Устройство котельной с котлоагрегатами: оборудование, схема, описание, контур

Внутренние технологические контуры

Отопление котельной – регулируемый контур на радиаторы.
Вентиляция котельной – независимый контур, через пластинчатый теплообменник с подогревом незамерзающего теплоносителя.
Подогрев воздуха на горение – независимый контур, через пластинчатый теплообменник с подогревом незамерзающего теплоносителя.

Также в схеме предусмотрен ввод холодной воды, повысительная насосная станция, установка водоподготовки и бак запаса подпиточной воды.

Котлоагрегат и гидравлическое распределительное устройство

Котлоагрегат – изделие полной заводской готовности, включающее в себя котел, горелку, циркуляционный насос, регулирующую и запорную арматуру, предохранительные клапаны, термометры, манометры, датчики температуры и давления, подключенные к системе автоматики.

Автоматика котлоагрегата собирает данные с датчиков температуры на подающем трубопроводе котла, а также с датчика стратегии, установленного в гидравлической стрелке, и регулирует мощность котла горелкой. На подающем трубопроводе установлены датчики, ограничивающие максимальную температуру теплоносителя на выходе из котла. По датчику температуры на входе в котел автоматика организовывает защиту котла от холодного теплоносителя.

Трехходовой смесительный клапан на обратном трубопроводе подмешивает из подающего трубопровода теплоноситель, увеличивая температуру на входе в котел, пока она не достигнет минимально необходимого значения. Таким образом исключается конденсатообразование со стороны дымовых газов, приводящее к коррозии котла. Преимуществом трехходового смесительного клапана является его возможность при необходимости полностью перекрыть поток холодного теплоносителя, закрыв котел на внутреннюю циркуляцию до нагрева до минимально необходимой температуры. Такая работа трехходового смесительного клапана подразумевает переменный расход в котловом контуре. Для его стабилизации необходимо предусматривать гидравлическую стрелку, которая разделяет гидравлику котлового контура и контура потребителей (или греющий контур теплообменников), стабилизируя возможный дисбаланс расходов.

На подающем трубопроводе котла установлены датчики минимального и максимального давления, отключающие горелку при понижении или повышении давления. Понижение давления может вызвать вскипание теплоносителя, повышение – нарушение целостности котла. В качестве дополнительной защиты от превышения давления на котле установлены предохранительные клапаны, выбрасывающие теплоноситель из котла, тем самым снижая в нем давление.

Циркуляционный насос котлоагрегата при работе горелки работает постоянно. При выключении горелки и всего котлоагрегата насос через определенное время также выключается, а трехходовой смесительный клапан переходит в положение внутренней циркуляции. Это обеспечивает отсутствие циркуляции теплоносителя через неработающий котел.

Для компенсации температурных расширений теплоносителя к сливному патрубку котла подключают мембранный расширительный бак. При увеличении температуры теплоносителя и, как следствие, увеличении его объема, расширительный бак накапливает в себе избыточный теплоноситель. При снижении температуры происходит обратный процесс отдачи теплоносителя из бака в котел, предотвращая разрежение в нем.

Выбор сливного патрубка котла обусловлен тем, что это точка с наиболее низкой температурой. На общем коллекторе от котлоагрегатов установлен расширительный бак с промежуточной охлаждающей емкостью и предохранительным клапаном. Расширительный бак накапливает в себе тепловые расширения теплоносителя котлового контура. Подключается к обратному коллектору через промежуточную охлаждающую емкость, где теплоноситель дополнительно охлаждается, что продлевает срок службы расширительного бака. Для защиты расширительного бака от превышения давления дополнительно устанавливается предохранительный клапан.

Работа котлоагрегатов предусматривается в каскаде. Один из котлов назначается ведущим (MASTER), другой – ведомым (SLAVE). Ведущий котел всегда находится в работе. Когда он достигает максимальной мощности и приходит запрос на увеличение мощности, происходит включение ведомого котла.

Гидравлическое распределительное устройство представляет собой цилиндрический сосуд с четырьмя подключениями:

вход горячего теплоносителя от котлов,
выход холодного теплоносителя на котлы,
выход горячего теплоносителя на потребителей,
вход холодного теплоносителя от потребителей.

На выходе горячего теплоносителя на потребителей устанавливается датчик стратегии, посредством которого происходит управление мощностью котлов и количеством работающих котлов. В верхней части гидравлической стрелки установлен воздухоотводчик, в нижней части — сливной кран. Для оптимальной работы гидравлической стрелки необходимо чтобы расход теплоносителя от котлов превышал расход теплоносителя от потребителей не менее чем на 35%. Разница расходов перетекает по телу гидравлической стрелки от входа к выходу со стороны котлов.

Устройство водогрейного котла

Разновидности водогрейных котлов для домашнего и промышленного применения
Принципиальное устройство нагревательных приборов примерно одинаково и может различаться по таким показателям, как потребляемое топливо, мощность, размер и страна производитель.

Стандартный котел отопительный водогрейный состоит из таких деталей:

стальной корпус;
горелка;
фитиль;
входные трубы (располагаются снизу);
выходные патрубки (находятся сверху корпуса);
паровой клапан;
камера сгорания;
водяные теплообменники;
топка с дверкой;
поддувало с ручкой;
дымоход с задвижкой и защитным колпаком.

Топка твердотопливных котлов оборудуется колосниками, предназначенными для размещения горючего и отвода в зольник отработанных продуктов (шлака, пепла, золы).

Принцип работы водонагревательных котлов заключается в следующем:

загрузка топлива в топку и его поджог (подключение электрического тэна);
заполнение водой контура и теплообменника;
жидкость нагревается, под воздействием насоса или из-за перепада давления самотеком движется по трубам;
продукты сгорания выводятся по обычному или коаксиальному дымоходу;
клапан регулирует подачу воздуха, необходимого для горения топлива.

Котлы изготавливаются из прочной жароупорной стали, способной выдерживать высокие температуры.

Контур ГВС

Представляет из себя независимый контур, разделенный теплообменником. На греющей стороне на подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий постоянную температуру на входе в теплообменник по датчику температуры до теплообменника. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода от теплообменника. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре греющего контура ГВС.

На греющей стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос с частотным приводом. По датчику температуры, установленному на подающем трубопроводе ГВС, происходит регулировка частоты циркуляционных насосов греющего контура, а вместе с ней и расхода на греющем контуре теплообменников ГВС (количественная регулировка). При снижении температуры ГВС частота на насосах увеличивается, при увеличении температуры – частота снижается.

Поддержание давления в контуре ГВС осуществляется за счет повысительной насосной станции на вводе холодной воды.

Циркуляция ГВС обеспечивается циркуляционным насосом на обратном трубопроводе ГВС. Насос оборудован частотным регулятором и управляется по температуре в обратном трубопроводе ГВС. Если циркуляционная вода от потребителей ГВС возвращается горячей, то насос снижает частоту, уменьшая тем самым расход. Если циркуляционная вода от потребителей ГВС возвращается холодной, то частота повышается и вместе с ней расход.

Для компенсации температурных расширений ГВС предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

Насосы, арматура, трубопроводы и подключение теплообменника на нагреваемой стороне ГВС выполнены из коррозионно-стойких материалов, так как деаэрация исходной холодной воды не предусматривается.

На выпуске из котельной на контуре ГВС установлен узел учета тепла, ведущий учет отданной потребителям тепловой энергии.

Классификация по типу размещения

Настенные водогрейные котлы имеют относительно небольшую массу в отличие от напольных моделей
Водонагревательные устройства, в зависимости от мощности и конструкции имеют различную массу и размеры. Во многом это определяет место, где их допускается устанавливать.

Напольные изделия характеризуются значительным весом и габаритами. Подвешивать их невозможно именно из-за этих факторов, так как не всякая несущая поверхность может выдержать такую нагрузку. Плюс в том, что такие приборы более надежны и функциональны.

Настенные котлы отличаются компактностью и небольшим весом. Их разработка изначально была нацелена на то, чтобы продукция могла быть установлена в тесных помещениях – кухня, санузел, подвал. Из-за ограничения по размерам такие котлы не рассчитаны на большую мощность, теснота расположения деталей затрудняет их обслуживание и снижает уровень надежности.

Регулируемый контур отопления (вентиляции)

На подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру на контур потребителя. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре на контуре потребителя.

На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя у потребителей. Насос работает всё время, пока включен контур с постоянным расходом.

Для компенсации температурных расширений в контуре отопления (вентиляции) предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

На выпуске из котельной на контуре отопления (вентиляции) установлен узел учета тепла, ведущий учет отданной потребителям тепловой энергии.

Откуда берется чистый водород

Хозяину на заметку

«Чтобы привлечь внимание к своей продукции, некоторые производители водородных котлов делают ссылки на некий «секретный катализатор» или на использование «газа Брауна» в своих устройствах». Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза

В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии

Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза. В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии.

Электролиз давно известен и широко применяется для получения чистого водорода. На практике ни один промышленный водородный котел, пока во всяком случае, не обходится без электролизной установки или электролизера. Все бы хорошо, но эта установка требует электроэнергии. Итак, водородный котел должен в обязательном порядке потреблять энергию. Вопрос в том, каковы же эти энергозатраты?

Схема процесса электролиза

Все разговоры о «теплоте сгорания» водорода немного уводят нас в сторону от данного вопроса, а между тем, он наиболее важен. Итак, водородный котел может быть выгоден в единственном случае — произведенная им тепловая энергия должна быть выше, чем израсходованная на работу котла.

Нерегулируемый контур отопления (вентиляции)

На данном контуре отсутствует регулирующая арматура. Это означает, что температура в контуре будет равна температуре на выходе из гидравлической стрелки.

На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя у потребителей. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

Регулируемый контур радиаторного отопления котельной

Данный контур является внутренним контуром котельной, тепло от которого идет на собственные нужды.

На подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру на радиаторах с корректировкой по температуре внутри котельной. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре на радиаторах.

На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя через радиаторы. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

Эксплуатация и техника безопасности

Поскольку система, работающая с газом, не является безопасной, то при любых отклонениях от нормы, надо отключить оборудование и обратиться в компанию, занимающуюся его ремонтом и обслуживанием. Подачу топлива необходимо немедленно прекратить в нескольких случаях. К ним относится:

появление запаха газа;
перегрев теплоносителя;
отключение электроэнергии;
срабатывание тревожной сигнализации;
нарушение целостности участка трубопровода;
пламя, погасшее без отключения и каких-либо других причин;
некачественная работа вентиляции, недостаточная тяга в дымоходе;
изменение показаний датчиков, которые явно свидетельствуют о неполадках в системе;
обнаружение некорректной работы системы или приборов контроля, одного или нескольких.

Чтобы предотвратить внештатные ситуации, рекомендуют ежедневно проверять электрический кабель и его изоляцию. Любой дефект требует его скорейшей замены. Наличие в газовой котельной водопровода или емкостей с водой — обязательное условие

К дополнительным мерам предосторожности относится:

приобретение огнетушителей;
монтаж пожарной сигнализации;
запас песка, другого безопасного сыпучего материала.

Для больших котельных необходимо подготовить схемы эвакуации, однако к «газовым помещениям», обслуживающим частные дома, это требование, как правило, не относится.

Помещение для этого вида нагревательного оборудования, в первую очередь, призвано обеспечить безопасность людей, поэтому говорить про принцип работы газовой котельной не совсем правильно. Действует в ней именно оборудование, а комната лишь создает оптимальные условия для приборов. И для человека, защищенного ее стенами от далеко не самого безопасного вида топлива.

В завершение темы — популярное видео, короткое, емкое и, судя по отзывам, честное:

Контур вентиляции котельной и подогрева воздуха на горение

Данный контур является внутренним контуром котельной, тепло от которого идет на собственные нужды.Представляет из себя независимый контур, разделенный теплообменником.

На греющей стороне на подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру на нагреваемом контуре теплообменника по датчику температуры. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода от теплообменника.

На греющей стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя через теплообменник. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

На нагреваемой стороне теплообменника подключено вентиляционное оборудование (вентустановка, калориферы), обеспечивающее нормируемую вентиляцию в помещении котельной и/или подогрев воздуха на горение.

В качестве теплоносителя используется незамерзающие жидкости на основе гликоля. Этим вызвана необходимость в разделении контура вентиляции теплообменником. На гликолевой стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя через вентиляционное оборудование. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

Для компенсации температурных расширений в контуре радиаторного отопления предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления путем сброса теплоносителя. Сброс теплоносителя осуществляется в специально установленный бак запаса гликолевого раствора. Из него же осуществляется подпитка гликолевого контура специальным подпиточным насосом.

Советы

Так как с каждым годом застройщики предъявляют все новые требования, то обойти стороной вопрос проектирования отопительной системы маловероятно. Многие предпочитают такую ответственную работу предоставить специалистам. К тому же, если все работы делаются одной организацией, то и проектировка, и подбор материалов, и монтажные работы порадуют застройщика своим качеством. Но можно сделать все и своими руками.

Для начала нужно разработать несколько проектов системы отопления. Затем, рассмотрев их, нужно сделать выбор. После этого необходимо разработать смету и произвести расчет. При помощи проекта отопления делаются схемы монтажных работ. Параллельно необходимо составить список нужных комплектующих, а также всего оборудования.

Проект системы отопления должен включать в себя такие документы:

все исходные данные, сделанные в виде таблицы;
эскизы схем;
договор;
технические характеристики;
специфику оборудования;
необходимые материалы;
разработанные рекомендации по обвязке отопления;
подключение к электрическим сетям.

Изучив все правила проектирования системы отопления, можно с уверенностью приступать к монтажным работам, не боясь за последствия. Как видно с вышесказанного, можно осуществить данную процедуру своими руками. Если правильно сделать все расчеты и закупить нужные приборы, то получится успешно спроектировать систему отопления и использовать ее в холодное время года.

Подробнее о проектировании системы отопления вы узнаете в следующем видео.

Как выбрать подходящую серию

При выборе водогрейного котла обращают внимание на основные моменты, среди которых преимущественным считается вид используемого топлива. Учитывают техническое диагностирование и предполагаемые задачи: для частного дома подходящими считаются твердотопливные или газовые модификации типа 3 КД.

Промышленные агрегаты на солярке сходны по параметрам с газовыми аналогами. Они могут работать на 2 видах горючего, что облегчает эксплуатацию и составление плана технологической защиты. Версии на угле и дровах ориентированы на получение горячей воды для систем отопления. Для этой же цели используют промышленный газовый котел.