,44
Теплопроизводительность, Вт 10500 14000 17500
КПД при сжигании угля марки АО, % не менее 75
Число секций 4 5 6
Вместимость котла, л 16,7 19,7 22,7
Площадь колосниковой решетки, м2 0,048 0,064 0,08
Габариты котла, мм:      
длина 590 670 750
ширина 450 450 450
высота 680 680 680

Котел КЧММ-2 (рис. 10) набирается из передней, задней и промежуточных секций, число которых составляет от двух до четырех. Колосниковая решетка образована чередующимися охлаждаемыми и неохлаждаемыми элементами (табл. 3).

Чугунный секционный водогрейный котел КЧМ-1
Рис. 11. Чугунный секционный водогрейный котел КЧМ-1: а — продольный разрез; б — вид спереди

Таблица 4. Техническая характеристика котла КЧМ-1

Параметр Площадь поверхности нагрева котла, м2
1,39 1,78 2,11 2,5 2,89 3,28 3,61
Теплопроизводительность, Вт 16000 21000 25000 31000 37000 42000 46000
КПД при сжигании антрацита марки АО 77 75 74 73 72 72 71,5
Число секций 4 5 6 7 8 9 10
Вместимость, л 27,2 30,5 33,8 37,1 40,4 43,7 47,0
Площадь колосниковой решетки, м2 0,06 0,086 0,112 0,138 0,163 0,189 0,214
Длина котла, м 0,34 0,425 0,51 0,595 0,68 0,765 0,85
Топочный объем, м3 0,03 0,043 0,056 0,069 0,082 0,094 0,107
Масса, кг 181 216 248 283 318 353 386
Разрежение при работе, Па 10 12 14 15 16 18 20

Котел КЧМ-1 (рис. 11) отличается от котла КЧММ-2 в основном большим количеством секций (табл. 4).

Чугунный секционный водогрейный котел КЧМ-2
Рис. 12. Чугунный секционный водогрейный котел КЧМ-2: 1 — тягопрерыватель; 2 — горелка; 3 — вход обратной воды; 4, 5 — электромагнитный и соленоидный вентили; 6 — подвод газа; 7 — ниппель; 8 — электропроводка; 9 — вход газа; 10 — вход горячей воды; 11 - трансформатор

Таблица 5. Техническая характеристика котла КЧМ-2

Параметр Площадь поверхности нагрева котла, м2
1,07 2,11 2,5 2,95 3,39 3,83 4,23
Теплопроизводительность, Вт 20000 24000 29000 35000 40000 46000 52000
КПД 78 77 77 76 76 75 75
Число секций 4 5 6 7 8 9 10
Вместимость, л 27,4 30,8 34,2 37,6 41,0 44,4 47,8
Габариты, мм:              
длина 345 435 525 615 705 795 885
высота 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040
ширина 450 450 450 450 450 450 450
Масса секций, кг 278 322 365 409 452 497 539
Разрежение, Па 12 12 15 16 16 18 20

В котле КЧМ-2 (рис. 12) число средних секций меняется от 2 до 8. Передняя секция имеет отверстия для загрузки топлива, шуровки горящего слоя и выгрузки золы. Боковые стенки и верх котла изолированы листовым асбестом и кожухом из листовой стали (табл. 5). Для улучшения теплотехнических свойств газоходы снабжены удлинителями потока дымовых газов, состоящими из чугунных вставок с внутренними ребрами и распорок. При установке вставок ребра попадают в межсекционные щели котла и крепятся с помощью стержней. Распорки с отверстиями для прохода газов размещают в топочном пространстве между вставками. Поднимаясь вверх газы ударяются в распорку, частично проходя через отверстия и попадают в зазоры, образованные вставками и секциями котла, тем самым улучшая теплопередачу от продуктов сгорания к воде.

Водогрейный котел типа КЧМ-2М «Жарок-2»
Рис. 13. Водогрейный котел типа КЧМ-2М «Жарок-2»: 1 — пакет секций; 2 — решетка; 3 — стенка правая; 4 — ручка; 5 — воздухозаборник; 6 — ящик зольниковый; 7 — дверка нижняя; 8 — стенка левая; 9 — дверка верхняя; 10 — крышка; 11 — отвод; 12 — патрубок газохода

Таблица 6. Техническая характеристика котла "Жарок-2"

Показатель Количество секций
3 4 5 6 7 8 9
Номинальная мощность, кВт 16,5 23 29,5 36 42,5 49 55,5
Удельная материалоемкость, кг/кВт 13,8 12,1 10,8 10,6 10,1 9,8 9,6
Габариты, мм 390х500х1065 500х500х1065 610х500х1065 720х500х1065 830х500х1065 940х500х1065 1050х500х1065
Масса, кг 232 283 333 385 433 485 535

Чугунные секционные котлы КЧМ-2М «Жарок-1» и «Жарок-2» (рис. 13.) предназначены для подогрева воды в системах отопления малоэтажных зданий и индивидуальных жилых домов строительным объемом 300-900 м3 («Жарок-1»), 200-600 м3 («Жарок-2») (табл. 6). Они универсальны и могут работать на сортированном твердом топливе (антраците, коксе, каменном и буром угле и малозольном брикетированном топливе), а при соответствующем переоборудовании и на газообразном. Котлы типа «Жарок» могут работать в системах водяного отопления с естественной и принудительной циркуляцией при гидростатическом давлении до 0,3 МПа (3 кгс/см2) и температуре теплоносителя до 95°С. Топки котлов «Жарок» приспособлены для длительного и эффективного сжигания топлива. В топке котла за счет дополнительных ребер на вертикальных трубах секций образованы не заполняемые топливом обводные растопочные каналы, позволяющие снизить аэродинамическое сопротивление, производить разовую загрузку топлива в полном объеме, увеличить время работы котла без обслуживания.

Замкнутое зольное пространство, образованное ребрами секций, обеспечивает газоплотность котла, необходимую для регулирования подачи первичного воздуха. Подача первичного воздуха в зону горения регулируется открытием крышки воздухозаборника на необходимый угол. Продолжительность рабочего цикла в режиме длительного горения котла:

  • на антраците и каменных углях с выходом летучих веществ до 17%, зольностью до 20%, влажностью до 13% составляет не менее 12 часов;
  • на каменном и буром углях с выходом летучих веществ до 50%, зольностью до 20%, влажностью до 13% составляет не менее 8 часов.

Котлы типа «Жарок» могут быть переоборудованы для сжигания природного газа. Перевод котла для работы на газе, установка автоматики безопасности и пуск в эксплуатацию производится местными производственно-эксплуатационными конторами газового хозяйства.

Таблица 7. Техническая характеристика котл КЧМ-2У "Каунас"

Генератор теплоты Номинальная мощность, кВт Количество секций Габариты, мм Масса, кг
высота ширина длина
КЧМ-2У-4 22 4 1062 465 375 281
КЧМ-2У-5 28 5 1062 465 475 327
КЧМ-2У-6 34 6 1062 465 575 391
КЧМ-2У-7 40,5 7 1062 465 675 417
КЧМ-2У-8 47 8 1062 465 775 462
КЧМ-2У-9 53 9 1062 465 875 508
КЧМ-2У-10 59 10 1062 465 975 552
КЧМ-2У-11 65 11 1062 465 1075 598
КЧМ-2У-12 71,5 12 1062 465 1175 644

Модернизированные котлы КЧМ-2У «Каунас» используются в системах водяного отопления малоэтажных зданий и отдельных квартир объемом 400-1300 м3. В нем сжигаются кокс, сортированный антрацит, каменный уголь и брикетированные малозольные виды твердого топлива. После соответствующего переоборудования котлы могут работать на природном газе и жидком легком топливе (табл. 7). По удельной металлоемкости этот котел несколько уступает котлу КЧМ-2М «Жарок-2», но превосходит его по КПД.

Таблица 8. Техническая характеристика котлов КЧМ-3ДГ

Генератор теплоты Номинальная мощность, кВт Количество секций Габариты, мм Масса, кг
высота ширина длина
КЧМ-3ДГ 16,5 3 1070 470 450 224
23,0 4 1070 470 555 270
29,0 5 1070 470 660 319
35,0 6 1070 470 765 365
41,5 7 1070 470 870 413
48 8 1070 470 975 460
54 9 1070 470 1080 506

Котлы КЧМ-3ДГ (табл. 8) относятся к котлам универсального типа и могут эксплуатироваться на сортированном твердом топливе, а при соответствующем дооборудовании на газообразном. В котле типа КЧМ-3ДГ можно эффективно сжигать как антрацит, так и каменный уголь с выходом летучих веществ до 17% в режиме безнадзорного горения. Продолжительность рабочего цикла — 12 часов, КПД — 78-79%. Выпускается семь вариантов котлов с количеством секций от 3 до 9. Они могут работать в системах отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя, давлением воды не более 0,6 МПа (6 кгс/см2) и температурой не более 95°С.

Все чугунные котлы рассчитаны на подогрев воды до 90-95°С и относительно невысокое давление (2-4 кгс/см2). Недостатком всех чугунных котлов является необходимость вручную поддерживать постоянную толщину слоя топлива на решетке, что представляет определенное неудобство для жильцов. Кроме того чугунные котлы тяжелы и трудоемки в монтаже.

Водогрейный котел КС
Рис. 14. Водогрейный котел КС: 1 — зольник; 2 — колосники; 3 — топка; 4 — водяная рубашка; 5 — козырек, отделяющий топку от конвективной части; 6 — конвективный газоход; 7 — водопроводящие каналы; 8 — манометрический термометр; 9 — загрузочная топка; 10 — дверка для обслуживания колосниковой решетки; 11 — регулировочный винт; 12 — поворотная заслонка

Помимо чугунных целесообразно использовать также стальные сварные котлы. Котлы серии КС выполнены в виде прямоугольной тумбы с внутренней топкой, окруженной водяной рубашкой (рис. 14). В нижней части топки размещены унифицированные для всего типоряда колосники. Топка отделяется от конвективной части козырьком. Конвективный газоход представляет собой конструкцию, состоящую из трех горизонтальных щелей высотой 20 мм, которые образуются путем установки двух водопроводящих каналов, выполненных с уклоном для удаления образующихся пузырьков пара. Верхняя дверка служит для загрузки топлива и очистки конвективного газохода от сажи, а нижняя — для обслуживания колосниковой решетки и топлива.

Наружная поверхность котлов покрыта тепловой изоляцией — гидрофобизированным базальтовым картоном, облицована стальными панелями и окрашена эмалью светлых тонов. Конструкции стальных водогрейных котлов выпускаются в разных исполнениях: для работы на твердом топливе (КС-Т); на газе (КС-Г); на жидком топливе (КС-Ж); и комбинированные для работы как на твердом топливе, так и на газе (КС-ТГ). Технические характеристики котлов серии КС приведены в табл. 9—11.

Таблица 9. Техническая характеристика котлов КС-Т

Показатель КС-Т-11,2 КС-Т-13,7 КС-Т-16,8 КС-Т-23,7
Теплопроизводительность, кВт 11,2 13,7 16,8 23,7
КПД на твердом топливе, % 75 75 75 75
Поверхность нагрева, м2 1,12 1,38 1,68 2,37
Параметры нагретой воды:        
температура, °С 95 95 95 95
давление абсолютное, кгс/м2 3 3 3 3
Гидравлическое сопротивление, Па 30 30 30 100
Разрежение в топке котла, Па 15 15 15 30
Температура наружной поверхности, °С 70 70 70 70
Масса, кг 100 130 175 225
Продолжительность работы на твердом топливе без обслуживания, ч не менее 6 6 6 6

Таблица 10. Техническая характеристика котлов КС-Ж, КС-Г

Показатель Марка котлов при работе на топливе
жидком газообразном
КС-Ж-8,1 КС-Ж-13,9 КС-Ж-18,5 КС-Г-11,3 КС-Г-22,7 КС-Г-34,0
Теплопроизводительность, кВт 8,1 13,9 18,5 11,3 22,7 34,0
КПД, % 80 80 80 86 86 86
Абсолютное давление воды, кгс/м2 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Температура воды, °С 95 95 95 95 95 95
Разрежение, Па 15 15 15 25 25 25
Гидравлическое сопротивление, Па 30 30 30 30 30 30
Масса, кг 90 130 170 85 100 120

Таблица 11. Техническая характеристика котлов КС-ТГ

Показатель КС-ТГ-10 КС-ТГ-12,5 КС-ТГ-16 КС-ТГ-20
Номинальная тепловая мощность, кВт 10 12,5 16 20
Габаритные размеры (по кожуху), мм:        
ширина 430 430 430 430
высота 875 875 920 920
глубина 315 350 410 510
Тепловое напряжение зеркала горения, кВт/м2 210 225 225 210
Удельный объем загрузки топлива, дм3/кВт 2,5 2,3 2,6 2,7
Масса, кг 110 117 135 155
КПД, % не менее:        
на твердом топливе 77 77 75 75
на газе природном 81 81 80 80

Топка с горелкой для розжига твердого топлива
Рис. 15. Топка с горелкой для розжига твердого топлива: 1 — газовая горелка; 2 — накладка на газовую горелку и колосниковую решетку; 3 — колосниковая решетка; 4 — отверстие для загрузки топлива; 5 — стенки топливника; 6 — кран газовой горелки; 7 — подводка газа; 8 — кран для трубки; 9 — гибкий шланг; 10 — поддувальное отверстие; 11 — трубка для зажигания горелки

При сжигании в котлах твердого топлива, особенно каменных углей и антрацитов, возникают трудности с их розжигом, так как они имеют высокую температуру воспламенения. Если в доме имеется горелка на баллонном (сжиженном) газе, то розжиг можно облегчить, используя специальное растопочное устройство (рис. 15). В этом случае в середину колосниковой решетки вставляется бытовая газовая горелка, с помощью которой и производится розжиг слоя. После того как топливо разогрелось, горелку выключают.

Наиболее распространенным видом топлива в сельской местности остаются дрова — быстро «прогорающее» низкокалорийное топливо. Поэтому их целесообразно сжигать в «шахтных» топках с высоким слоем, в которых топливо горит длительное время.


Котел из листовой стали с дровяной топкой
Рис. 16. Котел из листовой стали с дровяной топкой: а — вид сбоку; б — вид спереди; в — поперечный разрез; 1 — поддувальная дверка; 2 — прочистная дверца; 3 — топочная дверца; 4 — регулятор горения; 5 — водонагреватель; 6 — дымовой патрубок; 7 — колосники; 8 — чистка с песчаным затвором; 9 — дроссель (открывающийся при растопке и закрывающийся при установившемся горении); 10 — трубчатый электронагреватель

На рис. 16 а, б показана конструкция стального сварного котла для сжигания дров. Котел одноходовой с верхним отводом продуктов сгорания. Воздух подается через колосниковую решетку (первичный) и над слоем дров (вторичный). Подача вторичного воздуха необходима ввиду того, что при нагреве дрова термически разлагаются с выделением горючих летучих газов. Первичный воздух используется для горения твердой части топлива, остающейся на колосниках, а вторичный — для сжигания летучих в надслойном пространстве. Особенностью котла является возможность использования его не только для отопления, но и для горячего водоснабжения. Для этого в верхней части водяной емкости котла размещается цилиндрический водоводяной теплообменник, внутрь которого подается холодная вода, подлежащая нагреву для горячего водоснабжения, а с наружной стороны теплообменник омывается горячей водой отопительной системы (табл. 12).

Таблица 12. Характеристика стального котла с дровяной шахтной топкой

Показатель Площадь поверхности нагрева, м2
1,3 2,0 4,5
Теплопроизводительность, кВт 13,0 20,0 44,0
Вместимость, л 220 230 420
Размеры, мм: высота 720 720 720
ширина 650 650 950
длина 1350 1450 1900
Масса, кг 360 390 680

Большинство выпускаемых котлов и аппаратов предназначено для одной функции теплоснабжения — отопления. Однако в последнее время наметилась тенденция к производству комбинированных, или, как их еще называют, двухфункциональных теплогенераторов, конструкция которых позволяет покрывать два вида тепловых нагрузок: отопление и горячее водоснабжение.

Автоматизированный водогрейный котел КС-ТСВ-16 предназначен для отопления жилого дома площадью до 80-100 м2 и горячего водоснабжения. Использование тонколистовой нержавеющей стали и специальная конструкция проточного нагревателя уменьшает массу и габариты котла, значительно увеличивает срок его службы. Автоматический регулятор, опрокидывающийся колосник, большие размеры дверок и зольного ящика облегчают обслуживание котла. Регулятор может быть применен в режиме ручного задатчика температуры, при этом датчик наружной температуры устанавливают в отапливаемом помещении (табл. 13).

Таблица 13. Технические данные котла КС-ТСВ-16

Номинальная мощность отопительного контура, кВт (ккал/ч) при сжигании:  
угля 16 (13760)
дров 10 (8600)
Время непрерывной работы (при номинальной мощности и разовой загрузке топлива), ч:  
на угле 12
на дровах 5
Мощность проточного водонагревателя, кВт 18 (400 л/ч при нагреве воды от 5 до 45°С)
КПД, % до 70
Рабочее давление в отопительном контуре, м вод. ст. (кгс/см2) до 10 (1)
Рабочее давление в контуре проточного водонагревателя, м вод. ст. (кгс/см2) до 60 (6)
Срок службы, лет не менее 25
Масса, кг, не более 130

Развитая дымовая полость, предварительный нагрев и подача воздуха в двух уровнях, ограничение притока воздуха автоматическим регулятором и качественная теплоизоляция топочно-водогрейной сборки снижает потери теплоты и увеличивает время непрерывной (без обслуживания) работы котла до 12 часов. Качественная теплоизоляция и большой объем водогрейного бака позволяют в межотопительный сезон использовать котел в режиме аккумулятора теплоты, обеспечивая текущие потребности в горячей воде непродолжительной топкой один раз в сутки. Промышленность выпускает специальные водонагреватели, теплообменные поверхности которых выполнены из стальных труб и секций. Аппараты отличаются от чугунных и стальных котлов более эстетичным оформлением. Аппарат АТВ-17,5 (модель 930) является базовой моделью в этой серии (рис. 17).

Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-17,5
Рис. 17. Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-17,5: 1 — зольник; 2 — колосник; 3 — дверца топки; 4 — топка; 5 — теплообменник горячего водоснабжения; 6 — теплообменник отопления; 7 — корпус; 8 — клапан предохранительный; 9 — фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 — дверца зольника

Таблица 14. Техническая характеристика аппарата АТВ-17,5 (модель 930)

Тепловая мощность, кВт (ккал/ч) 17,5 (15000)
Расход твердого топлива, кг/ч:  
антрацита 2,4
каменного угля 4,5
КПД, %, не менее 60
Объем теплообменника, л:  
для отопления 28
для горячего водоснабжения 85
Длительность работы без дозагрузки, ч 6-8
Высота, мм 1820
Диаметр, мм 426
Масса аппарата, кг 160

Аппарат представляет собой два вертикальных цилиндрических резервуара, размещенных один в другом. Внутренний резервуар предназначен для отопления, внешний — для горячего водоснабжения. Отличительной особенностью аппарата является перераспределение теплоты между системами отопления и горячего водоснабжения. В зависимости от увеличения одной из функциональных нагрузок, теплоноситель может догреваться до более высоких температур за счет отдачи теплоты теплоносителем другой системы. Перераспределение теплоты осуществляется через четыре скобообразные трубы и смежную цилиндрическую поверхность, омываемую теплоносителями обеих систем.

Вода системы отопления нагревается до расчетных параметров за счет передачи теплоты через поверхности и от расположенной внутри теплообменника отопления дымогарной трубы, по которой проходят дымовые газы из топки. Конструкция топочного устройства позволяет сжигать твердое топливо в толстом слое, обеспечивающем единовременную загрузку около 30 кг топлива на 6-8 часов непрерывной работы. Первичный воздух на горение поступает под колосниковую решетку, через жалюзийные отверстия дверцы зольника. Вторичный воздух для дожигания летучих веществ подается в надслойное пространство через фурмы с регулируемым сечением.

Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-23,2 (модель 3107)
Рис. 18. Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-23,2 (модель 3107): 1 — декоративный кожух; 2 — газоход; 3, 4 — манометрические термометры; 5 — теплообменник отопления; 6 — теплоизоляционный материал; 7 — чугунный отражатель; 8 — загрузочная дверца; 9 — фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 — растопочная дверца; 11 — дверца зольника; 12 — зольник; 13 — колосниковая решетка; 14 — топка; 15 — заслонка, регулирующая подачу топлива; 16 — загрузочный бункер; 17 - стопор; 18 — затвор; 19 — теплообменник горячего водоснабжения; 20 — дымоотводящий патрубок

Таблица 15. Техническая характеристика АТВ-23.2 (модель 3107)

Тепловая мощность, кВт (ккал/ч) 23,2 (20000)
Площадь отапливаемого помещения, м2 100
Расход твердого топлива, кг/ч:  
антрацита 2,4
каменного угля 2,5
бурого угля 3,4
дров 5,4
КПД аппарата, не менее, %:  
в режиме отопления 71
в режиме горячего водоснабжения 67
Вместимость теплообменника, л:  
для отопления 70
для горячего водоснабжения 35
Вместимость бункера, л 45
Время наполнения ванны (250 л) горячей водой (t=37°С), мин 23
Длительность работы аппарата от загрузки топливом, ч 9-30
Габариты, мм 1990х500х950
Масса аппарата, кг 250

На базе аппарата АТВ-17,5 был создан двухфункциональный теплогенератор АТВ-23,2 (модель 3107) (рис. 18), работающий в режиме длительного горения. Аппарат имеет загрузочный бункер и наклонную колосниковую решетку. Топливо подают через загрузочный бункер, из которого под действием собственного веса топливо поступает на наклонную часть колосниковой решетки. Толщина слоя топлива регулируется заслонкой. Объем бункера рассчитан на запас до 45 кг угля, что позволяет эксплуатировать аппарат без дозагрузки в течении суток (табл. 15).

Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-23,2 (модель 3131)
Рис. 19. Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-23,2 (модель 3131): 1 — газоход; 2 — теплообменник отопления; 3 — топливный бункер; 4 — подвесные вертикальные экраны; 5 — подвесная вертикальная колосниковая решетка; 6 — загрузочная дверца; 7 — колосник; 8 — зольник; 9 — устройство для подачи вторичного воздуха; 10 — теплообменник горячего водоснабжения

Таблица 16. Техническая характеристика аппарата АТВ-23,2 (модель 3131)

Тепловая мощность, кВт (ккал/ч) 23,2 (20000)
Площадь отапливаемого помещения, м2 100
Расход твердого топлива, кг/ч:  
дров 8,5
КПД аппарата, не менее, %:  
в режиме отопления 68
в режиме горячего водоснабжения 63
Масса, кг, не более 250
Габариты, мм 1175х1130х600

Двухфункциональный аппарат отопительный с горячим водоснабжением на дровах и торфобрикетах АТВ-23,2 (модель 3131) предназначен для централизованного отопления и горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов площадью 100-150 м2. Конструкция аппарата выполнена в виде тумбы прямоугольной формы. В аппаратах имеется бункер для дров, топка с вертикальными и горизонтальными колосниками, чугунные экраны, контур водяного отопления, емкость для горячего водоснабжения, газоходы (рис. 19). Отличительной особенностью аппарата является наличие топки, обеспечивающей работу аппарата в течение не менее 8 часов от одной загрузки, и применение чугунных экранов для лучшего дожигания летучих веществ.

Топливо на колоснике горит с ориентацией факела в сторону подвесной вертикальной колосниковой решетки. Для более полного сгорания в зону горения через устройство подается вторичный воздух. Дымовые газы через газоходы поднимаются вверх, через зазор в верхней части топки опускаются в нижнюю часть газохода и попадают в дымогарную трубу, нагревая по пути подвесные вертикальные экраны и теплоноситель в теплообменной емкости. Нагретые подвесные вертикальные экраны аккумулируют теплоту и способствуют дальнейшему дожиганию летучих веществ. Благодаря наличию смежных стенок теплообменников отопления и горячего водоснабжения обеспечивается перераспределение теплоты в зависимости от теплопотребления.

Таблица 17. Автономные индустриальные теплогенераторы на газообразном топливе

Генератор теплоты Номинальная мощность, кВт Расход природного газа, м3/ч Габариты, мм Масса, кг
высота ширина глубина
Аппараты отопительные газовые бытовые с водяным контуром
АОГВ-11,6-3 (модель 2203) 11,6 1,17 850 400 537 75
АОГВ-11,6-3 (модель 2210) 11,6 1,17 850 230 550 42
АОГВ-11,6-1 (модель 2216) 11,6 1,17 850 230 550 35,5
АОГВ-29-1 (модель 2216-03) 29 2,93 850 380 550 58
АОГВ-17,4-3 (модель 2211) 17,4 1,77 980 420 442 55
АОГВ-23,2-1 23,2 2,35 980 420 480 48
Камин газовый КГ-5,8 (модель 4006) 5,8 0,59 850 800 300 55
Аппараты комбинированные с водяным контуром для отопления и горячего водоснабжения
АКГВ-23,2-3-У (модель 2213) 23,2 2,35 1300 530 550 155
АКГВ-23,2-1 23,2 2,35 980 405 480 66
АКГВ-11,6 (модель 2215) 11,6 1,17 970 410 - 48

Газовый емкостный водонагреватель АГВ-80М
Рис. 20. Газовый емкостный водонагреватель АГВ-80М: 1, 3 — патрубки подвода холодной и отвода горячей воды; 2 — отражатель; 4 — тягопрерыватель; 5 — резервуар; 6 — кожух; 7 — терморегулятор; 8 — термопара; 9 — запальник; 10 — основная горелка

Промышленностью выпускается широкая номенклатура газовых отопительных бытовых аппаратов с водяным контуром типоразмера от 11,6 до 29 кВт типа АОГВ (табл. 17), АГВ. Аппараты данного типа состоят из следующих частей: вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запальником, газоотводящего устройства (рис. 20). В центре резервуара расположена теплообменная труба с удлинителем. Пространство между резервуаром и кожухом заполнено изоляцией из шлако или стекловаты. Над выходным отверстием жаровой трубы расположен тягопрерыватель. В нижней части аппарата размещена инжекционная горелка низкого давления, в которой на кронштейне крепится запальник. Запальник имеет два язычка пламени: от одного происходит зажигание основной горелки, от второго нагревается спай термопары.

Смеситель горелки представляет собой согнутую под углом 90° профилированную трубу. На диффузоре смесителя имеется чугунная насадка. Огневые отверстия в насадке просверлены в специальных приливах, расположенных в один ряд, что улучшает условия подвода вторичного воздуха к факелам. Так как горелка работает с коэффициентом избытка воздуха а<1, это условие является необходимым. Расположение отверстий по окружности способствует равномерному распределению теплоты в шонке, а большое число отверстий позволяет получать факелы наибольшей высоты.

Водонагреватели снабжены автоматическими системами безопасности и регулирования. Автоматика безопасности водонагревателя состоит из электромагнитного клапана и термопары, соединенной с ним проводами. При нормальной работе аппарата запальник нагревает спай термопары, в цепи развивается ЭДС и по обмотке электромагнитного клапана протекает электрический ток, удерживающий клапан в открытом состоянии. При этом газ поступает к основной горелке. В случае если запальник погаснет, спай термопары остынет и электромагнитный клапан закроет доступ газа к основной горелке и запальнику. Повторное зажигание запальника следует проводить в ручную, но не ранее чем через 2 мин. Водонагреватель запускают в работу только после заполнения его водой. Для этого достаточно открыть любой из водоразборных кранов горячей воды и убедиться, что вода вытекает из него под напором. Затем открывают кран на газоходе перед аппаратом, подносят зажженную спичку к запальнику и открывают его кран. Через 1-2 мин после зажигания запальника необходимо оттянуть вниз до отказа кнопку электромагнита, при этом кнопка должна оставаться в нижнем положении. Убедившись в том, что запальник горит, открывают кран основной горелки и зажигают ее. Если горелка не загорается, а запальник гаснет, то повторное зажигание можно производить только после вентилирования топки в течение 2-3 мин. Пустив водонагреватель, необходимо закрыть дверцу и проверить наличие разрежения в дымоходе с помощью зажженной спички. При отсутствии разрежения в дымоходе пользоваться водонагревателем категорически запрещается. После нагрева воды до требуемой температуры терморегулятор прекращает подачу газа к основной горелке. При снижении температуры воды в нагревателе на 5-10° (в результате отбора горячей воды или теплопотерь при отоплении) терморегулятор возобновляет подачу газа к основной горелке. Регулирование максимальной температуры воды производится вращением правой нижней гайки блока автоматически. При снижении температуры гайку необходимо повернуть вниз, при повышении — вверх.

Чтобы выключить водонагреватель, необходимо закрыть кран запальника и кран основной горелки, а также кран на газопроводе перед прибором. Водонагреватели обслуживают лица, ознакомившиеся с инструкцией и основными правилами безопасности эксплуатации газовых приборов. Емкостные водонагреватели типа АГВ, АОГВ с отводом продуктов сгорания в дымоход можно устанавливать в ванных комнатах и на кухнях. Основные характеристики водонагревателей АГВ даны ниже.

Установка водонагревателя АГВ-120
Рис. 21. Установка водонагревателя АГВ-120

Таблица 18. Техническая характеристика емкостных водонагревателей

Параметр АГВ-50М АГВ-80М АГВ-120
Тепловая нагрузка горелки, кВт 6,8 6,8 14
Теплопроизводительность, кВт 5 5,2 10
Интервал настройки по температуре, °С 40-90 40-90 30-95
Вместимость бака, л 50 80 120
Время нагрева воды до температуры 80°С, мин 55 60-70 60
КПД при непрерывной работе, % 70 75 75
Высота, мм 1210 1540 1600
Масса (без воды), кг 70 84 100
Площадь отапливаемых помещений, м2 30-40 50-60 75-85

Объем ванной комнаты при использовании водонагревателей типа АГВ должен быть не менее 6 м3. Увеличение же объема кухни сверх предусмотренного не требуется. На рис. 21 показана установка аппаратуры АВГ-120. К дымоходу водонагреватели присоединяют трубами из кровельной стали толщиной 0,8-1мм, причем диаметр соединительных труб должен быть не менее 80 мм для АГВ-50М и АГВ-80М и не менее 100 мм — для АГВ-120. Общая длина горизонтальных участков соединительных труб должна быть не более 6 м (табл. 18).

Чугунные секционные котлы серии КЧМ также можно использовать для сжигания газообразного топлива. Для этого котлы оборудуются специально оборудованными инжекционными горелками низкого давления. Насадки горелки имеют прямоугольную форму в виде рамки (с перемычкой посередине). Газо-воздушную смесь из смесителя горелки подводят к центру перемычки, а затем с двух сторон к выходным отверстиям, расположенным по периметру рамки. Двухрядное расположение по посадке огневых отверстий позволяет сократить ее размеры, однако ухудшает условия подвода вторичного воздуха. Это несколько увеличивает длину факела по сравнению с горелками, имеющими однорядное расположение отверстий. Номинальное давление перед горелками, работающими на природном газе — 1300 Па, на сжиженном - 3000 Па.

Горелки устанавливают на уровне колосниковой решетки, которая снимается при работе на газе. Вместо топочной двери устанавливают фронтальную плиту. К фронтальной плите крепят подводящий газопровод, горелку и приборы автоматики. В котлах с различным числом секций устанавливают горелки определенной теплопроизводительности. Котлы снабжаются двухпозиционной автоматикой регулирования температуры воды. Терморегулятор, установленный на выходе горячей воды из котла, воздействует на соленоидный клапан, через который осуществляется подача газа на основную горелку. Работа терморегулятора основана на использовании металлов с различными коэффициентами линейного расширения. Наружная латунная трубка имеет коэффициент линейного расширения больший, чем внутренний инварный стержень. При нагреве воды выше установленной температуры терморегулятор срабатывает и размыкает цепь соленоидного клапана. Соленоидный клапан закрывается и прекращает доступ газа к горелкам. К запальнику газ продолжает поступать через электромагнитный клапан. При снижении температуры воды, длина латунной трубки уменьшается, пружина возвращает рычаги в первоначальное положение и замыкает электрический контакт в цепи соленоидного клапана. Соленоидный клапан открывается и подает газ на горелки. Газ в горелке зажигается от запальника. Пределы настройки терморегулятора от 45 до 85°С.

Соленоидный клапан является исполнительным устройством автоматики регулирования. Катушка-соленоид подключается к источнику переменного тока напряжением 12В. Электромагнит втягивает сердечник внутрь, при этом поднимает клапан и создает возможность прохода газа к горелке. Газ в соленоидный клапан обязательно должен поступать со стороны клапана, тем самым обеспечивается большая плотность закрытия клапана.

Автоматика безопасности состоит из термопары, запальной горелки и электромагнитного клапана. Термопара из хромель-копеля является источником получения электродвижущей силы (ЭДС) в системе питания электропитания электромагнитного клапана. Спай термопары нагревается факелом запальника и в цепи и обмотке электромагнитного клапана, соединенного с термопарой, протекает электрический ток под воздействием ЭДС спая термопары. Дисковый якорь клапана соединен со штоком, к нижнему концу которого прикреплен тарельчатый клапан. В нерабочем положении тарельчатый клапан прижат пружиной к верхнему седлу и перекрывает доступ газа к основной и запальной горелкам. При пуске электромагнитного клапана в работу (во время зажигания котла) необходимо нажать на кнопку, которая через шток связана с тарельчатым клапаном. При этом открывается доступ газа к запальной горелке через отверстие в корпусе клапана. Когда термопара нагрета, под действием ЭДС якорь прижимается к электромагниту, и клапан открывает доступ газа к основным горелкам. При остывании термопары клапан под действием пружины закрывается и прекращает подачу газа. Автоматическое отключение газа при погасании запальной горелки происходит не более чем через 25 сек.

Установка котлов типа КЧМ допускается только в нежилых помещениях объемом не менее 7,5 м3, имеющих вентиляционный канал. При установке котла в кухне ее объем должен быть на 6 м3 больше требуемого для установки газовых плит. Расстояние между выступающими частями горелки котла и противоположной стеной не менее 1 м, а расстояние между боковыми и задней стенкой котла и стеной помещения — не менее 0,4 м.

Схема установки котла КЧМ-2 и подключение его к дымовой трубе
Рис. 22. Схема установки котла КЧМ-2 и подключение его к дымовой трубе: а — план; б — разрез: 1 — котел; 2 — вентиляционный канал; 3 — дымовой канал; 4 — стальной лист; 5 — дымовой патрубок; 6 — прочистка

Котел присоединяют к дымоходу с помощью труб из кровельной жести (толщиной 0,8-1 мм) диаметр соединительных труб не меньше диаметра патрубка. Схема установки котла типа КМЧ в помещении и подключение его к дымовой трубе показано на рис. 22. Общая длина горизонтальных участков соединительных труб для отвода продуктов сгорания должна быть не более 6 м. Длина вертикального участка соединительной трубы (от патрубка котла до оси горизонтального участка) должна быть не менее 0,5 м. Уклон соединительных труб в сторону котла не менее 0,01. Звенья соединительных труб должны плотно вдвигаться одно в другое (по ходу движения продуктов горения) на расстояние не менее чем 0,5 диаметра трубы. Прокладка соединительных труб через жилые помещения не допускается. Соединительные трубы, проложенные в неотапливаемых помещениях термоизолируются. Минимальное значение разрежения в дымоходе должно составлять не менее 3 Па.

Перед пуском (розжигом) котла следует убедиться, что система заполнена водой (проверяют по появлению ее из сигнальной трубы у раковины). Затем необходимо включить трансформатор в электросеть и открыть кран на газопроводе у входа в котел. Через глазок котла необходимо подвести горящую спичку к запальнику и одновременно нажать до отказа кнопку электромагнитного клапана. Спустя 1-2 мин отпустить кнопку клапана и убедиться, что запальник горит. Если запальник погас, необходимо провести повторное зажигание. Затем плавно открывают газовый кран перед горелкой и, убедившись, что газ горит у всех отверстий горелки, регулируют его пламя; при появлении признаков отрыва пламени воздушным регулятором уменьшают поступление первичного воздуха, а при наличии коптящего пламени - увеличивают его подачу, вращая регулятор. После пуска котла проверяют наличие разрежения в дымоходе с помощью горящей спички. При отсутствии разрежения, а также при выбивании пламени из топки пользоваться котлом категорически запрещается.

Когда вода в котле нагреется до заданной температуры, горелка автоматически выключается, но запальник продолжает гореть. При охлаждении воды на 5-6°С горелка автоматически включается. Если необходимо повысить температуру воды, стрелку терморегулятора передвигают в сторону положения [Гор], если понизить - в сторону [Хол]. Температура нагретой в котле воды контролируется термометром.

Для остановки котла нужно закрыть газовые краны перед горелкой и на входе в котел, а также обесточить трансформатор. Обслуживание котла должно производиться обученным и аттестованным персоналом в полном соответствии с инструкцией.

Отопительный аппарат типа АОЖВ
Рис. 23. Отопительный аппарат типа АОЖВ: 1 — шибер; 2 — крышка откидная; 3 — крышка теплообменника; 4 — топливный бак; 5 — теплообменник; 6 — экран; 7 — пламенная труба; 8 - люк; 9 — стенка передняя; 10 — дозатор; 11 — кожух горелки; 12 — поддон; 13 — горелка; 14 — регулятор воздуха; 15 — короб дымовой

Таблица 19. Технические характеристики теплогенераторов типа АОЖВ

Параметр АОЖВ-9 АОЖВ-20
Теплопроизводительность, кВт 9,3 23,0
Расход топлива, л/ч:    
минимальный 0,24 1,2
максимальный 1,1 2,5
Вместимость топливного бака, л 15,0 27,0
КПД, % 70 75
Диапазон регулирования температуры воды, °С 40-85 40-95
Масса, (без топлива), кг 75 145
Габариты, мм:    
ширина 450 550
глубина 605 530
высота 855 1385

В районах, где широко используют жидкое печное бытовое топливо (ТПБ) или керосин, получили распространение автономные системы теплоснабжения с применением заводских аппаратов и котлов, работающих на этом виде топлива. Промышленностью выпускаются отопительные аппараты типа АОЖВ (рис. 23).

Аппараты АОЖВ выполнены в виде напольного металлического шкафа с откидными крышками и передней стенкой, что обеспечивает свободный доступ к элементам управления. Состоит он из горелки 13, пламенной трубы 7, теплообменника 5, топливного бака 4, крышки 2 и дозатора 10. Над горелкой расположенной в нижней части аппарата, установлена пламенная труба цилиндрической формы, которая служит камерой сгорания. Сверху она закрыта теплоизолирующей крышкой с экраном. К теплообменнику аппарата камера крепится с помощью четырех легкосъемных замков. Теплообменник изготовлен из двух концентрически расположенных цилиндров, кольцевое пространство между которыми заполнено водой. В нижней и верхней части теплообменника имеются два штуцера (соответственно для подачи холодной и отвода нагретой воды).

Снаружи корпус горелки закрыт теплоизоляционным кожухом, установка которого уменьшает теплопотери в окружающее пространство и одновременно создает направленное движение воздуха в зону горения. На боковой поверхности кожуха размещен регулятор воздуха шиберного типа. По мере увеличения разрежения в аппарате сечение шибера перекрывается заслонкой, благодаря чему коэффициент избытка воздуха меняется на незначительную величину. Количество топлива, подаваемого в горелку, а, следовательно, ее тепловая нагрузка изменяется при помощи дозатора, который обеспечивает подачу в горелку заданного количества топлива или прекращает ее в случае повышения уровня топлива в корпусе дозатора выше контрольного. Дозатор выполнен таким образом, что с повышением уровня топлива поплавок в его корпусе всплывает и через систему рычагов давит на запорную иглу впускного клапана, который перекрывает подачу топлива в дозатор. В передней части аппарата монтируется топливный бак вместимостью 16 л, оборудованный указателем уровня поплавкового типа. Запаса топлива в баке достаточно для непрерывной работы аппарата в течение 15 часов при нормальной нагрузке. Температура в баке не должна превышать температуру вспышки, поэтому во избежание перегрева бак отделен от теплообменника экраном.

На задней стенке водяной рубашки теплообменника размещен дымовой короб, в верхней части которого установлен шибер, служащий для изменения направления движения продуктов сгорания топлива. В нижней части аппарата установлен поддон для сбора пролитого топлива. Аппарат снабжен испарительной горелкой с естественным подсосом воздуха. Продукты сгорания, выходя из пламенной трубы, передают тепло воде в теплообменнике, после чего выбрасываются в дымоход, а нагретая вода поступает в систему водяного отопления здания. В период розжига аппарата, когда разрежение в нем незначительно, шибер дымового короба (для уменьшения гидравлического сопротивления дымового тракта) устанавливается в положение «Открыто», и продукты сгорания через дымовой короб поступают непосредственно в дымоход. После выхода аппарата на режим (нагрев воды до температуры 85-90°С) шибер устанавливается в положение «Закрыто». При этом продукты сгорания проходят через кольцевой зазор между пламенной трубой и водяной рубашкой теплообменника.

Аппарат имеет удовлетворительное качество сжигания топлива. Содержание окиси углерода в продуктах сгорания топлива составляет 0,005—0,02%, что не превышает предельно допускаемых норм к аппаратам подобного типа. Основные технические характеристики аппаратов типа АОЖВ приведены в табл. 19.

К ОГЛАВЛЕНИЮ


---

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




© 2000 - 2007 Oleg V. Mukhin.Ru™


Проект L-401-1P