Типы назначение и классификация котельных. Котельные установки

06.02.2024

В этой статье будет рассмотрена котельная в частном доме. А именно, мы разберем: типы котельных используемых в частном доме, требования к котельной в доме, общие вопросы строительства помещения котельной и др. вопросы.

В зависимости от используемого энергоносителя:

газовые (природный или сжиженный газ);
жидко-топливные (дизельное топливо, отработанное масло, мазут);
твердотопливные (уголь, дрова, торф, кокс);
комбинированные (как газовое, так и жидкое топливо);
электрические (электрическая энергия).

В зависимости от размещения котельной относительно дома:

отдельно стоящие, стационарные (расположенные в отдельно стоящем здании от частного дома);
встроенные (расположенные в отдельном помещении частного дома);
пристроенные (выполненные в виде пристройки непосредственно к частному дому);
блочно-модульные (энергоустановка размещена в отдельном мобильном блоке-контейнере);
крышные (располагаемые на чердачном помещении частного дома).

Проектирование котельной.

Проектирование и монтаж оборудования котельной - самый важный этап в процессе ее строительства.

Чтобы избежать ошибок, которые могут обернуться для Вас финансовыми потерями, правильным решением будет обратиться в специализированную проектно-монтажную организацию (далее - подрядчик) этого профиля. Необходимо помнить, что подрядчик должен иметь все разрешительные документы на выполнение проектно-монтажных работ по строительству котельной. Вместе с подрядчиком Вы составите так называемое "техническое задание",- перечень Ваших пожеланий к устройству котельной.

На основании технического задания специалисты могут предложить инженерные решения по строительству котельной, составят технико-экономическое обоснование, помогут при оформлении технических условий, разработают проект, рассчитают нагрузки на отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и т.д.

Эта же организация - подрядчик может выполнить согласование и регистрацию проекта в соответствующих государственных органах.

В последующем, при Вашем желании, подрядчик может обеспечить комплектацию котельной оборудованием, ее монтаж, пусконаладочные работы, сдачу в эксплуатацию и сервисное обслуживание.

В зависимости от Ваших возможностей, квалификации и понятия вопроса, объем работ, выполняемых подрядчиком можно заказать от «нуля» до сдачи «под ключ», или на этап проектирования и согласования с органами надзора необходимых документов. При этом Вы оставляете за собой право выполнять строительство помещения котельной (если это отдельно стоящая или пристроенная котельная), монтажа оборудования и пуско-наладочные работы. Можно рассматривать и другие варианты с объемом подрядных работ этих организаций. То есть, подойти к привлечению квалифицированных специалистов дифференцированно.

В общем виде проектирование котельных делится на этапы:

получение технического задания;
расчет и подбор основного оборудования;
выполнение рабочих чертежей котельной;
выполнение пояснительной записки;
согласование и сдача проекта.

Стандартный проект котельной состоит из следующих частей:

пояснительная записка (ПЗ);
теплотехническая часть (ТМ);
электрика и освещение котельной (ЭО);
автоматика безопасности, регулирования и контрольно измерительная аппаратура (КИП);
внутреннее газоснабжение котельной (ГСВ)
водопровод и канализация котельной (ВК);
отопление и вентиляция котельной (ОВ);
перечень мероприятий по оценке воздействия на окружающую среду (ПМ ООС);
узлы учета тепловой энергии (УУТ);
пожарная и охранная сигнализации (АСУ).

Выбор типа котельной.

При выборе типа котельной застройщику необходимо решить несколько основных вопросов, от которых будет зависеть объемно-планировочная схема и конструктивное решение котельной.

Вопрос 1. Какой вид энергоносителя будет использоваться для котельной?

Газ. Он сравнительно дешев, его не надо постоянно подвозить к месту потребления, его продукты сгорания экологически наиболее чистые, при сгорании остается мало сажи (реже нужно чистить дымоход и котел) и т.д. Существенным осложнением является подвод газопровода к дому. То, что рядом с вашим участком проходит какая-то «газовая» труба, вовсе не означает, что Вы к ней можете подключиться. Если подключение, в принципе, возможно, то Вам придется тесно пообщаться с представителями местного газового хозяйства, оформить множество документов, разрешений, соглашений, и, конечно, заплатить определенную сумму. В среднем, по нашим наблюдениям, стоимость подвода газа колеблется около 3-4 тысяч долларов США, по времени может занять до 1-2 года. Подробней о газификации дома можно ознакомиться в статье «Газификация дома. План газификации частного лома» .
Жидкое топливо. Для отопления жидким топливом не нужно согласований с какими-либо организациями. Основной задачей является своевременный подвоз дизельного топлива. Необходимо помнить, что при планировании участка необходимо предусмотреть возможность подъезда топливозаправщика к топливным емкостям, а также предусмотреть место для баков на участке или возможность их доставки в помещение. Чем больше баки, тем реже вы их заправляете. Заблуждением является представление о вреде продуктов сгорания дизельного топлива, при хорошо отрегулированной горелке котла дыма вы практически не увидите. Но все-таки раз в год вам придется чистить от сажи дымоход и сам котел. Расход топлива составляет примерно 1л на 10 кВт тепловой мощности. Надо помнить, что для бесперебойного функционирования дизельного котла большое значение имеет качество топлива.
Отопление электричеством. Все, что требуется, это получить в управлении районной электросети разрешение на подсоединение. В случае однофазной сети - все очень просто, в случае трехфазной, документы придется оформлять долго. Расценки на электричество известны всем. При наличии для частных потребителей возможности пользоваться “двойным” тарифом, т.е. дневная стоимость электроэнергии отличается от ночной (ночью дешевле). Это, без сомнения будет способствовать использованию нескольких видов топлива, например днем - дизельное топливо, ночью - электричество. Не стоит также забывать о надежной электрической защите оборудования. Подробнее о подводе электроэнергии к частному дому можно ознакомиться в статьях «Электроснабжение дома. Схема электроснабжения дома»
Отопление твердым топливом самое дешевое, но в тоже время самое проблемное. Топить котел нужно более или менее постоянно и вручную, к тому - же сложнее выдерживать температурные параметры, запасы топлива нужно где-то складировать и постоянно пополнять. Помните, что вы не сможете обеспечить работу котла в свое отсутствие, ночью тоже придется время от времени вставать и подкидывать дров. Частота закладки дров, кстати, зависит от работы автоматики котла, если она есть. Чистить котел и дымоход придется часто. Данный вид топлива подходит, по нашему мнению, как запасной, или в комбинации с другим топливом, например - с электричеством.

В любом случае выбор вида топлива диктуется условиями данной местности, где-то дешевле топить газом, где-то единственное топливо - дрова.

Вопрос 2. Режим отопления дома.

Если вы строите дом эпизодического посещения с недорогой отделкой, то можно использовать твердое топливо и топить котел только во время посещений. В этом случае необходимо предусмотреть возможность слива воды из систем водоснабжения и канализации. Постоянные температурные перепады и возникающий при этом конденсат могут серьезно испортить внешний вид потолков и стен (поэтому для домов эпизодического проживания дорогую отделку лучше не применять).

В случае с жидким топливом, газом и электричеством в целях экономии можно использовать программируемые режимы отопления, например всю неделю в доме поддерживается температура +5-10С, к вашему приезду котел разогревает дом до + 20С или любой заданной вами температуры.

Помните, что заранее и правильно выбранный способ отопления существенно сэкономит ваши деньги и силы.

Вопрос 3. Где будет размещена котельная?

Как говорилось выше, котельная может размещаться как в жилом доме, так и за его пределами. Какому варианту отдать предпочтение?

Если Вы строите новый дом. В этом случае, целесообразно в проекте предусмотреть размещение котельной в отдельном помещении дома с соблюдением всех норм и правил касаемых организации отопления.
Если Ваш дом уже существует. Но вот возникла необходимость организовать (или модернизировать) систему отопления, а планировка не позволяет разместить котельную внутри дома, тогда целесообразно разместить котельную в отдельно стоящем, пристроенном к дому помещении или в блочно-модульном исполнении.

При выборе этого варианта потребуются дополнительные затраты, но при этом устраняются неудобства, связанные с проживанием под одной крышей с котлом, освобождается полезная площадь проживания, а также решается проблема пожаро и взрывобезопасности.

Нормативные требования к помещению котельной.

И вот Вы определились, какая система отопления Вам нужна (для проживания в доме эпизодично или круглогодично). Затем, Вы выбрали котел.

Надо отметить, что выбор котла, в основном зависит от доступности инженерных сетей около участка застройки, характеристик участка и дома, а также финансовых возможностей застройщика.

Но на один из самых важных вопросов при строительстве котельной - какие требования предъявляются к помещению, в котором будет установлен котел, ответ найти достаточно сложно.

Внимание! При проектировании и монтаже отопительного оборудования необходимо строго руководствоваться требованиями строительных норм и правил к помещениям котельных.

Давайте рассмотрим площадь и размеры котельной в частном доме, которые требуют эти нормы и правила в зависимости от применяемых видов энергоносителя в системе отопления.

А. Для газового отопительного оборудования (по материалам ДБН В.2.5-20-2001 Газоснабжение).

Котлы можно размещать:

на кухне при мощности теплового агрегата для отопления до 30 кВт включительно, независимо от наличия газовой плиты и газового водонагревателя;
в отдельном помещении на любом этаже (в том числе в цокольном этаже или подвале) , а также пристроенных к жилым зданиям помещениях при суммарной мощности для систем отопления и горячего водоснабжения более 30 кВт до 200 кВт включительно;
в отдельном помещении первого, цокольного или подвального этажа , а также в помещениях пристроенных к жилому дому или отдельно стоящих, при их суммарной мощности для системы отопления и горячего водоснабжения до 500 кВт включительно.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ к газовым котельным:

При размещении в кухне - помещение должно отвечать следующим требованиям:

высота помещения должна быть не менее 2,5 метра;
объем помещения не менее 15 м3, плюс 0,2 м3 на один кВт мощности теплового агрегата для отопления;
в кухне должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа.

Расчет мощности вытяжки производится по формуле:

М = (SxHx12) + 30%, где:

М - мощность вытяжки;

S - площадь кухни;

H - высота потолков на кухне;

12 - каждый час (согласно нормам СЭС) воздух в помещении, где расположен газовый котел, должен обновляться до 12 раз;

30% - минимальный запас мощности, необходимой для эффективной очистки воздуха.

Пример расчета мощности вытяжки:

В помещении, где установлен газовый котел, площадь равна 7 кв.м., высота потолков - 2,5 м. Мощность вытяжки, необходимой для такого помещения, составляет:

М = (7x2,5x12) + 30% = 273 куб.м./час.

Примечание: необходимо учитывать тот факт, что 30% запаса мощности хватит только в том случае, если вытяжка находится непосредственно над котлом. В иных случаях, делая расчет, мощность вытяжки, следует прибавлять еще 15% на каждый поворот трубы воздуховода и еще 10% на каждый метр воздуховода.

Вентиляционный канал, из расчета обеспечения 3-х кратного воздухообмена, необходимо вывести на высоту дымовой трубы. Вытяжное отверстие в котельной желательно оборудовать декоративной решеткой на высоте низа отверстия не ниже 0,3 м от потолка.

При размещении в обособленных встроенных и пристроенных помещениях (суммарной тепловой мощностью от 30 до 200 кВт) должны соблюдаться требования:

высота помещения не менее 2,5 метра;
объем и площадь помещения из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 куб.м.
помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами с пределом огнестойкости 0,75 часа, а предел распространения огня по конструкции равен нулю. Стены могут быть выполнены из кирпича, шлакоблока, бетона.
естественное освещение из расчета 0.03 м2 (окна) на 1 м3 помещения;

Примечание: при мощности котла до 30 кВт, высота помещения может быть 2,2 метра

При размещении в отдельном помещении на первом этаже, в цокольном или подвальном этаже жилого здания при суммарной мощности до 500 кВт - помещение должно отвечать следующим требованиям:

При размещении в пристройке к жилым зданиям при суммарной тепловой мощности до 500 кВт - помещение пристройки должно отвечать следующим требованиям:

огнестойкость здания должны быть не ниже IV степени. К ним относятся здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
пристройка должна размещаться у глухой части стены здания с расстоянием по горизонтали и вертикали от оконных и дверных проемов не менее 1 м;
стена пристройки не должна быть связана со стеной жилого здания, эти стены должны иметь разные фундаменты.
ограждающие стены и конструкции пристройки должны иметь предел огнестойкости 0.75ч., а предел распространения огня по конструкции равен нулю;
высота помещения должна быть не менее 2,5 метра. Если котел устанавливается на возвышении, тогда высота считается от верхней точки этого возвышения до потолка;
объем и площадь помещения выбирается из условий удобного обслуживания теплогенераторов и вспомогательного оборудования;
естественное освещение из расчета остекления 0.03 м2 на 1 м3 объема помещения;
в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа;
стены, отделяющие пристроенные котельные от основного здания, должны быть парогазонепроницаемыми.
При размещении теплогенераторов в отдельном помещении на первом, в цокольном или подвальном этаже оно должно иметь выход непосредственно наружу (двери должны открываться наружу). Допускается предусматривать второй выход в подсобное помещение, дверь при этом должна быть противопожарной 3-го типа. Двери должны быть шириной не менее 80 см в свету (проеме).
КАТЕГОРИЧЕСКИ не допускается размещение газовых приборов в подвалах и цокольных этажах дома при использовании сжиженного газа.

Б. Для отопительного оборудования работающем на твердом или жидком топливах.

Указанные выше требования к помещению котельной для газовых котлов относятся и к помещению топочной для котлов, работающих на твердом и жидком топливе.

Однако существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве котельной, а именно:

В. Для электрического отопительного оборудования.

Электрические котлы, предназначенные для работы в системах отопления, имеют немало преимуществ. Главным преимуществом этих котлов является то, что не требуется отдельное помещение под котельную. Не требуются дымоходы и по цене эти котлы сравнительно недороги. Все бы хорошо, если бы не высокая стоимость электроэнергии, особенно в сравнении с другими видами топлива. Из-за этого недостатка такие котлы дороги в эксплуатации, поэтому использовать их целесообразно для отопления помещений небольшого размера, в которых неэффективно производить дорогостоящие работы по подключению других видов отопительного оборудования, либо в качестве резервного котла в системах с газовым котлом, как альтернативный источник тепла на непродолжительное время.

Установка электрических котлов схожа с установкой газовых настенных котлов.

При установке электрокотла обязательно наличие предохранительных автоматов и, скорее всего, прокладка отдельной электролинии.

Мощность настенных электрических котлов колеблется в пределах 5 - 60 кВт, отапливаемая ими площадь - от 50 до 600 кв.м., что должно быть вполне достаточно для дачного дома или коттеджа.

Электропитание котлов малой мощности осуществляется от однофазной 220 В или трехфазной 380 В электрической сети. Для эксплуатации котлов мощностью более 12 кВт используется трехфазная сеть. Это обстоятельство требует оформления разрешительных документов с соответствующими органами на использование этого напряжения.

Строительство помещения котельной. Общие рекомендации.

Оборудовать в готовом частном доме встроенное помещение, полностью соответствующее всем предъявляемым требованиям, не так и просто.

При наличии свободной площади на участке целесообразно вынести котельную за пределы дома это будет проще и позволит решить ряд проблемных вопросов.

Не стоит забывать, что проект котельной придется согласовать с районным архитектором, органами санэпиднадзора и пожарной инспекцией.

Если Вы решили строить отдельное или пристроенное помещение котельной своими силами, тогда стоит воспользоваться статьями, размещенными на сайте и посвященными этой проблеме.

Выбор типа фундамента под здание котельной, а также цоколя очень схож с выбором и строительством фундамента под баню. Этот процесс очень хорошо изложен в статьях , «Фундамент ленточный. Устройство и расчет ленточного фундамента» ,
Из каких строительных материалов будет построены стены, крыша помещение котельной?
Конечно, здесь должны быть максимально применены негорючие материалы. Для решения этих вопросов очень полезной будет статья «Гараж. Строительство гаража на участке» . Идеальным вариантом будет отделка стен котельной и пола керамической плиткой, что позволит содержать помещение в надлежащей чистоте (что является обязательным условием для безаварийной эксплуатации котельного оборудования и повысит противопожарную безопасность помещения).
Фундамент для котла.
Желательно закладывать фундамент для котла отдельно от общего фундамента помещения. Это вызвано тем, что котел, в зависимости от его производительности, материала из которого изготавливается, а также учитывая его арматуру (обвязку котла), достаточно громоздкая конструкция по весу.

Приступать к строительству фундамента под котел можно после возведения фундамент помещения котельной.

Необходимо учесть требования нормативных документов о том, что котел должен быть установлен относительно пола котельной на высоту 15-20см.

По паспортным данным на котел и проектной документации на котельную, Вам будет известна масса котла с арматурой. Исходя из этой величины, можно воспользоваться технологией возведения фундамента под печку, очень подробно и хорошо описанной в статье «Строительство бани своими руками. Фундамент для бани» . В статье приведены два вида фундаментов под легкую и тяжелую конструкции отопительных агрегатов (до 150кг и от 480кг).
Устройство пола котельной. Пол лучше всего делать из бетона или цементно-песчаной смеси, так как эти материалы не горючи, что требуется для класса пожароопасных помещений. Технология этих работ хорошо описана в статье

Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

2. Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

Рис. 5. : 1 - циркуляционный насос; 2 - топка; 3 - пароперегреватель; 4 - верхний барабан; 5 - водоподогреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - дымовая труба; 8 - центробежный вентилятор (дымосос); 9 - вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Рис. 7.

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9.

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

Котлы с естественной циркуляцией;

Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13.

Рис. 14.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Котельная – это специализированное сооружение, здание или помещение, предназначенное для выработки тепловой энергии . Транспортировка тепловой энергии до потребителей осуществляется по магистральным сетям – теплотрассам и паропроводам. Котельные могут использоваться как для централизованного тепло- и пароснабжения, так и для снабжения локальных объектов.

Общий принцип работы котельных заключается в нагреве теплоносителя до высоких температур для последующего применения в системах пароснабжения и отопления.

На примере работы паровой и водогрейной котельной выработка тепловой энергии начинается с обязательного процесса подготовки рабочей жидкости (воды). Для этого применяют специальные , очищающие воду от примесей и защищающие котельное оборудование от образования накипи и минеральных отложений. Далее подготовленная вода по системе труб поступает в основной элемент котельной установки – котел, где в результате нагрева в вода превращается в пар, а в водогрейных котлах – нагревается до требуемой температуры.

В зависимости от типа теплоносителя котельные подразделяются на:

Производственные котельные – производят пар, используемый для осуществления технологических процессов на промышленных предприятиях;
Отопительные котельные – нагреваемая до +95° +115° вода используется для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и промышленных объектов;
Комбинированные котельные – одновременное применение паровых и водогрейных котлов, позволяет вырабатывать тепловую энергию в виде пара и горячей воды;
Котельные на диатермическом масле – в отличии от паровых и водогрейных котельных в качестве теплоносителя используется минеральное или синтетическое диатермическом масло. в основном применяются на высокоответственных промышленных предприятиях, рабочий процесс которых зависит от поддержания постоянной температуры теплоносителя.

По виду используемого топлива различают следующие виды котельных:

Газовые котельные – в настоящее время большинство котельных работают на природном газе, так как голубое топливо является самым экономически и экологически выгодным. широко распространены в качестве источников отопления и снабжения горячей водой объектов гражданского и промышленного назначения;
Твердотопливные котельные – в зависимости от применяемого оборудования в качестве топлива может использоваться: уголь, торф, дрова, спрессованные отходы лесозаготовительной и сельскохозяйственной промышленности. Очевидным недостатком таких котельных является необходимость установки систем подачи топлива и золошлакоудаления. Наиболее распространенными котельными данного типа являются и ;
Жидкотопливные котельные – являются самыми распространенными из независимых источников теплоснабжения. В качестве топлива используются различные виды нефтепродуктов: бензин, дизельное топливо, смазочные материалы (в т.ч. отработанные);
Электрические котельные – котельные данного типа являются самыми дорогостоящими в эксплуатации. Положительной стороной таких котельных является безопасность, экологичность, доступность.

По типу размещения выделяют следующие виды котельных:

Крышные котельные – применяются при строительстве и реконструкции объектов в стесненных городских условиях при отсутствии возможности размещения котельной на земельном участке или в случае нехватки или невозможности использования мощностей централизованного теплоснабжения. Совершенствование технологического оборудования и повышение норм пожарной безопасности позволяют размещать практические на любых зданиях;
Блочно-модульные котельные – благодаря высокой степени заводской готовности применение данного вида котельных позволяет выполнить монтаж и ввод в эксплуатацию котельной в кратчайшие сроки. Повышение мощности достигается с помощью добавления дополнительного блока. В зависимости от места размещения котельные могут быть отдельностоящими, пристроенными, встроенными, крышными;
Рамные котельные – котельное оборудование размещается на несущей раме в виде раздельных блоков для последующего монтажа в существующем помещении;
Стационарные котельные – применяются, когда требуемая мощность превышает 30 МВт. представляют собой капитальное строение, предполагающее устройство фундаментов, несущих конструкций, перегородок и кровли.

По степени автоматизации процессов различают следующие виды котельных:

Ручные котельные – представляют собой небольшие котельные, в которых подача топлива и золошлакоудаление происходит вручную обслуживающим персоналом;
Механизированные котельные – котельные оснащаются механическими средствами подачи топлива (транспортерами или скиповыми подъемниками), предварительной подготовки топлива (угледробилки, метало- и щепоуловители и т.д.), золошлакоудаления;
Автоматизированные котельные – к данному виду относятся котельные с высоким уровнем автоматизации процесса. К таким котельным относятся .

С нашими специалистами по одному из представленных на сайте телефонов. Они проконсультируют вас, а также помогут подобрать оборудование в соответствии с вашими потребностями. , вы также сможете получить бесплатный расчёт стоимости вашей будущей котельной.

Введение

Общие сведения и понятие о котельных установках

1 Классификация котельных установок

Виды отопительных котлов для теплоснабжения зданий

1 Газовые котлы

2 Электрические котлы

3 Твердотопливные котлы

Типы котлов для теплоснабжения зданий

1 Газотрубные котлы

2 Водотрубные котлы

Заключение

Список литературы

Введение

Проживая в умеренных широтах, где основная часть года холодная, необходимо обеспечить теплоснабжение зданий: жилых домов, офисов и других помещений. Теплоснабжение обеспечивает комфортное проживание, если это квартира или дом, продуктивную работу, если это офис или склад.

Сначала разберёмся, что же понимают под термином «Теплоснабжение». Теплоснабжение - это снабжение систем отопления здания горячей водой либо паром. Привычным источником теплоснабжения являются ТЭЦ и котельные. Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном - снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Для эффективной работы централизованной сети теплоснабжения, её строят, разделяя на уровни, работа каждого элемента заключается в выполнении одной задачи. С каждым уровнем задача элемента уменьшается. Местное теплоснабжение - снабжение теплом одного или несколько домов. Централизованные сети теплоснабжения имеют ряд преимуществ: снижение расходов топлива и сокращение затрат, использование низкосортного топлива, улучшение санитарного состояния жилых районов. Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепловой энергии (ТЭЦ), тепловой сети и теплопотребляющих установок. ТЭЦ комбинированно вырабатывает тепло и энергию. Источниками местного теплоснабжения являются печи, котлы, водонагреватели.

Моей целью является ознакомиться с общими сведениями и понятием о котельных установках, какие котлы применяют для теплоснабжения зданий.

1. Общие сведения и понятия о котельных установках

Котел - теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона. Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора. Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной. Котельные средней и большой мощности - 3,5 МВт и выше - отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Объемно-планировочные решения этих котельных должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий.

1.1 Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115°С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплом одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплом группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

2. Виды отопительных котлов

.1 Газовые котлы

Если к участку подведен магистральный газ, то, в подавляющем большинстве случаев, оптимальным является отопление дома с использованием газового котла, так как более дешевого топлива не найдешь. Существует множество производителей и моделей газовых котлов. Для того чтобы было проще разобраться в этом разнообразии, разделим все газовые котлы на две группы: напольные котлы и настенные. Настенные и напольные котлы имеют разную конструкцию и комплектацию.

Напольный котел - вещь традиционная, консервативная и не претерпевшая серьезных изменений за многие десятилетия. Теплообменник напольных котлов обычно изготавливают из чугуна или стали. Существуют разные мнения о том, какой материал лучше. С одной стороны чугун меньше подвержен коррозии, чугунный теплообменник изготавливают обычно более толстым, что может положительно сказаться на сроке его службы. В то же время у чугунного теплообменника есть и недостатки. Он более хрупкий, а, следовательно, есть риск образование микротрещин при транспортировке и погрузке-выгрузке. Кроме того, в процессе эксплуатации чугунных котлов при использовании жесткой воды, в следствии конструктивных особенностей чугунных теплообменников, и свойств самого чугуна, со временем происходит их разрушение в результате локальных перегревов. Если говорить о стальных котлах, то они легче, не очень боятся ударов при транспортировке. В тоже время, при неправильной эксплуатации, стальной теплообменник может корродировать. Но, создать нормальные условия эксплуатации стального котла не очень сложно. Важно, чтобы температура в котле не падала ниже температуры "точки росы". Хороший проектировщик всегда сможет создать систему, при которой срок службы котла будет максимален. В свою очередь, все напольные газовые котлы можно разделить на две основные группы: с атмосферными и с наддувными (иногда их называют сменными, вентиляторными, навесными) горелками. Первые - проще, дешевле и при этом работают тише. Котлы с наддувными горелками имеют больший КПД и стоят заметно дороже (с учетом стоимости горелки). Котлы для работы с наддувными горелками имеют возможность установки горелок работающих или на газе, или на жидком топливе. Мощность напольных газовых котлов с атмосферной горелкой, в большинстве случаев, колеблется от 10 до 80 кВт (но есть фирмы производящие и более мощные котлы этого типа), в то время как модели со сменными надувными

горелками могут достигать мощности в несколько тысяч кВт. В наших условиях очень важен еще один параметр газового котла - зависимость его автоматики от электроэнергии. Ведь в нашей стране нередки случаи возникновения проблем с электричеством - где-то оно подается с перебоями, а в отдельных местах отсутствует совсем. Большинство современных газовых котлов с атмосферными горелками работают независимо от наличия электропитания. Что касается импортных котлов, то понятно, что подобные проблемы в западных странах отсутствуют, и часто возникает вопрос, а существуют ли хорошие импортные газовые котлы, работающие автономно от электроэнергии? Да существуют. Такая автономность может быть достигнута двумя способами. Первый - максимально упростить систему управления котлом и за счет практически полного отсутствия автоматики добиться независимости от электричества (это относится и к отечественным котлам). В таком случае котел может поддерживать только заданную температуру теплоносителя, и не будет ориентироваться на температуру воздуха в вашем помещении. Второй способ, более прогрессивный - с использованием теплогенератора, который из тепла вырабатывает электричество необходимое для работы автоматики котла. Эти котлы можно использовать с выносными комнатными термостатами, которые будут управлять котлом, и поддерживать заданную вами температуру в помещении.

Газовые котлы могут быть одноступенчатыми (работают только на одном уровне мощности) и двухступенчатыми (2 уровня мощности), а также с модуляцией (плавным регулированием) мощности, так как полная мощность котла требуется примерно 15-20% отопительного сезона, а 80-85% времени она является излишней, то понятно, что экономичнее использовать котел с двумя уровнями мощности или модуляцией мощности. Основными плюсами двухступенчатого котла являются: увеличение срока эксплуатации котла, за счет снижение частоты включений/выключений горелки, работа на 1-ой ступени с пониженной мощностью и снижение количества включений/выключений горелки позволяет экономить газ, а, следовательно, и деньги.

Настенные котлы появились относительно недавно, но даже за этот относительно небольшой временной промежуток завоевали массу сторонников во всем мире. Одно из наиболее точных и емких определений этих устройств - "мини котельная". Этот термин появился не случайно, ведь в небольшом корпусе находится не только горелка, теплообменник и устройство управления, но и, в большинстве моделей, один или два циркуляционных насоса, расширительный бак, система, обеспечивающая безопасную работу котла, манометр, термометр, и многие другие элементы, без которых не обходится работа нормальной котельной. При том, что в настенных котлах воплотились в жизнь самые передовые технические разработки в области отопления стоимость "настенников" часто в 1,5-2 раза ниже, чем у их напольных собратьев. Другое существенное преимущество - простота монтажа. Нередко покупатели считают, что удобство монтажа это достоинство, которое должно волновать только монтажников. Это не совсем так, ведь сумма, которую придется заплатить реальному потребителю за установку настенного котла или за монтаж котельной, где отдельно устанавливаются котел, бойлер, насосы, расширительный бак и многое другое, отличается очень существенно. Компактность и возможность вписать настенный котел практически в любой интерьер - еще один плюс этого класса котлов.

При том, что в настенных котлах воплотились в жизнь самые передовые технические разработки в области отопления стоимость "настенников" часто в 1,5-2 раза ниже, чем у их напольных собратьев. Другое существенное преимущество - простота монтажа. Нередко покупатели считают, что удобство монтажа это достоинство, которое должно волновать только монтажников. Это не совсем так, ведь сумма, которую придется заплатить реальному потребителю за установку настенного котла или за монтаж котельной, где отдельно устанавливаются котел, бойлер, насосы, расширительный бак и многое другое, отличается очень существенно. Компактность и возможность вписать настенный котел практически в любой интерьер - еще один плюс этого класса котлов.

По способу удаления отходящих газов все газовые котлы можно разделить на модели с естественной тягой (удаление отходящих газов происходит за счет тяги, создаваемой в дымоходе) и с принудительной тягой (с помощью встроенного в котел вентилятора). Большинство фирм, производящих настенные газовые котлы, выпускают модели, как с естественной тягой, так и с принудительной. Котлы с естественной тягой многим хорошо знакомы и дымоход над крышей никого не удивляет. Котлы же с принудительной тягой появились совсем недавно и имеют массу преимуществ при монтаже и эксплуатации. Как уже упоминалось выше, удаление отходящих газов из этих котлов происходит с помощью встроенного в них вентилятора. Такие модели идеальны для помещений без традиционного дымохода, так как продукты сгорания в этом случае выводятся через специальный коаксиальный дымоход, для которого достаточно сделать только отверстие в стене. Коаксиальный дымоход еще часто называют "труба в трубе". По внутренней трубе такого дымохода продукты сгорания выводятся на улицу с помощью вентилятора, а по внешней поступает воздух. Кроме того, эти котлы не сжигают кислород из помещения, не требуют дополнительного притока холодного воздуха в здание с улицы для поддержания процесса горения, позволяют снизить капиталовложения при установке, т.к. не нужно изготавливать дорогостоящий традиционный дымоход, вместо которого с успехом используется короткий и недорогой коаксиальный. Котлы с принудительной тягой используются и в случае, когда есть традиционный дымоход, но забор воздуха для горения из помещения нежелателен.

По типу розжига, настенные газовые котлы могут быть с электрическим или с пьезорозжигом. Котлы с электророзжигом экономичнее, так как отсутствует запальник с постоянно горящим пламенем. Благодаря отсутствию постоянно горящего фитилька, использование котлов с электророзжигом позволяет существенно снизить расход газа, что наиболее актуально при использовании сжиженного газа. Экономия сжиженного газа при этом может достигать 100 кг в год. Есть и еще один плюс котлов с электророзжигом - при временном прекращении электропитания котел автоматически включится при возобновлении подачи электроэнергии, а модель с пьезорозжигом придется включать вручную.

По виду горелки, настенные котлы могут быть разделены на два типа: с обычной и с модуляционной горелкой. Модуляционная горелка обеспечивает наиболее экономичный режим работы, так как котел автоматически регулирует свою мощность в зависимости от потребности в тепле. Кроме того, модуляционная горелка обеспечивает и максимальный комфорт в режиме ГВС, позволяя поддерживать температуру горячей воды на постоянном, заданном уровне.

Большинство настенных котлов оснащено устройствами, обеспечивающими их безопасную эксплуатацию. Так датчик наличия пламени при пропадании пламени отключает подачу газа, блокировочный термостат при аварийном повышении температуры котловой воды отключает котел, специальное устройство отключает котел при пропадании электропитания, другое устройство блокирует котел при отключении газа. Присутствует и устройство отключения котла при снижении объема теплоносителя ниже нормы и датчик контроля тяги.

2.2 Электрические котлы

Есть несколько основных причин ограничивающих распространение электрокотлов: далеко не на всех участках есть возможность выделить требуемую для отопления дома электрическую мощность (например, для дома площадью в 200 кв. м требуется примерно 20 кВт), очень высокая стоимость электроэнергии, перебои с электроснабжением. Достоинств у электрических котлов, действительно, много. Среди них: относительно невысокая цена, простота монтажа, легкие и компактные, их можно вешать на стену, как следствие - экономия места, безопасность (нет открытого пламени), простота в эксплуатации, электрический котел не требует отдельного помещения (котельной), электрокотел не требует монтажа дымохода, электрический котел не нуждается в особом уходе, бесшумны, электрокотел экологичен, нет вредных выбросов и посторонних запахов. Кроме того, в случаях, когда возможны перебои с подачей электроэнергии, электрокотел нередко используется в паре с резервным твердотопливным. Этот же вариант применяется и для экономии электроэнергии (сначала дом протапливается с помощью дешевого твердого топлива, а потом в автоматическом режиме температура поддерживается с помощью электрокотла).

Стоит отметить, что при установке в больших городах с жесткими экологическими нормами и проблемами согласования, электрокотлы также часто выигрывают у всех остальных типов котлов (включая газовые). Коротко об устройстве и комплектации электрических котлов. Электрический котел - достаточно простое устройство. Основными его элементами являются теплообменник, состоящий из бака с укрепленными в нем электронагревателями (ТЭНами), и блока управления и регулирования. Электрические котлы некоторых фирм поставляются уже укомплектованными циркуляционным насосом, программатором, расширительным баком, предохранительным клапаном и фильтром. Важно отметить, что электрокотлы небольшой мощности бывают в двух разных исполнениях - однофазные (220 В) и трехфазные (380 В).

Котлы мощностью более 12 кВт обычно производятся только трехфазными. Подавляющее большинство электрических котлов мощностью более 6 кВт выпускается многоступенчатыми, что позволяет рационально использовать электроэнергию и не включать котел на полную мощность в переходные периоды - весной и осенью. При применении электрокотлов наиболее актуально рациональное использование энергоносителя.

2.3 Твердотопливные котлы

Топливом для твердотопливных котлов могут быть дрова (дерево), бурый или каменный уголь, кокс торфяные брикеты. Существуют как "всеядные" модели, которые могут работать на всех вышеуказанных видах топлива, так и работающие на некоторых из них, но имеющие при этом больший КПД. Одним из основных достоинств большинства твердотопливных котлов является то, что с их помощью можно создать полностью автономную систему отопления. Поэтому чаще такие котлы используются в районах, где есть проблемы с подачей магистрального газа и электричества. Существуют еще два довода, говорящие в пользу твердотопливных котлов - доступность и невысокая стоимость топлива. Недостаток большей части представителей котлов этого класса тоже очевиден - они не могут работать в полностью автоматическом режиме и требуют регулярной загрузки топлива.

Стоит заметить, что существуют твердотопливные котлы, сочетающие в себе основное достоинство моделей, существующих уже много лет - независимость от электроэнергии и способные при этом автоматически поддерживать заданную температуру теплоносителя (воды или антифриза). Автоматическое поддержание температуры осуществляется следующим образом. На котле установлен датчик, отслеживающий температуру теплоносителя. Этот датчик механически соединен с заслонкой. В случае, если температура теплоносителя становится выше заданной вами, то заслонка автоматически прикрывается и процесс горения замедляется. Когда температура понижается, то заслонка приоткрывается. Таким образом, данное устройство не требует подключения к электрической сети. Как уже говорилось выше, большинство традиционных твердотопливных котлов способно работать на буром и каменном угле, дровах, коксе, брикетах.

Защита от перегрева обеспечивается наличием контура охлаждающей воды. Эта система может контролироваться вручную, т.е. при увеличении температуры теплоносителя необходимо открыть вентиль на патрубке отвода охлаждающей жидкости (вентиль на подводящем патрубке постоянно открыт). Кроме того, эта система может также управляться автоматически. Для этого на отводящем патрубке устанавливается клапан понижения температуры, который будет автоматически открываться при достижении теплоносителем максимальной температуры. Кроме того, какое топливо применить для отопления своего дома, очень важно правильно выбрать требуемую мощность котла. Обычно мощность выражается в кВт. Ориентировочно 1 кВт мощности требуется для отопления 10 кв. м хорошо утепленного помещения с высотой потолков до 3 м. Надо иметь в виду, что эта формула очень приблизительна.

Окончательный расчет мощности стоит доверять только профессионалам, которые кроме площади (объема) учтут еще множество факторов, среди которых, материал и толщина стен, тип, размер, количество и расположение окон и т.д.

Котлы с пиролизным сжиганием древесины имеют больший КПД (до 85 %) и позволяют автоматические регулировать мощность.

К недостаткам пиролизных котлов, в первую очередь, можно отнести более высокую, по сравнению с традиционными твердотопливными котлами, цену. Кстати, существуют котлы, работающие не только на дереве, но и котлы на соломе. При выборе и установке твердотопливного котла очень важно соблюсти все требования к дымоходу (его высоте и внутреннему сечению).

3. Типы котлов для теплоснабжения зданий

газовый котел теплоснабжение

Существуют два основных типа паровых котлов: газотрубные и водотрубные. Все котлы (жаротрубные, дымогарные и дымогарно-жаротрубные), в которых высокотемпературные газы проходят внутри жаровых и дымогарных труб, отдавая тепло воде, окружающей трубы, называются газотрубными. В водотрубных котлах по трубам протекает нагреваемая вода, а топочные газы омывают трубы снаружи. Газотрубные котлы опираются на боковые стенки топки, тогда как водотрубные обычно крепятся к каркасу котла или здания.

3.1 Газотрубные котлы

В современной теплоэнергетике применение газотрубных котлов ограничивается тепловой мощностью около 360 кВт и рабочим давлением около 1 МПа.

Дело в том, что при проектировании сосуда высокого давления, каким является котел, толщина стенки определяется заданными значениями диаметра, рабочего давления и температуры.

При превышении же указанных предельных параметров требуемая толщина стенки оказывается неприемлемо большой. Кроме того, необходимо учитывать требования безопасности, так как взрыв крупного парового котла, сопровождающийся мгновенным выбросом больших объемов пара, может привести к катастрофе.

При современном уровне техники и существующих требованиях к безопасности газотрубные котлы можно считать устаревшими, хотя пока еще находятся в эксплуатации многие тысячи таких котлов тепловой мощностью до 700 кВт, обслуживающих промышленные предприятия и жилые здания.

3.2 Водотрубные котлы

Водотрубный котел был разработан в связи с непрерывно растущими требованиями повышения паропроизводительности и давления пара. Дело в том, что, когда пар и вода повышенного давления находятся в трубе не очень большого диаметра, требования к толщине стенки оказываются умеренными и легко выполнимыми. Водотрубные паровые котлы по конструкции значительно сложнее газотрубных. Однако они быстро разогреваются, практически безопасны в отношении взрыва, легко регулируются в соответствии с изменениями нагрузки, просты в транспортировке, легко перестраиваемы в проектных решениях и допускают значительную перегрузку. Недостатком водотрубного котла является то, что в его конструкции много агрегатов и узлов, соединения которых не должны допускать протечек при высоких давлениях и температурах. Кроме того, к агрегатам такого котла, работающим под давлением, затруднен доступ при ремонте.

Водотрубный котел состоит из пучков труб, присоединенных своими концами к барабану (или барабанам) умеренного диаметра, причем вся система монтируется над топочной камерой и заключается в наружный кожух. Направляющие перегородки заставляют топочные газы несколько раз проходить через трубные пучки, благодаря чему обеспечивается более полная теплоотдача. Барабаны (разной конструкции) служат резервуарами воды и пара; их диаметр выбирается минимальным во избежание трудностей, характерных для газотрубных котлов. Водотрубные котлы бывают следующих типов: горизонтальные с продольным или поперечным барабаном, вертикальные с одним или несколькими паровыми барабанами, радиационные, вертикальные с вертикальным или поперечным барабаном и комбинации перечисленных вариантов, в некоторых случаях с принудительной циркуляцией.

Заключение

Итак, в заключение можно сказать, что котлы являются важным элементом в теплоснабжении здания. При выборе колов необходимо учитывать технические, технико-экономические, механические и прочие показатели для лучшего вида теплоснабжения здания. Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые и водогрейные.

В моей работе рассмотрены газовые, электрические, твердотопливные виды котлов, а также типы колов, такие как газотрубные и водотрубные котлы.

Из вышесказанного стоит выделить плюсы и минусы различных видов котлов.

Плюсы газовых котлов таковы: экономичность, по сравнению с другими видами топлива, простота эксплуатации (эксплуатация котла полностью автоматизирована), высокая мощность (можно обогреть большую площадь), возможность установки оборудования на кухне (если мощность котла до 30кВт), компактные размеры, экологичность (в атмосферу выделятся мало вредных веществ).

Минусы газовых котлов: перед установкой необходимо получить разрешение Газгортехнадзора, опасность утечки газа, определённые требования к помещению, где установлен котел, наличие автоматики, перекрывающей доступ газа при утечке или недостатке вентиляции.

Преимущества электрических котлов: невысокая цена, простота монтажа, компактность и небольшой вес - электрокотлы можно вешать на стену и экономить полезное пространство, безопасность (нет открытого пламени), простота в эксплуатации, электрокотлы не требуют отдельного помещения (котельной), не требуют монтажа дымохода, не требуют особого ухода, бесшумны, экологичны - нет вредных выбросов и посторонних запахов.

Основными причинами, ограничивающими распространение электрических котлов, являются далеко не на всех участках, есть возможность выделить несколько десятков киловатт электроэнергии, достаточно высокая стоимость электроэнергии, перебои с электроснабжением.

Сначала выделим недостатки твердотопливных котлов: в первую очередь, твердотопливные котлы отопления используют твердое топливо, которое имеет сравнительно низкую теплоотдачу. Действительно, чтобы качественно протопить крупный дом, придется потратить очень немало топлива и времени. Кроме того, топливо будет сгорать довольно быстро - за два-четыре часа. После этого, если дом протоплен недостаточно, придется снова разжигать огонь. Причем для этого понадобится сначала очистить топку от образовавшихся углей и золы. Только после этого можно будет закладывать топливо и снова разжигать огонь. Все это делается вручную.

С другой же стороны, котлы, работающие на твердом топливе, имеют и некоторые плюсы. Например, не привередливость к топливу. Действительно, они могут эффективно работать на всех видах твердого топлива - дерево, торф, уголь и вообще, все, что может гореть. Разумеется, добыть такое топливо в большинстве регионов нашей страны можно быстро и не слишком дорого, что является серьезным аргументом в пользу твердотопливных котлов. Кроме того, эти котлы совершенно безопасны, так что их можно установить либо в подвале дома, либо просто неподалеку от него. При этом вы можете быть уверены, что из-за утечки топлива не произойдет страшного взрыва. Конечно, не придется оборудовать специальное место для хранения топлива - закапывать в землю емкости для хранения газа или дизтоплива.

В настоящее время существует два основных типа паровых котлов, а именно: газотрубные и водотрубные. К газотрубным котлам относятся те котлы, в которых высокотемпературные газы протекают внутри жаровых и дымогарных труб, тем самым, отдавая тепло воде, которая окружает трубы. Водотрубные котлы отличаются тем, что по трубам протекает нагреваемая вода, а трубы снаружи омываются газами.

Список литературы

1.Бойко Е.А., Шпиков А.А., Котельные установки и парогенераторы (конструкционные характеристики энергетических котельных агрегатов) - Красноярск, 2003.

.Брюханов О.Н. Газифицированные котельные агрегаты. Учебник. ИНФРА-М. - 2007.

.ГОСТ 23172-78. Koтлыстaциoнapные. Tеpмины и oпpеделения. - Определение котлов «для получения пара или для нагрева воды под давлением».

.Двойнишников В. А. и др. Конструкция и расчёт котлов и котельных установок: Учебник для техникумов по специальности "Котлостроение" / В.А. Двойнишников, Л.В. Деев, М.А. Изюмов. - М.: Машиностроение, 1988.

.Левин И.М., Боткачик И.А., Дымососы и вентиляторы мощных электростанций, М. - Л., 1962.

.Максимов В.М., Котельные агрегаты большой паропроизводительности, М., 1961.

.Тихомиров К.В. Сергеенко Э. С. "Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция." Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991ж

.Энциклопедия «КругосветУниверсальная» научно-популярная онлайн-энциклопедия.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Виды энергии и способы её производства

1. Ядерная энергия 2. Химическая 3. Электростатическая 4. Магнитостатическая 5. Упругостная 6. Тепловая 7. Механическая 8. Электрическая (электродинамическая) 9. Электромагнитная (фотонная)

Преобразование первичной энергии во вторичную, в частности, в электрическую, осуществляется на станциях, которые в своем названии содержат указания на то, какой вид первичной энергии преобразуется на них в электрическую: - на тепловой электрической станции (ТЭС) - тепловая; - гидроэлектростанции (ГЭС) - механическая (энергия движения воды); - гидроаккумулирующей станции (ГАЭС) - механическая (энергия движения предварительно наполненной в искусственном водоеме воды); - атомной электростанции (АЭС) - атомная (энергия ядерного топлива); - приливной электростанции (ПЭС) - приливов.

Тепловая электростанция включает комплект оборудования, в котором внутренняя химическая энергия топлива (твердого, жидкого или газообразного) превращается в тепловую энергию воды и пара, преобразующуюся в механическую энергию вращения, которая и вырабатывает электрическую энергию. Гидроэлектростанция представляет собой комплекс гидротехнических сооружений и энергетического оборудования, посредством которых энергия водных потоков или расположенных на относительно более высоких уровнях водоёмов преобразуется в электрическую энергию. Теплоэлектрацентраль (ТЭЦ) - это тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды для коммунально-бытового потребления.

Котлы и котельные установки; классификация котлов

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки – котел, топочное устройство (топка), питательные (для подачи воды) и тягодутьевые устройства (дутьевые вентиляторы, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу).

Котел – теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Котлы по теплоносителю: водогрейные (для нагрева воды под давлением) и паровые (для произв-ва пара). Паровые: - энергетические , вырабатывающие пар, используемый в паровых турбинах для выработки электрической энергии;

- промышленные - пар для технологических нужд.

По конструктивным особенностям паровые и водогрейные котлы делятся на газотрубные, водотрубные .

Водогрейные котлы по температурному уровню воды: низкотемпературные (до 115 °С); котлы на перегретой воде (до 150°С и выше).

Котлы по типу применяемого топлива:

- газовые котлы;
- жидкотопливные (дизельные) котлы;
- двухтопливные (газомазутные) котлы
- котлы на твердом топливе , для промышленных котлов это, в основном, уголь.