Устройство и принцип работы водогрейного котла на твердом топливе

Промышленные котлы, работающие на газовом топливе, сегодня пользуются большим спросом из-за высокой оценки своей экономичности с учётом роста стоимости на различные энергоносители. Такие автономные отопительные системы способны обогревать не только крупномасштабные объекты с большими площадями внутренних помещений, но также они годятся и для отопления домов со всеми их хозяйственными постройками (банями, гаражами, амбарами, птичниками и прочим). Стоит изучить подробнее общие характеристики таких котлов, а также примеры нескольких моделей, которые считаются сегодня популярными на рынке.

Условия: централизованный магистральный газ

Функционирует промышленное оборудование на централизованном магистральном газе, который подается из центральных прямых систем газоснабжения в городе, населенном пункте. Такие установки чаще всего применяются в помещениях следующих объектов:

• склады;
• цеха;
• центральные точки отопления коммунальных служб;
• административные здания, офисы, корпуса;
• крытые полигоны, площадки и прочие широкие площади помещений.

Газовое топливо считается наиболее недорогим, чем все остальные, поэтому и оборудование по экономии превосходит твердотопливные или иные установки. В устройстве вмонтирована специальная газовая горелка, непосредственно подающая газ, а также имеется специальный теплообменник, сделанный из высококачественной меди.

Также в конструкции имеется насос для подачи воды (пара), манометр для измерения показателей давления, термометр, показывающий оптимальную температуру нагрева и основное – бак, в который подается жидкий теплоноситель – вода. К этому стоит добавить систему безопасности, которой сейчас снабжаются практически все модели современных газовых котлов промышленного типа.

Виды котлов: водогрейный, паровой пиролизный

В зависимости от того, будет ли обогреваться устройство ангар или небольшой склад, предусматривается два варианта подачи отопления – паром или горячей водой. Чтобы отопить производственную площадь в помещении чаще всего пользуются водогрейными котлами. А паровой пиролизный вариант хорошо подходит для жилых зданий, небольших размеров помещений. Какой из них больше экономичный, а какой – затратный, следует рассчитывать индивидуально, исходя из параметров площадей, принципа и устройства каждой модели в отдельности.

Отопительный котел Protherm Бизон NO 100

Котлы с водяным контуром

Твердотопливные котлы с водяным контуром – это новый подход к решению двух задач: организация отопления и горячего водоснабжения. По сути, это одноконтурный агрегат, внутри которого установлен бойлер. Как и в первом случае, бойлер может быть установлен как сверху топки, так и с боку.

Простейшая разновидность — титан

Внутри теплообменника движется горячая вода, обогревающая систему отопления здания. Ее отводящий контур проходит через теплообменник, установленный внутри бойлера. Таким образом и происходит нагрев воды внутри бака для хозяйственных нужд.

Так как технология, используемая внутри данного вида оборудования, имеет некоторые особенности, то это сказывается на эффективности работы двух систем сразу (имеется в виду отопление и ГВС). Вот почему производители заботятся о том, чтобы дрова или другие виды твердого топлива сгорали внутри топки полностью, максимально выделяя тепловую энергию, которую бы хватало на две системы жизнеобеспечения человека.

И еще один момент для информации. Если хотите, чтобы установленные в вашем собственном доме водогрейные котлы, работающие на твердом топливе, работали эффективно, используйте для этого топливо только с пониженным содержанием влаги.

Дополнительно: автоматическое управление котлом, автоматическая закладка топлива

Усовершенствование газовых промышленных котлов заключается в том, что в них имеется автоматическое управление, а также – автоматическая «закладка» топлива.

Автоматика состоит из следующих элементов:

• блок управления;
• элементы, контролирующие работу котла – датчики, клапаны, управление с встроенным микропроцессором;
• элементы системы безопасности работы котла – предупреждают о протечках, перепадах давления, увеличении температуры и прочее.

Благодаря этой системе можно проконтролировать подачу энергоносителя, отключение, розжиг пламени, стабильность, равномерность распределения давления в системе. И другое. Этим самым также достигается существенная экономия потребления газа.

Особенность твердотопливных устройств

Достоинства водогрейного агрегата:

• Почти автономен – не зависит от электросети или газа, а работает только на твердом топливе. Модели длительного горения не нуждаются во вмешательстве до 7 дней.
• Невысокая стоимость. Котлы на твердом топливе стоят намного дешевле газовых или жидкотопливных моделей.
• Обогрев большой площади. В зависимости от мощности устройство может обогревать площадь в два раза больше, чем электрокотёл.
• Чистота. Прибор вырабатывает в процессе эксплуатации негативные для внешней среды вещества, но их уровень намного меньше, чем от жидкотопливного. Но больше, в сравнении с газовым или электрическим.
• КПД. От работы котла вырабатывается больше тепла, чем от обычной печи.

Недостатки:

• Хранение топлива. Для отопительного сезона расход от 6 до 10 м3, но запасы планируются в зависимости от отапливаемой площади и мощности устройства.
• Нет автоматического контроля. Отрегулировать мощность агрегата можно только с помощью единственного датчика, который контролирует температуру теплоносителя в системе. Все остальные процессы по обслуживанию котла и контролю его работы нужно выполнять своими руками. На рынке существуют модели с автоматической подачей топлива из специального отдела, но данная функция есть только в пеллетных агрегатах, которые работают на торфяных или древесных брикетах.

Если недостатки твердотопливного агрегата считаются несущественными, он становится самым оптимальным вариантом для локальной отопительной системы.

Преимущества, недостатки

Преимуществом использования промышленных газовых котлов в таких областях, как сельское хозяйство, производства, административные или жилые здания, является легкий монтаж и долгосрочная эксплуатация без капитального ремонта. Но есть и другие плюсы, которые заключаются в следующем:

1. Коэффициент теплоотдачи высок, боле коэффициента потребления.
2. Теплоноситель в таких котлах не требуется доводить до кипения, что исключает возникновение рисков нарушения целостности самой отопительной системы.
3. Работа на разных видах жидкого энергоносителя без существенных потерь.
4. Движение жидкости прямоточно.
5. Регуляторы климатических изменений контролируют работу системы.
6. Контрольно-измерительный комплект приборов входят в комплектацию котла.
7. Отлично монтируются в блочно-модульную систему котельных.
8. Есть защита от накипи.
9. Компактные габариты.
10. Наличие на рынке.
11. Не требуется подключать к электропитанию, что уже значительно удешевляет использование оборудования.

Недостатками газовых промышленных установок являются следующие показатели:

1. Быстро и интенсивно потребляют топливо.
2. Стоимость бывает на рынке завышена. Приходится искать варианты дешевле у прямого поставщика.
3. Случайное затухание горелки может привести к несчастным случаям, взрывам газа. Нужно выбирать модель с встроенной системой самодиагностики и безопасности – например, термостаты, регулирующие интенсивность горения пламени.

Промышленные водогрейные котлы

Промышленные водогрейные котлы – это нагревательное оборудование, предназначенное для нагрева воды, используемой в последующем для целей отопления и/или горячего водоснабжения. Промышленные водогрейные котлы предназначены, как и следует из названия, для приготовления горячей воды для удовлетворения потребностей промышленного предприятия. Конечно, с точки зрения теплоснабжения, к таким предприятиям можно отнести не только объекты, в которых размещены производственные помещения, но и вообще любые объекты, предназначенные для хозяйственной деятельности человека.

►См. Промышленные водогрейные котлы в нашем каталоге

ОСОБЕННОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Итак, промышленный объект – это не обязательно только производственный участок или заводской цех. С точки зрения подбора водогрейного котла такими объектами могут выступать:

• административные здания, например, заводоуправление;
• склады, ангары, гаражи;
• столовые, душевые и прочие помещения хозяйственно-бытового назначения;
• отдельно стоящие здания коммерческого назначения (торговые центры, бизнес-центры, автосалоны, СТО);
• отдельно стоящие здания социального назначения (больницы, школы, детсады и т.д.);
• объекты отрасли гостеприимства – гостиницы, санатории, базы отдыха;
• различные производственные помещения и технологические линии

Что же их объединяет в группу «промышленные объекты», и в чем отличие от объектов жилого назначения? Ведь задачи отопления и горячего водоснабжения в этих сферах принципиально не отличаются. С точки зрения теплотехники разницы нет. И жилые, и нежилые помещения будут описываться одними и теми же строительными характеристиками: толщина стен, площадь и тип остекления, свойства теплоизоляции и т.д.

Однако промышленные объекты отличаются с точки зрения подходов к подбору водогрейного оборудования:

1. во-первых, они имеют достаточно большие объемы, что означает потребность в большем количестве тепловой энергии;
2. во-вторых, как правило, для таких объектов возможно построить четкий график потребления горячей воды, что определяется, как правило, технологическими факторами (либо поведенческими – для гостиниц, санаториев, больниц и т.д.)

РАССМОТРИМ, ЧТО ОЗНАЧАЮТ ЭТИ ОСОБЕННОСТИ НА ПРАКТИКЕ

Большие объемы потребления требуют наличия службы или должности энергетика. В некоторых случаях эти функции выполняются сторонней подрядной организацией, однако на промышленных предприятиях, как правило, есть должность энергетика, главного инженера, на которых и ложатся задачи, связанные с энергообеспечением объекта.

Наличие такой службы, с одной стороны, облегчает решение задач отопления и горячего водоснабжения – ведь есть ответственное лицо. С другой стороны, в зоне его ответственности не только водогрейные котлы, но и все энергохозяйство в целом – начиная от освещения и заканчивая технологическим оборудованием. Поэтому главная задача службы энергетика – приобретение и установка оборудования, которое было бы:

1. Эффективно
2. экономично
3. не требовало бы постоянного внимания

Второе отличительная особенность промышленного теплоснабжения – возможность достаточно точно рассчитать график потребления тепловой энергии, особенно что касается расходования горячей воды. Любой процесс потребления воды, в принципе, может быть формализован и просчитан. Это открывает возможности для экономии на водонагревательном оборудовании за счет использования накопительных емкостей (к этому моменту мы еще вернемся).

РАЗНОВИДНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЛОВ

Разновидностей водогрейных котлов можно выделить множество, однако наиболее интересным представляется разделение котлов по типу топлива, на котором они работают. Как правило, именно этот критерий оказывается основным в выборе.

ГАЗОВЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Котлы, работающие на природном (реже, сжиженном), являются одними из самых распространенных. Во всяком случае там, где у потребителя есть возможность подключиться к газовой трубе, предпочтение отдается именно газовому котлу. Принято считать, что газ – это самый экономичный вид топлива из доступных. Действительно, современные газовые водогрейные котлы достаточно технологически оснащены, чтобы обеспечить работу в автоматическом режиме, имеют высокий КПД, на приемлемом уровне находятся безопасность и экологичность. Однако и недостатков у газового котельного оборудования немало:

• безопасность. Каким бы ни был высокотехнологичным котел, его установка означает и поступление газа, и наличие горелки, то есть открытого пламени, а значит и риски возгорания или взрыва в любом случае повышены;
• установка котла требует согласования с поставщиком газа. При этом согласование возможно только при предоставлении проекта, сделанного специализированной организацией – все это влечет за собой дополнительные расходы и денег, и времени;
• наличие действующего договора на обслуживание газового котла с сервисной компанией;
• более высокие вложения в приобретение и монтаж оборудования: установка дымохода, выделение отдельного помещения под котел или строительство здания котельной.

Да и с оборудованием важно не прогадать – чтобы оно было адаптировано под нашу действительность в виде нестабильного давления в газотранспортной системе.

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Твердотопливными являются котлы, работающие на угле, дровах, пеллетах и другом твердом топливе. Даже современные твердотопливные котлы не могут обеспечить удовлетворительный уровень автономности, поэтому применяются они, как правило, либо для отопления/горячего водоснабжения объектов в отсутствие возможности использования других видов топлива, либо тех объектов, в которых возможно регулярное обслуживание котла и поддержание его в рабочем состоянии. Главным преимуществом такого котла является простота и дешевизна конструкции – там мало что может сломаться в принципе, а также, как правило, низкая стоимость топлива. Недостатков, конечно, достаточно много, вот главные из них:

• потребность в дополнительном обустройстве склада для определенного запаса топлива;
• потребность в постоянном обслуживании;
• низкий уровень автоматизации;

ЖИДКОТОПЛИВНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Жидкотопливные котлы работают на солярке, мазутном топливе, керосине. С учетом постоянно дорожающего топлива, являющегося продуктами переработки нефти, данный вид котлов редко применяется в чистом виде. Как правило такие котлы устанавливаются либо в качестве резерва, либо имеют такие конструктивные особенности, которые позволяют комбинировать разные виды топлива. Недостатки у такого оборудования тоже имеются:

• необходимость обустройства резервуара для хранения жидкого топлива; при использовании топлива из тяжелых фракций придется предусмотреть и систему подогрева, для поддержания текучести топлива;
• необходимость обустройства отдельного помещения (здания) с дымоходом;
• высокая и постоянно растущая стоимость топлива;
• необходимость в регулярном обслуживании котла.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Водогрейные котлы, работающие на электричестве, стали распространяться повсеместно относительно недавно. Несмотря на высокую стоимость электроэнергии, спрос на электрокотлы неуклонно растет из года в год. Главные преимущества электрических промышленных водогрейных котлов:

• автономность и полностью автоматическое управление работой котла;
• относительно невысокая стоимость оборудования и капитальных затрат. Не требуется ни дымоходов, ни отдельных помещений (если, конечно, речь не идет о мегаваттных установках);
• простота в эксплуатации;
• высокий КПД на уровне 98-99%;
• абсолютная экологичность

В общем, электрический котел – это очень удобное, наименее хлопотное и эффективное решение задачи отопления и горячего водоснабжения. Конечно, за эти преимущества приходится доплачивать. В виде оплаты Киловатт-часов электроэнергии.

В защиту электричества, как вида топлива, надо сказать то, что, в отличие от других видов энергоносителей, оно распространено в нашей стране практически повсеместно. И если позволяют выделенные мощности и лимиты, то электроотопление может оказаться весьма привлекательным и даже выгодным решением в промышленности.

►См. Промышленные водогрейные котлы в нашем каталоге

НАКОПИТЕЛЬНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Использование накопительных емкостей (аккумуляционных емкостей) позволяет заготавливать горячую воду заранее, скажем, в период пониженного разбора или в ночное время. Если для нагрева воды применяются электрокотлы, то при использовании двуставочного или дифференцированного тарифа на электроэнергию это позволяет существенно экономить средства предприятия.

При использовании отдельного накопителя вода будет циркулировать по внутреннему контуру водогрейного котла, постепенно нагреваться и накапливаться в специальной теплоизолированной емкости (емкостях). Конечно, у такой емкости будут теплопотери, но они будут незначительны по сравнению с экономией на тарифах и стоимости нагревательного оборудования.

Использование накопительной емкости позволяет не только обеспечивать необходимый объем горячей воды в моменты разбора, но и использовать котел меньшей мощности. Нагрев воды в этом случае будет более долгим, однако в отсутствие разбора это не принципиально. Зато экономия на стоимости оборудования может быть многократной.

Поэтому промышленные накопительные водонагреватели получают все большее распространение. Большинство из представленных на рынке типов уже имеют в своем составе одну, либо несколько стандартных аккумуляционных емкостей. Однако некоторые модели могут подключаться непосредственно к уже установленной емкости заказчика.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ ТЕРМАНИК

Среди всех типов электрических промышленных котлов выделяются индукционные нагреватели. На страницах нашего сайта мы уже подробно изучали различия, преимущества и недостатки разных типов электронагревателей.

Если коротко, то индукционный нагреватель – это прибор, позволяющий преобразовывать переменный ток с промышленной частотой 50 Гц в электромагнитное поле, которое в свою очередь разогревает теплообменное устройство, по которому циркулирует теплоноситель (вода).

Очень наглядно принцип работы индукционного водогрейного котла демонстрируется в следующем ролике:

ИНДУКЦИОННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ ИМЕЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА:

• очень высокая долговечность, достигающая 30 лет
• надежность за счет отсутствия нагруженных, высокотемпературных и механически изнашивающихся элементов;
• неприхотливость в эксплуатации;
• эффективность и экономичность; КПД установок составляет 98%, коэффициент мощности – 0,98.

Индукционные водогрейные котлы применяются как для автономного теплоснабжения, так и горячего водоснабжения любых объектов. Но надо отметить, что производитель нагревателей марки ТЕРМАНИК специализируется на создании котлов, предназначенных, в большей степени, на промышленный рынок, и его модельный ряд ориентируется именно на этот сегмент потребителей.

Оборудование марки ТЕРМАНИК, предназначенное для задач горячего водоснабжения, поставляется в составе с аккумуляционными емкостями и представляют собой полностью укомплектованные и готовые к подключению установки горячего водоснабжения Однако есть и модификации, предназначенные для проточного нагрева, а также отдельные узлы нагрева, подключаемые к емкости заказчика.

►См. Промышленные водогрейные котлы в нашем каталоге

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ: ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА

Подбор котельного оборудования – задача непростая, требующая учета множества факторов, таких как строительные характеристики объекта, график потребления, тарифная система, лимиты электроэнергии и т.д. Для получения сбалансированного решения мы советуем обратиться за помощью к специалистам НПП «Термические Технологии», которые располагают необходимым опытом и знаниями, позволяющими находить оптимальные решения по теплоснабжению промышленных объектов.

Если вы готовы сформулировать задачи, которые стоят сейчас перед вашим предприятием – присылайте описание. Также вы можете воспользоваться стандартными бланками ТЗ на нашем сайте, в разделе «Контакты». Расчеты по составу, характеристикам, количеству и мощности промышленных водогрейных котлов производства НПП «Термические Технологии», производятся для заказчиков бесплатно.

ТОП – Описание с характеристиками и ценами трех котлов (на площадь 1000 кв.м.)

Опишем возможности и основные параметры некоторых газовых котлов промышленного уровня.

Напольный котел Buderus Logano (2 котла идут в паре)

1. Теплообменник – чугун.
2. Камера сгорания закрыта.
3. Режимы мощностей – 4 варианта.
4. Управление – интеллектуальное, автоматическое.
5. Тип горелки – атмосферный.
6. Розжиг – электрика.
7. Мощность тепловая – 159-296 кВт.
8. Давление – 4 Бар.
9. КПД – 93%.
10. Напорная тяга – 3 Па.
11. Дымоход в диаметре – 250-360 мм.
12. Производитель – Россия.
13. Размеры (по ДЛхШхВ) – 1264х1420х1610 мм.
14. Гарантия – 2 года.
15. Цена – 776 550 – 950 000 руб.

Газовый промышленный котел VAILLANT atmoCraft

1. Тип оборудования – секционный.
2. Установка – на пол.
3. Теплообменник – чугун.
4. Камера сгорания открыта.
5. Управление – ЖК-дисплей, интеллектуальное, автоматическое.
6. Тип горелки – атмосферный.
7. Розжиг – электрика.
8. Мощность тепловая – 157 кВт.
9. Давление – 4 Бар.
10. Отдача теплом – 95%.
11. Напорная тяга – 3 Па.
12. Дымоход в диаметре – 250-375 мм.
13. Габариты (ДЛхШхВ) – 1145х1730х1012 мм.
14. Производитель – Германия.
15. Гарантия – 2 года.
16. Цена – 550 000 – 750 000 руб.

Промышленный газовый котел PROTHERM NO-3500 Bison

1. Теплообменник и корпус – сталь.
2. Камера сгорания открыта.
3. Объединение – каскад.
4. Режимы мощностей.
5. Управление – интеллектуальное, на микропроцессоре.
6. Тип горелки – атмосферный.
7. Горелок – вариаций может быть несколько.
8. Разные вариации энергоносителей.
9. Розжиг – электрика.
10. Мощность тепловая – 3500 кВт.
11. Тепловая нагрузка – от 10 Вт.
12. Теплоотдача – 93-100%.
13. Напорная тяга – 3 Па.
14. Дымоход в диаметре – 250-360 мм.
15. Размеры (ДЛхВхШ) – 2146х390х1870 мм.
16. Производитель – Россия.
17. Гарантия – 3 года.
18. Цена – 1,9-2,2 млн. руб.

В заключении хочется отметить, что подбор оптимальной модели котла должно осуществляться с точными расчетами, а не приблизительными. Только в этом случае возможен его высокий уровень функционала. Для расчетов применяется специальная формула: 1 кВт (обогрев) на 10 м. кв. помещения при отличной теплоизоляции и высоте потолков не больше 3 м. В котле может быть 1-2 контура. Также следует обращать внимание и на габариты, вес и оснащение оборудования всеми необходимыми измерительными приборами.