Состав котельной
Помимо котлоагрегата в состав системы отопления может входить:
- расширительный бак;
- воздушный клапан;
- циркуляционный насос (по необходимости);
- трубы;
- радиаторные батареи;
- терморегуляторы;
- теплоноситель (вода или специальная жидкость);
- ёмкость для топлива (зависит от выбранного котла);
- система топливоподачи (зависит от выбранного котла);
- дымоход;
- регулятор тяги;
Расширительный бак
Любая жидкость при нагревании расширяется. Поэтому чтобы избежать деформации котла, разрыва труб и батарей в систему устанавливают расширительный бак.
Расширительные баки бывают двух типов:
Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, дно которой соединено с трубами отопительной системы. От попадания грязи в бак защищает фильтр на заливной горловине. Уровень теплоносителя в нем зависит от температуры жидкости в системе. Чем теплоноситель горячее, тем больше его объем. Расширительный бак открытого типа ставится на самом высоком месте отопительной системы. Как правило, открытый расширительный бак ставят на чердаке.
Расширительный бак закрытого типа (гидропневмоаккумулятор) – это герметичная ёмкость, выполненная в виде капсулы шарообразной или овальной формы рис.1, разделенная внутри герметичной мембраной на две части - воздушную и жидкостную.
Бак закрытого типа выгодно отличается от бака открытого типа. Во-первых, в закрытом баке не происходит соприкосновения жидкости системы с воздухом: жидкость не испаряется и не соприкасается с кислородом, который насыщает теплоноситель и участвует в коррозии внутренней поверхности труб и радиаторов.
Во-вторых, из закрытого бака жидкость никогда не выльется наружу. В-третьих, бак можно ставить в любом месте отопительной системы, но обычно его устанавливают рядом с котлом.
Рис. 1
Воздушный клапан
Выводит воздух из системы отопления. Систему заполняют жидкостью до тех пор, пока в ней не останется воздуха. Но в процессе нагрева жидкости появляются воздушные пузырьки. Пузырьки образуют воздушную пробку и препятствуют прохождению жидкости по трубам и батареям. Воздух выводится автоматически через воздушный клапан.
Циркуляционный насос
Качает теплоноситель системы с определенной скоростью. Если бы не было насоса, циркуляция жидкости в системе обеспечивается за счет разности температур. Насос ставят в системах, где труб и батарей много, чтобы пройти через разветвленную систему труб и радиаторов. Насос позволяет воде циркулировать по трубам и радиаторам с нужной скоростью. Работает насос от сети 220В, потребляя около 100 Вт. Есть насосы, которые могут работать в нескольких режимах, практически бесшумно.
Но если скорость течения теплоносителя в более 2,5 метров в секунду в трубах начинается «гудение». Этот неприятный звук говорит о том, что насос работает неправильно - скорость движения воды слишком велика. Следовательно, производительность насоса надо выбирать, учитывая параметры отопительной системы (высоту, длину и диаметр труб, количество и вид радиаторов и т. д.).
Трубы
Самые дешевые трубы - металлические, лучше оцинкованные. Можно поставить пластиковые, но только те, что рассчитаны на температуру до 100°С.
Медные трубы самые дорогие. Но надежные.
Самый лучший вариант на сегодняшний день (причем не самый дорогой) - полипропиленовые трубы. Такие трубы - стойкие к коррозии и их легко монтировать.
Диаметр труб системы выбирается в зависимости от величины теплового потока, от мощности радиаторов - то есть от количества тепла, отданного 1 кубометром жидкости за 1 час. В основном используются диаметры 0,75, 1,25 дюйма (1 дюйм = 25,4 мм). Оптимальное давление в трубах на входе в котел - до 1 кПа при рабочей температуре 95°С.
Автоматика (терморегуляторы)
Для регулировки температуры батареи на отводящую трубу устанавливается терморегулятор. Терморегуляторы бывают автоматические и ручные - регулируют температуру жидкости в радиаторах или при входе и выходе из котла. Температура батареи обычно зависит от потребной температуры воздуха внутри помещения и задается пользователем. Например, нужно, чтобы в одной комнате было 20°С - датчик устанавливается в соответствующее положение, в другой комнате нужно сделать 25°С - тоже устанавливается при помощи датчика. Необходимо иметь по одному терморегулятору в каждой комнате. Правда, есть пользователи, которые приобретают один терморегулятор на все комнаты. Но, как правило, позже они оснащают свою систему дополнительными терморегуляторами.
Вода или антифриз
Раньше в системах теплоснабжения в качестве теплоносителя использовалась вода. Достоинством данного теплоносителя является доступность и дешевизна. К недостаткам следует отнести корродирующее действие на металлические поверхности, с которыми она соприкасается и замерзание при отрицательных температурах.
Для устранения вышеуказанных недостатков применяют хладо(тепло)носитель или антифриз. Он предназначен для использования в качестве незамерзающего теплоносителя в автономных системах отопления и теплообменных аппаратах. Может работать с любыми типами котлов, однако не подходит для электролизных котлов, в которых нагрев происходит за счет пропускания электрического тока через теплоноситель.
Температура начала кристаллизации такого теплоносителя от – 30°С до -65°С, а температура кипения выше + 107°С. Он очень удобен если есть угроза, что не работающая в зимнее время система может замерзнуть и вода при расширении разорвет трубы. Такое может случиться, например, если вы не живете постоянно в загородном доме, особенно зимой. Антифриз не оказывает агрессивного воздействия на пластик и полипропилен, резину, паранит, лён и метал, за исключением оцинкованных труб. К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость.
Дымоходы
Правильно спроектированный и изготовленный дымоход - одно из наиболее значимых условий качественной работы отопительной системы. Хороший дымоход должен обеспечивать стабильную тягу вне зависимости от температуры и направления ветра.
Диаметр дымохода должен быть не менее диаметра выходного патрубка котла.
90% всех проблем с котлом связано с неправильно спроектированным или смонтированным дымоходом.
В холодное время года, если дымоход плохо утеплен, внутри него возникает повышенная конденсация влаги. Окислы серы, азота и углерода, образующиеся при сгорании топлива, соединяясь с парами воды, образуют кислоты и смеси кислот, что делает конденсат очень агрессивным. Дополнительную опасность это представляет как раз зимой - из-за попеременного замерзания и оттаивания влаги в верхних участках (в устье) трубы. Кислоты начинают активно разрушать кирпичную кладку (порой уже через 3-4 года) и в первую очередь швы, в которых появляются течи, а на стенах снаружи - желтые или черные потеки.
Сегодня строительство дымохода без учета особенностей работы котлов - признак непрофессионализма проектировщика. Высота и площадь сечения дымового канала напрямую зависят от вида топлива, мощности и конструкции котла. Для их согласования существуют особые таблицы и графики. Не правильно спроектированный и изготовленный дымоход может привезти к появлению слоя сажи на внутренней поверхности котла рис. 2.
Рис. 2
Возрастание температуры отходящих газов в зависимости от толщины слоя сажи
Причина, по которой необходимо стремиться к тому, чтобы показатель содержания сажи был как можно меньше, заключается в теплоизолирующем действии сажи и опасности загрязнения окружающей среды. Например, слой сажи толщиной 1 мм обуславливает, возрастание температуры отходящих газов на 58°С. Это означает, что через поверхности нагрева, покрытые сажей, энергия дымовых газов хуже передается теплоносителю в отопительном контуре и теряется, уходя на повышение температуры отходящих газов.
Помимо этого, приходится учитывать различные особенности действия отопительных агрегатов. Так, некоторые котлы оснащены закрытыми камерами сгорания, при работе которых в дымоходе создается небольшое избыточное давление. Значит, нужно обеспечить герметичность каналов, иначе риск пожара возрастает. Для автономных котельных дымовые трубы должны быть газоплотными, изготавливаться из металла или из негорючих материалов. Трубы должны иметь, как правило, наружную тепловую изоляцию для предотвращения образования конденсата и люки для осмотра и чистки, закрываемые дверками.
Не маловажным условием является возвышение дымовых труб над кровлей. Для этого необходимо выполнять общие требования к монтажу дымоходов:
1) следует принимать:
Рис. 3 Требование к монтажу дымоходов
- не менее 50см над плоской кровлей;
- не менее 50 см над коньком кровли или парапретом при расположении трубы на расстоянии до 1.5м от конька или парапета;
- не ниже конька при расположении трубы на расстоянии от 1.5 до 3м от конька;
- не ниже линии, проведенной от конька под углом 10 гр. к горизонту, при расположении трубы от конька на расстоянии свыше 3м.;
- необходимо учитывать более высокие рядом стоящие здания или сооружения - труба должна быть выше них на 50 см.
2) Выбор диаметра дымового канала.
При выборе диаметра дымового канала следует руководствоваться требованиями ГОСТ 9817-95 - площадь сечения канала должна быть не менее 8 см.кв. на каждый киловатт мощности печи или камина.
Ориентировочно диаметр трубы можно определить из таблицы. Более точно диаметр и высоту трубы получают расчетным путем.
| Внутренний диаметр дымового канала D, мм. |
Интервал мощностей печей, кВт. |
| 100 |
6-9 |
| 120 |
9-15 |
| 150 |
13-22 |
| 180 |
18-30 |
| 200 |
24-39 |
| 250 |
37-61 |
| 300 |
54-88 |
| 350 |
73-120 |
| 400 |
96-157 |
При проектировании трубы необходимо учесть наличие конденсатооотводчика, который является необходимым элементом, предотвращающим накопления конденсационной воды в нижней части трубы. Также обратите внимание на конструкцию дефлектора (колпака) Вашего дымохода - он не должен перекрывать сечение дымохода и не должен создавать аэродинамический подпор.
Регулятор тяги
В связи с тем, что дымовая труба была приспособлена к прежней системе отопления, тяга в дымовой трубе, как правило, слишком сильная для нового современного отопительного котла. Для того, чтобы добиться оптимального сжигания топлива и, следовательно, максимального коэффициента полезного действия топочной установки, тягу в дымовой трубе необходимо отрегулировать в соответствии с параметрами нового отопительного котла. Проще всего это можно реализовать при помощи регулятора тяги.
Рис.4 Принципиальная схема регулятора тяги
Регулятор тяги препятствует избыточному понижению давления (тяги) между дымовой трубой и помещением, где установлен отопительный котел. Через регулирующий клапан регулятора тяги воздух из окружающей среды в открытом состоянии (добавочный воздух) устремляется в дымовую трубу. В результате при работе отопительного котла понижается температура дымовых газов в дымовой трубе и, следовательно, сокращается термическая подъемная сила.
Клапан открывается автоматически за счет тяги в дымовой трубе при определенной, отрегулированной с помощью регулировочного груза разности давления между дымовой трубой и помещением, где установлен отопительный котел.
Из соображений безопасности регуляторы тяги имеют конструкцию (требование DIN 4795 "Устройство для добавочного воздуха для дымовых труб зданий"), которая обеспечивает разность давления между дымовой трубой и помещением, где установлен отопительный котел (D р = 10 Па, что соответствует 0,1 мбар), не ниже определенной величины. В этом случае регулятор тяги не будет отрицательно сказываться на безопасности работы дымовой трубы.
Рис.5 Монтаж регулятора тяги в дымовой трубе
Регулятор тяги регулирует тягу в дымовой трубе в соответствии с добавочным воздухом, забираемым из помещения, где установлен отопительный котел. Кроме того, в то время, когда горелки находятся в режиме простоя, он способствует обсушке дымовой трубы. Благодаря этому во многих случаях старые дымовые трубы можно эксплуатировать с новыми современными низкотемпературными отопительными котлами, не производя санации этих труб.
Рис.6 Монтаж регулятора тяги в дымовой трубе для отвода отходящих газов
В любом случае, чтобы убедиться, что благодаря регулятору тяги отпадает необходимость в санировании дымовой трубы после того, как произведена установка нового отопительного котла, состояние дымовой трубы необходимо контролировать через регулярные промежутки времени.
В результате дополнительного встраивания регулятора тяги происходит изменение в системе отвода отходящих газов. Согласно установленным правилам местный орган, контролирующий состояние дымовых труб, необходимо ставить в известность о любых изменениях в системе отвода отходящих газов.
