Горение происходит в специальной камере, которая находится внутри теплообменника. Нагреваясь от пламени горелки, теплообменник передает тепло жидкости. Чем лучше происходит этот процесс, тем выше КПД устройства. Обычно газовые теплообменники выполняются из двух видов материала:

• Чугунные. Они более долговечны, но имеют большой вес;
• Стальные. Такие конструкции являются одновременно легкими и достаточно прочными, поэтому ими в основном и оснащаются настенные котлы.

Поскольку мы рассматриваем одноконтурные системы отопления, для подключения тепловой магистрали имеется один выход, куда и подается горячий теплоноситель. Отработанная жидкость сливается обратно в котел через специальный разъем. Такая схема является наиболее простой и применяется при небольшом расходе теплоносителя.

При необходимости в большем (выше 15 литров в минуту) количестве жидкости или для организации параллельной системы ГВС используются одноконтурные газовые агрегаты со встроенным бойлером.

Для этих целей можно также устанавливать и внешние бойлеры, которые обычно представляют собой настенные баки довольно большой емкости, предназначенные для временного хранения нагретой воды.

Горение топлива требует подачи в камеру необходимого количества воздуха и удаления продуктов сгорания в атмосферу. Все бытовые газовые системы по принципу организации этого процесса делятся на открытые и закрытые.

Организация процесса горения газа

Газовые котлы с открытой камерой сгорания работают по принципу обычной печки – воздух забирается из помещения, где установлен сам агрегат, а для отвода отработанных газов используется традиционный вертикальный дымоход. Недостатки такого устройства очевидны: необходимость приточной вентиляции, трудоемкость организации дымохода и вредное влияние на него газового конденсата, который образуется при резком охлаждении выходящих продуктов сгорания. Обычно в таких случаях для размещения оборудования выделяют специальное место – топочную. Настенные котлы открытого типа требуют усложненного монтажа дымоотвода, а напольные – устройства специального места из-за их большого веса.

Более удобны в эксплуатации бытовые агрегаты с закрытой камерой (бездымоходные котлы). Как видно из названия, камера сгорания у них полностью изолирована от помещения, а весь воздухообмен производится через специальную коаксиальную (труба в трубе) систему, которая монтируется к выходному патрубку и выводится на улицу через ближайшую стену. Через внутреннее отверстие отводятся отработанные газы, а по межтрубному каналу подается воздух, необходимый для горения. Тяга здесь создается встроенным вентилятором, так что процесс полностью автоматизирован и контролируется установленными датчиками.

Настенные одноконтурные котлы отопления чаще всего выполняются по второй схеме. За счет этого они более безопасны и экологичны, имеют высокий КПД и могут устанавливаться в любом месте: на кухне, в ванной и т. д. Процесс монтажа одноконтурного газового котла представлен на видео ниже:

Преимущества и недостатки настенных одноконтурных котлов на газу

Бездымоходные одноконтурные котлы являются одним из наиболее распространенных вариантов организации отопления жилых и производственных площадей, к которым подведено магистральное газоснабжение. Большинство застройщиков выбирает именно этот способ обогрева своих помещений в силу целого многих его преимуществ:

• Это экономично. Газ – самый дешевое топливо, и если он подведен, то использовать другие источники энергии нет никакого смысла;
• Это удобно. Настенные котлы с закрытой камерой не требуют специального места, не поглощают кислород и легко монтируются;
• Это безопасно. Полностью герметичный кожух абсолютно исключает контакт с нагретыми частями, а встроенная система автоматики надежно следит за всеми рабочими параметрами и отключает котел при малейшей неисправности;
• Это комфортно. Ваш дом всегда будет обеспечен теплом, а при необходимости, еще и горячей водой.
  

  Моясь под душем, вы не заметите, как кто-то рядом включил горячую воду для мытья посуды – одноконтурные газовые котлы с бойлером, в отличие от двухконтурных, обеспечивают такой расход воды, который необходим именно в данный момент.

К недостаткам обсуждаемых устройств можно отнести, пожалуй, лишь один фактор. Дело в том, что настенные котлы, в силу специфики их крепления, должны иметь ограниченный вес, поэтому доступная в них мощность сильно ограничена. Поэтому такой прибор можно использовать для отопления относительно небольших площадей – примерно до 350 м².

В целом же, благодаря простоте конструкции и монтажа, удобству в эксплуатации и невысокой цене, настенные газовые котлы с одним контуром во многих случаях позволяют организовать наиболее эффективную систему отопления для имеющихся условий.

разновидности газовых котлов, монтаж оборудования и отличие цен

Способ работы газовых котлов

Отопление дома происходит с помощью подогревания воды в теплообменнике агрегата, откуда она переходит в систему труб и батарей. Передав тепло окружающему пространству, теплоноситель (антифриз либо вода) возвращается назад в теплообменник, где опять нагревается до заданной температуры. Нагрев происходит за счет огня, в результате горения топлива в горелке.

Теплоноситель может перемещаться естественным способом благодаря разнице давления между холодной и горячей водой или принудительным способом при помощи циркуляционных насосов.

Различные виды газовых котлов могут иметь установленное оборудование для параллельного обогрева воды и теплоносителя для бытовых потребностей. Для отопления помещения используют одноконтурные газовые котлы. Чтобы иметь еще и горячую воду, необходим двухконтурный котел.

Отличия и классификация газовых котлов

Котлы делятся по таким признакам:

• по виду горелки — турбинная или атмосферная;
• по отсутствию или наличию автоматических устройств безопасности и контроля;
• по месторасположению— настенные и напольные;
• по способу передвижения теплоносителя — принудительное или естественное;
• по материалу изготовления теплообменника — стальные или чугунные;
• по виду камеры топливника — закрытая или открытая;
• по способу вывода продуктов горения — принудительная тяга или естественная.

По месторасположению

Напольные газовые котлы — это мощные агрегаты, способные отапливать площади больше 1000 кв.м. В отличие от настенных котлов, они требуют от хозяина дома отдельного помещения с обустроенным дымоотводом, вентиляцией и специальным выходом шириной более 80 см.

Если дымоотвод выходит через перекрытие на крышу дома, то его высота обязана быть выше установленного конька, не менее чем на 0.5 м. Именно в напольных отопительных устройствах делаются чугунные теплообменники, что самым благоприятным образом влияет на время работы этого котла.

По материалу изготовления теплообменника

В качестве материала для изготовления теплообменника — основного элемента в одноконтурном котле — применяется медь, чугун или сталь. Каждый из данных материалов имеет свои плюсы и минусы, при этом отличается и цена.

Теплообменник из стали

Сталь сильней всего подвергается коррозии. Толщина стен в этом устройстве невелика, потому он быстрее выходит из строя в результате сгорания. Время эксплуатации стального одноконтурного котла не больше 25 лет, при этом чугунный котел работает больше 50 лет.

Чугунный теплообменник

В чугунном котле отдельные элементы взаимозаменяемы, что является весомым преимуществом, в отличие от стального. Помимо этого, чугун намного устойчив к процессам коррозии. Сегодня в газовых одноконтурных котлах применяется современная модификация материала — серый чугун, он имеет лучшие свойства по устойчивости к коррозии и эластичности. Но, невзирая на довольно весомые преимущества котлов из чугуна, у них существуют и свои минусы:

• В чугунных котлах нельзя допускать сильного перепада температуры, так как это создает деформацию материала.
• Хрупкость — при установке или доставке котла от сильного удара в чугуне могут образоваться микротрещины, которые в дальнейшем сократят время эксплуатации.
• Достоинством, которое можно расценивать и, как недостаток, считается то, что одноконтурный чугунный котел имеет высокую тепловую инерционность.
• Вода, которая используется в роли теплоносителя, должна быть мягкой, а не жесткой. От этого появляется накипь на стенках внутри теплообменника, которая приводит к растрескиванию материала.
• Большая масса, что затрудняет установку.
• Более высокая цена.

При выключенном отоплении еще продолжительное время будет сохраняться тепло в батареях и трубах, так как теплоноситель в чугунном котле остывает медленно. Это осложняет регулировку теплового режима в доме, когда автоматический режим отключает агрегат при достижении заданной температуры, но теплоноситель остается еще горячим довольно долго.

Другие материалы

Также Теплообменники делаются из нержавейки. Коррозия тут не будет так быстро появляться на стенках одноконтурного котла. Но толщина нержавейки такая, что теплообменник будет легко прогорать. Потому газовое оборудование не сможет работать в течение десятков лет, но и цена этого оборудования невысокая.

В современном отопительном оборудовании теплообменники делаются из стали с разными примесями. Это увеличивает их устойчивость и к коррозии, и к действию температуры. Помимо этого, сегодня появились напольные одноконтурные газовые котлы, где образованный во время сгорания газа конденсат переходит в тепловую энергию, что тоже оказывает благоприятное воздействие на продолжительность эксплуатации оборудования.

По виду горелки

Естественно, можно отрегулировать горелку под конкретное давление. Но для этого нужно обращаться к специалисту, что не все время реально в жизни. Так как давление в газопроводах не нормируется и не регламентируется. Потому в тех районах, где давление газа далеко не идеально, желательно использовать одноконтурные котлы с наддувными горелками. Эти горелки не входят в комплект отопительного оборудования, поэтому цена котла немного возрастает из-за дополнительных затрат. При их установке напольный котел может работать на разных видах горючего:

• сжиженном — баллонном;
• газообразном — естественном газе;
• твердом — пелетс, уголь, древесина;
• жидком — солярка, мазут.

Этот вид горелок работает при помощи встроенного вентилятора, потому есть небольшой шум. Их основное достоинство состоит в том, что они справляются с разницей давления в магистрали. И наддувные, и атмосферные горелки обладают функцией модуляции огня, и могут быть двух- или одноступенчатыми. Модуляция огня обозначает, что горелка автоматически отрегулирует мощность сгорания газа с учетом температуры теплоносителя.

В одноступенчатой горелке огонь в автоматическом режиме не регулируется — он или горит, или нет. Двухступенчатая горелка позволяет отрегулировать мощность огня в автоматически, что существенно увеличивает производительность напольного газового котла и уменьшает расход газа, а, соответственно, и цену отопления. Помимо этого, повышается время между включением и выключением горелки, что тоже благоприятно влияет на продолжительность ее работы.

По схеме передвижения теплоносителя

Естественный способ

Естественное передвижение происходит благодаря разному давлению в трубопроводе, которое создает горячая и холодная вода. Теплоноситель во время подогревания увеличивается, и его плотность становится ниже. Холодная вода, являясь тяжелый, выталкивает горячую, которая переходит в трубопровод и батареи. Причем излишки теплой воды и воздух, который непременно находится в воде, перемещаются в расширительный резервуар.

Этот важный отопительный элемент, как правило, ставят при естественном перемещении теплоносителя в чердачном помещении. Эта схема является открытой. Здесь расширительный резервуар не закрыт герметично, потому что необходим постоянный контроль над уровнем и состоянием теплоносителя.

Это привносит отрицательные моменты в работу отопительной системы. Открытый резервуар обеспечивает свободный проход воздуха к теплоносителю, что повышает коррозию в металлических элементах напольного агрегата, батареях и трубах.

Помимо этого, недостаток этой схемы заключается в том, что невозможно отапливать здания с большой площадью. Протяженность трубопровода при данной схеме не более 50 м. по горизонтали. Про отопление многоэтажного дома можно просто забыть.

Но у данного способа есть и достоинство — независимость от электроэнергии. Так как теплоноситель перемещается по отопительной системе естественным способом.

Принудительная схема

Напольные газовые котлы, установленные в системах с принудительным перемещением теплоносителя, имеют циркуляционный насос. Именно он дает возможность передвигаться теплоносителю по трубам и батареям с необходимой скоростью.

Но эта циркуляция полностью зависит от постоянного электрического питания. Причем расширительный резервуар герметично закрыт и может располагаться непосредственно возле напольного котла. В отличие от открытого резервуара, здесь не нужно утепление для защиты от замерзания в баке теплоносителя.

По принципу вывода продуктов горения

Напольные котлы, которые работают на естественной тяге, также называются котлами с открытой камерой горения. Их минус состоит в том, что из помещения все время забирается воздух, который нужен для эффективного сгорания газа. Благодаря чему образуется сквозняк на полы, что не всегда комфортно. Да и нехватка воздуха также не сказывается благоприятно на здоровье людей.

Сегодняшние газовые напольные котлы оборудованы современным дымоотводом — коаксиальным. Тут продукты горения выходят через устройство, которое называется «труба в трубе». По большому счету, это две трубы различного сечения, установленные одна в другую. Сквозь трубу меньшего сечения выходят продукты горения. А в пространство, полученное за счет отличия диаметров, заходит воздух с улицы, что нужно для поддержания горения огня, однако цена этого дымохода отличается в большую сторону от обычного. Но преимущества очевидны:

• этот дымоотвод может быть вертикальным, наклонным или горизонтальным, это дает возможность оборудовать его в любом месте;
• не нужно сооружать громоздкую конструкцию трубы дымоотвода;
• из помещения не выходит воздух.

Эти котлы являются более экономичными, но их цена существенно превосходит обычные напольные котлы.

Заключение

Одноконтурные газовые котлы — отличный способ отопления дома большой площади при низкой цене. Но при выборе надо учитывать множество факторов — постоянная подача электричества, возможность обустройства дымоотвода, удаленность от центрального газопровода. Выбор отопительной системы, а с ней и непосредственно газового котла, обязана происходить еще на этапе проектирования дома. А установка газового агрегата происходить с помощью специалистов, имеющих право на ведение этих работ, подтвержденное сертификатом.

: краткое руководство

В каждом доме нужен какой-то котел, но выбор такого количества типов может сбить с толку новичка, которому нужно его купить. Это руководство предназначено для того, чтобы показать, что такое газовые котлы, чем они отличаются от других котлов и какую работу они выполняют.

Альтернативы газу

Стоит отметить, что существует несколько источников топлива для котлов. Действительно, 4 миллиона из 24 миллионов домов в Великобритании отапливаются не на газе, а на других видах топлива.Электрические котлы составляют значительное меньшинство в Великобритании, на их долю приходится около 1,7 миллиона домов, хотя эта цифра может вырасти, поскольку более экологичные требования к электричеству повлияют на большее количество потребителей.

В сельской местности или в других отдаленных районах дома все еще довольно часто не подключаются к газовой сети. В этих домах обычно есть котлы, работающие на баллонном газе или масле, которые необходимо безопасно доставлять и хранить. В редких случаях котлы могут работать даже на угле или дровах.

Однако в Великобритании газ исторически является самым популярным, его используют более 80% домохозяйств.Это относительно дешевый и надежный источник тепла, который является предпочтительным топливом для приготовления пищи, поэтому не показывает немедленных признаков снижения его популярности.

Для чего нужен газовый котел?

Проще говоря, газовый котел нагревает воду. Это достигается путем перекачивания циркулирующей воды в трубопроводе через серию газовых пламен. Когда вода проходит через пламя, она нагревается, как вода в кастрюле или чайнике. Эта вода служит двум целям в современном доме: центральное отопление и горячее водоснабжение.

Центральное отопление

Центральное отопление работает по схеме — горячая вода перекачивается из котла в каждый радиатор по очереди и находится в постоянной или почти постоянной циркуляции при включении отопления. Хотя время от времени вам может потребоваться повышать давление в радиаторах, одна и та же вода используется снова и снова. К тому времени, когда вода пройдет через все радиаторы, она потеряет часть своего тепла, но оно восстанавливается в котле и снова отправляется.

Включено ли центральное отопление, определяется термостатом. По сути, это термометр с переключателем, который включается, когда температура ниже установленной, и выключается, когда она выше. В результате температура в доме остается более или менее постоянной, с точностью до нескольких градусов по обе стороны от выбранной вами температуры.

Горячая вода

Вторая задача газового котла — нагрев воды. Он выполняет эту задачу так же, как и для центрального отопления, то есть перекачивает циркулирующую воду над пламенем, чтобы оно нагрелось.

Это можно сделать двумя способами:

1. Мгновенная горячая вода, как в случае комбинированного котла
2. Нагревательная вода в баке, например, системный котел или котел только для нагрева

Однако в обоих случаях вода, нагретая над пламенем, не вода, которая выходит из крана — она ​​просто используется как среда для нагрева воды, которую вы используете. Мы рассмотрим эти типы котлов ниже.

Котлы конденсационные

Раньше пламя воздействовало на воду в трубах, но затем тепло от пламени отводилось в атмосферу.Учитывая, что это может быть при температуре более 200 ° C, это большая потеря энергии.

Конденсационные котлы эффективно используют тепло дважды. Сначала пламя нагревает воду в трубах, и вода направляется в радиаторы, резервуар или краны. Но затем горячий воздух и дымовые газы проходят через серию перегородок, где они проходят по трубопроводу холодной воды, идущей в противоположном направлении. Таким образом, холодная вода начинает нагреваться до того, как попадет в пламя.

Это означает, что для нагрева воды до рабочей температуры требуется меньше тепловой энергии и, следовательно, меньше газа.

Закон требует, чтобы все новые котлы были конденсационными, и этот закон вступил в силу для газовых котлов в 2005 году (или в 2007 году для жидких котлов). Так что, если ваш котел новее, это уже должен быть конденсационный котел.

Эти системы, также известные как обычные, обычные, открытые или традиционные бойлеры, нагревают воду, которая циркулирует вокруг системы центрального отопления, а отдельный контур нагревает бак с горячей водой, нагревая воду в баке.Резервуар питается из резервуара с холодной водой, обычно на чердаке, который питается водопроводной водой. Это традиционный тип котла, который использовался во всех домах до 1970-х годов.

Они полезны для больших домашних хозяйств, потому что, как только резервуар наполнится горячей водой, из них можно одновременно открыть несколько кранов. В баке с горячей водой могут быть установлены электрические элементы для нагрева воды в ночное время, когда электричество дешевле, или для работы в качестве резервного на случай поломки бойлера. Главный недостаток заключается в том, что после того, как горячая вода израсходована (т.е.е. если кто-то принимает глубокую ванну), всем приходится ждать, пока вода снова нагреется. Кроме того, они могут нагревать больше воды, чем требуется, что неэффективно.

Системные котлы аналогичны котлам, работающим только на отопление, с той разницей, что в бак с горячей водой подается вода из водопровода, а не из холодного бака. Поэтому они занимают меньше места, но имеют те же преимущества и недостатки, что и системы, работающие только на обогрев.

Combi подходят для большинства небольших и средних домовладений.Как и два вышеупомянутых, они обеспечивают циркуляцию горячей воды по системе центрального отопления, а также невероятно быстро нагревают поступающую воду из водопровода, когда открывается горячий кран. Это означает круглосуточную подачу горячей воды без выходных. Они также не требуют резервуаров для хранения, а это значит, что они практически не занимают места. Главный недостаток заключается в том, что если несколько человек включают разные горячие краны или душ одновременно, давление и температура воды упадут из-за превышения тепловой мощности. Кроме того, поскольку они зависят от давления в водопроводной сети, они не подходят для областей с низким давлением.

Узнать больше

Вот и все, что касается газовых котлов. Просмотрите другие сообщения в нашем блоге, чтобы узнать больше о котлах, а если вы хотите купить или установить такой котел, ознакомьтесь с нашим ассортиментом и нашей сетью квалифицированных монтажников.

Найди мой новый котел

Консультации — Специалист по спецификациям | Оптимизация систем горячего водоснабжения с конденсационными котлами

Цели обучения

1. Разница между конденсационными и неконденсирующими котлами
2. Понять финансовые последствия начальных капиталовложений котла для различных конфигураций котла
3. Ознакомьтесь с главными советами по проектированию системы горячего водоснабжения с конденсационными котлами.

В системах водяного водяного отопления горячая вода циркулирует по всему зданию для обогрева воздуха и бывает разных форм, размеров и конфигураций. Выбор котла

и традиционные системы горячего водоснабжения были разработаны для поддержания высоких температур горячей воды, но изменения в технологии котлов позволяют добиться повышения эффективности за счет использования более низких температур воды и конденсационных котлов.

Традиционные конструкции котельных систем предусматривают некоторый способ нагрева воды от окружающих условий до температуры, подходящей для кондиционирования воздуха в здании.В этих старых традиционных системах стандартная конструкция должна была поддерживать температуру подачи горячей воды выше 180-200 F с возвратом горячей воды всегда выше 140 F, чтобы предотвратить конденсацию в теплообменниках. Точно так же обычные котлы без конденсации были спроектированы таким образом, что переменный поток через теплообменник был недопустимым. Следовательно, конфигурации первичного-вторичного насоса использовались для поддержания желаемого потока через теплообменник котла при изменении расхода во вторичном контуре в зависимости от потребностей здания.

Сегодня полностью изменилась конструкция котельной. Температура горячей воды снижается, и конденсационные котлы — отличный выбор для систем, в которых используется более низкая температура горячей воды по мере увеличения эффективности. Системы конденсационных котлов подходят для систем, которые включают в себя системы лучистого отопления для пола, тепловые насосы с водяным источником и стандартные системы горячего водоснабжения, специально разработанные для более низких температур подачи горячей воды.

Сгорание, используемое для повышения эффективности

В большинстве котлов в качестве основного топлива для нагрева воды используется природный газ, хотя доступны и другие варианты.При использовании природного газа происходит процесс сгорания, который представляет собой химическую реакцию, когда природный газ и воздух для горения объединяются, выделяя тепло, которое используется для повышения температуры воды:

CH ₄ + 2 O ₂ → CO ₂ + 2 H ₂ O

В этом процессе образуются побочные продукты воды и диоксида углерода, а также NO, NO ₂ и NO ₃ (оксиды азота, NO _x ), поскольку азот в воздухе объединяется с избытком воздуха.Этот процесс является общим для всех котлов, и побочный продукт — вода — ключевой компонент эффективности котла, который обрабатывается по-разному в зависимости от типа котла.

В котле без конденсации вода остается в парообразном состоянии (пар) и удаляется из котла с дымовыми газами, выходящими из здания. В конденсационном котле пар может конденсироваться и превращаться в жидкость, когда вода охлаждается ниже точки росы, восстанавливая скрытую теплоту парообразования, вытесняя примерно 1000 БТЕ / фунт воды.Эта тонкая форма рекуперации энергии позволяет преобразовывать скрытое тепло в повышение эффективности вместо того, чтобы тратить энергию из здания. Точка росы водяного пара в дымовых газах зависит от процентного содержания водорода в природном газе и избытка воздуха в дымовых газах, но начинает конденсироваться, когда температура обратной горячей воды составляет от 130 до 140 F, как указано в ASHRAE . Справочник по системам и оборудованию HVAC . Хотя в этой статье в первую очередь обсуждается природный газ, важно отметить, что некоторые нормы могут требовать использования двух видов топлива для котлов.В настоящее время только один производитель котлов предоставляет конденсационные котлы, которые могут работать на двух видах топлива, что может ограничивать использование конденсационных котлов в некоторых приложениях.

Теплообменники

Теплообменники для котлов без конденсации обычно изготавливаются из меди, чугуна или стали и не предназначены для обработки коррозионного конденсата, образующегося при смешивании водяного пара с CO ₂ , создающим углекислоту. Со временем кислота в конденсате разрушит металл теплообменника.Из-за этого конденсационным котлам требуются более прочные теплообменники, чтобы выдерживать кислый конденсат и тепловой удар из-за пониженной температуры обратной горячей воды. Теплообменники изготавливаются из нескольких различных металлов и имеют разные конфигурации, в зависимости от допустимой степени конденсации внутри котла.

В котле с полной конденсацией используется один теплообменник, изготовленный из нержавеющей стали или литого алюминия. Алюминиевые теплообменники обычно дешевле и используют более толстые металлы, но они более чувствительны к водным условиям, таким как pH, щелочность и химические вещества, тогда как теплообменники из нержавеющей стали очень устойчивы к коррозии и гораздо более устойчивы к различным водным условиям.Оба материала специально разработаны, чтобы выдерживать воздействие конденсата и рассчитаны на долгие годы эксплуатации. Обратите внимание, что pH воды в системе с замкнутым контуром останется таким же, как и в котле без конденсации. Оптимальный pH конденсата составляет от 3 до 4 в конденсационных котлах.

Вторичная альтернатива, котел с частичной конденсацией, использует поверхности первичного и вторичного теплообменников, где первичный теплообменник никогда не будет видеть температуры конденсации и всегда работает в диапазоне температур без конденсации.Двойные теплообменники позволяют изготавливать первичный теплообменник из стандартной конструкции, обычно из меди, тогда как вторичный теплообменник изготавливается из более прочного материала, такого как алюминий или нержавеющая сталь. Когда дымовые газы выходят из первичного теплообменника, они направляются во вторичный теплообменник, где может происходить конденсация дымовых газов. Для этого типа конфигурации теплообменника котла обычно требуется внутренний насос и / или смесительные клапаны для защиты первичного теплообменника для работы в безопасном температурном диапазоне, как показано на рисунке 1.

Другой альтернативой является система с конденсационными и неконденсирующими котлами, работающими вместе как гибридная система. В этих системах проектировщик должен учитывать, какой котел работает для защиты теплообменников, как описано выше. Обычно конденсационные котлы запускаются как первые котлы, которые будут работать в контуре, чтобы попытаться максимизировать эффективность.

Тем не менее, бывают периоды года, когда использование конденсационных котлов может обеспечить минимальный прирост эффективности по сравнению с использованием котлов без конденсации, в зависимости от конструкции системы и температуры воды, используемой в проекте.За счет работы конденсационных и неконденсирующих котлов в последовательности опережения-запаздывания на основе температуры наружного воздуха и температуры горячей воды гибридная система обеспечивает комбинированное преимущество работы с максимальной эффективностью системы с использованием конденсационных котлов при значительном сокращении начальных вложений в полностью конденсационные котлы. котельная.

Дымоходы котельные

Выхлопные газы из конденсационного котла всегда будут иметь более низкую температуру, чем у неконденсирующего котла, потому что водяной пар в дымовых газах конденсируется, при условии, что конденсационный котел работает в конденсационной установке.Температура дымовых газов для конденсационных котлов обычно составляет около 100 F, в отличие от 250 — 300 F для котлов без конденсации.

Несмотря на то, что требования каждого производителя должны соблюдаться, дымоходы, подходящие для пониженной температуры, такие как поливинилхлорид (ПВХ), хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) и полипропилен, могут использоваться с конденсационными котлами. В тех случаях, когда пластмассы не используются, допускается использование дымоходов из коррозионно-стойких материалов, таких как нержавеющая сталь или алюминий, но ни при каких обстоятельствах нельзя использовать другие металлические дымоходы из-за коррозионной активности дымовых газов.Опять же, если конденсационный котел не находится в режиме конденсации, дымовые газы будут аналогичны дымовым газам неконденсирующего котла и должны иметь дымовую трубу, рассчитанную на такие высокие рабочие температуры.

Такие материалы, как ПВХ и ХПВХ, выделяют токсичные пары при перегреве, поэтому предпочтительными материалами являются полипропилен или коррозионно-стойкие металлические вентиляционные отверстия. В дополнение к материалам дымовой трубы производители предъявляют особые требования к допустимой эквивалентной длине вентиляции. В любом случае, все вентиляционные отверстия должны быть направлены назад к котлу, чтобы должным образом слить весь конденсат в системе.На рис. 2 показан пример трех герметичных конденсационных котлов сжигания с воздухозаборником из соседнего колодца и дымовыми трубами, выведенными на крышу.

Уловители конденсата и нейтрализация кислоты

Две новые проблемы, которые необходимо решить с конденсационными котлами, — это управление конденсатом и нейтрализация. Для отделения конденсата и пара производитель котла предоставляет конденсатоотводчик для отделения выхлопных дымовых газов от сброса обратно в здание (Рисунок 2).Когда вода конденсируется и смешивается с CO ₂ , pH падает примерно до 3–4, поэтому требуется надлежащая утилизация конденсата.

Конденсат также должен подаваться через ловушку для нейтрализации кислоты из мрамора, известняка или щелочной крошки, которая нейтрализует конденсат до более приемлемых пределов. Кроме того, важно согласовать дренажный трубопровод для отвода конденсата с инженером-сантехником на проекте, поскольку дренажный трубопровод должен быть из ПВХ или чугуна для защиты канализационной системы здания, а не из медных или стальных труб, которые быстро подвержены коррозии. со временем.Котлы без конденсации не имеют конденсата и не требуют дренажа.

КПД системы горячего водоснабжения

При проектировании системы горячего водоснабжения важно убедиться, что система предназначена для конденсации. Если система не предназначена для конденсационных применений, а температура обратной линии горячей воды никогда не опускается ниже 140 F, был приобретен более дорогой котел, не получивший преимуществ конденсационного котла, поскольку водяной пар в дымовых газах не будет конденсироваться.Это ограничит максимальный тепловой КПД стандартным котлом без конденсации на уровне 88%. И наоборот, если температура обратной линии горячей воды упадет ниже 140 F и котел является неконденсирующимся, теплообменник не сможет противостоять воздействию кислого водяного пара и выйдет из строя раньше, чем истечет срок его полезного использования.

У конденсационных котлов эффективность котла зависит от нагрузки котла и температуры обратной воды. Путем проектирования более низких температур подачи горячей воды и возвратной воды, чем в традиционных конструкциях, можно повысить эффективность котла, поскольку больше водяного пара конденсируется из-за более низких температур возвратной горячей воды и рекуперируется больше энергии, которая в противном случае была бы выведена из дымохода, обеспечивает повышение эффективности примерно на 10–12% по сравнению с котлами без конденсации.

Не менее важным, чем температура обратной воды в котел, является количество работающих котлов. В отличие от котлов без конденсации, КПД конденсационных котлов также увеличивается при уменьшении нагрузки котла. Большинство конденсационных котлов снабжены высокомодулируемой газовой горелкой, способной регулировать до соотношения 20: 1, что намного эффективнее, чем ступенчатое или ступенчатое регулирование с неконденсирующими котлами. Горелки котла должны управляться системой управления котлом, чтобы регулировать мощность горелки непосредственно в соответствии с требованиями нагрузки в здании и максимизировать эффективность системы за счет эксплуатации соответствующего количества котлов.

Способность горелки работать при низких нагрузках позволяет дымовым газам больше времени оставаться в контакте с теплообменником и, в свою очередь, обеспечивает большую передачу энергии и более точное согласование нагрузки. По этой причине для конденсационных котлов типично работать с несколькими котлами при низких нагрузках для повышения эффективности. Точно так же конденсационные котлы могут регулировать выходную температуру ниже по мере уменьшения потребности в тепле, тогда как котлы без конденсации всегда будут иметь ограниченные температурные ограничения, чтобы избежать конденсации.Все это означает способность котла оставаться включенным при низких нагрузках и избегать цикличности и всех связанных с этим потерь, связанных с последующей продувкой, предварительной продувкой и нагревом теплообменника до температуры, чтобы максимизировать эффективность системы.

Начальная стоимость системы горячего водоснабжения

Нет сомнений в том, что конденсационные котлы более дорогие, чем традиционные котлы без конденсации, но увеличение первоначальных затрат зависит от конструкции, конфигурации и производителей теплообменника.Чтобы проиллюстрировать разницу в стоимости между котлами без конденсации, котлами с частичной конденсацией и котлами с полной конденсацией, было проведено сравнение затрат на котлы от трех производителей модульных котлов на основе цен подрядчика для Милуоки. Предоставляется сводка характеристик котла, которая показывает сводные данные о стоимости для каждого котла при пяти одинаковых входных размерах котла. На основе этого анализа было определено, что стоимость котла с полной конденсацией и котла с частичной конденсацией является относительно равной, в то время как котел с полной конденсацией примерно на 25-30% дороже при сравнении котлов одинаковой мощности.

Первоначальное увеличение стоимости системы конденсационного водогрейного котла не обязательно ограничивается котлом, так как выбор оборудования зависит от использования более низких температур подачи горячей воды и обратной линии. Наиболее частым изменением является физический размер и соответствующая стоимость змеевиков горячей воды в системе. Змеевики с горячей водой потребуют более глубоких змеевиков с большей площадью поверхности теплопередачи, чтобы приспособиться к более низкой температуре подачи горячей воды, что увеличивает начальную стоимость оборудования и, возможно, эксплуатационные расходы, если проектировщик не будет осторожен.Более высокие эксплуатационные расходы возникают, когда традиционные нагревательные змеевики выбираются с более низкими температурами подачи горячей воды, что приводит к более высоким перепадам давления воздуха и воды.

Водяные змеевики в приточно-вытяжных установках, как правило, не представляют проблемы, поскольку более глубокие змеевики в приточно-вытяжных установках можно легко приспособить с различными вариантами выбора змеевиков, но некоторые производители коробок с регулируемым объемом воздуха (VAV) не могут предоставить низкотемпературные нагревательные змеевики, установленные на заводе Ящики VAV, чтобы в достаточной мере решить эту проблему.Чтобы решить эту проблему, инженер должен выбрать незакрепленные змеевики, чтобы обеспечить желаемую мощность, с низким перепадом давления и достаточной температурой приточного воздуха, вместо использования стандартных заводских змеевиков VAV-бокса. Это позволяет гибко получать змеевики любого размера и с достаточно низким перепадом давления воздуха, чтобы не использовать чрезмерную энергию вентилятора.

Использование незакрепленных змеевиков приведет к увеличению затрат на рабочую силу и, возможно, затрат на воздуховоды из-за необходимости перехода от выпускного отверстия VAV-бокса к размеру незакрепленного змеевика и обратно к размеру воздуховода, требуемому системой.Однако, если целью является эффективность системы, инженер должен обратить внимание на падение давления при окончательном выборе оборудования.

Советы по проектированию системы

Полные конденсационные котельные системы проще спроектировать, чем частичные и обычные неконденсационные котельные системы. Некоторые системы конденсационных котлов могут быть настроены в конфигурации с регулируемым первичным потоком (VPF) с регулирующим клапаном минимального расхода для поддержания минимального расхода котла, чтобы обеспечить конфигурацию трубопроводов и насосов, которая минимизирует количество насосов и максимизирует ΔT системы.В системе VPF поток изменяется по всей системе, в том числе через котлы, что является отходом от прежнего мышления, согласно которому котлы всегда требуют постоянного потока. Эти системы устраняют необходимость во вторичных распределительных насосах и используют несколько насосов параллельно для обслуживания всей системы горячего водоснабжения. Полные конденсационные котлы также не подвержены термическому удару, поэтому нет необходимости в смесительных клапанах, первичной-вторичной перекачке или высоких температурах обратной воды.

VPF всегда будет меньше насосов по сравнению с первично-вторичной системой, что позволит сэкономить на начальных затратах за счет меньшего количества трубопроводов и клапанов, меньшего количества электрических соединений, меньшего количества операций управления и устранения виброизоляции на дополнительных насосах.Точно так же один комплект насосов позволит сэкономить на занимаемой площади механического помещения.

Единственный вопрос, который необходимо решить, — это более сложные этапы управления и постоянное обеспечение минимального потока в системе, но это все равно позволит сохранить общую чистую экономию первоначальных затрат. Что касается эксплуатационных расходов, системы VPF всегда будут иметь более низкие эксплуатационные расходы, поскольку в системе меньше падения давления из-за меньшего количества насосов и принадлежностей на насосах, а также потому, что насосы будут более эффективными.Насосы VPF позволяют проектировщику выбирать более крупные и более эффективные насосы в лошадиных силах вместо меньших циркуляционных насосов постоянного объема с низким КПД, которые обычно находятся на первичной стороне первично-вторичной системы. Кроме того, использование переменной скорости во всей системе позволит изменять скорость потока всей системы, что обеспечит экономию эксплуатационных расходов, поскольку энергия будет изменяться приблизительно в зависимости от кубической мощности скорости потока.

Единственным исключением из использования насосных систем VPF является то, что в системах котлов с частичной конденсацией, в которых используется вторичный теплообменник для конденсации дымовых газов, требуется постоянный поток через теплообменник.Для этого используется первичная-вторичная система с двумя наборами насосов, каждый из которых выполняет свою функцию для системы горячего водоснабжения. Первичные насосы служат в качестве производственных насосов и обслуживают только котлы в системе.

Эти насосы обычно представляют собой насосы с постоянным потоком с высоким расходом и низким напором, подключенные к котлу для обеспечения горячей водой вторичных насосов. Вторичные насосы обслуживают только змеевики горячей воды в системе, которые оснащены двухходовыми регулирующими клапанами и представляют собой высокопроизводительные насосы с регулируемой скоростью и высоким напором, которые изменяют поток в системе в зависимости от нагрузки.Первичный и вторичный контуры соединены через общую трубу или разъединитель, который является общей частью контура трубопровода в каждом контуре и гидравлически разделяет два контура, поэтому поток в одном контуре не влияет на поток в другом контуре.

Однако недостатком этой конфигурации является то, что будет происходить смешивание, либо при смешивании избыточной первичной горячей воды с вторичной возвратной водой и увеличении возврата горячей воды в котлы (что снижает эффективность), либо при смешивании избыточной вторичной воды с горячей первичной питающей водой. и сокращение подачи горячей воды в здания.В любом случае системы котлов с частичной конденсацией по-прежнему более эффективны, чем системы с котлами без конденсации, и не должны служить основанием для игнорирования преимуществ конденсации дымовых газов.

Системы отопления и горячего водоснабжения просты в использовании, если они разработаны с учетом ограничений используемого оборудования. Конденсационные котлы могут обеспечить повышение эффективности по сравнению с неконденсирующим котлом, но если не уделить должного внимания типу используемого котла, высока вероятность преждевременного выхода из строя оборудования и увеличения эксплуатационных расходов.Понимание различий между котлами с полной конденсацией, котлами с частичной конденсацией и без конденсации, а также гибридными системами будет полезно для максимизации общей эффективности системы наряду с конкретными требованиями, которые каждый производитель должен учитывать при проектировании.

Дэвид Грассл — инженер-механик в Ring & DuChateau, консалтинговой инжиниринговой фирме из Милуоки, и доцент кафедры гражданского и архитектурного проектирования и управления строительством Инженерной школы Милуоки.Он проанализировал и спроектировал несколько отопительных установок, включая паровые котлы, стандартные котлы и системы котлов-утилизаторов / конденсационных котлов.

Простое руководство по выбору наиболее эффективных котельных для многоквартирных домов

В течение некоторого времени котельные системы для многоквартирных домов ограничивались большими традиционными водогрейными котлами. Несмотря на свою эффективность, эти котлы могут занимать много места и быть очень громоздкими.

Что наиболее важно, эти большие типы котельных систем могут быть крайне неэффективными с точки зрения подачи горячей воды и потребления энергии.Это регулярно приводит к жалобам арендаторов на ограниченную доступность горячей воды и завышенные счета за коммунальные услуги — и то, и другое имеет тенденцию ухудшаться по мере старения котла.

Несколько лет назад появилась новая система водогрейных котлов для многоквартирных домов, которая стала более распространенной в США. Эта многосемейная котельная система представляет собой высокоэффективный настенный или напольный конденсационный котел.

Универсальный конденсационный многоквартирный котел имеет уникальную конструкцию, позволяющую сэкономить место и минимизировать счета за коммунальные услуги, при этом постоянно обеспечивая жильцов горячей водой и теплом.Продолжайте читать, чтобы узнать больше о конденсационном котле и о том, почему он быстро становится лучшим выбором для систем отопления и горячего водоснабжения для многоквартирных домов.

Что такое конденсационный котел?

Конденсационный котел обеспечивает высокий КПД за счет улавливания скрытой теплоты выхлопных газов. Затем бойлер использует это тепло для эффективного подогрева поступающей воды. Этот исключительно эффективный процесс передачи приводит к очень небольшим потерям тепла или отводу через систему вентиляции.

В результате температура выхлопных газов падает ниже точки росы, что приводит к конденсации водяных паров в выхлопных газах в жидкость. Конденсационные котлы обычно могут достигать годовой эффективности использования топлива (AFUE) 90% или выше и обычно работают на газе. Из-за размера и легкости многих конденсационных котлов их можно вешать на стены, что позволяет более эффективно использовать площадь пола.

Котельные системы только для отопления для многоквартирных домов

Конденсационные котлы только для отопления предлагают вариант центрального отопления с замкнутым контуром, идеально подходящий для многоквартирных домов и многоквартирных домов.С другой стороны, комбинированные котлы (водогрейные и отопительные котлы) имеют уникальную конструкцию с замкнутым контуром для центрального отопления и разомкнутым контуром для обеспечения горячего водоснабжения.

Благодаря этому комбинированные котлы могут служить высокоэффективными решениями как для системы центрального отопления, так и для водонагревателя по запросу. Устанавливая по одному пароконвектомату в каждой квартире, собственники могут индивидуализировать коммунальные платежи для арендаторов.

Преимущества многоквартирных конденсационных котлов

Высокоэффективные конденсационные котлы предлагают широкий спектр преимуществ высокопроизводительного нагрева воды и отопления для современной многоквартирной собственности.Некоторые из наиболее распространенных преимуществ перечислены ниже.

Индивидуальные коммунальные услуги

Меньшие размеры и энергоэффективность конденсационных котлов и настенных конденсационных котлов позволяют управляющим объектами и владельцам собственности индивидуализировать коммунальные услуги. Каждый блок или квартира будет обслуживаться своим котлом и индивидуальным термостатом. Вы можете установить котлы внутри каждой квартиры, отдельно или в центральном месте, например, в подвале.

При индивидуализации вы передаете ответственность за коммунальные услуги каждому арендатору.Это означает, что вы больше не будете нести ответственность за оплату всего счета за отопление в здании, что может стать огромным преимуществом для потенциальных арендаторов, поскольку они сохраняют контроль над температурой в своем доме вместо того, чтобы просто соглашаться с общим мнением, представленным системой центрального котла. .

Снижение коммунальных платежей и повышение эффективности

По сравнению с традиционными водогрейными котлами современные конденсационные котлы значительно более энергоэффективны. Конденсационные котлы могут снизить счета за коммунальные услуги для арендаторов и владельцев зданий.Например, конденсационные котлы могут иметь рейтинг AFUE до 96%, в то время как традиционные водогрейные котлы в среднем около 80%.

Экономия места

Настенный конденсационный котел позволяет освободить ценное пространство на полу. Даже если вы выберете для своего многоквартирного дома напольную модель котельной, компрессорно-конденсаторные агрегаты традиционно будут намного меньше.

Например, коммерческий конденсационный котел Weil-McLain SlimFit отличается легкой и компактной конструкцией, а его транспортировочная масса составляет менее 550 фунтов.и короткой шириной всего 18 дюймов. SlimFit идеально подходит для модернизации или замены в узких коридорах, небольших лифтах и ​​затрудненном доступе к механическому помещению.

Увеличенный срок службы оборудования

Некоторые высокоэффективные конденсационные котлы оснащены керамическими горелками с нисходящим пламенем, которые обеспечивают быстрое улавливание и отвод конденсата в выхлопных газах в канализацию. В более традиционных агрегатах с восходящей конфигурацией горелки любой конденсат выхлопных газов может попасть обратно в агрегат, повредив теплообменник или упав на систему горелки.Установки конденсационных котлов проще обслуживать и обслуживать, что может еще больше продлить срок службы агрегата.

Свяжитесь с ATI из Нью-Йорка по вопросам котельных систем для многоквартирных домов.

Если вы ищете лучшую котельную систему для своего многоквартирного дома, специалисты ATI из Нью-Йорка могут помочь. Мы являемся официальным представителем ведущих производителей котлов в мире.

Мы предлагаем широкий выбор высокоэффективных конденсационных котлов, а также другие решения для котлов.Наши опытные инженеры по продажам помогут вам рассмотреть и рассмотреть все ваши варианты на пути к выбору лучшего котла для многоквартирных домов.

Свяжитесь с ATI в Нью-Йорке сегодня для получения бесплатной консультации.

Что такое теплообменник в котле?

Котел работает за счет использования горячего газа для нагрева воды — и теплообменник позволяет этому происходить.

Когда газ нагревается, он начинает подниматься. Когда он поднимается, он достигает теплообменника и проталкивается по спиральной трубе.Холодная вода окружает трубу, и по мере прохождения по ней горячего газа он постепенно нагревает воду, которая затем готова к подаче в радиаторы и краны.

В настоящее время законом требуется установка конденсационного котла вместо неконденсирующего котла при замене котла или установке нового в первый раз. Это потому, что первое намного эффективнее.

Котел без конденсации имеет только один теплообменник. Хотя это не обязательно может показаться плохим, отходящие газы, выходящие из дымохода котла, могут достигать 250 ° C.Это потраченное впустую тепло, которое можно рециркулировать и использовать в системе для достижения максимальной эффективности. Конденсационный газовый котел может рециркулировать это тепло отходящих газов и использовать его для нагрева воды.

Комбинированные конденсационные газовые котлы раньше имели два теплообменника, так как считалось, что это более эффективно. Для начала в первичном теплообменнике нагревали воду. Когда образовывались горячие отходящие газы, вода, которая возвращалась из контура вокруг радиаторов, выталкивалась во вторичный теплообменник, который использовал отходящие газы только для нагрева воды.Как только он немного нагрелся в этом теплообменнике, он вернулся в первичный, чтобы стать еще горячее. Котлы Viessmann содержат только один теплообменник. Конструкция из нержавеющей стали означает, что все выделяемое тепло может быть отведено за один проход. Это связано с большей площадью поверхности теплообменника и расположением горелки, которая находится в центре цилиндрического теплообменника.

По мере того, как вода проходит через радиаторы, она начинает медленно остывать. Ваш бойлер умеет определять температуру воды.Если он слишком остыл, его отправляют обратно в теплообменник для повторного нагрева. Если вода еще достаточно горячая, ее снова прокачивают по системе отопления.

Объяснение бытовых конденсационных котлов

Согласно современным строительным нормам Великобритании, новые и заменяющие газовые котлы, устанавливаемые в жилых домах, должны быть высокоэффективными конденсационными котлами — если возраст вашего котла превышает 10 лет, велика вероятность, что это не конденсационный котел и, следовательно, он будет довольно неэффективным.

Конденсационный котел

Конденсационный котел использует современные технологии для максимально эффективного использования топлива (обычно газового или жидкого) — обычно конденсационный котел будет иметь КПД до 90%, тогда как старые котлы могут достигать 70%.

Конструкция котла отводит больше тепла от горелки за счет использования высокоэффективного теплообменника и подачи более холодной воды, возвращаемой из радиаторов, через вторичный теплообменник в горячие дымовые газы, так что вода нагревается перед входом в котел. .

Конденсационный котел известен как таковой, что температура дымовых газов ниже, и влага в нем «конденсируется», эта вода стекает через дно котла — этот «слив» обычно проходит через трубу снаружи здания. , эта труба является одним из существенных отличий от «старой» котельной.

Современные конденсационные котлы можно разделить на три типа, которые фактически определяют тип системы, используемой для центрального отопления и горячего водоснабжения.

Каждый из этих типов использует одну и ту же высокоэффективную технологию, но тот, который лучше всего подходит для вашей собственности, будет зависеть от различных факторов, включая тип собственности, ваш образ жизни и то, какая система уже установлена, если таковая имеется.

Комбинированный котел

Комбинированный бойлер (или комбинированный) обеспечивает подачу горячей воды как для бытового горячего водоснабжения, так и для центрального отопления по мере необходимости — в системе нет накопительного бака для горячей воды.

Вода для кранов горячей воды для бытового потребления подается непосредственно из водопровода холодной воды и нагревается комбинированным блоком, вода отбирается из кранов.

Вода для системы центрального отопления находится в системе с замкнутым контуром под давлением, которая при необходимости нагревается комбо и перекачивается через радиаторы.

В помещениях с ограниченным пространством комбинированные котлы имеют то преимущество, что не требуют коллектора и резервуаров для хранения горячей воды, однако недостатком является отсутствие резервуара для хранения горячей воды для сушильного шкафа.

Самым большим преимуществом комбинированного бойлера, вероятно, является то, что он обеспечивает непрерывную подачу горячей воды под давлением сети — вы не ограничены только резервуаром для хранения горячей воды.Тем не менее, поток горячей воды для бытового потребления из комбинированного водонагревателя фактически находится под давлением в сети, и когда два крана открыты, расход в каждый из них будет меньше, чем если бы был открыт только один кран. Комбайн с высокой пропускной способностью поможет обеспечить лучший поток воды, когда открыто более одного крана.

Теоретически пароконвектомат должен обеспечивать эффективный душ, находящийся под давлением в сети, однако отвод холодной воды из водопровода в другом месте системы, вероятно, уменьшит поток воды через пароконвектомат, и, с большинством пароконвектоматов, это будет иметь эффект. повышения температуры воды, вытекающей из котла, — поэтому расход и температура в душе будут меняться.Использование термостатической насадки для душа должно, по крайней мере, поддерживать температуру.

Combi обычно считаются одной из самых простых в разработке и установке систем, поскольку нет необходимости в расширительном баке или резервуаре для хранения. Ограничения на установку комби обычно «зависят от модели» и включают давление и расход воды, а также размер трубы подачи газа — это должно быть проверено установщиком во время осмотра перед установкой. В то время как труба подачи газа может быть заменена на счетчик при необходимости, проблемы с давлением / расходом воды часто оказываются непреодолимыми; тот факт, что комбинированный бойлер был установлен в прошлом, не означает, что поставки газа или воды будут удовлетворять современный комбинированный котел.

Обычные котлы

В обычном бойлере вода нагревается и хранится для бытовых нужд в баке с горячей водой (обычно в цилиндре) или подается через радиаторы для обогрева помещения.

Котел, бак для горячей воды и радиаторы питаются из баков с открытым коллектором, уровень воды в каждом из которых контролируется каким-либо поплавковым клапаном. Обычно давление воды в кранах горячей воды «довольно мизерное», оно увеличивается с увеличением вертикального расстояния между краном и напорным баком, но редко бывает достаточным для действительно хорошего душа, если не установлен душевой насос.

Одним из недостатков традиционной системы водогрейного котла является то, что требуется время для повторного нагрева воды в баке после того, как горячая вода будет забрана.

Установка более сложная, чем с комбинированным котлом, так как для обычного котла обычно требуются дополнительно два напорных бака холодной воды (на возвышении от котла) и бак горячей воды. Если места не хватает, можно использовать сушильный шкаф.

Системные котлы

Подобно обычному котлу, системный котел хранит горячую воду в баке, однако системный котел имеет основные компоненты для системы горячего водоснабжения, встроенные в сам котел.Обычно насос, который в обычном котле обычно отделен от котла, встроен в системный котел; То же самое и с расширительным баком, который устраняет необходимость в напорных баках. Также встроены различные клапаны и вентиляционные отверстия вместе с системным программатором.

Благодаря этим компонентам, встроенным в котел, установка упрощается, нет необходимости находить место для напорных баков и т. Д., И требуется меньше материалов.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ)

Задумывались ли вы, какую механическую систему вы бы построили, если бы весь проект был направлен на максимальное повышение энергоэффективности и минимизацию операционных расходов и выбросов углекислого газа?

В коммерческой сфере эта мечта может включать в себя так называемое «комбинированное производство тепла и электроэнергии» (ТЭЦ), также известное как «когенерация» (Co-gen).Эти системы непрерывно поставляют электроэнергию на объект, одновременно используя отходящее тепло от процесса выработки электроэнергии для отопления помещений, горячего водоснабжения и иногда для кондиционирования воздуха.

Сердцем когенерационной установки является поршневой двигатель, работающий на природном газе или LP, соединенный с генератором. Он может выглядеть как резервный генератор, однако самое большое отличие состоит в том, что когенерационная установка работает круглосуточно и без выходных, и вместо того, чтобы охлаждаться обычным радиатором и контуром хладагента, когенерационная установка отводит тепло в системы водяного отопления здания.

Вверху: Внутренняя ТЭЦ мощностью 150 кВт в тюрьме в Массачусетсе.

Тепло от двигателя и выхлопных газов отводится в большой теплообменник, который удовлетворяет различные потребности предприятия в тепле. Например, система ТЭЦ мощностью 35 кВт будет производить 200 000 БТЕ в час, а система ТЭЦ мощностью 250 кВт будет производить 1 300 000 БТЕ в час.

«Самая маленькая система, которую мы установили, — это блок мощностью 35 кВт, а самая большая — система мощностью 1 МВт», — сказал Роб МакМенимон, владелец Co-Energy America, бостонский дизайнер и производитель коммерческих когенерационных систем по всему миру. Северо-восток.«Маленькая система обслуживает отель, а большая система установлена ​​в школе и общественном центре площадью 1 миллион квадратных футов».

Компания из 25 человек была основана в 1990-х годах и имеет более 90 систем в этой области, обеспечивающих более 12 МВт электроэнергии для самых разных коммерческих и промышленных объектов. Co-Energy America предоставляет системы под ключ, от технико-экономического обоснования до проектирования и установки, и работает с заказчиком, чтобы обеспечить скидки коммунальным предприятиям после завершения.

Но мощность и тепло — только две части уравнения.Когда полномасштабная система когенерации используется в умеренном климате, охлаждение помещения также может быть обеспечено за счет использования одного или нескольких абсорбционных охладителей.

Хотя существуют разные типы абсорбционных чиллеров, в которых используются различные химические системы, все они работают по схожему принципу. Внутри чиллера, в системе низкого давления, абсорбирующая жидкость испаряется, отводя тепло от охлажденной воды. Источник тепла, в данном случае горячая вода, используется для регенерации или сжижения абсорбирующего раствора.Весь процесс состоит из четырех или более этапов, но он сводится к (каламбур), что горячая вода поступает в чиллер, а охлажденная вода выходит из чиллера.

«Это называется трехгенной системой», — пояснил МакМенимон. «Это способ использовать тепло в летние месяцы, а иногда и круглый год, если объекту, например, центру обработки данных, требуется постоянное охлаждение. Чаще всего системы когенерации рассчитаны на общую тепловую нагрузку конструкции, и, в зависимости от объекта, их можно использовать чаще, чем вы ожидаете.”

«Обычно основная нагрузка по горячей воде приходится на отопление здания с помощью гидравлической системы», — продолжил он. «Но горячее водоснабжение и коммерческие прачечные добавляют к потреблению тепла. Мы использовали множество способов обогрева бассейнов, а осушение можно осуществить с помощью осушающего колеса с подогревом. Snowmelt также легко интегрируется ».

Каждое применение когенерации и размер различаются в зависимости от энергопотребления объекта и того, что хочет выполнить владелец здания.Нагрузка, на которую рассчитана когенерационная система, также может сильно различаться. Он может быть спроектирован для питания части тепловой или охлаждающей нагрузки или всей нагрузки. То же самое и с потребностями в электричестве.

Очевидно, что когенерационные системы не являются обычным явлением, потому что для обоснования применения когенерации должен присутствовать ряд факторов, и это то, что Co-Energy America определяет во время технико-экономического обоснования. Первоначальные капитальные затраты на систему могут быть большими, но обычно окупаемость составляет 2–4 года.

Когенерационные системы обеспечивают наибольшую отдачу от инвестиций при низких ценах на газ и высоких ценах на электроэнергию. Хорошим примером являются крупные метрополитены на северо-востоке, и именно здесь расположено большинство приложений Co-Energy. Кроме того, при перегрузке существующей энергосистемы коммунальные предприятия могут предлагать программы стимулирования когенерации.

Вверху: Внешний вид наружного корпуса ТЭЦ мощностью 250 кВт, показывающий панель управления и насосный модуль.

Если критически необходимо производство достаточного количества электроэнергии на месте (например, больница или центр обработки данных), ТЭЦ может быстро стать рассмотрением. Офисные здания, учебные заведения, дома престарелых, гостиницы и общественные здания — все это главные кандидаты.

Некоторые, если не все штаты предлагают различные программы стимулирования, чтобы помочь компенсировать стоимость установок когенерации. Они могут покрыть от 25 до 50 процентов стоимости установки. Чтобы узнать, что доступно в вашем штате, выполните поиск по www.EPA.gov для «Партнерства ТЭЦ».

Есть один чрезвычайно важный компонент когенерационной системы, который мы еще не рассмотрели. Котлы не менее важны для когенерации, чем для типичной системы отопления.

В случае отключения когенерационной установки по какой-либо причине должна быть доступна горячая вода. В дополнение к этому, некоторые системы когенерации предназначены для обеспечения только части тепловой нагрузки. В этой ситуации котел или несколько котлов срабатывают там, где останавливается когенерационная установка.

Опять же, поскольку системы когенерации часто используются в критически важных или медицинских учреждениях, резервирование котлов может быть чрезвычайно важным. Нередко размер одного котла или группы котлов рассчитывается на всю тепловую и охлаждающую нагрузку объекта, а дополнительный котел используется в качестве отказоустойчивого. А благодаря многочисленным конденсационным котлам, обслуживающим одну систему, модуляцию можно оптимизировать в условиях частичной нагрузки.

Но это не единственная причина того, что высокоэффективные котлы являются выигрышным билетом в когенерационной системе.Котлы в системе когенерации, скорее всего, не будут использоваться в течение длительного периода времени. Котлу с большой массой потребуется гораздо больше времени, чтобы достичь уставки, но если бы котел оставался на уставке или около нее, когда не использовался, потери тепла в режиме ожидания были бы существенными.

Чтобы быть рентабельными, когенерационные установки должны работать долгие часы, независимо от того, требуется ли тепловая или холодильная мощность. Весна и осень потенциально могут создать ситуации с низкой нагрузкой, когда генератор может выделять больше тепла, чем может использовать система HVAC.В таком случае системе когенерации нужен радиатор или другое место для сброса БТЕ. Необходимо установить какую-то систему отвода тепла, иначе блок ТЭЦ будет отключен. Обычно используется небольшая градирня или охладитель жидкости с замкнутым контуром.

После того, как система куплена и установлена, ТЭЦ обеспечивает самое близкое к «бесплатному теплу». Тепло является побочным продуктом производства энергии, поэтому владельцы объектов с когенерационными системами должны проявить творческий подход к тому, как они хотят потратить свои лишние БТЕ.

«Поскольку мы участвуем с самого начала проекта, мы помогаем владельцу полностью реализовать потенциал когенерационной системы», — сказал МакМенимон. «Не каждое здание в США является хорошим кандидатом, но когда совместное создание имеет смысл, обычно имеет смысл ».

Почему ваш новый газовый котел неэффективен.

19 марта 2020 г .— чтение за 6 минут

конденсационных газовых котлов с рейтингом «А» стали обязательными в соответствии с законодательством Великобритании в 2005 году, и после этого изменения ежегодно в Великобритании устанавливается около одного миллиона бытовых газовых котлов.Правительство предложило это как серьезный шаг к повышению энергоэффективности. Установив свой первый конденсационный газовый котел в 2003 году, я понимаю, почему ваш новый газовый котел неэффективен.

В процессе сгорания газ смешивается с кислородом и сжигается с выделением тепла, двуокиси углерода и воды (в форме пара). В отличие от более старых котлов, конденсационный котел 2020 года способен утилизировать не менее 93% энергии от процесса сгорания. Все просто, правда? К сожалению, нет! Я бы хотел, чтобы это был случай «подогнал и забыл», но он немного более технический, чем этот.

для эффективности необходима температура обратной воды из контура центрального отопления ниже точки росы дымовых газов. Переход фазы с пара на жидкость (конденсация) высвобождает дополнительную энергию, присутствующую в паре (называемую скрытой теплотой , ). Эта энергия теряется в атмосферу, если не улавливается теплообменником котла, и обычно рассматривается как большое количество водяного пара или «шлейфа», выходящего из дымохода. Многие люди считают, что «шлейф» является признаком высокого КПД, но если он чрезмерный, вы наблюдаете, как скрытое тепло теряется в наружный воздух.Скрытое тепло тоже нельзя нюхать. Конденсационный котел, работающий без конденсации, будет позволять не менее 8% энергии процесса сгорания уходить из дымохода котла.

Просматривая платформы социальных сетей, многие установщики модернизируют конденсационные газовые котлы для существующих систем отопления, не увеличивая эффективность нового конденсационного котла. Большинство котлов, которые я вижу, «меняют» в течение дня, почти не задумываясь об изменениях мощности радиатора, температуры подачи или правильной балансировке расхода.Дело в том, что конденсационный газовый котел с температурой возврата 50 ° C будет иметь КПД только около 89% (на каждый потраченный фунт возмещается 89 пенсов), однако большинство конденсационных котлов имеют температуру обратки намного выше, чем эта несоответствие расхода и высокие температуры возврата. Конденсационный котел требует, чтобы температура обратной воды была как можно ниже, а при 30 ° C конденсационный котел теоретически может получить эффективность 95%. Производители конденсационных котлов обычно указывают в своих руководствах два выхода; один при более высоких температурах (70/50) и один при более низких температурах (50/30), чтобы отразить энергию, доступную при различных температурах подачи и возврата.

Производители котлов знали о проблемах, с которыми мы столкнемся при модернизации конденсационных котлов, и проектировали их с большей «разницей температур» между подающей и обратной линиями, чем у неконденсируемых газовых котлов. Это то, что мы называем «Дельта Т» (ΔT). Конденсационные котлы обычно рассчитаны на ΔT 20 ° C. Это означает, что расход воды через систему отопления намного ниже, размер насоса может быть меньше, а трубопровод может быть меньше, чем у котла, построенного до 2005 года. Меньшая скорость потока позволяет воде оставаться в радиаторах дольше, чтобы обмениваться энергией, которую котел вложил в систему.При установке конденсационного котла в существующую систему ΔT11 низкая скорость потока может привести к тому, что взвешенный магнетитовый осадок буквально выпадет из воды, в которой он находится, и необходимость обеспечить правильную очистку существующих систем отопления и радиаторов имеет первостепенное значение.

При обсуждении эффективности системы отопления большую роль играют и тепловые излучатели. Радиаторы являются наиболее распространенным излучателем тепла в Великобритании. Дешево, просто и надежно. Однако традиционно радиаторы производятся и проходят испытания в соответствии со стандартами, существовавшими задолго до конденсационных котлов.Если вы когда-нибудь взглянете на технические характеристики радиатора, то увидите, что мощность радиатора в Вт или БТЕ и эталонное значение ΔT50 ° C. Это в основном означает, что для радиатора требуется температура подачи 75 ° C наверху, температура обратки 65 ° C от того же бокового нижнего соединения (то, что мы называем TBSE или Top Bottom Same End) и при комнатной температуре 20 ° C. даст заявленный результат. Проблема в том, что все это не относится к конденсационным газовым котлам! Конденсационному котлу требуется температура обратной линии ниже 54 ° C, чтобы получить скрытое тепло, о котором я писал ранее.Итак, если мы возьмем радиатор мощностью 1000 Вт при ΔT50 ° C и отрегулируем мощность радиаторов для подачи 70 ° C, возврата 50 ° C и комнатной температуры 20 ° C (ΔT40 ° C), это будет всего 750 Вт, что на 25% меньше тепла. выход. Это может быть проблемой, если для обогрева помещения с температурой -3 ° C требуется 1000 Вт. Но помните, что температура обратной воды 50 ° C по-прежнему означает, что котел имеет КПД только 89%, что несколько далеко от заявленной производителями котлов производительности 93% ErP.

Так как же нам улучшить ситуацию?

Текущая теория отопления работает по принципу, согласно которому мы проектируем мощность системы отопления на основе наихудшего сценария теплопотерь объекта.В Великобритании это обычно -3 ° C, но это означает, что система всегда имеет слишком большой размер, если температура выше этого значения (что обычно составляет 50 нечетных недель в среднем за год). Работа с такой температурой означает, что нам нужно сделать все на 100% правильно, чтобы предотвратить потери энергии. Существует острая необходимость без каких-либо предположений точно рассчитать наши тепловые излучатели и бойлер с фактической нагрузкой на объект. Я почти уверен, что большинство установщиков в Великобритании виновны в превышении размеров на каком-то этапе своей работы.Это не совсем вина установщиков, если подумать, что самый маленький и самый популярный комбинированный котел в Великобритании — 24 кВт. Чтобы представить это в контексте, 24 кВт для отопления помещений в четыре раза больше для среднего домашнего имущества при -3 ° C.

Простой факт: отопительная промышленность стала ленивой, а лень означает потерю эффективности в то время, когда энергоэффективность не может быть более важной.

Обсуждение эффективности котлов и систем отопления в социальных сетях часто означает, что взгляды монтажников не всегда совпадают.Однако, когда мы начинаем думать о том, как улучшить ситуацию, все знающие придерживаются аналогичной точки зрения. Обсуждаемые методы — это погодная компенсация, компенсация нагрузки и правильная балансировка систем отопления.

Погодная компенсация работает по принципу котла, имеющего датчик, определяющий температуру наружного воздуха. По мере того, как температура наружного воздуха падает, температура подачи в котле увеличивается с использованием правильно определенной «кривой» (установленной установщиком), чтобы учесть увеличение потерь тепла из здания, подлежащего замене.Это означает, что чем выше температура наружного воздуха, тем меньше потери тепла и котел работает более эффективно за счет значительного снижения температуры подачи.

Load Compensation работает по принципу эталонной внутренней температуры (вместо внешней температуры), при этом самые современные системы точно отображают характеристики тепловых потерь на основе повышения и понижения температуры в помещении. Когда внутренняя уставка резко отличается от комнатной температуры, типичная система компенсации нагрузки будет требовать максимальной расчетной температуры подачи котла (скажем, 70 ° C, если система спроектирована как 70/50).Когда температура в помещении приближается к заданному значению температуры, котлу приказывают снизить температуру подачи, чтобы поддерживать температуру воздуха, и это может быть значительно более низкая температура подачи, например 40 ° C. Компенсация многозонной нагрузки идет на один шаг дальше по сравнению с компенсацией нагрузки. Эта система имеет несколько комнатных датчиков и обычно интеллектуальные контроллеры радиаторов. Контроллеры радиаторов очень точны, их можно отрегулировать для различных профилей температуры в помещении (что предотвращает потери энергии в зонах нагрева, которые вы не занимаетесь), а также они могут изменять скорость потока к каждому радиатору, динамически регулируя мощность радиатора в соответствии с точными потерями тепла. требование помещения.

Настройка расхода радиатора (балансировка радиатора) предотвращает передачу котлом слишком большого количества энергии в контур отопления. Об этом всегда забывают, но в сочетании с погодными условиями или компенсацией нагрузки — это лучший способ обеспечить энергоэффективность системы отопления. Метод достижения балансировки состоит в том, чтобы получить правильную дельту T на подающей и обратной трубах радиаторов в собственности, но этот метод может быть неудачным в зависимости от того, насколько хороши радиаторные клапаны и температура в помещении / снаружи в данный момент.Некоторые производители упрощают балансировку, предлагая такие продукты, как IMI Hydronic Eclipse TRV . Эти радиаторные клапаны имеют встроенные регуляторы расхода, и при использовании вместе с IMI Hydronic’s HyTools App вы можете быстро определить и установить правильный расход для каждого радиатора.

Всегда есть возможности для улучшения новых и существующих систем отопления, и с продвижением передовой практики отрасли, обучением монтажников, инновационными продуктами и просвещением потребителей, я считаю, что будет спрос на качественных установщиков отопления, которые могут производить хорошо спроектированные и эффективные системы отопления. на долгие годы вперед.Процитировать Бенджамин Франклин …

«Горечь плохого качества остается еще долго после того, как забыта сладость низкой цены»

Автор — Ричард Берроуз, директор, магазин INTERGAS

Чтобы узнать больше о теории конденсационных котлов, посетите удивительный справочный веб-сайт Heat Geek — Condensing Theory, How to Maximize Domestic Condensing Boiler Efficiency

Нагревательный узел — отличный потребительский ресурс для всего, что связано с отоплением, и мы сотрудничаем с нами в продвижении эффективных котлов и систем.Более подробную информацию о нашем участии и нашей работе по разработке «Стандарта здорового отопления» можно найти здесь — Группа экспертов

Если вы монтажник систем отопления и хотите улучшить свои знания о системах отопления с помощью обучения гидронному проектированию, посетите веб-сайт Академии отопления Нортгемптона, чтобы узнать даты курсов — Академия отопления Нортгемптон Даты курсов

Требуется программное обеспечение для точного и надежного расчета потерь тепла? Посетите сайт Теплотехник — Теплотехник .Ком

Подкаст BetaTalk — один из моих любимых слушателей, и Натан регулярно рассказывает о производителях и взглядах установщиков на угольную поверхность нашей отрасли. Наслаждайтесь 2-м сезоном подкастов BetaTeach здесь — Подкаст 2-го сезона BetaTeach

Если вы являетесь квалифицированным специалистом по установке систем отопления и заинтересованы в обучении проектированию эффективных систем отопления, техническим характеристикам или системам управления, присоединяйтесь к нашей группе в Facebook — Форум Delta T .