Бытовые отопительные котлы. Сборник статей
используемые только для подогрева теплоносителя, называются одноконтурными. В них теплоноситель, нагретый в топке котла продуктами сгорания топлива, циркулирует в теплообменниках системы отопления (радиаторах, калориферах и т. д.). Котлы, имеющие кроме отопительной функции, функцию подогрева бытовой воды, называются двухконтурными (по наличию контуров отопления и горячего водоснабжения). В таких устройствах часть теплоносителя циркулирует в системе отопления, а часть – подогревает бытовую воду до необходимой температуры в теплообменниках. Известны два основных вида теплообменников: проточные и емкостные.
В проточном теплообменнике нагреваемая вода проходит однократно внутри змеевика сквозь поток греющей среды.
Рис. 2. Проточный теплообменник
Для обеспечения комфортной производительности такие котлы должны иметь увеличенные поверхность нагрева либо тепловую мощность.
Проточный водонагреватель нагревает в минуту 16 л (16 кг) холодной воды от 15 до 40 °С. Какова величина тепловой мощности, необходимой для нагрева?
Решение:
m = 16 кг/мин × 60 мин/ч = 960 кг/ч;
Q = m · c · At, где с – теплоемкость воды (1, 163 Вт·ч/кг·К).
Q = 960 кг/ч × 1,163 Втч/кгК × 25° = 27 912 Вт;
Q = 28 кВт.
В емкости теплообменника нагреваемая бытовая вода находится внутри сосуда неподвижно в течение всего времени нагрева (происходит лишь гравитационное перемешивание).
Рис. 3. Емкостный теплообменник
Достоинство – возможность использовать в пиковых режимах, недостаток – длительное время нагрева.
Накопительный бойлер емкостью 150 л нагревается тепловой мощностью 18 кВт от 10 до 55 °С. Каково время нагрева?
Решение:
Q = m × c × Δt;
Δt = 55–10 = 45°;
Q1 = 150 кг × 1,163 Втч/ кгК × 45° = 7850 Втч = 7,85 кВтч;
τ = Q1 /Q0;
τ = 7,85 кВтч/18 кВт = 0,4364 ч.
10 киловатт нагревают 860 литров воды на 1 °C за 1 час
Двухконтурные устройства по принципу подготовки воды можно разделить на котлы со встроенным бойлером и котлы с проточными подогревателями (с внешними водоподогревателями).
Рис. 4. Котел со встроенным змеевиком
Котлами со встроенным теплообменником следует считать котлы, в которых бак или змеевик с бытовой водой помещены внутрь емкости с теплоносителем системы отопления.
Рис. 5. Концепция «бак в баке»
В комбинированных котлах водонагреватель конструктивно приближен к топочной камере и соединен с контуром трубопроводом циркуляции греющей воды.
2.2.1.Температура воды
Для работоспособности данной конструкции кроме гидравлического соединения требуются циркуляционный насос, подающий греющую воду из котла в бойлер, и регулятор температуры, контролирующий заданную температуру воды в бойлере и дающий команду на отключение насоса, а также автоматика переключения в режим ГВС.
Рис. 6. Комбинированный котел
Если