Котел отопления как сделать: отопительный котел своими руками, как сделать, сварить

Как сделать дровяной котел отопления своими руками

Главная » Системы отопления » Твердотопливное отопление » Инструкция как сделать дровяной котел отопления своими руками

Дрова являются наиболее доступным, экологически чистым и недорогим видом топлива, которое использовалось человеком еще с начала времен. Основными преимуществами дровяных отопительных установок являются, энергонезависимость, высокая эффективность при сравнительной простоте в эксплуатации. Несмотря на многообразие газовых и электрических отопительных систем, дровяные котлы отопления и сейчас не утратили актуальности и популярны среди большинства россиян. У дровяных установок есть еще одно неоспоримое преимущество – это простота конструкции, которое позволяет без особого труда сделать котел для отопления дома своими руками. Об этом и пойдет речь в данной публикации.

[contents]

Содержание

1. Конструкция и принцип работы
2. Самодельный пиролизный котлоагрегат
3. Подготовка материалов и инструмента
4. Выбор материала

Конструкция и принцип работы

Прежде, чем перейти непосредственно к инструкции по созданию самодельного твердотопливного котла, необходимо разобраться, как работает дровяная котельная установка.

В простейшем дровяном котлоагрегате с теплообменником, при сгорании дров выделяется тепловая энергия, которая нагревает стенки теплообменника (водяной рубашки) и непосредственно сам теплоноситель. Продукты горения, проходя через сажесборник, выводятся через дымоход. Тяга регулируется положением дверцы зольника и заслонкой дымохода. Теплообменник соединен с системой отопления, в которую входят магистральные трубы, радиаторы и расширительный бак. Циркуляция теплоносителя может осуществляться , как естественным образом, так и принудительно, посредством включения в систему отопления (СО) циркуляционного насоса.

Простота такого котла «компенсируется» низкой эффективностью данной конструкции: большая часть тепловой энергии, в буквальном смысле «вылетает в трубу» вместе с продуктами горения. Но основным недостатком является низкий уровень автоматизации: все операции по загрузке топлива в топку и поддержанию процесса горения необходимо производить вручную. Поэтому наиболее популярными считаются дровяные котельные установки пиролизного горения. Сделать такой отопительный котел своими руками не составит труда для любого домашнего мастера.

Самодельный пиролизный котлоагрегат

Топливо загружается в топливную камеру сразу в полном объеме. В условиях недостатка кислорода в камере газификации происходит тление топлива с выделением пиролизного газа. Тление происходит с выделением тепла, которое расходуется на нагрев теплоносителя в теплообменнике. Пиролизный газ вместе с продуктами горения поступает в камеру дожига, которая в данной конструкции, служит и зольником. Благодаря тому, что доступ кислорода в камеру дожига не ограничен, то сгорание горючего газа происходит с выделением большой температуры, в результате чего эффективность прибора значительно увеличивается. Всю работу пиролизного котла можно условно разделить на четыре этапа:

1. На первом этапе происходит сушка дров и выделение из топлива пиролизного газа.
2. Второй этап работы данной установки – это сгорание смеси вторичного воздуха с горючим газом в камере дожига.
3. Третий этап – проход раскаленных газов через теплообменник.
4. Отвод отдавших «львиную долю» тепловой энергии продуктов горения.

Самодельный твердотопливный котел должен быть оснащен органами управления и автоматикой, которые позволяют максимально упростить и обезопасить его обслуживание. Управлять работой установки можно посредством изменения положения дверцы поддувала (зольника) и заслонки дымоотвода. Автоматика самодельного дровяного котла обычно представлена манометром, воздухоотводчиком и подрывным клапаном (группой безопасности). Достаточно часто, отечественные «Кулибины» оснащают свои отопительные установки: датчиком температуры, благодаря которому происходит включение и выключение вентилятора первичного воздуха, а также датчиками давления в водяном контуре.

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

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

Подготовка материалов и инструмента

Прежде, чем ответить на вопрос, как сделать твердотопливный котел самому, следует определиться с конструкцией устройства. Наиболее простой вариант – это котлоагрегат классического горения. Другими словами, «Буржуйка» с водяным теплообменником. Более эффективным котлоагрегатом считается установка классического горения, разделенная на две камеры: в нижней будет происходить процесс горения дров; в верхней – нагрев воды для нужд владельца.

После выбора оптимальной конструкции дровяной отопительной установки, следует определиться с размерами устройства. В идеале, следующий этап создания котла отопления своими руками – чертежи, которые можно заказать в специализированной организации.

Важно! Мы заведомо не публикуем чертежи дровяной отопительной установки. Вся информация дана исключительно в ознакомительных целях.

Выбор материала

Если вы владеете искусством сварочных работ и возможностью плазменной разки, то для создания дровяного котла нужно использовать листовой металл, толщиной 3-5 мм. Из металла вырезаются заготовки котла, которые свариваются согласно схеме.

Наиболее простой вариант корпуса – это отрезок толстостенной стальной трубы, толщиной 4-6 мм; длиной 800 – 1000 мм; диаметром 300 мм. Колосники и опоры можно сделать из арматуры, проката или швеллера. Также вам понадобится металл для создания днища котла (толщина 50 мм), крышки (толщина 3-5 мм), воздухораспределителя (толщина 10 мм), петли и задвижки. Кроме этого, необходимо запастись металлической трубой, диаметром 60 мм. Высота трубы должна быть на 50 мм больше высоты корпуса. Для дымохода потребуется стальная труба, диаметром 100 мм.

Для сборки простейшего дровяного котла потребуется инструмент, а именно:

• Сварочный аппарат.
• Мощная углошлифовальная машинка («Болгарка»).
• Дрель и сверла по металлу.

Процесс сборки можно разделить на несколько этапов:

1. Из металла 50 мм следует вырезать круг, соответствующий диаметру корпуса. После сварки он будет днищем дровяного котла.
2. Из металла следует вырезать круг, который имеет на 20 мм меньший диаметр, чем корпус. После чего, в середине круга необходимо просверлить отверстие, диаметром 20 мм. К отверстию следует приварить отрезок воздухораспределительной трубы (d 60мм). С противоположной стороны круга наваривают пластины в форме крыльчатки.
3. Из листового металла, толщиной 3-5 мм вырезается круг, который будет выполнять функцию верхней крышки котла. В середине круга следует сделать отверстие в котором будет свободно перемещаться воздухораспределительная труба (d 60 мм).
4. К верхней части корпуса приваривается дымоход.

Важно! Для правильного дымоотведения необходимо, чтобы отрезок дымоходной трубы, длиной 50 см находился от котла строго горизонтально.

Топливо в такой котел загружается через верхнюю крышку. Загружать пространство топливной камеры необходимо максимально плотно, чтобы не оставалось промежутков. Розжиг производится через верх. Как только топливо разгорится, следует установить воздухораспределитель и верхнюю крышку на штатные места. По мере прогорания диск воздухораспределителя будет опускаться, нагнетая давление в нижней камере. За счет этого, в топливной камере будет снижено количество кислорода, процесс горения перейдет в медленное тление. Вся конструкция данного дровяного котла выглядит следующим образом

Совет: данная схема самодельной котельной установки требует наличия дымохода. Если нет возможности обустройства дымоотводящего канала, а потребность в отопительном устройстве существует, то можно создать простейший индукционный котел отопления своими руками, если под рукой есть сварочный инвертор.

Из медной проволоки сечением 2 мм следует сделать обмотку 50 -100 витков, сердечником которой будет стальная труба. Под воздействием магнитной индукции будет происходить нагрев участка трубы (сердечника) по которому будет перемещаться теплоноситель.

чертежи и характеристики разных типов

Самостоятельно изготовить отопительный котел не такое простое дело, как пишут об этом на многих сайтах. Человек решивший сделать котел своими руками должен обладать определенной квалификацией и навыками, иметь необходимые инструменты и материалы, а также уметь создавать на котлы отопления самодельные чертежи, по которым будет изготовляться изделие. Человеческими руками созданы сложнейшие технические конструкции на Земле, поэтому нет ничего удивительного в том, что котлы отопления самодельные по своим техническим данным значительно лучше заводских изделий.

Предприятие создается для того, чтобы получать прибыль, поэтому разрабатывается такая конструкция изделия, которая обладает минимальной себестоимостью при заданных технических параметрах. Но для самостоятельного изготовления чаще всего выбирается сталь более высокого качества и толщины. Обычно никто не экономит и приобретается высококачественная арматура, фитинги и насосы. И на создаваемый котел отопления своими руками чертежи используются либо уже испытанных моделей, либо разрабатываются свои уникальные.

Содержание

• 1 Самодельные электрические котлы отопления
  • 1. 1 Особенности электропитания электрических котлов
  • 1.2 Электродные котлы отопления
  • 1.3 Электродный котел Скорпион
  • 1.4 Недостатки электродных котлов
• 2 Самодельные твердотопливные котлы отопления
• 3 Особенности изготовления газовых котлов

Самодельные электрические котлы отопления

Обладая навыками работы с металлом, имея необходимый материал и инструмент легче всего изготовить самодельные электрокотлы – электродные или ТЭНовые. Если в качестве преобразователя электроэнергии применен ТЭН, то нужно изготовить или подобрать корпус из стали, в которые он будет установлен. Все остальные комплектующие – регуляторы, датчики, термостат, насос и расширительный бак приобретаются отдельно в специализированных магазинах. Электрические котлы можно использовать в закрытых или открытых системах отопления.

Что нужно и как сделать электрокотел отопления своими руками 220в эффективным и надежным?

Нужна емкость из стали, в которую помещаются один или несколько ТЭНов в соответствии с чертежами или эскизами на создаваемое изделие. Еще на этапе проекта на котлы отопления своими руками чертежи должны предусматривать возможность оперативной и легкой замены сгоревшего ТЭНа. Например, корпус можно изготовить из стальной трубы диаметром 220 мм с длиной корпуса около 0,5 м. К торцам трубы привариваются фланцы с патрубками подачи и «обратки» и посадочными местами, в которые устанавливаются ТЭНы. Циркуляционный насос, расширительный бак и датчик давления присоединяются к обратке.

Особенности электропитания электрических котлов

ТЭНы потребляют значительную мощность, обычно более 3 кВт. Поэтому для электрических котлов нужно создать отдельную линию электропитания. Для агрегатов мощностью до 6 кВт применяется однофазная сеть, а при больших значениях мощности необходима трехфазная сеть. Если снабдить самодельный котел отопления ТЭНом с терморегулятором и подключить его через защиту УЗО, то это идеальный вариант. При установке обычных ТЭНов термостат приобретается и устанавливается отдельно.

Электродные котлы отопления

Котлы этого типа подкупают чрезвычайной простотой. Он представляет собой емкость, в которой установлен электрод, вторым электродом служит корпус котла. В емкость вварены два патрубка – подачи и обратки, через которые электродный котел присоединяется к отопительной системе. КПД электродных котлов близок, как и у других типов электрокотлов, к 100% и его реальная величина – 98%. Известный электродный котел «Скорпион» объект жарких дискуссий. Мнения чрезвычайно разнообразные, от чрезмерного восхищения до полного отрицания применения для контуров отопления.

Считается, что электродные котлы были спроектированы для отопления подводных лодок. И действительно, изготовление котлов отопления требует минимума материалов, морская вода с растворенными солями – отличный теплоноситель, а корпус подводной лодки, с которым соединена система отопления, является идеальным заземлением. На первый взгляд – это отличный контур отопления, но можно ли его применить для отопления жилищ и как сделать электрокотел отопления своими руками, повторив устройство котла «Скорпион»?

Электродный котел Скорпион

В электродных котлах теплоноситель нагревает ток, проходящий между двумя электродами котла. Если в систему залить дистиллированную воду, то электродный котел работать не будет. В продаже имеется специальный солевой раствор для электродных котлов с удельной проводимостью порядка 150 ом/см. Конструкция агрегата настолько проста, что сделать электрокотел Скорпион своими руками, при наличии необходимых навыков, довольно просто.

Основой котла служит стальная труба диаметром до 100 мм и длиной до 300 мм.

К этой трубе привариваются два патрубка для подключения к системе отопления. Внутри прибора находится изолированный от корпуса электрод. Корпус котла играет роль второго электрода, к нему подключается нулевой провод и защитное заземление.

Недостатки электродных котлов

Основной недостаток электродных котлов – необходимость применения солевых растворов, которые неблагоприятно сказываются на батареях и трубопроводах отопления. Система отопления в течение нескольких лет может потребовать полной замены радиаторов, особенно алюминиевых (более подробную информацию о которых вы прочитаете здесь), и трубопроводов. Циркуляционные насосы, которые рассчитаны на работу с антифризом или чистой водой подвергаются большой опасности. Второй огромный недостаток – электродные котлы требуют идеального защитного заземления корпуса, иначе они представляют огромную опасность поражения электротоком. В зарубежных странах продавать и устанавливать подобное оборудование запрещено!

Самодельные твердотопливные котлы отопления

Спрос на твердотопливные котлы в связи с подорожанием газа и электроэнергии растет, соответственно растет и их цена. Альтернатива – самостоятельное изготовление котлов отопления, ведь они обойдутся дешевле, а работать будут не хуже заводских изделий.

В домашних условиях сделать чугунную топку невозможно, поэтому для изготовления применяют сталь.

Если есть возможность, то лучше применить жаропрочную легированную сталь (нержавейку) с толщиной не менее 5 мм. Экономить на металле не стоит, т. к. котел делается для себя, на долгие годы. Можно взять за основу готовые чертежи или сделать их самостоятельно.

Особенности изготовления газовых котлов

Теоретически сделать котел отопления газовый своими руками не представляет особой сложности для людей, которые умеют работать с металлом и имеют необходимые навыки и инструменты. Газовые котлы относятся к изделиям повышенной опасности, поэтому на
самодельные газовые котлы отопления нужно получить разрешение для установки в газовой службе, для которого необходим сертификат на изделие.

Следует учитывать, что получение сертификата дело довольно затратное и малейшее отклонение от установленных норм и правил ведет к отказу. Стоит ли рисковать? К тому же современными СНИиП изготовление своими руками котлов отопления работающих на газе запрещено!

Котлы, чиллеры | Консультации — инженер-специалист

Котлы используются в коммерческих зданиях для нагрева воды и систем, использующих горячую воду, таких как системы отопления. Чиллеры используются для производства охлажденной воды или для охлаждения здания.

Котлы, чиллеры Артикул

Просмотреть еще Котлы, чиллеры Артикул

Основы водогрейных котлов

Водогрейные котлы широко используются в жилых, коммерческих и административных зданиях

BY Ян Марчант и Эйприл Рикеттс

Цели обучения

• Узнать о влиянии насосных схем и оптимизации установок систем охлажденной воды.
• Узнайте, как и когда использовать водяной экономайзер.
• Узнайте, как и когда использовать чиллер с рекуперацией тепла.

Во многих зданиях система охлажденной воды обеспечивает огромный потенциал для экономии энергии. Однако из-за той роли, которую система охлажденной воды играет в обеспечении теплового комфорта людей, находящихся в здании, эти потенциальные стратегии экономии энергии не всегда отдаются предпочтение традиционным подходам. Можно спроектировать системы охлажденной воды, отвечающие требованиям теплового комфорта здания и обеспечивающие эксплуатационную и энергетическую эффективность, что может значительно снизить текущие эксплуатационные расходы.

Распределение охлажденной воды

Система распределения охлажденной воды должна быть оценена до того, как будет завершен проект новой холодильной установки или модернизация существующей холодильной установки. Необходимо учитывать несколько факторов, в том числе:

• Существующая или предлагаемая проектная дельта Т или более низкие температуры возвратной воды.
• Максимальная и минимальная температура подачи охлажденной воды.
• Тип устанавливаемых или предлагаемых регулирующих клапанов системы охлажденной воды (трехходовые или двухходовые клапаны).
• Значительные перепады давления в распределительных контурах трубопроводов охлажденной воды.
• Терминальное оборудование, предлагаемое или установленное.

Влияние этих критериев будет определять решения по производству охлажденной воды и наиболее эффективное расположение насосов.

Наиболее распространенными типами насосных установок холодильных установок являются системы с постоянным расходом, первично-вторичные системы с переменным расходом и системы с переменным первичным расходом. Для подавляющего большинства установок с охлажденной водой энергоэффективность установки может быть максимизирована за счет изменения производительности насосов в соответствии с требуемой тепловой нагрузкой. Когда производительность насоса соответствует тепловой нагрузке, увеличивается разница температур между температурой подачи охлажденной воды и температурой возврата охлажденной воды.

Это известно как дельта T системы охлажденной воды, и чем выше дельта T, тем меньше энергии насоса, необходимой для системы. Увеличение разницы температур между подачей и обраткой охлажденной воды позволяет в полной мере использовать общую мощность чиллеров; Системы с переменным первичным потоком обычно имеют более низкую начальную стоимость, чем первично-вторичные системы с переменным потоком.

Модернизация существующей установки с постоянным потоком или первично-вторичным потоком охлажденной воды до установки с регулируемым первичным потоком охлажденной воды, которая подключена к распределительной системе с трехходовыми клапанами, приведет к созданию системы с постоянным потоком с низким значением дельта Т для большой диапазон работы установки охлажденной воды. Предоставление установки с переменным расходом охлажденной воды, которая подключена к сети трубопроводов распределения охлажденной воды с двумя или более существенно отличающимися перепадами давления, может привести к значительному снижению энергосбережения насосов и возможности утечки существующих регулирующих клапанов в охлажденной воде с более низким перепадом давления. петля.

Внесение изменений в существующую распределительную систему требуется при модернизации многих холодильных установок, и их нельзя упускать из виду при правильном проектировании модернизируемой установки. Замена трехходовых регулирующих клапанов на двухходовые регулирующие клапаны и оценка использования двухходовых регулирующих клапанов, не зависящих от давления, решит многие из этих проблем распределения. Существующие змеевики с охлажденной водой, вероятно, не были выбраны для соответствия стандарту ASHRAE Standard 90.1 2019 года: Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых зданий, требующий разницы температур в 15 ° F между температурой воды на входе и на выходе.

Оценка существующих змеевиков охлажденной воды при различных температурах подачи охлажденной воды необходима, чтобы определить, нужно ли заменить змеевики или какие перепады температур могут быть достигнуты с помощью существующих змеевиков (см. рис. 1).

Насосное оборудование

Когда параметры распределения охлажденной воды понятны, можно спроектировать насосное устройство охлажденной воды. Насосная система с переменным первичным потоком обычно является наиболее энергоэффективной системой и обеспечивает преимущество меньшего количества насосов в системе. Параллельная работа регулируемых первичных насосов для достижения точки оптимального КПД на кривой системы распределения охлажденной воды является эффективным способом минимизации энергии насосов системы.

Некоторые производители насосов предлагают насосы без датчиков со встроенными частотно-регулируемыми приводами, характеристики работы которых встроены в частотно-регулируемый привод насоса, и которые могут управлять одним или несколькими насосами в наиболее эффективной точке системной характеристики. Эти насосы представляют собой очень экономичный способ ограничить количество датчиков и элементов управления, устанавливаемых на месте, при минимизации энергопотребления насоса.

Конденсаторные водяные системы с переменным расходом также позволяют снизить общую энергию, потребляемую насосами на установках охлажденной воды. Необходимо соблюдать осторожность при уменьшении расхода воды в конденсаторной системе, чтобы избежать осаждения взвешенных твердых частиц в системе. В градирнях важно поддерживать минимальную скорость потока, чтобы обеспечить полное увлажнение наполнителя градирни. Минимальные скорости потока также должны поддерживаться в секции конденсатора чиллера. Даже несмотря на потенциальные проблемы, переменный расход в системе водяного охлаждения конденсатора по-прежнему является жизнеспособным вариантом и может еще больше снизить общее количество киловатт на тонну охлаждающей воды, производимой во всем диапазоне работы установки.

Оптимизация холодильной установки

Оптимизация – это действие по наилучшему или наиболее эффективному использованию ситуации или ресурса. В соответствии со стандартом ASHRAE 90.1 и Международным кодексом энергосбережения это означает, что для установки охлаждения воды это означает управление соответствующим оборудованием, новым или существующим, чтобы оно работало максимально эффективно и, в конечном счете, потребляло наименьшее количество энергии при соблюдении здание нуждается. В настоящее время в отрасли применяются различные уровни оптимизации, начиная от простого определения последовательности работы оборудования и заканчивая установкой счетчиков потребления электроэнергии, позволяющих корректировать систему в режиме реального времени с помощью программного обеспечения.

В настоящее время некоторые производители систем управления интегрируют оптимизацию предприятия в свои стандартные пакеты управления. Обычно это ограничивается вводом данных о производительности оборудования для конкретного проекта в управляющее программное обеспечение, которое, в свою очередь, определяет последовательность определенного количества чиллеров, градирен и насосов на основе рабочих «зон наилучшего восприятия» для соответствия нагрузке здания. Это может также включать использование последовательностей управления, таких как сброс перепада давления в насосе и оптимальное управление запуском для систем, использующих управление понижением.

Следующий уровень оптимизации — это автономные программные пакеты, которые работают в фоновом режиме с использованием собственных алгоритмов и работают вместе с системой управления зданием. Обычно это включает в себя установку счетчиков потребления электроэнергии для сбора данных в режиме реального времени при определении последовательности работы оборудования, а также выполнение прогнозирующих действий на основе программных алгоритмов.

Производители оборудования также начинают включать аспекты оптимизации в свои бортовые средства управления. Например, центробежный охладитель с несколькими компрессорами, способный включать и выключать их в зависимости от работы с минимально возможной мощностью киловатт на тонну.

С точки зрения владельца, внедрение той или иной формы оптимизации установки охлажденной воды может быть привлекательным по нескольким причинам. Например, ссылаясь на стратегии ASHRAE 90.1, это может означать использование насосов со встроенными частотно-регулируемыми приводами для системы с переменным расходом или использование сброса охлажденной воды в системе со встроенным экономайзером на стороне воды, как описано в разделе ниже. Наблюдается очевидное снижение энергопотребления, что напрямую выражается в экономии долларов на коммунальных предприятиях.

Оптимизация привлекательна еще и тем, что способствует продлению срока службы установленного оборудования. Чтобы по-настоящему понять преимущества оптимизации холодильной установки, рекомендуется выполнить базовый анализ существующей системы или новой установки, чтобы подтвердить преимущества для производительности системы. Установление базового уровня является важным аспектом этого процесса, особенно в том, что касается окупаемости инвестиций, поскольку существует надбавка, связанная с оптимизацией установки охлажденной воды.

Важным аспектом, на который следует обратить внимание, является согласие владельца и оператора установки на программное обеспечение, позволяющее ему работать по назначению. Например, в сценарии, где работают два чиллера, программное обеспечение может запустить в работу три насоса охлажденной воды, тогда как обычно их может быть только два. Это может произойти потому, что три насоса, работающих на более низкой частоте, могут потреблять меньше энергии, чем два насоса, работающих на частоте 60 Гц. Подобные сценарии могут быть трудны для операторов после многих лет работы традиционным способом.

Наилучшие результаты оптимизации достигаются, когда размеры всего системного оборудования соответствуют фактической потребности в охлажденной воде, а не завышены или занижены. Обычно оборудование на старых установках охлажденной воды выбиралось на основе пиковой нагрузки, а не общего рабочего диапазона установки. Эти заводы часто проектировались как системы постоянного объема, поэтому перед определением размера модернизации и/или замены завода рекомендуется провести исследование нагрузки, учитывающее фактическую программу здания.

Исследование нагрузки для нового здания выполнить проще. Понимание фактической нагрузки на здание, чтобы можно было правильно подобрать оборудование, имеет решающее значение. Это позволяет программному обеспечению упорядочивать оборудование, чтобы оно могло работать наиболее эффективно в течение более длительных периодов времени в течение года, что обеспечивает большее общее процентное снижение энергопотребления.

Экономайзер на берегу

Экономайзер на берегу использует испарительную охлаждающую способность градирни для производства холодной воды, которая обменивается через теплообменник для получения охлажденной воды, что компенсирует потребность в механическом охлаждении. В климатических зонах без значительной круглогодичной высокой относительной влажности встроенные водяные экономайзеры могут обеспечить значительную экономию энергии за счет сокращения часов работы чиллеров и снижения нагрузки на чиллеры в часы, когда 100% экономайзер невозможен.

Преимущества водяных экономайзеров увеличиваются с повышением температуры подачи охлажденной воды, поэтому они особенно хорошо сочетаются с водяными системами, такими как радиационное охлаждение, охлаждающие балки и специальные фанкойлы для систем наружного воздуха, где экономайзеры на стороне воздуха либо неприменимы, либо не применимы. достижимый.

В других сценариях, где традиционные экономайзеры на стороне воздуха не идеальны, например, в климатических зонах, где экономайзер наружного воздуха создает слишком большую нагрузку по осушению, или в критически важных центрах обработки данных, где избыток наружного воздуха может снизить относительную влажность внутри помещения до слишком низкого уровня, экономайзеры на стороне воды можно использовать для достижения значительной экономии. Как и при любом выборе систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, важно понимать влияние на все системы вместе, включая ограждение здания, массу здания, профиль нагрузки и ожидаемый комфорт жильцов.

Когда экономайзеры на берегу оптимизированы вместе с каждой из этих влияющих систем, потенциальные преимущества экономии на берегу только увеличиваются (см. рис. 2).

Традиционные системы с охлажденной водой

Традиционные системы с охлажденной водой, производящие охлажденную воду с температурой от 42°F до 44°F, будут ограничены в том, сколько часов они могут использовать преимущества 100% водяного экономайзера, особенно если инженер определил традиционный подход градирни от 6°F до 7°F и требовал пластинчато-рамного теплообменника с подходом от 1°F до 2°F. Это может привести к тому, что система сможет работать в режиме экономайзера на 100 % только тогда, когда температура по влажному термометру равна или ниже 36°F. Традиционный подход к проектированию охлажденной воды в здании с высокими внутренними нагрузками, таком как офисное здание, приводит к низкому проценту часов работы, которые можно использовать в 100% режиме экономайзера.

Несмотря на то, что стоимость градирни увеличивается по мере уменьшения расстояния между градирнями, каждая проектная группа должна оценить анализ затрат и выгод, чтобы выбрать близко расположенные градирни в диапазоне от 2°F до 3°F. Это увеличивает количество полных часов работы экономайзера и еще больше сокращает часы работы чиллеров и соответствующее потребление ими энергии.

Системы водяного охлаждения умеренной температуры

Настоящая красота экономайзеров с водяным охлаждением проявляется в сочетании с системами водяного охлаждения умеренной температуры. Вместо того, чтобы работать в диапазоне от 42 ° F до 44 ° F, эти системы, как правило, работают при температуре от 54 ° F до 58 ° F и обеспечивают системы лучистого охлаждения, охлаждающие балки или только разумные фанкойлы DOAS. Как правило, эти системы работают параллельно с системой DOAS, которая обеспечивает осушение с помощью системы прямого испарения или автономного низкотемпературного змеевика с охлажденной водой, питаемого отдельной системой.

Поскольку излучающие системы, охлаждающие балки и фанкойлы DOAS предназначены только для физического охлаждения, им не требуется низкотемпературная охлажденная вода и фактически не требуется температура охлажденной подаваемой воды, которая может привести к конденсации. Таким образом, повышенная температура охлажденной воды идеальна. Эти повышенные температуры подаваемой воды значительно увеличивают количество часов, доступных для 100% водяного экономайзера, показывая часы работы экономайзера с градирней традиционного подхода (см. Рисунок 3).

Когда вы соедините эти системы с близко подходящими башнями, вы увидите резкое увеличение часов работы в режиме полного экономайзера. Таким образом, в Окленде, штат Калифорния, общее количество часов, доступных для полного экономайзера, превышает 80% часов (см. рис. 4).

Усовершенствованные стратегии водяного экономайзера

Помимо выбора близко расположенных градирен, существует несколько других стратегий, которые можно использовать для увеличения времени работы водяного экономайзера, сокращения времени работы чиллера и, возможно, полного устранения потребности в компрессорном охлаждении. Первая стратегия — это последовательность управления сбросом температуры подачи охлажденной воды (ASHRAE 9).0.1-2019 Часть 6.5.4.4), которые должны быть развернуты на всех системах водяного экономайзера.

В этом сценарии BMS контролирует все положения охлаждающих клапанов. Как только все клапаны охлажденной воды будут открыты менее чем на 100 %, BMS будет линейно повышать температуру подачи охлажденной воды до тех пор, пока первый клапан не откроется на 100 %, чтобы удовлетворить местную нагрузку. Это может привести к значительному увеличению часов работы при полном экономайзере, особенно в зданиях с высокопроизводительными ограждениями и в большинстве зданий в межсезонье, когда нагрузки на ограждающие конструкции невелики.

Кроме того, водяные экономайзеры хорошо сочетаются с системами накопления тепловой энергии, особенно с системами с умеренными температурами, обслуживающими разумные системы охлаждения. Системы хранения тепловой энергии максимально используют ночную зарядку резервуаров для хранения, когда наружная температура по влажному термометру самая низкая, что позволяет производить недорогую охлажденную воду с использованием ночных непиковых тарифов на электроэнергию. Если здание было спроектировано как низконагруженное и высокопроизводительное здание, бригады могут установить достаточный накопитель тепла, чтобы полностью устранить потребность в чиллерах для удовлетворения разумной нагрузки здания.

Хотя типичным теплоаккумулирующим средством является вода (или лед для низкотемпературных систем водяного охлаждения), недавние исследования Калифорнийского университета и Центра искусственной среды Беркли показали значительную гибкость систем охлаждения с массовым излучением для поддержки переключения нагрузки только посредством управляющих манипуляций и собственной тепловой массы плиты. Эта гибкость показала, что в некоторых случаях активное охлаждение в плите может сдвигаться на 12 часов вперед от времени пиковой нагрузки в помещении, сохраняя при этом рабочую температуру в помещении в пределах комфортного диапазона, ожидаемого стандартом ASHRAE 55: тепловая среда. Условия пребывания человека.

Добавление в пространство потолочных вентиляторов, которые при умеренной скорости воздушного потока поддерживают температурный комфорт даже при заданных значениях температуры в помещении до 78°F, может еще больше повысить гибкость переключения нагрузки, потенциально позволяя обеспечить 100% часов охлаждения с помощью экономайзера, работающего на стороне воды.

Чиллеры с рекуперацией тепла

Чиллеры с рекуперацией тепла могут обеспечить экономию энергии в помещениях, где требуется одновременное отопление и охлаждение, таких как гостиничные и медицинские учреждения. Несмотря на то, что доступны чиллеры с рекуперацией тепла с шестью трубами и двумя конденсаторами, в данном обсуждении основное внимание уделяется применению чиллеров с рекуперацией тепла с четырьмя трубами и одним конденсатором.

Стандартный чиллер с водяным охлаждением отводит тепло из контура охлажденной воды и передает это тепло в водяной контур конденсатора. Затем тепло от водяного контура конденсатора отводится наружу с помощью градирни. Отработанное тепло, которое обычно выбрасывается наружу, может быть утилизировано и использовано в приложениях, где требуется тепло, например, для нагрева воды для бытовых нужд или для вторичного нагрева.

Чиллер с рекуперацией тепла предназначен для нагрева горячей и охлажденной воды. Отработанное тепло, удаляемое из контура охлажденной воды, улавливается в контуре горячей воды, который используется для отопления. При определении чиллера с рекуперацией тепла важно учитывать базовые профили нагрузки на отопление и охлаждение здания, чтобы правильно подобрать чиллер с рекуперацией тепла.

При рассмотрении вопроса о рекуперации тепла всегда выбирайте самую низкую практическую температуру нагрева, соответствующую потребностям. Системы отопления помещений обычно рассчитаны на температуру подаваемой воды 140°F. Как правило, чиллеры с рекуперацией тепла предназначены для подачи горячей воды для отопления помещений с температурой от 105°F до 110°F. Чтобы приспособиться к этой более низкой температуре воды, системы повторного нагрева терминала могут быть спроектированы для работы с водой с температурой 110 ° F, если указано с более высокой производительностью, многорядными нагревательными змеевиками.

Другое применение, такое как предварительный нагрев технической воды, обычно использует температуру рекуперационной воды от 85°F до 95°F. Выбор самой низкой практической температуры нагрева снижает подъем чиллера и приводит к тому, что чиллер работает более эффективно.

Чиллеры с рекуперацией тепла могут быть очень эффективными в медицинских учреждениях. В больницах обычно имеются большие вентиляционные установки с переменным объемом воздуха, которые обеспечивают охлаждение и осушение и подают воздух с температурой приблизительно 55°F. Чтобы помочь в инфекционном контроле, медицинские помещения в медицинских учреждениях должны иметь минимальную скорость воздухообмена. В результате минимальной скорости воздухообмена помещения часто получают больше воздуха, чем необходимо для охлаждения помещения. Для противодействия этому переохлаждению требуется терминальный перегрев. В результате повторное нагревание энергии исторически было одним из крупнейших видов конечного использования энергии в больнице, на долю которого приходилось от 25% до 30% от общего годового потребления энергии в зависимости от климатической зоны.

Охладитель с рекуперацией тепла, рассчитанный на обеспечение конечной нагрузки по промежуточному нагреву в летний период, может полностью компенсировать нагрузку по промежуточному нагреву, а также обеспечивать охлажденную воду и снижать нагрузку на основную холодильную установку. Во время зимней эксплуатации чиллер с рекуперацией тепла может работать для удовлетворения технологических потребностей больницы в охлаждении, а также обеспечивать горячую воду для снижения нагрузки на котельную. По сути, владелец здания получает тепловую энергию практически бесплатно, поскольку она является побочным продуктом процесса охлаждения.

Проектирование чиллерной установки может существенно повлиять на текущие эксплуатационные расходы здания. Такие стратегии, как оптимизация чиллерной установки, водяной экономайзер и чиллеры с рекуперацией тепла, могут дать положительные результаты за счет повышения общей эффективности установки и снижения затрат на электроэнергию. Тип здания, климат и профиль нагрузки влияют на то, следует ли рассматривать одну или все эти стратегии.

Котлы, чиллеры Часто задаваемые вопросы

• Бойлеры и чиллеры одно и то же?

  Нет, бойлеры и чиллеры не одно и то же. Оба типа механических систем служат разным целям и используют разные технологии.

  Котел — это устройство, которое нагревает воду для создания пара для производства тепла. Затем тепло распределяется по всему зданию через сеть труб и радиаторов. Котлы обычно используются для систем отопления в зданиях, а также используются в некоторых промышленных процессах.

  Чиллер, с другой стороны, представляет собой устройство, которое отводит тепло от жидкости, обычно воды или водно-гликолевой смеси, для производства охлажденной воды или хладагента. Охлажденная вода или хладагент затем распределяются по всему зданию для охлаждения воздуха или обеспечения охлаждения для промышленных процессов. Чиллеры обычно используются для систем кондиционирования воздуха в зданиях, а также в некоторых промышленных процессах.

• Как работает система охлаждения котла?

  Система бойлер-чиллер представляет собой тип механической системы, которая сочетает в себе бойлер и чиллер для обеспечения отопления и охлаждения здания или объекта. Система обычно работает следующим образом:

  В отопительный сезон котел нагревает воду и распределяет ее по всему зданию через сеть труб и радиаторов для обеспечения тепла.

  В сезон охлаждения чиллер отводит тепло от жидкости, обычно воды или водно-гликолевой смеси, для производства охлажденной воды или хладагента. Охлажденная вода или хладагент затем распределяются по всему зданию через сеть труб и змеевиков для обеспечения охлаждения.

  Температура воды или хладагента контролируется термостатами, настроенными на поддержание заданной температуры в здании.

  Система также имеет систему управления, которая отслеживает и регулирует температуру, влажность и качество воздуха в здании, а также контролирует работу котла и чиллера.

  Система охлаждения котла может быть либо центральной системой, в которой все оборудование расположено в центральном техническом помещении, либо децентрализованной системой, в которой оборудование расположено в нескольких местах по всему зданию.

  Система чиллера с бойлером может быть либо одноблочной системой, в которой котел и чиллер объединены в один блок, либо многоблочной системой, в которой котел и чиллер являются отдельными блоками.

  Система бойлер-чиллер может быть либо стандартной системой, в которой котел и чиллер работают по отдельности, либо комбинированной системой, в которой котел и чиллер работают вместе для обеспечения как нагрева, так и охлаждения.

• Для чего в больших зданиях используются бойлеры и охладители?

  Бойлеры и охладители используются в больших зданиях, поскольку они обеспечивают эффективный и экономичный способ обогрева и охлаждения здания. Некоторые причины, по которым котлы и чиллеры используются в больших зданиях, включают:

  • Большие нагрузки по отоплению и охлаждению: большие здания, такие как офисные здания, гостиницы, больницы и школы, имеют высокую потребность в отоплении и охлаждении, которую можно удовлетворить с помощью центрального бойлера и системы охлаждения.
  • Энергоэффективность: Котлы и охладители спроектированы так, чтобы быть энергоэффективными, что может помочь снизить затраты на электроэнергию для здания.
  • Гибкость: Котлы и чиллеры могут работать по отдельности или вместе, что обеспечивает гибкость в способах обогрева и охлаждения здания.
  • Зональное управление: Системы котлов и чиллеров могут быть спроектированы так, чтобы обеспечивать зональное управление, что позволяет нагревать или охлаждать различные зоны здания до разных температур.
  • Комфорт: Системы котлов и чиллеров могут обеспечить комфортную внутреннюю среду для жителей здания, контролируя температуру, влажность и качество воздуха в здании.
  • Низкое техническое обслуживание: Котлы и чиллеры спроектированы так, чтобы не требовать особого обслуживания, что может помочь снизить эксплуатационные расходы здания.
  • Безопасность: Котлы и чиллеры спроектированы так, чтобы быть безопасными, и они должны быть спроектированы, установлены, испытаны и обслуживаться в соответствии с нормами и стандартами для обеспечения безопасности людей, находящихся в здании.
  • Экологичность: системы котлов и чиллеров могут быть спроектированы для использования альтернативных источников энергии, таких как геотермальная энергия, или могут быть спроектированы так, чтобы быть энергоэффективными и использовать топливо с низким содержанием углерода для снижения воздействия на окружающую среду.

• Можно ли использовать чиллеры для отопления?

  При определенных обстоятельствах чиллеры могут использоваться для обогрева, но это не является их основной функцией. Чиллеры предназначены для отвода тепла от жидкости, обычно воды или водно-гликолевой смеси, для производства охлажденной воды или хладагента. Затем эта охлажденная вода или хладагент распределяются по всему зданию для обеспечения охлаждения.

  Однако некоторые чиллеры оснащены функцией, называемой «обратный цикл» или «рекуперация тепла», которая позволяет им также обеспечивать нагрев. Это достигается за счет использования тепла, выделяемого хладагентом в процессе охлаждения, для нагрева смеси воды или гликоля, которая затем распределяется по системе отопления здания.

  Важно отметить, что чиллеры, как правило, не так эффективны для отопления, как бойлеры, и не рассчитаны на те же тепловые нагрузки, что и бойлеры. Было бы более эффективно и экономично использовать котел для нагрева и чиллер для охлаждения.

  Кроме того, чиллеры, предназначенные для обогрева с помощью реверсивного цикла или рекуперации тепла, как правило, дороже стандартных чиллеров. Они также требуют специального управления и трубопроводов для работы в режиме обогрева.

Часть часто задаваемых вопросов была составлена ​​с помощью ChatGPT. Из-за ограничений инструментов искусственного интеллекта весь контент был отредактирован и проверен нашей командой по контенту.

Паровые котлы 101 — Полное руководство по паровой технологии

Содержание

Паровой котел представляет собой сосуд под давлением, который передает тепло воде для производства пара для различных применений.

В этом руководстве представлен исчерпывающий и простой обзор того, что делают котлы, как они функционируют и как выбрать безопасный, надежный и эффективный паровой котел.

Содержание

• Как работают котлы?
  • Устройство котельной системы
  • Firetube против Watertube
• Общие применения котлов
  • Котлы, водонагреватели и печи
• КПД котла
  • Преобразование топлива в пар по сравнению с эксплуатационным
  • Регулятор мощности котла
  • Рейтинг NOx
• Безопасность котла
• Техническое обслуживание и мониторинг

Как работают котлы?

Паровые котлы производят пар под давлением путем нагревания воды до точки кипения с использованием источника горючего топлива.

Способ нагрева воды зависит от того, жаротрубный это котел или водотрубный. Основные различия между ними можно найти в их именах.

В жаротрубном котле источник горючего топлива находится внутри трубы, окруженной сосудом, наполненным водой. Трубка постепенно нагревает воду вокруг себя, в результате чего образуется пар.

В водотрубном котле вода содержится в нескольких трубах, а тепло от источника горючего топлива передается снаружи труб для производства пара.

Структура котельной системы

• Сосуд высокого давления : Сосуд высокого давления содержит газы или жидкости при высоких температурах, обычно под высоким давлением. В котле сосуд высокого давления изготовлен из высокопрочного материала, часто из стали.
• Горелка : Горелка нагревает котел за счет сжигания топлива и кислорода. Источники топлива включают природный газ, пропан низкого давления, нефть № 2, уголь и другие виды топлива.
• Трубы : В водотрубных котлах металлические трубы, расположенные внутри котла, содержат воду и обогреваются снаружи. В жаротрубных котлах нагретый газ проходит по одной или нескольким трубам, нагревая воду, окружающую трубы.
• Экономайзер : Экономайзер представляет собой теплообменный механизм, который передает тепловую энергию, иначе теряемую с выхлопными газами, и использует эту энергию для нагрева воды, поступающей в котел. Следовательно, требуется меньше дополнительной энергии для нагрева поступающей воды, что делает котел более эффективным.
• Резервуар деаэратора : Деаэраторы представляют собой резервуары питательной воды под давлением, которые используют давление и тепло для удаления кислорода и других растворенных газов (в частности, двуокиси углерода) из воды, подаваемой в котел. В противном случае растворенный кислород и углекислый газ могут вызвать серьезную коррозию котла.
• Теплообменник : Теплообменник передает тепло от одного вещества к другому без непосредственного взаимодействия этих веществ. В котле тепло горячего газа передается воде через теплообменник.
• Панель управления : Панель управления позволяет операторам контролировать такие параметры котла, как температура и давление. Панели управления коммерческими и промышленными котлами включают в себя подробную аналитику.
• Резервуар питательной воды : Резервуар питательной воды представляет собой резервуар для сбора воды, используемой котлом для производства пара. Резервуар питательной воды — это место, где собирается очищенная вода, а затем перекачивается в котел. Химикаты котла, которые удаляют кислород и защищают металлы внутри котла, впрыскиваются и смешиваются в баке питательной воды. Установки с линиями возврата конденсата могут собирать водный конденсат из пара, который падает ниже точки котла, и возвращать его в систему для повторного сбора очищенной воды.
• Система сгорания : Система сгорания работает путем смешивания воздуха и топлива с последующим воспламенением смеси для производства тепла. Обеспечение правильного баланса воздуха и топлива является важным компонентом системы сжигания котла.
• Система обратного осмоса : Система обратного осмоса работает с использованием насоса высокого давления для увеличения давления на стороне неочищенной воды обратного осмоса и пропускания воды через полупроницаемую мембрану обратного осмоса, оставляя почти все (от 95% до 99%) растворенных примесей в потоке отходов.
• Системы мониторинга химических веществ : Тщательно контролируемое добавление химических веществ может улучшить работу котла. Системы химического мониторинга точно отслеживают химические уровни и обеспечивают непрерывный анализ.
• Типы топлива : Сжигание топлива является основным источником тепла котла. Газ, нефть и уголь являются распространенными источниками топлива. Когда используется уголь, его часто измельчают и нагревают для повышения эффективности. Реже может использоваться биомасса, такая как древесная щепа или другие природные материалы.
• Водоподготовка: Вода, используемая в котлах, должна быть обработана перед подачей в котел, чтобы продлить срок службы котла. Умягчители воды и системы обратного осмоса помогают подготовить воду, удаляя растворенные твердые вещества, такие как кальций и магний, чтобы уменьшить вероятность образования накипи внутри бойлера. Резервуары питательной воды также являются частью водоподготовки, поскольку они используют тепло для уменьшения количества растворенных в воде газов, которые могут способствовать окислению и коррозии внутри котла.

Жаротрубные и водотрубные котлы

Как упоминалось ранее, сегодня на рынке можно найти два основных типа котлов: жаротрубные и водотрубные. Давайте углубимся в то, как работает каждый тип.

Жаротрубные котлы

Как следует из названия, в жаротрубных котлах пламя проходит через закрытую трубу. Пламя нагревает окружающий газ. Это тепло передается через стенки трубы, нагревая воду, содержащуюся в сосуде, до такой степени, что образуется пар.

Жаротрубные котлы имеют богатую историю. В конце концов, они приводили в движение одни из первых в мире паровозов. Из-за огромного накопленного давления и присущей ему неэффективности все больше промышленных процессов переходят на водотрубные котлы для большей безопасности и эффективности.

Водотрубные котлы

В водотрубных котлах печь нагревает газ, который циркулирует по трубам, содержащим воду. Тепло передается через стенки труб, нагревая воду внутри трубок до образования пара. Водотрубные котлы обычно способны создавать значительно большее давление, чем жаротрубные котлы.

Поскольку водотрубные котлы не содержат больших объемов воды, их неотъемлемый риск меньше, чем у жаротрубных котлов. Водотрубные котлы также намного более эффективны, что делает их предпочтительным выбором для интенсивных промышленных процессов.

Общее применение котлов

Паровые котлы используются в самых разных жилых, коммерческих и промышленных целях.

Котлы, предназначенные для бытового и коммерческого использования, обычно имеют наименьшую мощность. Они подходят для использования в небольших зданиях и сооружениях, не требующих большого количества пара.

Промышленные котлы могут выполнять широкий спектр промышленных процессов, требующих большей мощности. Вы можете найти промышленные котлы в различных условиях, включая больницы, университетские городки, химические заводы, пивоварни, предприятия пищевой промышленности и производственные предприятия. На автомобильных заводах пар используется для вулканизации резины для шин и других применений.

В производстве продуктов питания и пивоварении для бесчисленных процессов требуется пар, как в непосредственном производстве продуктов питания, так и при стерилизации оборудования и контейнеров. Высокотемпературный пар также используется для обеспечения безопасности пищевых продуктов путем пастеризации.

Бойлеры, водонагреватели и печи

Бойлеры, водонагреватели и печи производят тепло, но различаются по конструкции и функциям. Давайте раскроем различия:

• Котлы нагревают воду в контейнере под давлением для создания пара. На многих объектах устанавливается давление пара, которое имеет прямую зависимость от температуры пара, которую можно регулировать для широкого спектра коммерческих и промышленных применений. При использовании в домашних условиях для центрального отопления пар можно эффективно распределять по радиаторам для обогрева дома. Котлы различаются по сложности и конструкции в зависимости от их конкретного назначения.
• По сравнению с котлами, водонагреватели являются более простыми. Их единственная функция – подогрев воды. Обычно вода хранится в резервуаре и нагревается с помощью нагревательных стержней. В качестве альтернативы проточные водонагреватели быстро нагревают воду без необходимости в накопительном баке.
• Печи вместо нагрева воды нагревают воздух, циркулирующий в доме или здании. Топливо сгорает, чтобы нагреть теплообменник, который нагревает воздух перед его распределением через ряд вентиляционных отверстий. Температура печи регулируется термостатом.

КПД котла

КПД котла напрямую влияет на стоимость его эксплуатации в течение всего срока службы.

Эффективность котлов повышается за счет оптимизации способов их использования. В конечном счете, однако, конструкция котельной системы во многом определяет результаты эффективности.

Функционально котлы можно рассматривать как теплообменные механизмы. Котел вырабатывает тепло и в конечном итоге передает это тепло воде — чем меньше тепловой энергии теряется в процессе, тем эффективнее котел.

Эффективность преобразования топлива в пар и эффективность в процессе эксплуатации

Двумя отраслевыми стандартами измерения эффективности являются эффективность преобразования топлива в пар и эффективность в процессе эксплуатации. Эффективность преобразования топлива в пар, также известная как годовая эффективность использования топлива (AFUE), измеряет эффективность сгорания. То есть какой процент энергии превращается в пар. Ограничение эффективности преобразования топлива в пар заключается в том, что она дает вам измерение эффективности только тогда, когда котел работает на полную мощность. На практике большинство котлов не работают постоянно на полную мощность. Вот почему важно учитывать эксплуатационную эффективность, которая относится к общей эффективности котла в его повседневной работе.

Диапазон регулирования котла

Другим важным показателем эксплуатационной эффективности является диапазон регулирования котла. Котлы с высоким динамическим диапазоном обеспечивают гибкость благодаря способности производить меньшее количество пара, чем максимальная мощность. Это позволяет объектам отклоняться от максимальной производительности пара и экономить ресурсы, уменьшая мощность котла, чтобы эффективно соответствовать потребностям объекта в подаче пара.

NOx Ratings

NOx — это общий термин для группы оксидов азота, вызывающих смог и загрязнение воздуха (оксид азота и диоксид азота). Любая форма сжигания может привести к выбросам NOx. Поскольку котлы сжигают топливо для производства тепла, образуются NOx. Выбросы NOx регулируются, поскольку они могут нанести вред здоровью человека и окружающей среде.

Котлы Miura производят меньше NOx за счет снижения температуры пламени. По мере повышения температуры увеличивается и образование NOx.

Самые эффективные котлы

Традиционным жаротрубным котлам может потребоваться много времени, чтобы нагреться и начать вырабатывать пар, при этом потребляя большое количество топлива. В отличие от жаротрубных котлов, водотрубные котлы более эффективны, потому что меньшее содержание воды означает, что меньше энергии расходуется на нагрев системы в начале работы.

Для большей эффективности рассмотрите модульную котельную систему. Вместо одного массивного котла модульные системы котлов представляют собой группу небольших котлов, которые работают вместе, чтобы точно удовлетворить ваши потребности в паре.

По сути, каждый котел модульной котельной системы работает независимо. Независимые котлы объединяются в единую систему, при этом один главный контроллер включает или выключает их по мере необходимости. Все модули могут работать одновременно, или отдельные модули могут быть выключены и быстро перезапущены по мере необходимости. Это означает, что вы производите пар только тогда, когда вам это нужно.

Компания Miura America специализируется на модульных водотрубных котлах. Использование котловой системы Miura имеет несколько преимуществ:

• Каждый модуль запускается менее чем за пять минут, что делает систему более гибкой и теплоэффективной.
• Меньшие модульные котельные установки занимают меньше места.
• Вы можете чередовать использование отдельных единиц, чтобы уменьшить износ.
• Операторы могут отключать отдельные котлы, когда они не нужны для экономии топлива.
• Если один блок перестает работать, остальные продолжают функционировать. Вероятность простоя меньше.
• Система полностью масштабируема. При необходимости вы можете добавить дополнительные единицы.

Безопасность котлов

На заре паровой энергетики котлы были нестабильны и не всегда были надежно сконструированы. Взрывы котлов были обычным явлением, что приводило к травмам и даже смерти.

Сегодня при проектировании котлов соблюдаются строгие правила техники безопасности, регулирующие как производство, так и использование котлов. Давайте рассмотрим краткую историю безопасности котлов и определим самый безопасный вариант котла, доступный в настоящее время.

Безопасность котлов на протяжении десятилетий

Большинство ранних взрывов котлов были вызваны поломкой частей корпуса под давлением либо из-за коррозии, либо из-за плохого качества сборки.

Поворотный момент в регулировании котлов наступил после катастрофы на обувной фабрике Гровера в 1905 году. Взорвался котел, расположенный на обувной фабрике РБ Гровер в Броктоне, штат Массачусетс, что привело к многочисленным травмам и гибели людей.

В десятилетия, предшествовавшие катастрофе, не существовало надежных инструкций по эксплуатации котлов, а проверки промышленной безопасности проводились редко. В результате произошли тысячи взрывов котлов.

После успешной кампании Американского общества инженеров-механиков (ASME) по убеждению промышленников в необходимости регулирования в 1907 году в Массачусетсе был принят закон, регулирующий использование котлов. Эти законы штата в конечном итоге легли в основу национального кодекса безопасности.

Первый Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением был опубликован в 1915 году. На сегодняшний день ASME выпустил 28 книг, охватывающих широкий спектр эксплуатационных вопросов, объем которых составляет десятки тысяч страниц.

Самые безопасные современные котлы практически исключают возможность катастрофического отказа, создавая гораздо более безопасные условия труда.

Итак, какой самый безопасный котел на рынке?

Современные котлы имеют прочную конструкцию с дополнительными функциями для предотвращения коррозии и повреждений, которые могут вызвать проблемы с безопасностью. Эффективный мониторинг и надежные меры безопасности необходимы для обеспечения постоянной безопасности, особенно в коммерческих и промышленных приложениях.

С точки зрения конструкции котла самым безопасным типом котла является водотрубный котел, поскольку он рассчитан на работу с меньшим объемом воды, чем жаротрубный котел. Кроме того, в случае отказа водотрубного котла этот отказ будет локализоваться внутри труб, а не вырываться наружу, как отказ жаротрубного котла.

Котлы также должны быть сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму вероятность теплового удара или даже исключить его. Термический удар возникает, когда холодная вода поступает в котел и вступает в реакцию с очень горячей водой, уже находящейся в котле. Последующее быстрое сжатие и расширение компонентов может привести к катастрофическому отказу. Можно принять некоторые меры для снижения вероятности теплового удара (например, сократить количество ежедневных рабочих циклов). Тем не менее, в идеале котел должен быть спроектирован таким образом, чтобы предотвратить возникновение теплового удара при любых условиях.

Техническое обслуживание и мониторинг котлов

Эффективный мониторинг и техническое обслуживание котлов до возникновения каких-либо проблем поможет обеспечить безопасность и производительность вашего объекта.

Химическая обработка воды

Химическая обработка воды используется для уменьшения растворенного кислорода в воде или для обработки металлических поверхностей для предотвращения деградации. Использование этих обработок позволяет объектам контролировать pH, предотвращать образование накипи, уменьшать коррозионно-активные ионы и обеспечивать надежную работу котла.

Умягчители воды

Умягчители воды удаляют твердые металлы (особенно кальций и магний) из воды, используемой в бойлере. Жесткая вода может вызвать образование накипи и со временем повредить компоненты котла.

Контроллеры и системы мониторинга

Современные контроллеры котлов включают сложные средства диагностики, помогающие пользователям выявлять потенциальные проблемы до того, как они станут серьезными проблемами.