Принцип работы котельной с водогрейными котлами: схема  тепловой котельной для частного дома, общие особенности, советы по эксплуатации

В век стремительного развития технологий жизнь человека становится все более комфортной, поэтому максимальное удобство во всем уже стало нормой, а не исключением. Например, сейчас невозможно себе представить частный дом, в котором отсутствуют инженерные коммуникации. Не последнюю роль в создании комфорта играет отопление и горячее водоснабжение. Главной частью первой системы становятся водогрейные котлы, благодаря которым тепло разносится по помещениям, некоторые модели позволяют организовать ГВС. Самыми экономичными, простыми в эксплуатации, эффективными и недорогими остаются газовые агрегаты. Если оборудование имеет мощность свыше 60 кВт, то ему требуется отдельное помещение. Чтобы понять, как устроена такая сложная система, надо узнать принцип работы газовой котельной, особенности элементов, входящих в нее, а также требования техники безопасности для потенциально опасного оборудования.

Принципиальная схема для котельной закрытого типа

Из-за нагрузок на горячее водоснабжение для больших помещений применяют устройства с суммарным расходом теплоты до 50 м² на 1 Гкал/ч. Такая установка называется котельной с закрытым типом.

Она состоит из 11 элементов:

• Водогрейного котла.
• Рециркуляционного насоса.
• Сетевого поршня.
• Одноименной линии.
• Насоса сырой жидкости.
• Конденсатного.
• Такого же бака.
• Подогревателя сырой воды.
• Деаэратора.
• Химически очищенного водоснабжения.
• Охладителя выпара.

Описание рабочего процесса

Для контроля расхода природного газа необходимо определить величину утечки сетевой воды.

Это количество равно 2% от всей жидкости, попадающей на линию.

Закрытая тепловая система работает по следующему принципу. Нагревается вода внутри устройства. С помощью насосов она перемещается по трубам и попадает в батарею. Там ее температура падает. После чего жидкость возвращается по обратной линии в отопительный котел. Тут температура воды снова поднимается, и начинается новый круг движения.

В доме или квартире размещается водогрейный котел, а слева от него деаэратор. Под ними находятся насосы и теплообменник. Вода поступает по сетевой линии от бака к батареям. Для этого применяются насос и магистральный трубопровод. Такая линия движения жидкости направляет горячую воду от котла до радиатора.

Тепловая схема для открытой системы

Подобная котельная работает без насосов. Вода перемещается благодаря законам термодинамики. Так как теплоноситель с высокой и низкой температурой имеет разную плотность, а трубы располагаются под уклоном, возможно движение жидкости между емкостью и батареей.

Энергия в системе остается неизменной. Происходит обмен теплотой между водой и окружающей средой. То есть температура передается с одного конца системы в другую.

Открытый контур обладает главным преимуществом — не нужно тратить деньги на дополнительное оборудование в виде насосов.

Как это работает

В системе используется расширенный бак, куда поступает лишняя жидкость. Специальный резервуар удерживает ее, нагревая или охлаждая, в зависимости от температуры водоснабжения. Процесс происходит автоматически. Резервуар располагается сверху над другими компонентами.

Можно выделить 2 этапа работы:

• Подача воды, когда тепло отправляется от котла к батарее.
• Обратный приток жидкости. В этом случае лишнее количество водоснабжения с высокой температурой поступает в емкость, где оно остывает, а потом движется к котлу.

Выделяют одно- и двухтрубные устройства. Если в котельной 1 магистраль, значит, по ней вода движется в оба направления. В двухтрубных процесс проходит независимо между обратной и прямой подачей теплоносителя.

За счет разной плотности горячая вода движется к батарее под давлением.

Лучше всего установить однотрубную систему. Это проще и дешевле.

Она состоит из:

• отопительной емкости;
• батарей;
• расширительного бака;
• труб.

В некоторых системах не используется батарея. Применяют трубы диаметром 10 см. В этом случае можно потерять в температуре теплоносителя. Эффективность всей системы резко падает. Ее работа следующая. Используется две трубы — прямая и обратная. По первой теплоноситель движется к батареям, нагревая их, по второй, уже холодный — к котлу, чтобы снова нагреться.

Двухтрубные устройства кажутся сложнее, но расходы за отопление потом будут ниже. Поэтому когда нужно осуществить выбор системы теплоснабжения, следует уделить время обзору всех имеющихся устройств. С одной стороны, открытые котельные проще и дешевле, но более затратные при оплате за отопление. С другой — закрытого типа устройство выглядит сложнее, но дешевле услуги.

Принцип работы котельной

• Принцип работы котельной
• Устройство котельной и принцип работы
• Автоматика и дистанционное управление
• Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Котельной называют отдельное помещение, которое выделяется для установки нагревательного оборудования.

В зависимости от места расположения помещения выделяют следующие виды котельных:

• При сооружении отдельной постройки для установки газового оборудования говорят об отдельно стоящей котельной. Отопительные магистрали, которые идут от этой постройки к дому, хорошо утепляются, чтобы не было теплопотерь. Преимущество таких вариантов в надежной защите от шума, который издает работающее оборудование, а также безопасности для людей в случае плохого удаления угарного газа.
• Пристроенная разновидность примыкает к жилому дому. Этот вариант более выгодный тем, что не нужно тянуть коммуникации от отдельной постройки в дом и хорошо их утеплять. Более того, вход в это помещение можно организовать непосредственно из дома, чтобы зимой вам не приходилось ходить по улице для регулировки работы котла и проверки исправности системы.
• Встроенный тип таких помещений располагается внутри дома. В этом случае намного проще прокладывать отопительный контур и другие необходимые коммуникации.

Особенности

Водогрейная котельная представляет собой самостоятельную систему, которая подаёт горячую воду и отопление. Она прекрасно работает в любых погодных условиях, имеет минимальные теплопотери и высокий КПД. Ее главной задачей является подогрев теплоносителя, который в дальнейшем обеспечивает потребителя тепловой энергией. Благодаря такой системе у пользователя имеется постоянный доступ к горячей воде, а также тепло в помещении.

Такие котельные устанавливают по специальному проектированию недалеко от потребителя, благодаря этому сокращаются расходы на ведение теплоносителя. Специальные установки и автоматизация рабочих процессов способствуют достижению КПД около 93%. Котельная проста в монтаже, так как блоки и модули собираются в одну конструкцию, состоящую из устройств и узлов.

Настроить работу автоматической котельной можно в определенном режиме, при этом не нужно присутствие персонала.

Во время работы нет выработки вредных веществ, несущих вред экологии. Благодаря снижению стоимости электроносителей уменьшаются тепловые потери. Пользователи отмечают, что окупить стоимость котельной установки можно за 3 года. Независимо от типа потребляемого топлива, у котельных своя схема работы. Особенность ее состоит в том, что теплоноситель греется около 115 градусов, затем отдает тепло в систему отопления. Далее жидкость переходит в парообразное состояние при температуре 100 градусов.

В то же время она не закипает, потому что в котле всегда держится повышенное давление. Чем оно выше, тем больше исключается риск закипания, а значит, и появление накипи. Определённый тип топлива сгорает в топке, через ее поверхность тепло передаётся воде, движущейся по системе отопления.

Каждый вид конструкции котла разработан так, чтобы сжигание топлива происходило с максимально эффективной теплопередачей.

Основные требования к котельной

Принцип работы газовой котельной не самое главное, что предстоит узнать тем хозяевам, которые планируют заняться подводом газа и обустройством установки, работающей на нем. Как правило, им приходится сталкиваться с различными препятствиями, которые «чинят» представители газовых служб. Самый большой недостаток заключается в том, что не существует конкретного документа, в котором были бы собраны все нормы и требования к оборудованию, устанавливаемому в котельных частных домов.

По этой причине правила газовщики в разных регионах трактуют немного по-разному, однако одно остается неизменным. Это повышенное внимание к соблюдению техники безопасности при работе с газовыми приборами. Следование им позволит минимизировать потери в случае утечки или взрыва газа. Базовые требования отличаются в зависимости от расположения газовой котельной. Поэтому каждый вариант нужно рассмотреть отдельно.

Котельная, расположенная в доме

Котельной может считаться любое место, где размещается котел. Данный агрегат разрешено монтировать в кухне, а также в других помещениях: в подвалах, на цокольных этажах. Высота комнаты, где будет работать любое газовое оборудование (плита, котел), должна быть не менее 2,5 метров.

Нормы объема помещения для газового котла зависят от мощности агрегата.

• Для устройств, вырабатывающих до 30 кВт тепла, достаточно небольшого объема помещения — 7,6 м

  3

  .

• Мощность, находящаяся в пределах 30-60 кВт, потребует большей комнаты: ее минимальный объем обязан составлять 13,5 м

  3

  .

• На каждый киловатт мощности более производительного прибора (> 60 кВт) объем рассчитывается отдельно. Показатели его находятся в пределах 15 м

  3

  (плюс 0,2 м

  3

  ). Такой объем позволяет устанавливать котлы любой мощности, но, естественно, рамки быть должны. Их требует техника пожарной безопасности.

Помещение обязано иметь качественную вентиляцию, оптимальна комбинация естественной и принудительной разновидности. В кухне должно быть достаточно большое окно, а также форточка, открывающаяся наружу. Альтернатива — стеклопакеты, имеющие смещающиеся или поворотные элементы. Есть отдельное требование к площади остекления. Нормой читается 0,03 м

2

на 1 кубометр объема. Например, для комнаты с объемом 16 м

3

необходимая площадь окна составляет 0,48 м

2

. Размеры окна в таком случае будут такими: ширина — 0,5 м, высота — метр. Площадь всех рам в этом случае в расчет не принимается.

Монтаж механизированной вытяжки, прибора над газовой плитой, обеспечение дополнительной вентиляции комнаты (щель под дверью либо отверстия в нижней части полотна) настоятельно рекомендуется. Такие же требования (за исключением вытяжки для плиты) предъявляют другим помещениям в доме, где планируют организовывать отдельную котельную.

Оборудование в пристройке

Если в здании наблюдается дефицит свободного пространства, то первым возможным решением становится размещение приборов в пристройке. При такой ситуации потребуется согласование операции в отделе архитектуры, создание проекта, строительство и внесение изменений в технический паспорт.

Если препон на пути к цели не возникло, то в этом случае требования к помещению схожи с теми, что рекомендуют соблюдать для комнат дома. Это касается размеров, важных для газового оборудования, и других моментов. К ним относится:

• Минимальная высота помещения — 2,5 м, расстояние от окон или дверей — метр.
• Корректно сделанная вытяжная вентиляция, двери, имеющие вентиляционные отверстия.
• Обязательный элемент — достаточно широкое окно с форточкой, открывающейся наружу.
• Качественный дымоход, соблюдение требований пожарной безопасности: использования негорючих отделочных материал.

Котельная, располагающаяся внутри здания или в пристройке, должна иметь выход на улицу. Дверь обязана открываться наружу, иметь внизу вентиляционные отверстия. Дополнительное требование — наличие автоматических приборов, контролирующих степень загазованности помещения.

Газовая котельная в подсобном помещении

Как правило, отдельное помещение под котельную для большинства семей становится непозволительной роскошью, поэтому нередко это служебное помещение совмещают с другими комнатами «спецназначения»: например, газовое оборудование устанавливают в санузле, переоборудуют для этой цели кладовку и т. д. Однако в любом случае надо гарантировать, что все условия будут соблюдены, иначе «добро» от газовых служб получить не удастся.

Правила для отдельного помещения в частном доме

Сам принцип работы газовой котельной выдвигает повышенные требования к комнате и оборудованию, находящемуся в ней. Главная задача данного помещения — обеспечение безопасности жильцов. Чтобы гарантировать это условие, советуют придерживаться нескольких правил.

• Для частного дома вряд ли потребуется более двух нагревательных приборов, но это максимальное количество, разрешенное устанавливать хозяевам.
• Негорючие материалы для стен и дверей котельной — асбестовые либо стальные листы, штукатурка с последующей покраской или побелкой.
• Для пола рекомендуют делать бетонную стяжку. Лучшим финишным покрытием считаются нескользкие виды кафеля, керамогранит.
• Нагревательное оборудование не монтируют непосредственно у стены помещения: к нему должен быть свободный доступ.

Газовая котельная — «место жительства» потенциально опасного оборудования, поэтому хранение в этом помещении любых легковоспламеняющихся материалов категорически запрещено.

Эксплуатация и техника безопасности

Поскольку система, работающая с газом, не является безопасной, то при любых отклонениях от нормы, надо отключить оборудование и обратиться в компанию, занимающуюся его ремонтом и обслуживанием. Подачу топлива необходимо немедленно прекратить в нескольких случаях. К ним относится:

• появление запаха газа;
• перегрев теплоносителя;
• отключение электроэнергии;
• срабатывание тревожной сигнализации;
• нарушение целостности участка трубопровода;
• пламя, погасшее без отключения и каких-либо других причин;
• некачественная работа вентиляции, недостаточная тяга в дымоходе;
• изменение показаний датчиков, которые явно свидетельствуют о неполадках в системе;
• обнаружение некорректной работы системы или приборов контроля, одного или нескольких.

Чтобы предотвратить внештатные ситуации, рекомендуют ежедневно проверять электрический кабель и его изоляцию. Любой дефект требует его скорейшей замены. Наличие в газовой котельной водопровода или емкостей с водой — обязательное условие. К дополнительным мерам предосторожности относится:

• приобретение огнетушителей;
• монтаж пожарной сигнализации;
• запас песка, другого безопасного сыпучего материала.

Для больших котельных необходимо подготовить схемы эвакуации, однако к «газовым помещениям», обслуживающим частные дома, это требование, как правило, не относится.

Помещение для этого вида нагревательного оборудования, в первую очередь, призвано обеспечить безопасность людей, поэтому говорить про принцип работы газовой котельной не совсем правильно. Действует в ней именно оборудование, а комната лишь создает оптимальные условия для приборов. И для человека, защищенного ее стенами от далеко не самого безопасного вида топлива.

В завершение темы — популярное видео, короткое, емкое и, судя по отзывам, честное:

Автоматика и дистанционное управление

Автоматизация котельной частного дома позволяет настраивать ее под параметры сети, осуществлять дистанционное управление работой системы, а также обеспечить необходимый уровень безопасности.

Дистанционное управление работой котельной дает следующие преимущества:

• Можно поддерживать обычный режим работы либо настраивать температуру обогрева в каждой комнате отдельно.
• Если в холодное время года вам нужно надолго уехать из дома, то благодаря удаленному управлению можно защитить систему от замерзания.
• Можно дистанционно заблаговременно включать отопление в доме перед вашим приездом на праздники или выходные.
• Вы всегда будете осведомлены о работе автономной отопительной системы вашего дома, при необходимости можете провести диагностику и отрегулировать ее.
• Чтобы снизить расход топлива, в каждый временной промежуток можно поддерживать в доме определенную температуру. Например, если днем в доме никого нет, то котел можно включить на минимальную мощность, а перед возвращением снова хорошо прогреть дом.

Самым перспективным считается погодозависимое управление отоплением. В этом случае устанавливается умный котел отопления, который помимо датчиков измерения комнатной температуры имеет внешний измеритель для оценки температуры воздуха за окном. Если на улице холодает, то котел сильнее нагревает теплоноситель, при потеплении степень нагрева уменьшается.

Из каких элементов состоит?

Любая отопительная котельная соединяется с потребителем при помощи теплотрассы. Однако главным ее элементом является котел или топочное устройство. Для полноценной работы также необходимы дополнительные устройства, такие как механизм подачи и сжигания топлива, различные теплообменные агрегаты, калориферы, специальные устройства для химической подготовки и очистки воды, также сетевые и циркуляционные насосы для жидкости, вентиляторы, газовый тракт и дымовая труба, система воздухообмена и автоматическая регулировка безопасного сжигания топлива, теплообменники и пульт управления.

Для того чтобы работа была наиболее экономичной, в котельных встроены специальные дополнительные устройства: водяной экономайзер и воздухообогреватель, благодаря которым подогревается не только вода, но и воздух.

Есть устройство для удаления золы и подачи топлива, утилизатор дымовых газов и питательной воды. Также предусмотрены приборы контроля тепла и света с автоматизацией, которые следят за бесперебойной работой каждого узла котельной.

Для того чтобы контролировалась компенсация теплового расширения теплоносителя из системы теплоснабжения, монтируются специальные мембранные и расширительные баки. В мощных котельных эти баки оснащены системой автоматической подпитки. Для обеспечения оптимального режима работы котла установлено несколько укрепленных дымоходов. Они изготовлены из нержавеющей или углеродистой стали. Их высота определяется исходя из расчета зоны рассеивания вредных выбросов. Также в котельных есть охранно-пожарная система и газовые датчики.

Какими бывают?

Все водогрейные котельные отличаются по виду используемого топлива. Они бывают газовыми, твердотопливными и жидкотопливными. Для определенного типа котел будет иметь свои конструктивные особенности. У него будет особенная горелка, которая может быть атмосферной или сменной-надувной. Атмосферная предназначена для определенного топлива, а благодаря сменно-надувной можно менять один вид топлива на другой.

Твердотопливные мини-котельные топятся дровами, углем, стружкой и торфом. Неотъемлемой частью такого типа установки является конструктивный узел. Это резервуар для нагревания воды. Котел на твёрдом топливе имеет очень вместительную топку или камеру сгорания с колосниковой сеткой, под которой есть контейнер для сбора золы, а вверху дымоход.

Принцип работы таких котельных состоит в сжигании топлива, которое передаёт свое тепло чугунному теплообменнику. А тот передаёт жар воздуху, находящемуся внутри.

Далее воздух проходит по внутренним плоскостям и идёт в радиатор, находящийся внутри бака с холодной водой. Во время движения по теплообменнику воздух передаёт своё тепло воде, при этом её нагревает. Такие котельные должны работать в присутствии специального персонала, который следит за закладкой топлива и температурой внутри бака. Твердотопливные установки считаются менее экономичными, т. к. идет большой расход топлива. Их плюсом является небольшой вес, а к эксплуатации нет особых требований.

Котельные, работающие на газе, просты в эксплуатации, отличаются большой мощностью. Они оснащены одноконтурными и двухконтурными котлами, рассчитаны на одновременное обеспечение горячей водой и обогрев помещения. Они могут быть встроенными и отдельно стоящими, крышными или на платформе. По транспортировке бывают нетранспортабельными или блочно-модульными.

Принцип работы газовых котельных состоит в том, что газ в автоматическом режиме движется по магистрали в камеру сгорания, в которой все функции контролируются разными системами и датчиками. В такой цепочке автоматика руководит практически всем, от силы пламени до утилизации продуктов сгорания. Появившийся при сгорании жар нагревает теплообменник, а нагретая вода передвигается в распределительный контур и потом к потребителю.

Котельные, функционирующие на жидком топливе, работают по основному принципу. Они легки в пользовании, быстро вводятся в эксплуатацию. Работают на дизеле, обеспечивающим большое количество КПД, до 90%. Кроме этого всегда можно сменить вид топлива на газ, для этого необходимо просто сменить горелку. Такие котельные имеют доступную цену и низкое энергопотребление, для работы требуют минимального оформления документации. Единственным недостатком является требование к качеству топлива, т. к. при его несоблюдении оборудование может выйти из строя.

Также необходима мощная вентиляционная система, которая удаляет неприятный запах солярки.

Правила эксплуатации

После установки котла производится первый его запуск, который отличается достаточно сложным процессом. Он четко сопряжен с серьезными правилами и серьезными инструкциями.

Перед растопкой котельной, если она находится на дизельном или твёрдом топливе, необходимо осмотреть ее на наличие поломки и рабочей готовности.

• Нужно обследовать пароперегреватель, воздушный подогреватель, оббивку коллектора и подвод воды, а также все составляющие в водонагревательной системе.
• Все сторонние предметы, мусор из топки и газоходов должны быть утилизированы.
• Также нужно осмотреть, нет ли заглушек на газопроводе, паровой, водяной или дренажных линиях.
• После ревизии дополнительного оборудования его необходимо запустить в холостую работу, во время этого не должно быть звуков вибрации или стука. Если возникнут поломки во время ревизии, их необходимо устранить до запуска котла.
• Перед первым розжигом нужно открыть запорные и индивидуальные шиберы, а направляющие механизмы вентилятора закрыть вместе с дымососом.

Во время работы на автоматических водогрейных котельных обязательно должен присутствовать специалист, контролирующий расход топлива, состояние давления и градусы в котле. Для нормальной работы обязательным является химводоподготовка, а также контроль соответствующего питания системы водой. Подача воды в котел происходит ручным или автоматизированным методом. Контроль за питанием ведется оператором по данным приборов, указывающим на степень воды в барабане.

Для учета в котельной предусмотрен специальной журнал, который контролирует водоподготовку, показатели результатов анализа воды, исполнение сроков продувки котлов и работ по ремонту оборудования. У котлов с производительностью меньше 0,7 т/ч должна быть регулярная чистка, если толщина накипи составляет 5 мм.

Работу водонагревающей системы контролируют лица возрастом более 18 лет, которые прошли медицинский осмотр, имеют специальное образование и соответственное этому подтверждение.

Нельзя оставлять водогрейные котельные без присмотра до полного окончания горения в топке, удаления из неё отходов топлива и снижения давления до нуля. Нельзя допускать к оборудованию котельных посторонних людей, если только они не получили разрешение администрации. Помещение, котлы и всё вспомогательное обустройство должны всегда быть в рабочем состоянии и максимальной чистоте. Нельзя держать в здании сторонние и загромождающие предметы. Дверные проемы должны быть свободными, а двери легко открываться.

Перед запуском системы газоходы должны быть проветрены, освещены, защищены от вероятного попадания газовой пыли. Состояние топки и газоходов подтверждается результатом анализа. Если появляются признаки загазованности, в котельной нельзя пользоваться огнем. Обтяжка болтов и зажимов во время работы котла должна проводиться с максимальной предосторожностью, только специальным инструментом, без использования удлиняющих рычагов, при ответственном лице.

О том, как сделать котельную, чтобы ее приняла газовая служба, смотрите в следующем видео.

Схема тепловой котельной для частного дома

При проектировании рекомендуется брать в качестве основы закрытый и открытый виды тепловых сетей. Второй из них считается бюджетным вариантом на начальных стадиях, но не в процессе работы — это следует учитывать. Однако для нашего случая больше подходит второй из названных типов. Это объясняется практически точным отсутствием утечки из-за герметичности устройства. В схеме используется принудительный метод циркуляции теплоносителя с помощью предназначенного для этого насоса. К тому же соответственно, конструкция состоит из котла. Он обеспечивает теплом не только систему отопления, но и контур для нагревания воды. Для его расположения необходимо разобраться с выбором участка.

Есть два варианта: напольный и настенный. Последний чаще всего устанавливаются на кухне, а также в коридоре, потому что много места они не занимают, хотя и включают в себя множество составляющих. Главным недостатком выступает слабая мощность, но для небольшого объёма его будет достаточно. Итак, чтобы собрать самостоятельно котельную, можно руководствоваться ниже перечисленными шагами:

• Для начала нужно проложить дымоход, канализацию, электропроводку и магистраль системы.
• Далее, провести отделку негорючими материалами, соответственно, учитывая все требования СНиП.
• Установить и провести в выбранном вами месте котёл, бойлер и не забыть про расширительный бак.

Общие особенности

ВНИМАНИЕ! Чтобы работоспособность протекала без проблем, желательно учитывать следующие аспекты:

• В помещение, где находится агрегат необходимо присутствие окна или двери, которые открывались бы наружу.
• Несмотря на значение площади, позволительно сооружать пространство котлами в количестве более 2 единиц.
• Обязательно соответствие требованиям по пожарной безопасности. Это касается и применения различных материалов. Например, при отделке нужно использовать штукатурку или плитку — они будут являться негорючими элементами.
• Кроме этого, схожесть вентиляции, дымохода и оборудования непременно должна быть. Потому что очень важно, чтобы перемещение воздушных масс было не менее трёх раз в день.

Советы по эксплуатации

В процессе использования устройства необходимо правильно как монтировать, так и взаимодействовать с ним, соблюдая особенные меры. В иной ситуации возникает большой риск возникновения серьёзных проблем, а именно пожара или даже взрыва. Названные ниже моменты как раз и нужны для обеспечения безопасности при эксплуатации.

• Как уже говорилось в статье, обязательно наличие форточки — естественной вентиляционный обдув внутри помещения.
• Для обслуживания специальной службы следует учитывать расстояние, на котором должен находиться котёл и мебель (больше 0, 7 метра в ширину).

Если вы применяете для работы напольное устройство, то следует прикрепить к нему подложку из крепкого и тоже негорючего материала.