Водогрейные котлы. Виды, устройство, характеристики водогрейных котлов.

Производство большинства из указанных типов котлов прекращено около 30 лет назад, однако они еще достаточно долго будут находиться в эксплуатации. В этой связи в качестве примера рассмотрим конструкцию чугунного секционного водогрейного котла «Энергия-3». Котел собирают из отдельных секций (рис. 4.1), соединяемых между собой с помощью вкладышей — ниппелей, которые вставляются в специальные отверстия и затягиваются стяжными болтами. Такая конструкция позволяет создавать требуемую поверхность нагрева котла, а также проводить замену отдельных секций в случае их повреждения.

Вода в котел поступает через нижний патрубок поднимается вверх по внутренним каналам секции, нагревается и выходит из котла через верхний патрубок Топливо в топку подается через проем дверкой Воздух, необходимый для горения, поступает под колосниковую решетку по воздуховоду 7. Образующиеся при сжигании топлива продукты горения (ПГ) движутся вверх, затем направление потока ПГ изменяется на 180°, т.е. поток Г1Г движется вниз по кирпичным каналам и далее направляется через общий сборный дымоход в дымовую трубу.

При движении ПГ охлаждаются, их теплота передается воде, находящейся внутри секций. Таким образом происходит нагрев 66 воды до требуемой температуры. Тяга в котле регулируется шибером, соединенным стальным канатом через блок с противовесом Номинальная мощность водогрейных котлов «Энергия-3» 0,35… 0,69 МВт, КПД 73%.

Для чего предназначены водогрейные котлы?

Данные агрегаты предназначаются для обогрева зданий с небольшой площадью, частных домов и таун-хаусов. Как правило, такие котлы устанавливаются в тех населенных пунктах, где отсутствует центральное отопление, или же, как вариант, обустройство котельной нецелесообразно. Как бы то ни было, под понятием «водогрейные котлы», причем вне зависимости от конкретной конструкции и модели, подразумеваются приборы, способные вырабатывать тепловую энергию (благодаря своим техническим параметрам) при сжигании того или иного топлива, а затем направлять ее рабочей жидкостью (теплоносителю), в роли которой обычно выступает вода. А когда эта вода, соответственно, циркулирует по трубопроводу контура отопления, то температура в доме поднимается до требуемого значения.

Область применения

Мощные модели устанавливаются на объектах, где нужно греть большие объемы воды

Сфера применения водогрейных котлов распространяется на все области жизнедеятельности людей. Изделия используются для отопления жилых и хозяйственных объектов, охватывая практически все направления промышленности:

При соблюдении требований безопасности нагревательная техника может быть установлена в таких местах:

• квартиры, дачи, коттеджи, частные дома;
• складские помещения;
• сельскохозяйственные строения;
• здания для содержания животных и птицы;
• хранилища для овощей и зерна;
• ангары и закрытые павильоны;
• расположенные вне населенных пунктов прииски, буровые установки, артели и поселки;
• туристические базы и дома отдыха.

Конструктивные особенности, классификация по температуре и способу выполнения

Водогрейные котлы, встречающиеся сегодня на прилавках, имеют относительно одинаковое устройство. Существенные различия заключаются в конкретных изготовителях (они бывают как иностранными, так и российскими), а также в максимальной мощности оборудования.

Если же говорить конкретно о конструктивных особенностях, то с этой точки зрения котлы могут быть газотрубными (или, как их еще называют, жаротрубными) и водотрубными. Ознакомимся детальнее с каждой из категорий.

1. Жаротрубные модели. Их отличительной чертой можно считать наличие специальных трубок, посредством которых движутся нагретые продукты сжигания энергоносителя. Что касается принципа действия такого оборудования, то он основывается на применении автоматизированных горелок, оснащенных дутьевыми вентиляторами. Благодаря дымогарным трубкам вода, находящаяся снаружи них, нагревается. Стоит заметить, что в быту такие модели практически никогда не применяются.
2. Водотрубные модели. Им свойственны особые кипятильные трубки, посредством которых перемещается теплоноситель. А для нагрева этих трубок используются продукты сжигания топлива. Прогреваются котлы водотрубного типа достаточно быстро, вы с легкостью сможете регулировать их, если будут изменяться нагрузки. Помимо этого, эксплуатация данного оборудования предусматривает также возможность серьезных перегрузок. Что же касается взрывоопасности этих котлов, то она на достаточно низком уровне.

Обратите внимание! Все водогрейные отопительные приборы делятся также по своему температурному уровню. Так, предельно допустимая температура для низкотемпературных моделей составляет 115 градусов, в то время как водогрейные котлы, перегревающие воду, могут «похвастаться» более высоким показателем – около 150 градусов и больше.

Заметим, что низкотемпературный режим функционирования предусматривает достаточно экономный расход топлива, но при этом на поверхности прибора появляется конденсат, способный отрицательно повлиять на материалы, контактирующие с продуктами сжигания энергоресурсов. По этой причине к материалам, которые используются в производстве котлов, выдвигаются крайне суровые требования.

Агрегаты, которые генерируют перегретую воду, характеризуются большим сроком службы и высокой надежностью. При работе они практически не шумят, да и выброс отходов при этом минимален. Еще эти агрегаты оборудуются удобными и простыми системами контроля. Устанавливаются быстро, в трудоемком техобслуживании не нуждаются.

Изготовление своими руками

Простенький водогрейный котел несложно изготовить самостоятельно. Вот что при этом нужно учитывать:

1. Выбирать материал топки следует с учетом того, какой вид топлива планируется использовать. Для угля характерна гораздо более высокая температура горения, чем для древесины, поэтому листы для изготовления топки угольного котла следует брать потолще — тонкая сталь быстро прогорит.
2. Идеальный материал — специальная жаропрочная котловая сталь. На втором месте — легированная жаропрочная сталь с добавками хрома и молибдена, например, марок 12ХМ или 12Х1МФ. Если предполагается использовать обычную сталь, то она должна иметь марку ниже сталь 35. В сталях более высоких марок при нагреве возникает эффект прикаливания, вследствие чего они становятся хрупкими.

В продаже имеются комплекты из вентилятора, термодатчика и контроллера (например, польской компании KG Elektronik), при помощи которых легко организовать принудительную подачу воздуха в топку (см. выше описание работы котла с вентилятором).

А что насчет количества контуров?

Большая часть описываемых в статье котлов (причем как жаро-, так и водотрубных) являются двухконтурными, однако при этом и одноконтурных агрегатов существует достаточно много. Если у агрегата два контура, то нагретая им жидкость будет подаваться не только в отопительную сеть, но также в водопровод (после этого, разумеется, ею можно будет пользоваться в бытовых целях). Заметим также, в конструкции некоторых приборов предусмотрены специальные циркуляторы, предназначенные для интенсификации водооборота. Наконец, могут присутствовать и расширительные баки (те из них, что мембранного типа).

Другие различия могут касаться возможности применения разного топлива – угля, дров, газа, электрического или жидкого топлива. Все большую популярность сегодня обретают универсальные агрегаты, которые можно назвать действительно «всеядными». Вне зависимости от используемого типа топлива, любой котел должен оснащаться системой, поддерживающей процессы горения в автоматическом режиме.

Газовые накопительные водонагреватели

Эти аппараты конструктивно и внешне напоминают электрические бойлеры. Все тот же подвешиваемый на стену бак, покрытый слоем утеплителя, только внизу установлена газовая горелка, а вверху имеется патрубок дымохода. Газовый бойлер работает по такому же принципу, только источником тепла служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водонагревателя показано на схеме:

Как видно на рисунке, нагрев осуществляется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов горения. Это достигается за счет стального газохода с рассекателями, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – потушить или разжечь ее при достижении установленной температуры либо ее понижении. Как водится, для защиты корпуса конструкция бойлера предусматривает магниевый анод.

Данный тип водонагревателей не слишком популярен из-за сложностей при оформлении и подключении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатации газового бойлера понадобится полноценный дымоход, выполнить это требование не всегда возможно или слишком дорого.

Основные типы водогрейных котлов

Есть немало классификаций, однако зачастую такие котлы разделяют по предназначению, типу используемого топлива и, конечно, по способу установки. Рассмотрим детальнее каждую из классификаций.

Классификация водогрейных котлов по типу используемого топлива

В этом плане приборы делятся на четыре группы, которые приведены ниже.

1. Модели на твердом топливе. Как можно судить из названия, используют в качестве топлива твердые энергоносители – уголь, древесину, пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности и прочее. Предназначены, как правило, для использования в банях и частных домах, поскольку нуждаются в выделении достаточно большой площади под установку (в том числе места для хранения того самого твердого топлива).
2. Модели на жидком топливе (в качестве такового может выступать отработка, то есть отработанное машинное масло, солярка или мазут). Что же касается применения, то такие водогрейные котлы используются преимущественно для обогрева частных домов, причем по тем же причинам, что агрегаты предыдущей категории. Отличие заключается в том, что жидкое топливо, в соответствии с ГОСТом, необходимо хранить на определенном расстоянии от отопительного прибора, чтобы не возникали взрывоопасные ситуации.
3. Модели на газу. Они в качестве энергоносителя используют сжиженный либо природный газ. Что характерно, могут эксплуатироваться не только в загородных домах, но также в таунхаусах и городских квартирах.
4. Модели на электричестве. Их, как правило, устанавливают в квартирах и не очень просторных коттеджах.

Классификация по предназначению

Здесь все приборы разделены только на две категории.

1. Бытовые водогрейные котлы. Их мощность может быть малой или средней (что намного меньше, чем у промышленных моделей, о которых мы поговорим далее). Используются в тех бытовых помещениях, которые имеют небольшую площадь.
2. Промышленные водогрейные котлы. Высокомощные устройства, в роли теплоносителя в которых выступает пар. Именно поэтому их еще называют паровыми котлами. Мощность исчисляется мегаваттами и составляет в среднем от 5 до 40 мегаватт, что позволяет справляться просто с огромными объемами работы. Что характерно, за такими котлами постоянно должен следить специализированный оператор, у которого имеются режимные карты, а также подробная инструкция по самостоятельному ремонту. Помимо того, оператор должен переводить агрегат в тот или иной режим работы, проверять все элементы, проч.

Классификация по способу нагрева воды

Здесь также всего две разновидности, ознакомимся с ними.

1. Котлы с накопительными баками. Вода в данном случае прогревается благодаря аккумулирующим бакам, которые, в свою очередь, наполняются по мере ее (воды) использования.
2. Проточные модели. В них вода прогревается во время прохождения до определенной температуры от нагревательного элемента.
Читайте также:  Автоматика для газовых котлов отопления: устройство, принцип работы, обзор производителей

Классификация по способу исполнения (монтажа)

Водогрейные устройства могут устанавливать на стену или на пол.

1. Напольные модели. Они являются стационарными, а отличаются тем, что могут функционировать на любого вида топливе.
2. Настенные модели. Приборы в навесном исполнении, как можно судить из названия, вешаются на стены, а функционировать способны на газу или электрической энергии.

Рассмотрим каждый из вариантов исполнения более детально.

Стоимость

Для водогрейных котлов характерен довольно большой разброс цен.

• котел «Каракан 8-ТПЭ» (мощность — 8 кВт): 12200 руб.;
• котел «Сибирь КВО 15 ТПЭ» (мощность — 15 кВт): 17400 руб.;
• котел «Гефест-15» (мощность — 15 кВт): 21570 руб. (комбинированный, то есть имеет встроенный ТЭН);
• котел «Каракан 12-ТГЭВ» (мощность — 12 кВт, дополнительно имеются газовая горелка, ТЭН, водогрейный бак): 21700 руб.

Импортные котлы обходятся значительно дороже, например:

• котел «BURNit WBS 25» (Болгария, 25 кВт, дополнительно может работать на газу, дизельном топливе и масле): 86250 руб.;
• Viadrus Hercules U22C-2 (Чехия, 11,7 кВт): 44 тыс. руб.;

Buderus Logano S111-2 (Германия, 12 кВт) стоит 53440 руб.

Если отсутствует газоснабжение, перед владельцами частных домов стоит выбор – приобрести твердотопливный или жидкотопливный котел. Котел на солярке обладает рядом преимуществ, поэтому многие отдают предпочтение именно такому отопителю.

Что такое распределительная гребенка и как правильно ее установить, читайте в этом материале.

Особенности напольных агрегатов

Топливом в данном случае может выступать газ, уголь, дрова или дизель. Котлы необходимо размещать только в отдельном специально оборудованном помещении, а если топливо жидкое/твердое, дополнительно понадобится помещение и для его хранения (причем с противопожарными средствами, которые предусматриваются положениями СНиП).

Обратите внимание! Данного рода приборы могут оборудоваться элементами автоматизации и контроля. Также могут присутствовать автоматические системы регулировки прогрева воды, что обеспечивает дополнительные удобства. Такие системы анализируют температуру внутри помещения и снаружи.

Помимо того, есть и специальные программные устройства, которые переводят оборудование в рабочий режим, основываясь на предварительно заданную программу.

Котельное оборудование

Котлы являются основным элементом организации и реализации паросилового цикла системы теплоснабжения. Корпус маломощных котлов низкого давления изготавливают из чугуна, а среднего и высокого давления из котловой стали.

Для того чтобы правильно подобрать тип и количество котлов, выполняют технико-экономические расчеты, с учетом следующих факторов:

1. Максимальная и минимальная тепловая нагрузка потребителей в зимнее и летнее время.
2. Расстояние и диаметры тепловых сетей с разбивкой к каждому потребителю.
3. Качество воды и топлива.
4. Уровень автоматизации газовой котельной.
5. Размеры котельной.

Следующим по важности элементом котлоагрегата является горелочное устройство, где происходит процесс смешивания газа и воздуха и розжиг газовоздушной смеси с образованием факела. Сам процесс горения происходит в топочной камере

Выбор котла по теплопроизводительности горелки должен соответствовать ее мощности с учетом аварийного резерва. Неплохое газовое оборудование Лемакс можно приобрести в Ишиме.

Работа горелки обеспечивается газовым оборудованием котельной: ГРУ или ГРП, регуляторами, фильтрами, приборами контроля и системой безопасности. Все элементы газового хозяйства относятся к объектам повышенной опасности, их работа регламентируется СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Особенности настенных агрегатов

Если для представителей предыдущей категории требуется специально оборудованная комната/пристройка, то настенные модели можно запросто установить в кухне, ванной и так далее. То, какую именно комнату использовать, зависит от конкретного источника энергии и соображений удобства. Иными словами, вы сами должны решать, где пользоваться котлом будет удобнее всего.

Приборы на газу и электричестве могут быть достаточно мощными, чтобы поддерживать в помещении требуемую температуру, а также чтобы обеспечивать дом/квартиру горячей водой. Последняя в данном случае нагревается двумя способами:

• проточным;
• бойлерным.

Водогрейные котлы первой категории оснащаются нагревательными элементами, контактирующими непосредственно с рабочей жидкостью. Представители же второй категории предусматривают применение накопительной емкости или бойлера, где вода, собственно, и нагревается. Емкость в таком случае наполняется по мере использования воды.

Видео – Как работает котел КВГМ

Чем утеплять бойлер

Есть три варианта утепления бойлера:

• Напыление;
• Твердые утеплители;
• Мягкие утеплители.

К напылению можно отнести любые пенополиуретановые герметики и пены. В обиходе их называют монтажной пеной. Способ неплохой. Но есть один недостаток – поверхность получится неровной и выровнять ее сложно.

Твердых утеплителей много. Это пенопласт, экструдированный полистирол и т.д. Их монтаж займет некоторое время, но эффект будет хорошим. При утеплении бойлера таким способом необходимо использовать монтажную пену для заделывания стыков.

Мягкие утеплители – это минеральная вата, фольгированная изоляция. Минвата держит тепло хорошо, но лучше всего использовать теплоизоляцию с фольгой. Она отражает инфракрасное излучение и лучше сохранит тепло.

Электрические котлы водогрейные – особенности и причины популярности

Такие природы весьма популярны в России. Их выпускают многие производители – как российские, так и зарубежные. Эти котлы позволяют обеспечить жилье не только теплом, но и нагретой водой, причем вне зависимости от того, имеется ли в вашей местности централизованное ГВС.

Электрические котлы характеризуются более простой конструкцией, чем, к примеру, газовые, и не нуждаются в регулярном обслуживании. Более того, они просты в эксплуатации и не могут взорваться. Чего уж говорить о таком важном параметре, как экологическая безопасность.

Конструктивные особенности электрических водогрейных котлов

Такие аппараты состоят из следующих элементов:

• теплообменник (он представляет собой емкость, в которую встроен электрический нагревательный элемент);
• автоматика (необходима для поддержания требуемого показателя температуры в помещении, но без непосредственного участия человека);
• шкаф.

Что характерно, в качестве теплоносителя может выступать не только обычная вода, но также незамерзающая жидкость (данный вариант более предпочтителен). Еще такие котлы можно условно разделить по типу используемого нагревательного элемента.

1. Модели с трубчатыми ТЭНами. Такие элементы заполняются специальным проводником, нагревающимся при контакте с электричеством. Способны перманентно прогревать проточную жидкость, но при условии подключения к электрической сети. Применяются трубчатые ТЭНы в случаях комбинированного отопления. Кто не знает, днем такие системы работают от отопительного прибора на жидком/твердом энергоносителе или газу, в то время как ночью, когда стоимость электроэнергии снижается, они поддерживают тепло в доме на ней.
2. Модели с электродами. Агрегаты электродного типа прогревают жидкость посредством ионного потока, который образуется между электродами (это написано в описании). Главное преимущество – это отсутствие ТЭНов, но ввиду того, что важнейшей составляющей цепи является теплоноситель, его нужно должным образом подготовить. В жидкость необходимо добавлять соль в определенном количестве, чтобы получить нужную концентрацию.

Обратите внимание! Как мы уже выяснили, главное преимущество любого электрического котла – это доступная цена, простота установки и эксплуатации, небольшие габариты и вес, а еще отсутствие необходимости в обустройстве отдельного помещения.

Производство подогревателей воды ПП, ВВП, ВПЕ. Поставка в регионы РФ и Казахстан.

Котлы КВ-Г (котел водогрейный газовый) (рис. 71) выпускаются теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч (4,65 и 7,56 МВт) вместо котлов ТВГ. Это прямоточные секционные котлы, работающие на газовом топливе, и представляют собой трубную систему, скомпонованную в одном транспортабельном блоке. Трубная система состоит из радиационной и конвективной поверхностей нагрева, по типу подогревателей кожухотрубных и теплообменников.

К радиационной поверхности относятся четыре топочных экрана и потолочный. Трубы крайних односветных топочных экранов и потолочного по всей высоте (длине) соединены между собой металлическими пластинами. Каждый топочный экран представляет собой отдельную секцию, состоящую из прямых труб, вваренных в верхний и нижний коллекторы.

Для заданного направления движения воды по топочным экранам верхние коллекторы имеют смещенную от центра глухую перегородку (15 и 23 трубы). Топочные экраны соединяются между собой перепускными трубами.

Рис. 71. Трубная система (часть) котла водогрейного КВГ-6,5-150: коллекторы: 1 — входа обратной воды; 6 и 9 — задние; 8 и 10- верхние боковые конвективной части; 11 — выход горячей воды; 15 — верхние потолочные экраны; 16 — передний; 17 — нижние топочные экраны; перегородки: 2 — из труб; 3 — в трубах конвективной части; 13 — в верхних коллекторах топочных экранов; 4 — пакеты змеевиков; экраны: 5 — конвективные; 12 — потолочный, переходящий во фронтовой; 18 — боковой; 7 и 14- перепускные трубы

Конвективная поверхность нагрева состоит из двух секций — правой и левой, в каждой по семь труб 0 51 х2,5 мм, вваренных одними концами в верхние, а другими — в нижний коллекторы, т. е. представляют собой нижние и боковые части поверхности нагрева. В боковые трубы вварены четыре пакета трехтрубных змеевиков 0 28×3 мм. Для направления движения воды в змеевиках в боковых трубах установлены глухие перегородки.

Радиационную поверхность от конвективной отделяет перегородка из горизонтально размещенных труб 0 28×3 мм, соединенных между собой металлическими пластинами. Эта перегородка в верхней части находится на уровне верхних змеевиков. Таким образом, через оставленное сверху пространство продукты сгорания топлива из радиационной поверхности нагрева переходят в конвективную, обогревая змеевики, а затем через газоходы и дымовую трубу удаляются в атмосферу.

Для очистки от накипи и шлама все коллекторы вертикальных и потолочных экранов имеют съемные лючки на торцах, а верхние коллекторы топочных экранов — съемные лючки и сверху (по одному).

Обзор некоторых популярных моделей

Для наглядности рассмотрим ключевые характеристики и примерные цены некоторых популярных моделей водогрейных котлов. Сразу оговоримся, что производителей, а уж тем более самих моделей – достаточно много, поэтому ниже описаны лишь некоторые. Для удобства посетителей сайта информация приведена в виде небольшой таблицы.

Таблица. Сравнительная характеристика некоторых водогрейных котельных аппаратов.

Обратите внимание! Как видим, ценовой разброс достаточно большой, а конкретная стоимость зависит от производителя и типа используемого топлива. Кроме того, промышленные модели всегда стоят намного дороже.

Особенности установки водогрейного котла

Рассмотрим особенности монтажа твердотопливных приборов, учитывая их распространенность. Сама процедура состоит из нескольких этапов, а примерный алгоритм действий приведен ниже.

Этап первый. Подготовка. Подготавливать нужно помещения (в том числе то, в котором будет установлен прибор). Для котла необходимо подготовить бетонный фундамент, хотя существуют и другие требования (минимальные расстояние до других предметов, к примеру).

Этап второй. Установка. Очевидно, что на данном этапе устанавливается сам котел на свое место.

Этап третий. Обвязка. Данный этап по праву считается наиболее сложным. Необходимо подключить все коммуникации, а также дополнительные элементы – к примеру, расширительный бак.

Этап четвертый. Дымоходная труба. На следующем этапе необходимо обустроить дымоход.

Этап пятый. Пробный запуск. Когда все будет готово, необходимо проверить оборудование на предмет работоспособности. Детально процесс установки описан в приведенном ниже файле.

Монтаж водогрейного котла. Файл для скачивания (кликните по ссылке, чтобы открыть файл PDF в новом окне).

Также рекомендуем посмотреть видеоролик по теме. На этом все, удачи!

Разбираемся, как работает электрический бойлер

Емкость бака окружена теплоизоляционным слоем, на который устанавливается декоративный пластиковый или же металлический корпус. Поступление холодной воды осуществляется по специальному патрубку, установленного снизу устройства. При использовании горячей воды, то есть при опустошении емкости бака, происходит автоматический набор холодной жидкости и постепенный ее нагрев.

Как правило, схема действия такого устройства может быть дополнена таким элементом, как магниевый анод. Именно он способствует продлению срока эксплуатации тэна, так как при контакте с жесткой водой, притягиваются соли. Результатом становится то, что накипь образуется на аноде, а не на тэне, это видно в разрезе. Заменить анод гораздо проще, и стоит он намного дешевле.

Газовые бойлеры устанавливают реже электрических и чем накопительный, они дешевле аналогов, не самые безопасные устройства для нагрева воды, и к тому же, они выпускаются в ограниченных количествах, и есть немало сложностей, чтобы провести их монтаж.

А именно, если есть необходимость в установке изделия в многоквартирном доме, то требуется:

• Согласование с соседями;
• Установка дымоотвода;
• Отличная вентиляция;
• Регистрация прибора.

Работать аппараты могут от природного газа. Конструкция состоит из водяного бака, входящей трубы с подачей холодной воды, патрубка для вывода горячей воды. Корпус изделия толстый и между ним и баком с водой есть дополнительное пространство, за счет чего вода внутри сохраняется на протяжении длительного времени.

Процесс теплообмена осуществляется посредством нижней стенки, так как именно там расположена камера сгорания и газовая горелка. Тепло может передаваться по внутренней части бака от центрального канала, по которому перетекает продукт сгорания, образующийся в камере сгорания в дымоход.