» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Июнь, 2017 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №3 2017
Автор: Вахитов Эльвир Маратович, Студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Конденсационный котел в отопление жилого дома
УДК 621.437.037
КОНДЕНСАЦИОННЫЙ КОТЕЛ
В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛОГО ДОМА
Аннотация. В статье предложена схема системы отопления
жилого дома с использованием конденсационного
котла. В схеме используется
комбинированный фильтр- грязевик для очистки теплоносителя от примесей и
от газов, снижающих эффективность работы всей системы.
Ключевые слова: система отопления, теплоноситель,
фильтр- грязевик, котел, конденсация, теплота, теплопотери,
инфильтрат.
На протяжении последних
десятилетий, весь мир ведёт яростную
битву за экономию энергоресурсов. Отголоски этой битвы всё слышнее и в
России. Рост цен на энергоносители и увеличение числа индивидуальных
застройщиков [2] -наиболее динамичной части энергопотребителей,
вызвали появление на отечественном рынке новой для России разновидности тепловых
генераторов — конденсационных котлов. Основным производителя таких котлов
являются такие крупные компании как Vissmann, Buderus, Vaillant, Junkers, Baxi, Ferroli и др.
Общепризнанными проблемами при
использовании конденсационных систем являются образование газов в системе и
быстрое загрязнение теплоносителя, что
ведет к понижению теплоотдачи конденсатора [1]. В предлагаемой нами схеме этот
недостаток устранен (рисунок 1).
Предлагаемая
система работает следующим образом. Газогорелочное устройство 2 внутри котла 1
вырабатывает теплоту, которую улавливает теплообменник 3 котла 1. Отработанные
дымовые газы удаляются за счет естественной тяги дымовой трубы 7 в атмосферу,
омывая теплообменник 15 конденсатной части, установленный в нижней внутренней
части дымовой трубы 7.
Рисунок 1. Предлагаемая схема системы отопления
жилого дома с конденсационным котлом: 1 -
конденсационный водогрейный котел; 2 - устройство газогорелочное; 3 –
теплообменник; 4 - кран трехходовой; 5 - прямая линия котла; 6 - обратная линия
котла; 7 - труба дымовая; 8 - люк для чистки сажи; 9 – труба конденсатоотводящая;
10 - стояк вертикальный системы отопления; 11 - стояки разводящие; 12 -
приборы отопления; 13 - обратная линия системы отопления; 14 - насос
циркуляционный; 15 - теплообменник конденсатной части; 16 – обтекатель; 17 -
бак деаэрационно - расширительный; 18 - фильтр
грязевой.
Равномерно
распределяясь, по концентричным и винтовым сечениям с помощью обтекателя 16, теплоноситель
из теплообменника 3 котла 1 через трехходовой кран 4 поступает по прямой линии
5 котла 1 в вертикальный стояк 10 и через деаэрационно-расширительный
бак 17 в разводящие стояки 11 системы отопления здания. В здании приборы отопления 12, отдав тепло и охладив теплоноситель направляют его
по обратной линии 13 системы отопления здания с помощью циркуляционного
насоса 14 через грязевой фильтр 18. Затем теплоноситель подается в верхнюю часть теплообменника 15
конденсатной части, где подогревается отработанными дымовыми газами и далее
поступает в обратную линию 6 котла 1. Так как температура в
теплообменнике 15 конденсатной части ниже «точки росы» на поверхностях
теплообменника конденсатной части, выполненного из гофрированной нержавеющей
стали образуется конденсат, который стекает по внутренней поверхности дымовой
трубы 7, минуя теплообменник 3 котла 1, попадает в основание дымовой трубы 7 и
через конденсатоотводящую трубку 9 удаляется из кондесационного водогрейного котла 1 наружного размещения.
Таким образом, водяной пар конденсируется и при этом отдает
скрытую энергию (количество теплоты, которое поглощается или выделяется телом
при изменении фазового состояния вещества) воде, которая нагревается в котле.
Происходит рекуперация энергии (возвращение части энергии, израсходованной в
технологическом процессе, для повторного использования), высвобождающейся при
конденсации водяного пара. В традиционных котлах эта энергия улетучивается
вместе с паром [2,5].
С целью очистки теплоносителя
нами был предложен комбинированный фильтр- грязевик (рисунок 2),
устанавливаемый в схеме после циркуляционного насоса. Такое «неправильное»
расположение необходимо для осуществления удаления газов через штуцер 21.
Фильтр является аналогом фильтра систем отопления дизелей [3,4].
Предлагаемый фильтр
включает в себя корпус 19, имеющий впускной и выпускной каналы, и
фильтрующий элемент 4, заключенный с уплотнением внутри корпуса, причем
фильтрующий элемент включает в
себя слои альфа-целлюлозы
18 с промежуточными слоями сетки,
в которых может
быть получена специальная скорость потока через фильтр для топлива.
Образовавшийся слой из сетки обеспечивает предписанную траекторию протекания
топлива через фильтр, гарантируя при этом, что на фильтрующей массе не произойдет
значительного падения давления.
Фильтр очищает топливо от крупных
механических примесей и газов. Он имеет фильтрующий элемент 4, который свернут
в форму цилиндра, расположенный в корпусе на трубке. Очистка происходит за счет
размещенных друг на друге и свернутых в
форме цилиндрической массы разных слоев. Толщина сетки будет составлять
половину толщины альфа-целлюлозы
и равна 0,8 мм. Поры сетки имеют размеры равные 800 микрон.
Рисунок
2.
Комбинированный фильтр – грязевик: 1,5,7,9,10,12- шайбы; 2-
пружина; 3- упор; 4- фильтрующий элемент; 6 –крышка; 8- реле; 11- клапан спускник; 13- корпус; 14-опора; 15- клапан электромагнтный; 16- болт- пробка; 17 – крышка верхняя; 18-
промежуточные опоры; 19-сепаратор; 20 – болт сливной; 21- продувочный штуцер.
Фильтр снабжен перепускным каналом,
который может быть приведен в действие посредством реле датчика вакуума,
действующего на электромагнитном клапане 15, для обеспечения сквозного прохода
между впускным каналом и выпускным каналом
при одновременном срабатывании сигнализации датчика вакуума.
При работе системы,
теплоноситель под давлением поступает
во впускной канал в корпусе фильтра, а затем проходит через отверстия и
фильтрующий элемент. После прохождения ступени очистки теплоноситель, очищенный от мельчайших
примесей, через отверстия в упорной
тарелке направляется в штуцер отвода теплоносителя к конденсатору.
В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 20 для
слива отстоявшихся загрязнений из
фильтра. На крышке корпуса установлен продувочный штуцер 21. Он служит для
выпуска газов, собравшихся в системе отопления. Для автоматического удавления
воздуха взамен пробки в продувочный штуцер
устанавливают штатный воздухоотводчик.
Следует также отметить, что
предлагаемая система отопления становится дороже
чем традиционная газовая в 1,5–2 раза. В
то же время срок окупаемости составляет 2-3 года! Из этого следует также предположить,
что газовые конденсационные котлы и в России очень скоро потеснят традиционные
газовые.
Список литературы:
1.
Особенности
конденсационных котлов.
Интернет ресурс: http://dizainremont.com/poleznoe/specificheskie-osobennosti-kondensacionnyh-kotlov.html
2.
Инсафуддинов С.З., Сафин Ф.Р., Гайсин Э.М Автономная
система энергообеспечения(статья)
Материалы Международной научно-практической конференции проводимой в рамках XVII специализированной выставки «Отопление.
Водоснабжение. Кондиционирование» [Текст] Уфа,
БГАУ, 2013 г. 52с.
3.
Инсафуддинов С.З., Сафин Ф.Р., Шарафеев
А.А. Устройство для диагностики топливных систем дизельных когенерационных
установок (статья) Материалы
Международной научно-практической конференции проводимой в рамках XVII специализированной выставки «Отопление.
Водоснабжение. Кондиционирование» [Текст]. Уфа, БГАУ, 2013 г. 52с.
4.
Инсафуддинов С.З., Киреев Т.Р. Адаптация современных
дизелей для подачи альтернативных видов топлива [Текст]. // Энергобезопасность и энергосбережение.-2013- №2, С. 30-32
5.
Инсафуддинов С.З., Ишбулатов А.А. Повышение
эффективности эксплуатации системы отопления
производственного здания с использованием пофасадного
регулирования температуры [Текст].
// Материалы
Международной научно-практической конференции проводимой в рамках XVII специализированной
выставки «Отопление. Водоснабжение. Кондиционирование» [Текст] Уфа, БГАУ, 2014 г. 52с.
Комментарии:
