Котел с водяным контуром: Твердотопливные котлы с водяным контуром, купить котёл твердотопливный с водяным контуром в Москве: от 29970 рублей

Содержание

Выбираем котел твердотопливный с водяным контуром

Главная » Системы отопления » Твердотопливное отопление » Выбираем котел твердотопливный с водяным контуром для дома

Твердотопливное отопление

Автор Евгений Апрелев На чтение 5 мин Просмотров 1.9к.

Твердотопливные котлы с водяным контуром для дома пользуются заслуженной популярностью у российского потребителя. Это и не удивительно, ведь такие котельные установки и постройку обогреют и горячей водой обеспечат. В этой публикации будет рассмотрен принцип работы, конструкция и особенности монтажа данных установок.

Твердотопливные (ТТ) котлоагрегаты с водяным контуром представляют собой несколько видоизмененные классические отопительные устройства, к которым добавлен теплообменник (накопитель) для создания ГВС. Сегодня, на российском рынке отопительного оборудования широко представлены одно – и двухконтурные твердотопливные котлы.

Одноконтурные модели включают в себя следующие конструктивные элементы:

Корпус. В качестве материала может использоваться чугун или листовая сталь, толщиной 4-6 мм.
Топка (топочная камера). Так же как и корпус может быть выполнена из жаропрочной стали или чугуна. Непосредственно в топке и происходит процесс тления топлива.
Колосниковая решетка, находящаяся в топливной камере. Данный элемент изготавливаются из чугуна и служит для обогащения топлива кислородом.
Зольник. При прогорании, твердые отходы проникают через щели колосниковой решетки, и попадает в камеру зольника, откуда и удаляется пользователем.
Дымоотводящий канал, который служит для вывода за пределы устройства продуктов сгорания.
«Водяная рубашка». В современных одноконтурных ТТ котлоагрегатах данный элемент встроен в корпус устройства. Теплоноситель нагревается от стенок котла и посредством циркуляционного насоса (в системах с принудительной циркуляцией) или под воздействием гравитационных сил (в самотечных системах отопления), поступает в систему отопления (к радиаторам, батареям, полотенцесушителям, теплым полам и пр. ) дома.

Двухконтурный котел отопительный твердотопливный с водяным контуром оснащен дополнительным теплообменником, который может быть проточного или накопительного типа.

Данные устройства проточного типа представляют собой змеевик, встроенный в водяную рубашку котельной установки. Нагрев проточной воды осуществляется от теплоносителя, который отдает часть энергии через стенки теплообменника. Данная конструкция имеет один существенный недостаток – низкую производительность, которая варьируется в пределах 5-9 л/мин при t 40-50 C°. Именно поэтому при такой конструкции, наиболее популярными являются чугунные отопительные твердотопливные котлы с водяным контуром, так как чугун дольше отдает тепловую энергию теплоносителю, а, следовательно, и воде в теплообменнике ГВС.

Накопительный теплообменник представляет собой емкость, которая может размещаться непосредственно в водяной рубашке котла или в дымоходном канале. В первом случае создание ГВС происходит посредством передачи тепловой энергии между теплоносителем системы отопления и водой водяного контура. Во втором варианте размещения, нагрев воды системы ГВС происходит раскаленными отработанными газами. Основное преимущество двухконтурных ТТ котлов с накопительным теплообменником – это достаточно большой запас нагретой воды для ГВС дома, который может ограничиваться только объемом бойлера. Температура воды в водяном контуре может достигать 90-95 С°.

Важно! Следует понимать, что в твердотопливной отопительной аппаратуре нагрев воды водяного контура происходит исключительно во время горения топлива, а это 3-4 часа между закладками. Именно поэтому для создания непрерывного ГВС дома следует выбирать модели твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром или их пиролизных аналогов.

Немного отвлечёмся, так как хотим сообщить вам, что нами был составлен рейтинг твердотопливных котлов по модеям. Подробнее вы сможете узнать из следующих материалов:

Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — отечественные производители
Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — зарубежные производители

Плюсы и минусы различных конструкций

Если речь идет о сравнении твердотопливных отопительных систем с водяным контуром и без него, то первые имеют достаточно внушительный перечень преимуществ, а именно:

Доступность топлива. Большинство моделей котельного оборудования с водяным контуром могут работать как на угле, так и на дровах, а также практически на всех типах твердого топлива.
Простота конструкции. Несмотря на кажущуюся сложность, самодельный отопительный котел с водяным контуром – достаточно распространенное явление, в загородных домах и дачах многих россиян.
Надежность и долговечность. Это доказано многомиллионной аудиторией пользователей.
Энергонезависимость. Подавляющему большинству моделей ТТ отопительных установок не требуется электроэнергия в период эксплуатации.

Не стоит забывать и о недостатках, которые есть у двухконтурных твердотопливников.

Низкий КПД, который не превышает (даже у газогенераторных моделей) 90%.
Необходимость обслуживания, которое заключается в регулярной загрузке топливной камеры и очистки зольника от твердых остатков. Чтобы решить данную проблему можно приобрести твердотопливник с автоматической подачей, но и такие модели не лишены недостатков. Основными из минусов являются высокая стоимость оборудования и достаточно серьезные требования к качеству топлива.

Совет! Перед приобретением твердотопливника обязательно сделайте расчет необходимой мощности, учитывая расход тепловой энергии на обогрев помещений и создания ГВС дома. Для этого рекомендуем обратиться за консультацией к профессионалам.

Правила выбора

Итак, как выбрать твердотопливный котел с водяным контуром? Существует несколько простых правил, позволяющих не наделать ошибок при выборе данного устройства.

Обратитесь к профессионалам. Консультация включает в себя расчеты, поэтому услуга, как правило, платная.
Для обогрева помещения и создания ГВС требуется аппаратура, мощностью на 25% выше, чем просто для отопления. Можно воспользоваться упрощенной системой расчета: на 10 м² отапливаемой площади необходимо 1 кВт мощности котельной установки + 25% на теплопотери через окна и двери и на плохое утепление постройки + 25% на нагрев воды.
Обращайте внимание на производительность нагрева контура ГВС. Большинство моделей твердотопливников с проточным теплообменником имеют производительность контура ГВС не более 2 – 2,5 л/мин. Если для ваших нужд этого недостаточно обратите внимание на модели со встроенным накопительным баком (бойлером).

И последний совет: чтобы приобрести долговечный отопительный ТТ котел, который позволяет максимально использовать тепловую энергию для ГВС дома, выбирайте котельные установки с медным теплообменником и чугунной топкой.

АОТВК-1-14-3 котёл отопительный твердотопливный с водяным контуром

Котёл отопительный твердотопливный с водяным контуром, мод.

АОТВК-14-3

Котёл «Мистер Хит» АОТВК-14-3 имеет современную конструкцию классического котла на твердом топливе.

Изготовлен из высококачественной стали покрытой порошковой краской. Предназначен для отопления жилых и производственных объектов. Топливом для котла — дрова. Котёл оснащен чугунными колосниковыми решетками, большим зольником и регулирующей заслонкой воздуха которые позволяют регулировать интенсивность сгорания топлива. В процессе сгорания топлива происходит нагрев теплоносителя (как правило воды) залитого в систему отопления. Форма и размеры топочной части позволяют достигать высокой мощности и одновременно обеспечить сгорание дров с минимальным кoличествoм твердых остатков. Эффективность нагрева теплоносителя достигается за счет специально разработанной конструкции водяного контура. Тепловая энергия собирается всеми стенками водяной рубашки, в связи с чем, котёл обладает высокой скорость нагрева помещения и достаточно длительно поддерживает в нем комфортную температуру.

Подающая и обратная линии котла снабжены патрубками с наружной резьбой 1,5 дюйма, что является стандартным подсоединением и не требует проведения сварочных работ при монтаже. Котёл приспособлен работать в отопительных системах с естественной (за счет конвекции) или принудительной циркуляцией воды.

Исполнение котла «Мистер Хит» АОТВК -14-3 рассчитано на стандартное подсоединение дымохода.

Модель котла «Мистер Хит» АОТВК -14-3 является комбинированной, комплектуется встроенным ТЭНом, дополнительно котёл можно комплектовать автоматическим пультом управления, который позволяет поддерживать температуру воды на выходе из котла и воздуха в помещении, это позволяет более экономно использовать потребляемую электроэнергию.

Модель котла «Мистер Хит» АОТВК -14-3 не имеет на верхней панеле чугунных конфорок, что конструктивно позволило увеличить объём водяного контура, и тем самым увеличить мощность котла.

Преимущества Стальных котлов «Мистер Хит»:

— Котловой блок изготовлен из стали, покрытой порошковой краской, что является одновременно декоративным элементом и защищает котел от коррозии, продлевая тем самым срок службы изделия.

— Стальные котлы устойчивы к перепадам температур, что в сравнении с чугунными котлами делает их более безопасными в эксплуатации.

— Использование электричества позволяет сделать систему отопления наиболее гибкой и обеспечить максимальный комфорт в помещении.

— При помощи котлов Мистер Хит можно создать полностью автономную систему отопления.

— Стальные котлы обладают меньшей массой, в отличии от чугунных, что в свою очередь облегчает процесс монтажа и их стоимость значительно меньше стоимости чугунных котлов.

— Котлы просты в эксплуатации и техническом обслуживании.

— Котлы на дровяном топливе не загрязняют воздух и окрестности дома вредными выбросами.

Объяснение системы котла (LTHW) — Инженерное мышление

Объяснение системы котла (LTHW). В этом уроке мы рассмотрим типичную современную систему отопления в коммерческом здании. Существует много вариантов того, как это можно настроить, но этот вариант довольно типичен для новых коммерческих зданий.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube по системам кипячения

В этой системе у нас есть два больших котла, которые подключены параллельно. Это означает, что оба котла могут работать одновременно или по отдельности. Один из котлов может быть изолирован, отключен и открыт для обслуживания, в то время как другой котел продолжает работать и обеспечивать отопление здания. Это самый распространенный тип конфигурации современных систем отопления. В другом варианте было бы подключение последовательно, но это устаревшая схема, которая не так практична, по крайней мере, для коммерческих офисов.

Пример различных котлов

Котлы бывают разных конструкций, несколько примеров я привел выше. Это может быть пара больших котлов или несколько небольших агрегатов. Лучшие проекты будут использовать смесь размеров, чтобы эффективно удовлетворить спрос. Возможно большой на зиму и поменьше на лето.

Эти котлы являются источником тепла для системы отопления. Это тепло передается циркулирующей воде системы отопления, которая затем выталкивается наружу и вокруг здания.

В подобных системах вы встретите два термина: первичные и вторичные цепи.

В первичном контуре будет циркулировать горячая вода от котлов и вокруг нее в коллектор с малыми потерями. Коллектор с низкими потерями будет подавать горячую воду во вторичные контуры, а затем возвращать использованную более холодную горячую воду обратно в другой конец коллектора с низкими потерями.

Вода первого контура может течь прямо через коллектор с малыми потерями и обратно в котел для получения большего количества тепла, или она может подниматься вверх по вторичным контурам. Путь воды будет зависеть от потребности в горячей воде во вторичных контурах. Вода может течь прямо, потому что для работы котлов требуется минимальный расход, иначе они могут повредить или разрушить свои внутренние части.

Первичный и вторичный контуры будут иметь свои собственные насосные агрегаты.

Первичные насосы, как правило, представляют собой более крупные насосы, как правило, центробежного типа с приводом от асинхронного двигателя. Однако это зависит от размера системы, они также могут быть встроенными, особенно в небольших офисных зданиях.

Подробное описание первичной и вторичной сторон описано здесь

Первичные насосы будут прокачивать воду только по первичному контуру. Эта горячая вода выходит из котла, поступает в этот трубопровод, всасывается первичным насосом и затем выталкивается в коллектор с низкими потерями.

Затем эта вода может либо выйти через вторичные насосы, выходящие из коллектора с низкими потерями, и течь в стояки, либо часть ее будет продолжать проходить через другую сторону коллектора. В любом случае вода достигнет дальнего конца коллектора и продолжит течь обратно к котлу, но при более низкой температуре, чтобы набрать больше тепла и повторить этот цикл.

От коллектора с горячей стороны отходят насосы меньшего размера, которые подключены к трубам, известным как стояки. Стояки поднимаются вверх по зданию, чтобы подавать нагретую воду в разные контуры. Например, кондиционеры восточного или западного крыла.

В этом примере у нас есть четыре вторичных цепи. Вторичные контуры 1-3 имеют двойной насос, а 4-й имеет только один насос, так как тепловая нагрузка у него небольшая и находится поблизости, возможно, в зоне ресепшн.

Вспомогательные насосы

Выше вы можете увидеть пример нескольких небольших вторичных насосов. Это также могут быть большие центробежные насосы, это зависит от размера системы отопления. Эти насосы будут нагнетать горячую воду туда, где это необходимо, но только в выбранной части здания, к которой подключен трубопровод.

Установки с двумя насосами обычно работают в рабочем и резервном режимах. Это означает, что один насос работает в любой момент времени, а другой работает в качестве резервного на случай отказа рабочего насоса.

Вторичные контуры обеспечивают водой определенную площадь здания. Например, первый контур может обеспечивать горячей водой радиаторы на первом этаже. Второй, вторичный контур может подавать горячую воду только к вентиляционным установкам и фанкойлам на восточной стороне здания и т. д. и т. д. и т. д. он будет возвращаться через обратный стояк, откуда он будет течь обратно в коллектор с низкими потерями и обратно в котел, чтобы забрать больше тепла.

Горячая вода для бытовых нужд

В этом примере у нас также есть вторичный контур, который отключается и подается в водонагреватель. Водонагреватель — это место, где производится горячая вода для бытовых нужд, это горячая вода, которая течет из кранов.

Почему мы отделяем воду для бытовых нужд от горячей воды, подаваемой по зданию? Есть много химикатов, которые входят в первичную систему отопления системы LTHW, систему горячего водоснабжения с низкой температурой, и вы действительно не хотите пить это.

Горячая вода подается из котла во вторичный контур, где она затем подается насосом в теплообменник внутри водонагревателя. Затем он передаст свое тепло пресной воде, которая хранится внутри резервуара. Эта пресная вода неизбежно повысится в температуре в результате теплообменника. Эта нагретая пресная вода затем подается на кухню, в чайные зоны и раковины в ванных комнатах, где она будет использоваться и стекать в канализацию. Он не вернется обратно в систему отопления. Между тем, подаваемая горячая вода из котла во вторичном контуре будет вытекать из теплообменника внутри водонагревателя с более низкой температурой, поскольку часть своего тепла она отдает пресной воде, и возвращается обратно в коллектор с малыми потерями и обратно в котел.

Блок наддува

Выше вы можете увидеть пример расширительного бака и блока наддува. Давление в системе будет меняться, например, если включится вторичный насосный агрегат, то в первичном насосном агрегате упадет давление, потому что больше воды теперь вытекает из коллектора во вторичный контур.

То же самое, если температура воды повышается или понижается, ее плотность будет меняться, и это также повлияет на давление. Вода расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении.

Расширительный бак и блок наддува подключаются к основному трубопроводу, обычно где-то рядом с коллектором с низкими потерями. Если давление становится слишком высоким, то очевидно, что расширительный бак поглотит часть этого давления, а когда оно станет слишком низким, блок наддува вытеснит его обратно в систему, чтобы выровнять его.

Система дозирования

Выше вы можете увидеть пример дозатора. Обычно он устанавливается с тонкими трубопроводами, подключенными к коллектору с низкими потерями. Затем он будет использовать разницу давлений, чтобы пропустить через него горячую воду. Дозирующий бак просто позволяет заливать химические ингибиторы в систему, что просто поддерживает ее чистоту и отсутствие бактерий.

Назад к основам: Котлы и системы горячего водоснабжения | Консультации

Цели обучения

Знать и понимать применимые нормы и стандарты для котлов.
Узнайте о водораспределении, вариантах насосов и аксессуарах для системы горячего водоснабжения.
Понимание применения котлов для комфортного отопления и повышения эффективности котлов.

Обзор котлов

Котлы, часто используемые в коммерческих зданиях, могут нагревать как воздух, так и жидкости.
Международный механический кодекс определяет требования к конструкции и техническим характеристикам котлов и их использование в системах горячего водоснабжения.

Бойлеры представляют собой прочное оборудование со встроенными теплообменниками, способными повышать температуру жидкости в соответствии с нагрузкой здания или технологическим процессом. Обычная разница температур, указанная в проекте системы комфортного отопления, составляет 30°F или 20°F между температурой воды на входе и температурой воды на выходе, обслуживающей здание. Котлы питаются от топлива, которое может быть природным газом, дизельным топливом или пропаном.

В процессе горения, при котором наружный воздух подается в горелку котла, энергия вырабатывается и выделяется из топлива в жидкость. Котлы спроектированы и изготовлены в соответствии со стандартами Американского общества инженеров-механиков по котлам и сосудам под давлением.

Первый свод правил по котлам и сосудам под давлением был выпущен в 1914 г. и опубликован в 1915 г. В настоящее время он считается наиболее полным стандартом и руководством по конструкции и эксплуатации котлов. BPVC применяется к котлам не только для использования в системах отопления для обеспечения комфорта человека, но также для производства электроэнергии и ядерной энергии, среди прочего.

BPVC носит всеобъемлющий характер и состоит из более чем 10 разделов. В разделе I приведены рекомендации по конструкции энергетических котлов, а в разделе VII приведены подробные сведения об уходе за этим оборудованием и его техническом обслуживании. Раздел VIII посвящен сосудам под давлением, работающим при давлении выше 15 фунтов на квадратный дюйм (psig).

Отопительные котлы относятся к разделу IV и включают котлы для производства пара, нагреватели питьевой воды и системы горячего водоснабжения. В этом разделе приведены требования к установке и осмотру, особенно для приложений с низким давлением. Отопительные котлы для производства пара подпадают под два диапазона давления. Применения низкого давления для паровых котлов рассматриваются для котлов менее 15 фунтов на квадратный дюйм и для водогрейных котлов менее 160 фунтов на квадратный дюйм. Эти котлы могут работать на природном газе, мазуте, электричестве или угле. Кроме того, в Разделе VI приведены рекомендации по уходу и эксплуатации, в том числе средства управления водогрейными котлами.

В дополнение к BPVC существуют другие коды и стандарты, которые инженеры-конструкторы используют при выборе котлов для комфортного отопления. В соответствии с Международным советом по нормам и правилам предоставляется несколько кодексов, таких как Международный строительный кодекс, Международный механический кодекс, Международный кодекс по сантехнике и Международный кодекс по топливному газу. Эти нормы дают инженеру-проектировщику минимальные критерии, которые необходимо реализовать при проектировании функциональной и безопасной системы.

Котлы обычно используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, как правило, для комфортного отопления. Водонагреватели относятся к оборудованию, обслуживающему бытовые системы питьевого водоснабжения; специальные рекомендации для водонагревателей указаны в МПК.

Рис. 1: Фрагмент показывает котел отопительной воды малого типа. Цель — показать, о чем идет речь в статье как о предохранительном клапане и отсечке при малой воде. Предоставлено: WSP USA Buildings

Издание IMC 2018 года является всеобъемлющим и включает 15 глав и два приложения. Глава 7 содержит рекомендации по воздуху для горения. Наиболее распространенными вариантами являются два отверстия, одно высокое и одно низкое, или одно большое отверстие. Размер отверстия рассчитывается путем добавления всего оборудования для сжигания топлива в механическое помещение с использованием минимум 1 квадратный дюйм на 1000 британских тепловых единиц в час или 3000 британских тепловых единиц в час, в зависимости от варианта, выбранного для проекта. Эти конкретные методы подробно описаны в IFGC.

Глава 10 IMC содержит рекомендации для котлов, водонагревателей и сосудов под давлением. В этой главе следует отметить несколько ключевых моментов:

Раздел 1004 – Котлы:

Как обсуждалось ранее, котлы должны соответствовать ASME BPVC.
Безопасность и средства управления, необходимые для проектирования котлов, работающих на топливе, должны соответствовать стандарту ASME-CSD-1, который является стандартом ASME для средств управления и устройств безопасности для автоматических котлов. В соответствии с IMC регулирующие стандарты котлов делятся на два диапазона, первый диапазон составляет менее 12,5 миллионов БТЕ / час, что соответствует ASME BPVC в разделе I или IV. Котел, превышающий это значение, подпадает под действие NFPA 85: Кодекс опасностей для котлов и систем сгорания. Это включает меры безопасности для предотвращения взрывов в котлах с такой большой мощностью.
Установка котла должна соответствовать рекомендациям производителя.
Зазоры важны. Инженер-проектировщик должен всегда помнить об имеющемся рабочем пространстве вокруг котлов; в дополнение к доступному месту, чтобы удалить и заменить его. В этом разделе код обеспечивает минимальные размеры для доступа и обслуживания оборудования. Зазоры должны составлять не менее 18 дюймов вокруг оборудования; однако это может превышать 18 дюймов, в зависимости от типа, размера и области применения котла. Несколько моментов, которые следует учитывать при согласовании и проектировании котельных.
- Инженер должен проверить площадь, необходимую для такого крупного оборудования. В связи с оптимизацией затрат, эти помещения рассчитаны на необходимое пространство для обслуживания и удаления оборудования.
- Инженеры должны учитывать изменения в оборудовании, указанном в качестве основы проекта, по сравнению с предоставленным, поскольку размеры варьируются от поставщика к поставщику.
- Сегодня трехмерное моделирование является жизненно важным инструментом, используемым инженерами-проектировщиками для обеспечения выделения надлежащих зазоров для обслуживания оборудования.
Для паровых котлов требуется дополнительный зазор сверху, в частности, это следует учитывать при модернизации помещений, так как существующее межэтажное пространство может быть ограничено.
- В подразделе 1004.3.1 IMC предоставляет таблицу 1004.3.1 с указанием зазоров сверху котла; читателю следует ознакомиться при проектировании новой котельной.
Водогрейные котлы должны находиться в отдельном ограждении помещения, а стены должны быть огнестойкими в соответствии с IMC, IBC и NFPA. Эти разделы кода были рассмотрены в моей предыдущей статье для систем отопления с горячей водой.

Секция 1005 – Соединения котла:

Все котлы должны быть оборудованы подачей подпиточной воды и запорным клапаном как на обратном, так и на подающем трубопроводе. Кроме того, необходимо предусмотреть отсечку при низком уровне воды, так как они отвечают за отключение процесса горения в случае низкого уровня воды. Эти отключения автоматические. Это указано в разделе 1007 (см. рисунок 1).

Раздел 1006 – Предохранительные и предохранительные клапаны и органы управления:

Приведены конкретные критерии как для водогрейных, так и для паровых котлов. Котлы должны быть снабжены предохранительными клапанами и предохранительными клапанами с номинальной пропускной способностью для системы, которую они обслуживают. Предохранительные клапаны часто подпружинены. Это необходимо для того, чтобы клапан сбрасывал давление в случае, если давление в системе превысит заданное значение.

Распределение котловой воды

Делая шаг назад в историю, системы трубопроводов могут быть однотрубными, двухтрубными или четырехтрубными. Во-первых, однотрубные системы реализуются только для систем отопления на выделенном контуре, который привязывает обратную линию после оборудования. Есть несколько недостатков, учитывая, что оборудование подключено последовательно, что вызывает увеличение напора и, следовательно, увеличивает размер насосной системы. Кроме того, потеря температуры на протяжении всего пробега. Это напрямую влияет на общие эксплуатационные расходы.

Примером однотрубной системы отопления является излучение по периметру, в основном предназначенное для районов с более холодным климатом, эти системы известны как однопоточные. Во-вторых, двухтрубные системы предназначены для обеспечения охлаждения и обогрева с использованием подающего и обратного трубопровода попеременно для обогрева и охлаждения. Это заставляет систему переключаться в зависимости от сезона.

Последняя представляет собой общеупотребительную четырехтрубную систему. Эта система имеет специальный контур для охлажденной воды и еще один для горячей воды. Эксплуатационные расходы могут варьироваться, и они оцениваются на проектной основе в соответствии с потребностями объекта.

Размер трубы имеет ключевое значение для контура распределения. Вода, движущаяся внутри труб, должна преодолевать потери на трение; поэтому важна скорость, с которой движется поток. Одним из ключевых понятий, которое должен понимать инженер, является число Рейнольдса. Это число помогает нам определить, является ли поток ламинарным или турбулентным внутри трубы. Его определение включает плотность жидкости (, скорость жидкости (, характеристический линейный размер ( и динамическую вязкость если жидкость (.

Формула выражается как . Как правило, более низкие числа Рейнольдса указывают на ламинарный поток, а более высокие указывают на турбулентный. Инженер использует диаграммы, такие как диаграмма Муди, с известным числом Рейнольдса и шероховатостью трубы, тип потока может быть определен , Кроме того, стандарты и правила содержат минимальные рекомендации по рекомендуемым скоростям для конкретных систем.Один пример можно найти в стандарте ASHRAE 9.0.1: Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых зданий. В главе 6, таблице 6.5.4.6 приведены рекомендуемые скорости потока и максимальные скорости.

Рис. 2: Деталь расширительного бака системы отопления с предохранителями. Подробная информация является общей для предоставления руководства в качестве вспомогательного документа к статье о системе водяного отопления. Предоставлено: WSP USA Buildings

Варианты насосов

Существует два распространенных варианта насосов для проектирования центральной станции горячего водоснабжения. Во-первых, система, спроектированная с первичными насосами, обслуживающими здание, обычно называемая переменной первичной. Общими преимуществами являются более низкие эксплуатационные расходы и централизованное обслуживание.

Вторая система — первичная/вторичная, часто используется, когда центральная станция расположена дальше от здания, которое она обслуживает, или обслуживает несколько зданий с разными требованиями. Инженер-проектировщик должен рассмотреть и оценить окупаемость инвестиций, чтобы предоставить владельцу наиболее рентабельный дизайн. Как правило, владельцы предпочитают видеть окупаемость инвестиций менее чем за пять или семь лет для целей принятия решений.

Принадлежности для системы горячего водоснабжения

Системы с замкнутым контуром, в данном случае системы водяного отопления, снабжены аксессуарами, повышающими производительность системы, такими как расширительные баки, сепараторы воздуха, манометры и датчики температуры. При нагревании жидкость увеличивает свой объем в зависимости от температуры и давления в системе, а эти аксессуары обеспечивают безопасность.

Существует несколько типов расширительных баков, наиболее распространенными являются баллонный и диафрагменный. Оба бака закрытого типа. Расширительные баки баллонного типа имеют внутреннюю камеру для удержания воды, эта камера расширяется по мере увеличения температуры системы, и воздух, и вода изолированы внутри бака.

Баки диафрагменного типа имеют внутреннюю диафрагму, расположенную примерно посередине. Нижняя часть содержит воду, а верхняя часть – сжатый воздух. Диафрагма колеблется, как синусоида, когда вода расширяется. Выбор расширительного бака будет зависеть от конкретной конструкции. Эти баки рекомендуется устанавливать на обратке, чтобы избежать прокачки через них (см. рис. 2).

Воздушные сепараторы также часто используются в закрытых системах. Воздушный сепаратор предотвращает скопление воздуха в системе. Как правило, при запуске системы воздух может быть захвачен внутри системы, когда система впервые заполняется, циркуляция потока обеспечивает выход воздуха из системы. Это ключ к защите основных элементов оборудования и производительности системы (см. рис. 3).

Другими важными аксессуарами являются манометры, заглушки Пита и термометры, которые всегда указываются на каждой единице оборудования в системе.

Датчик температуры и манометры необходимы для подключения к оборудованию и охлаждающим или нагревательным змеевикам.

Рис. 3: Деталь воздухоотделителя системы водяного отопления. Детали являются общими, чтобы предоставить руководство в качестве вспомогательного документа к статье о системе водяного отопления. Предоставлено: WSP USA Buildings

Загрузка котла

Два типа котлов, обычно используемых в системах водяного отопления для комфортного проживания: конденсационный и неконденсационный. Котлы конденсационного типа стали более популярными из-за их более высокой эффективности при более низких температурах обратной воды. Эти котлы позволяют конденсировать дымовые газы, высвобождая скрытую теплоту парообразования. Затем конденсат направляется в канализацию, проходя через комплект для нейтрализации. Это необходимо для защиты стоков в полу, поскольку эта вода очень агрессивна, если ее предварительно не обработать.

В котлах без конденсации не допускается образование конденсата в дымовых газах, поэтому инженерам-проектировщикам необходимо указывать расчетные температуры, соответствующие указанному типу котла. В противном случае чугунные стальные и медные компоненты со временем будут повреждаться, что сократит срок службы котла. Неконденсационные котлы работают в более высоких диапазонах температур, например, от 180°F до 150°F градусов, и занимают намного больше места, чем конденсационные.

Котлы предназначены для обеспечения горячей водой для комфортного отопления, бытового отопления или технологического отопления. Для комфортного отопления первым шагом инженера-конструктора является расчет нагрузки на здание для выбора оборудования. Нагрузка на здание зависит от многих факторов, таких как функция здания, местоположение, ориентация, ограждающая конструкция, процент и тип остекления и планировка пространства среди других.

Нагрузки можно рассчитать с помощью программного обеспечения. Цель № 1 — получить общую пиковую нагрузку, выраженную в британских тепловых единицах в час и галлонах в минуту (галлонов в минуту), необходимую для поддержания комфорта пассажиров. Используя пиковые условия, инженер проектирует систему с заданным перепадом температур.

Разница температур важна, поскольку она напрямую влияет на расход горячей воды в системе отопления, как показано в следующем теоретическом примере: Медицинское офисное здание площадью 50 000 квадратных футов с расчетной общей пиковой нагрузкой 1,5 млн. БТЕ/ч и конструкцией разница температур в 30°F даст скорость потока 100 галлонов в минуту. Последнее число получается путем вычисления галлонов в минуту в приведенной ниже формуле с указанной разностью температур.

Имейте в виду, что если конструкция предусматривает большую разницу температур, результирующий показатель в галлонах в минуту будет ниже. Это приводит к экономии энергии насоса, так как мощность насоса меньше. Однако инженер должен взвесить преимущества и недостатки на проектной основе.

Понимание формулы и единиц, предполагая, что рассматриваемой жидкостью является вода. Для получения дополнительной информации см. Справочник ANSI/ASHRAE — Основы.

Другим важным понятием в системах отопления является ощутимая нагрузка, которая рассчитывается по следующему уравнению:

Постоянная является результатом плотности воздуха (фунты массы/кубические футы) и его удельного объема (кубические футы/фунты массы) при стандартных условиях. На психрометрической диаграмме ощутимая нагрузка указывает на прямолинейное перемещение по горизонтали из точки А в точку В. При проектировании системы отопления ключевыми являются два этапа: предварительный нагрев, связанный с предварительной обработкой наружного воздуха, и повторный нагрев, который представляет собой нагрев при локальной температуре. уровень.

Хорошим примером является бокс с регулируемым объемом воздуха. Эти расчетные параметры важны, так как они определяют размер котельной установки. Поэтому нагружается не только ограждающая конструкция здания, но и сам процесс. Кроме того, из-за того, что конденсационные котлы имеют более низкую температуру обратной воды, конструкция змеевика промежуточного нагрева VAV имеет ключевое значение. Тепло с более низкой температурой имеет меньшую энергию; следовательно, для достижения той же теплопередачи требуется большая площадь поверхности. В системах VAV с расчетной температурой ниже 130 °F следует рассмотреть возможность использования трехрядных змеевиков для достижения температуры воздуха на выходе.

Подводя итог, можно сказать, что котлы и области их применения обширны, поэтому инженер должен хорошо разбираться в применимых нормах и стандартах.