Конденсационные котлы

a)МЕТОД ТРЕХ ДИАМЕТРОВ

Вобщем случае принимают нижний предел скорости движения жидкости в производных контурах равным 0,9 м/с. Придерживаясь данной величины можно обеспечить поддержание P практически на нулевом уровне, что способствует деаэрации воды и осаждению примесей. Такой метод используется главным образом в случаях установки разделителя непосредственно на производстве (cantiere).

b) МЕТОД ПЕРЕМЕННЫХ (ЧЕРЕДУЮЩИХСЯ) ПАТРУБКОВ

Нижний предел скорости движения жидкости в производных контурах принимается равным 1,2 м/с

Этот метод придерживается соотношений метода трех диаметров при повышенной скорости движения жидкости и описывает состояние с меньшей турбулентностью и меньшим риском двойной циркуляции.

c) МЕТОД МАКСИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Этот метод отличается от остальных тем, что применяется в случаях необходимости выбора уже готовых гидравлических разделителей, например по каталогу.

Речь идет о простом подходе, основанном на предварительном определении значения максимальной производительности, когда жидкость проходит через один и тот же разделитель и выбора из каталога имеющихся на рынке необходимых компонентов для проектирования теплотехнического оборудования. Такой метод определения габаритов разделителя почти полностью вытеснил методы, описанные ранее, так как практически всегда выполненные кустарным способом разделители заменяют на разделители промышленного производства.

Промышленные разделители проходят более тщательную проверку, которая гарантирует их большую надежность в работе по сравнению с самодельными разделителями. Они отличаются от самодельных сепараторов тем, что подвергаются полной антикоррозийной обработке, сварка поверхностей производится автоматическим способом, они снабжены готовой изоляцией и автоматическим дегазатором. В промышленных разделителях используются современные конструкторские разработки, которые воплощены в жизнь передовыми техническими методами производства.

Первый на самом деле развит и протестирован способом более глубоким и произведен в серию гарантированную большую надежность в работе (антикоррозийная обработка,

которая гарантирует полное покрытие всех поверхностей, машинная сварка и т.д.), и

присутствуют дополнительные компоненты, такие как готовая изоляция,

автоматический дегазатор, отсутствующие во втором случае или как во всяком случае несомненно представлены конструктивные особенности более современные по сравнению с теми, которые подогнаны вручную на производстве.

ВОДА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В БЫТОВОМ ТЕПЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ.

В предыдущих главах были показаны основные компоненты теплового оборудования.

Однако подобные устройства, распределяющие тепло по отдельным пользователям,

нуждаются в компоненте не менее важном - теплоносителе, которым, за исключением особых случаев, является вода.

Ниже приведенные указания относятся к отопительному бытовому оборудованию с нагревом воды до 100° С. При эксплуатации подобного оборудования часто недооценивают неполадки и возможные повреждения, возникающие при отсутствии надлежащей подготовки воды.

Физико-химические характеристики воды приведены в нормах UNI-CTI 8065.

В данных нормах зафиксированы предельные значения химических и физико-химических характеристик воды в тепловом оборудовании для оптимизации производительности и надежности работы оборудования, для долговременной эксплуатации основного и вспомогательного оборудования, а также для снижения энергозатрат.

Основными параметрами, которые необходимо контролировать у воды, используемой в тепловом оборудовании, являются:

Внешний вид: он зависит от чистоты воды. Наличие в воде посторонних веществ,

находящихся в виде твердого осадка, коллоидного раствора или растворенных в воде,

меняет такие характеристики воды, как плотность, цвет, прозрачность и др.

Температура: очень важный параметр, поскольку он влияет на скорость различных процессов, таких как коррозия, известкование, рост числа бактерий.

Значение рН: является количественной характеристикой кислотности водных растворов. В

нейтральных растворах рН = 7, в кислых растворах значение рН меньше 7, в щелочных -

больше 7. Параметр рН также очень важен для протекания таких процессов, как коррозия,

известкование, рост числа бактерий.

Твердый осадок, образующийся при температурах до 180° С: определяется измерением количества осадка, образующегося при выпаривании пробы воды при температуре 180° С.

Высокое содержание солей может вызывать коррозию, отложение солей и может быть показателем ошибок при проектировании теплового оборудования или прокладке труб

(отсутствие спускных патрубков), а также неправильное использование оборудования для водоподготовки.

Жесткость воды выражает совокупность свойств воды, обусловленных наличием в ней преимущественно солей кальция и магния. Выражается в мг/литр для СаСО3 (карбоната кальция) или в градусах жесткости (1 °Fr = 10 мг/литр СаСО3).

Если не установить специальное оборудование для умягчения воды высокая жесткость воды приводит к известковым отложениям в тепловом оборудовании.

Щелочность воды представляет собой сумму всех щелочных солей, находящихся в воде

(бикарбонаты, карбонаты, гидраты, щелочные фосфаты). Высокое содержание в воде гидратов и карбонатов, которое обычно возникает из-за недостаточной очистки, приводит к росту рН, чье негативное воздействие приведено выше.

Железо, имеющееся в контуре, может привести к возникновению коррозии или отложению осадка. Высокое содержание железа в необработанной воде (выше ПДК) требует обязательной предварительной обработки воды. Железо, содержащееся в контуре,

приводящее к коррозии, указывает на неправильную проводимость в оборудовании или на недостаточную обработку воды.

Медь: высокое содержание меди в воде может быть первопричиной очень опасной локальной коррозии. Данный элемент достаточно редко встречается в необработанной воде в опасных концентрациях, поэтому в основном попадает в воду при коррозионных процессах внутри самого контура. Этот металл стоит искать только при подозрении на коррозию, когда в контурах имеются компоненты из меди.

Хлориды и сульфаты могут вызвать коррозию при контакте с некоторыми металлами

(хлориды с нержавеющими сталями, сульфаты с медью).

Микроорганизмы: они включают в себя различные виды водорослей, плесневелых грибков и бактерий, возникающих и развивающихся в контуре. Рост различных микробиологических форм приводит к образованию целых агломератов, и, соответственно, к росту продуктов их распада, которые вызывают коррозию и придают воде плохой запах и вкус.

Определение предельных значений веществ, содержащихся в воде теплового оборудования необходимо для устранения или существенного уменьшения проблем,

которые возникают в подобном оборудовании при использовании воды ненадлежащего качества. Основными факторами, которые снижают эффективность работы теплового оборудования и влекут за собой существенные энергетические потери, являются следующие:

Известкование (накипь): возникает при выпадении в осадок солей жесткости, которые осаждаются на стенках в более или менее плотной и твердой форме. Известкование -

причина снижения эффективности работы оборудования, уменьшения теплообмена,

закупорки труб, и, часто, является детонатором коррозии. Карбонат кальция и гидрат магния выпадая в осадок образуют плотные нерастворимые прикипевшие отложения,

которые имеют высокие теплоизолирующие свойства: коэффициент теплообмена накипи толщиной 3мм равен коэффициенту теплообмена листа нержавеющей стали толщиной

250мм: можно посчитать, что накипь толщиной 2 мм приводит к повышению расхода на

25%!

Известкования можно избежать при установке умягчителей с ионообменной смолой или при использовании мягкой воды.

Коррозия: коррозия в своей основе процесс электрохимический, который проявляется в удалении поверхностного слоя металла, что, в конце концов, может привести к его перфорации. Коррозии благоприятствует наличие кислорода, который может появится при использовании воды с неподходящими характеристиками, при контакте между различными металлами, твердыми веществами, в местах образования осадка, различных отложений,

вызванных ошибочным проектированием. Стенки и трубы котла и оборудования адсорбируют кислород не из молекул воды, а из микроскопических шариков воздуха,

растворенного в воде. Следовательно, железо, находящееся в контакте с водой,

адсорбирует кислород, содержащийся в микропузырьках воздуха, и образует оксид железа с характерным красным цветом (4 Fe + 3 O2 = 2Fe2O3). Продолжение окисления приводит к уменьшению толщины металла и в конечном результате к образованию отверстий. В

случае, если оборудование хорошо защищено с наружной стороны и не происходит доливки воды в оборудование, содержание кислорода в воде резко уменьшается, в

условиях нехватки кислорода происходит неполное окисление с образованием оксида

железа Fe3O4 черного цвета, который оказывает защитное действие против возможной коррозии.

Отложения: это результат выпадения в осадок органических и неорганических нерастворимых веществ. Отличаются от накипи тем, что имеют рыхлую структуру. Тип отложений зависит от характеристик воды, загрязнения атмосферного воздуха (в том случае, если оборудование имеет контакт с атмосферным воздухом) и может приводить к тем же проблемам, что и накипь. Нельзя недооценивать отложения и в достаточно новом оборудовании (5 - 6 лет эксплуатации), перед заменой котла необходимо провести промывку оборудования, используя специальные диспергирующие добавки. Обратите внимание, что данным веществам нужно достаточно времени для очистки оборудования.

Для оборудования, у которого неизвестен срок эксплуатации, или разные части оборудования имеют разный срок эксплуатации настоятельно рекомендуется установить на трубе возврата системы отопления механический фильтр (« грязевик»), что позволит поддерживать чистоту внутри котла. Избавится от отложений можно установив фильтр на входе воды, соответствующем режиме слива, а также с помощью химической очистки воды,

находящейся в контуре.

Рост микроорганизмов: микроорганизмами называют различные формы органической жизни, такие как водоросли, плесневелые грибки и бактерии. Их росту способствует свет,

тепло, наличие отложений. Имеют значение в основном автотрофные бактерии (к примеру,

ферробактерии и сернистые бактерии), опасные тем, что вызывают локальную коррозию.

Рост микроорганизмов можно остановить с помощью специальных веществ (пестицидов).

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ПУСКЕ НОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОНТУРА ОТОПЛЕНИЯ.

Как видно из предыдущих параграфов, в оборудовании для водоподготовки должны быть учтены меры предосторожности, позволяющие избежать контакта между воздухом

иводой, а также периодических подпиток оборудования водой:

−необходимо предусмотреть в оборудовании закрытый расширительный бак соответствующего размера с корректным внутренним давлением (необходимо периодически проверять);

−проверять, чтобы в оборудовании в любой точке и при любых условиях эксплуатации давление было выше атмосферного;

−оборудование должно быть изготовлено из газонепроницаемых материалов.

Оборудование для отопления наполняется раз и навсегда, вода не должна больше добавляться в контур отопления. Возможную подпитку водой необходимо отслеживать и нельзя ошибаться, подсоединяя систему для умягчения воды к системе автоматического наполнения. Замечено, что периодическое добавление в оборудование воды, даже умягченной до 15°Fr, в короткое время приводит к образованию отложений/известкового налета в котле, особенно в наиболее горячих местах.

Опыт нас учит, что недооценка поставленной здесь проблемы может иметь серьезные последствия, с повреждением теплообменников и других компонентов отопительного оборудования.

В конце напоминаем, что правильная водоподготовка и необходимая защита теплового оборудования не только гарантирует безопасность, но также дает значительные экономические преимущества, способствует длительным срокам эксплуатации и повышению общей выработке тепла.

Целью данного параграфа является ознакомление с проблемами использования воды в тепловом оборудовании. По поводу оборудования по водоподготовке обращайтесь в специализированные фирмы.

Новое оборудование и переделка уже существующего оборудования.

Определение параметров, установка, правильное функционирование отопительного оборудования определяется широкой гаммой факторов, из которых, несомненно, двумя основополагающими факторами являются типология здания и его конструктивные характеристики.

Эти аспекты становятся особенно важными для конденсатных котлов. Разница между котлами этого вида и так называемыми « традиционными» котлами требует того, чтобы установщик хорошо знал особенности конденсатных котлов еще до момента выбора, а тем более установки и подключения.

Наибольшее отличие между разными типами котлов имеется в системе отвода продуктов сгорания, в конденсатных котлах необходимо предусмотреть дренажную систему для отвода конденсата. Данный аспект потребовал принятия в Италии дополнительных технических норм, к примеру, для оборудования с максимальной мощностью до 35 кВт были приняты дополнительные нормы UNI 11071 («Газовое оборудование для бытового использования, относящееся к конденсатному оборудованию. Нормы и правила проектирования, установки, эксплуатации и технического обслуживания») к уже существующим UNI 7129 и UNI 7131. Нормы UNI 11071 не заменяют уже существующие, а

дополняют в области, касающейся образования конденсата и минимальной температуры отходящих газов для конденсатного оборудования.

Оставив на время описание отличий между двумя семействами котлов, а также преимуществ конденсатных котлов, их удобство в эксплуатации и необходимо дать короткое пояснение.

Для того чтобы новое оборудование работало в оптимальных условиях необходимо исполнение предписаний закона об увеличении изоляции здания (законы Legge 10/91 или новый D.L. 192/05), что касается уже существующего оборудования, то в данном случае этот аспект должен быть внимательно рассмотрен еще на этапе выбора типа оборудования. Важно знать, что применение конденсатных котлов, которые имеют высокую производительность и возможность повышения эффективности, даже если не удается решить проблему недостаточной изоляции здания, в любом случае приводит к лучшим результатам.

Это пояснение имеет своей целью пролить свет на существенные проблемы, с которыми ежедневно сталкиваются проектировщики и установщики на этапе выбора оборудования.

Большое внимание должно быть оказано проблеме адаптации нового оборудования к существующей системе проектирования и строительства, необходимо разрабатывать и

распространять техническую документацию непосредственно установщикам, но не стандарты проектирования и строительства зданий и сооружений (СНиПы), а простое и ясное руководство по выполнению замены традиционного оборудования на конденсатное.

-адаптация к существующей системе отвода продуктов сгорания

Без сомнения, наиболее важным аспектом для рассмотрения является оценка существующей системы отвода продуктов сгорания, поскольку конденсатные аппараты нуждаются не только в специальном оборудовании, но также и в особых конструктивных решениях (например, наклон горизонтальных участков направлен в другую сторону по сравнению с традиционными котлами - по направлению к котлу, вместо направления в наружную сторону). Обычно делают подсоединение к уже существующему дымоходу,

но если возможно, надо использовать имеющиеся воздушные полости для создания притока воздуха. Когда этот вариант решения не возможен, можно сделать отверстие в наружной стене, что разрешается действующими нормами, если котел не совместим с действующей системой дымоходов, или для новой системы отвода продуктов сгорания,

даже расположенной снаружи здания, в случаях общедомового оборудования, когда существует возможность коллективной замены устаревшего оборудования на новые конденсатные аппараты.

- установка системы дренажа для вывода конденсата.

Здесь необходимо принять во внимание две различные проблемы. К первой относится возможность того, что материал, из которого сделаны канализационные трубы (к

примеру, свинец) не совместимы с кислотностью самого конденсата. В этом случае необходимо защитить трубы или, что лучше, установить внизу котла нейтрализатор кислоты.

В более современном оборудовании канализационные трубы созданы из инертных материалов, которые не подвергаются химическому воздействию со стороны конденсата. В данном случае необходимо обратить внимание на место подсоединения трубы отвода конденсата из котла к канализационным трубам. Практика показывает, что трубу отвода конденсата подсоединяют к одному из сифонов электроприборов (uno dei sifoni degli elettrodomestici), что не только просто в подсоединении, но и, как это известно,

вода на выходе из этих приборов имеет щелочные компоненты, которые нейтрализуют кислотность конденсата.