ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДОМА И УЧАСТКА

Газовые теплогенераторы

Газовые теплогенераторы наиболее распростра­ненный тип отопительных устройств. И это не только потому, что сжигание газа не связано с трудоемкими процессами транспортировки, складирования и за­грузки топлива. Природный газ - самый дешевый вид топлива с минимальным уровнем загрязнения окружа­ющей среды продуктами сгорания. Номенклатура ко­тельного оборудования, работающего на газу, на со­временном рынке настолько обширна, что не поддает­ся описанию в объеме одного раздела книги. Котель­ное оборудование, работающее на природном газе, по­ставляют на рынок как в отечественном, так и в зару­бежном исполнении.

Традиционно в нашей стране для отопления индиви­дуальных домов применяли теплогенераторы типа АГВ, которые в зависимости от площади отапливаемых по­мещений имеют различный объем резервуара (АГВ-80,

АГВ - 120 и т. п.). Конструктивно эти аппараты очень просты и состоят из вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой грелки с запальником и автоматики, обеспечивающей безопасное сжигание газа.

Достоинством теплогенератора такого типа являет­ся возможность совмещения его функций в качестве как отопительного, так и водогрейного котла. То есть он может обеспечить не только отопление помещений, но и горячее водоснабжение. Принципиальная схема отопления и горячего водоснабжения с помощью водо­нагревателя АГВ-120 показана на рис. 57. При данной схеме для пользования горячим водоснабжением кра­ны на подающем и обратном трубопроводах отопления должны быть закрыты, а на подпиточном - открыты.

Чугунные котлы серии КЧМ тоже используют для сжигания газообразного топлива. Для этого на котлах устанавливают специально разработанные горелки низкого давления. Номинальное давление перед го­релками, работающими на природном газе, должно быть 1300 Па, а на сжиженном - 3000 Па. Горелки ус­танавливают на уровне колосниковой решетки (кото­рую при работе на газе снимают), а вместо топочной дверки устанавливают фронтальную плиту. К этой пли­те крепят подводящий газопровод, горелку и приборы автоматики.

Для безопасной эксплуатации котлы в обязательном порядке должны быть снабжены двухпозиционной ав­томатикой регулирования температуры воды и автома­тикой безопасности. Изменения температуры воды обеспечивает терморегулятор, установленный на выхо­де горячей воды из котла. Терморегулятор воздейству­ет на соленоидный клапан (рис. 58), через который по­ступает газ на основную горелку. Работа терморегуля­тора основана на использовании различных коэффици­ентов линейного расширения металлов, из которых из­готовлен чувствительный элемент. Наружная латунная

Трубка имеет коэффициент линейного расширения больший, чем внутренний инварный стержень. Поэтому при нагреве воды выше установленной температуры терморегулятор срабатывает и размыкает цепь соле­ноидного клапана. В результате соленоидный клапан закрывается и прекращает доступ газа к горелкам.

Рис. 58. Соленоидный клапан: 1 - колпак; 2 - клеммы; 3 - гайка; 4 - диск; 5 - чехол; 6 - стакан; 7 - соленоидная катушка; 8 - сердечник; 9 - конус; 10- клапан; 11 - винт; 12 - колпачок

К запальнику газ продолжает поступать через электро­магнитный клапан. При снижении температуры воды длина латунной трубки уменьшается, пружина возвра­щает рычаги на прежнее место и электрический контакт замыкается. В цепи возникает электрический ток, под действием которого соленоидный клапан открыва­ет доступ газа к горелке.

Автоматика безопасности состоит из термопары, за­пальной горелки и электромагнитного клапана. Термо­пара из хромель-никеля является источником получе­ния электродвижущей силы (ЭДС) в системе. Спай тер­мопары нагревается факелом запальника, и в цепи и в обмотке электромагнитного клапана возникает ЭДС. Дисковый якорь клапана соединен со штоком, к нижнему концу которого прикреплен тарельчатый кла­пан. В нерабочем положении тарельчатый клапан при­жат пружиной к верхнему седлу и перекрывает доступ газа к основной и запальной горелкам. При пуске элек­тромагнитного клапана (во время зажигания котла) на­жимают на кнопку, которая через шток связана с та­рельчатым клапаном. При этом открывается доступ га­за к запальной горелке через специальное отверстие в корпусе клапана. Когда термопара нагреется и в об­мотке электромагнита возникнет ЭДС, якорь прижима­ется к нему и клапан открывает доступ газа к основным горелкам. При остывании термопары в цепи ЭДС отсут­ствуеті клапан под действием пружины закрывается и прекращает подачу газа. Автоматическое отключение газа при угасании запальной горелки происходит не бо­лее чем через 25 секунд.

Современный рынок насыщен большой номенклату­рой котельного оборудования, при выборе которого нужно быть крайне осторожным. Дело в том, что боль­шинство теплогенераторов зарубежного производства рассчитаны на несколько иные параметры в газовой се­ти. Поэтому они хотя и работают в таких условиях, но их теплотехнические и эксплуатационные характеристи­ки, предусмотренные изготовителем, не могут быть со­блюдены. Отсюда часто возникают претензии потреби­телей к довольно качественному оборудованию. Поэто­му прежде чем остановить свой выбор на продукции той или иной фирмы, следует внимательно ознакомить­ся с инструкцией изготовителя и изучить условия, в ко­торых будет работать котел.

Современная промышленность выпускает наполь­ные и настенные газовые котлы в одно - и двухконтур - ном исполнении.

Двухконтурные котлы позволяют не только отапли­вать дом, но и получать горячую воду для бытовых нужд без применения дополнительных бойлеров, колонок и других приборов горячего водоснабжения. Для этого в котлы встраивают специальные теплообменники, ко­торые изготавливают из нержавеющей стали или из меди. Принципиальная схема двухконтурного настен­ного котла показана на рис. 59.

В последние годы наметилась тенденция роста спроса на настенные котлы и, как немедленная реакция рынка, выросло предложение. Доля этих устройств в общем объеме выпуска котлов достигает 70%. На российский рынок их поставляет более двух десят­ков зарубежных производителей. Приборы сравнитель­но маломощны и предназначены в основном для не­больших коттеджей. Благодаря компактности (почти как газовая колонка) и современному дизайну настен­ного газового котла, установить его можно даже в по­мещениях с высокими требованиями к интерьеру. Глав­ное, чтобы имелся дымоход и газопровод. С появлени­ем в исполнении "турбо" надобность в общедомовом дымоходе отпадает.

Что же касается напольных котлов, то некоторое сни­жение спроса, особенно в диапазоне 30 - 40 кВт, обус­ловлено их высокой стоимостью по сравнению с на­стенными. Однако для больших коттеджей (свыше 250 - 300 м2) необходимы именно напольные модели.

І!

Теплообменники в таких котлах изготавливают из стали или чугуна. Принято считать, что чугун самый долговеч­ный материал для теплообменника, хотя специалисты утверждают, что каждый из этих материалов имеет свои плюсы и минусы. По надежности нет существенной раз­ницы между напольным и настенным оборудованием. Поэтому выбор в пользу надежности обычно сводится к выбору производителя.

Отопительное оборудование многих европейских производителей заслуживает самой высокой оценки. Среди таких производителей в первую очередь следует отметить немецкие фирмы Vaillant, Viessmann и Buderus. Все они выпускают отопительную технику самой высокой степени надежности, которая прекрас­но зарекомендовала себя среди российских потреби­телей. Примером таких производителей может стать и немецкая фирма De Dietrich, которая выпускает котлы с 1840 года. Фирма производит котлы, работающие на газе или жидком топливе, мощностью 16 - 1450 кВт и бойлеры объемом 150 - 1000 литров. Котлы изготав­ливают из эвтектического чугуна, который на 30% элас­тичней любого другого и отличается высокой коррози­онной стойкостью и долговечностью. Котлы De Dietrich могут работать на низких модулированных температу­рах. А это значит, что в зависимости от внешних клима­тических условий, без какого то ни было риска для сро­ка службы котла можно понизить температуру в подаю­щей линии до 40°С. При этом отсутствуют всякие огра­ничения на температуру обратной линии. Возможности котлов проявляются наилучшим образом, если они обо­рудованы панелью управления Diematic-m Delta, в кото­рой интегрирована электронная система регулирова­ния.

Номенклатура котельного оборудования, представ­ленного на российском рынке, постоянно прирастает новыми образцами. Поэтому все попытки их описать неизбежно станут бесперспективными, так как выяс­нить, что уже появилось новое оборудование, характе­ристики которого имеют значительные качественные сдвиги. Примером может служить отопительный котел "ПУЛЬСАР", появление которого специалисты сравни­вают с рождением новой звезды. По существу котлы "ПУЛЬСАР" совершили революцию в области котельно­го оборудования. Принципиальная схема котла "ПУЛЬ­САР" показана на рис. 60. Технология "ПУЛЬСАРА" ос­нована на принципе работы двигателя внутреннего сго­рания. При помощи вентилятора смесь из газа и возду­ха поступает в камеру сгорания, после чего происходит искровой разряд, вызванный свечой. Достижение не­обходимого высокого давления приводит к закрытию впускного клапана, что способствует стремительной прокачке газа через трубы теплообменника. Пониже­ние давления в камере сгорания приводит к открытию впускного клапана, чтобы пропустить в камеру новую порцию горючей смеси. На этой фазе включения котла происходит быстрое накаливание специального элект­рического элемента, помещенного в камеру сгорания и предназначенного для замены свечи при поддержа­нии процесса горения. Попеременный сброс и рост давления в камере сгорания автоматически обеспечи­вает нормальную работу котла без помощи вентилято­ра. Таким образом протекает процесс импульсного го­рения.

Особенности конструкции котла "ПУЛЬСАР":

— полностью погруженная камера сгорания;

— 18 расположенных по кругу теплообменных труб;

— 115 рабочих тактов в секунду через каждую трубу теплообменника;

— более 2000 пульсаций горячего газа в секунду в теплообменнике. При этом температура газов на вы­ходе составляет всего 50°С.

Благодаря герметичности системы монтировать ко­тел можно без традиционных дымовых и вытяжных труб, что позволяет установить котел в любом удобном

't г

Рис. 60. Принципиальная схема отопительного котла "ПУЛЬСАР":

I - подача газа; 2 - клапан; 3 - камера подачи газа а камеру; 4 - вентилятор; 5 - забор воздуха; 6 - свеча;

7 - газовый клапан; 8 - камера сгорания; 9 - теплообменник; 10 - подача холодной воды;

II - выход горячей воды; 12 - выпускной коллектор;

13 - выход продуктов сгорания

Для этого месте. Забор воздуха, необходимого для под­держания процесса горения, можно осуществлять как изнутри помещения, так и за его пределами. Дымоот­вод их ПВХ имеет небольшой (4 см) диаметр, а ее дли­на может достигать 15 метров. Возможные системы воздухозабора и дымоотвода отработанных газов пока­заны на рис. 61.

Быстрая окупаемость котла достигается благодаря исключительным техническим характеристикам (рис. 62). При этом автоматически поддерживаемый режим горения не требует дополнительных затрат энергии. Полная загруженность камеры сгорания и теп­лообменника, малый процент выброса вреддных ве­ществ, отсутствие воздушной тяги, абсолютная тепло­изоляция - вот основные преимущества котлов "Пуль-

% А - 1 - стандартные котлы; 2 - котлы высокой 110 » производительности; 3 - котлы "Пульсар";

Cap". Оптимальный тепловой обмен позволяет достичь КПД теплогенератора (в режиме отопления) в 107% при температуре воды 50 - 30°С. В отличие от традицион­ных котлов его производительность прямо пропорцио­нальна рабочей температуре котла. Отсутствие необхо­димости в дорогостоящем дополнительном оборудова­нии делает установку котла простой и надежной, а сто­имость получаемого тепла на 25% меньше, чем у всех существующих агрегатов.

Надежность отопительной системы не в меньшей степени связана с правильностью и качеством ее мон­тажа. Несмотря на то, что продажей и монтажом отопи­тельного оборудования заняты сотни фирм, к выбору партнера следует подходить всесторонне. Покупка ото­пительного оборудования - это только первый шаг в со­здании отопительной системы. Не следует прибегать к услугам "дешевых" монтажников, а лучше обратиться в фирму, которая возьмет на себя все заботы по проек­тированию, поставке и монтажу системы, и выдаст га­рантийные обязательства-. При этом фирма должна иметь лицензию на право производства данного вида работ, а результаты ее деятельности можно предвари­тельно посмотреть в деле.