Статьи С
30.12.2013
Конструкции водогрейных устройств, применяемых в топливниках отопительных и отопительно-варочных печей
Водяное отопление с помощью металлических радиаторов имеет по сравнению с печным то преимущество, что позволяет обогревать удаленные от теплогенератора помещения. На практике при печном отоплении нередко возникает необходимость дополнительно обогревать соседние помещения. Это можно обеспечить, если в топливники действующих печей вмонтировать водогрейные устройства и подключить к ним местную систему водяного отопления.
Наиболее часто такой метод применяется при наличии отопительно-варочных печей, в которые встраивают отдельный водогрейный котел. Нередко водогрейные устройства оказывается целесообразным встраивать и в отопительные печи.
Условия работы водогрейных устройств, встраиваемых в печи, работающие на твердом и газообразном топливе, существенно отличаются. Сжигание твердого топлива, имеющего большой выход летучих веществ (дров, бурого угля, торфа), всегда происходит с развитым по высоте факелом, содержащим частички горящего углерода. Процесс горения углеродных частиц в топливнике обычно полностью не завершается и при размещении в топливнике холодных металлических водогрейных поверхностей пламя, резко охладясь, оставляет на них несгоревшие сажистые частицы. По этой причине водогрейные устройства в топливниках печей, работающих на твердом топливе, могут размещаться только в виде змеевиков при настенном их размещении в возможно большем отдалении от факела.
При переводе печей на газ условия работы водогрейных устройств существенно улучшаются.
При правильной установке в топливниках инжекционных газовых горелок продукты сгорания не содержат сажи и змеевики не загрязняются. При этом не требуется проводить чистку топливника, совершенно необходимую при сжигании твердых топлив.
Другим существенным преимуществом газообразного топлива является возможность перехода печи на режим длительной топки, что приближает температурный режим отапливаемых помещений к режиму центрального отопления. Для этого достаточно сжигать газ со сниженной подачей (0,8—1 м3/ч), прикрыв кран у горелки. Однако несмотря на очевидные преимущества газообразного топлива по сравнению с твердым, водогрейные устройства в печах и очагах на газообразном топливе в ряде случаев работают неудовлетворительно. Это происходит тогда, когда при переводе печей на газ не учитываются специфические свойства этого вида топлива. При сжигании газа вследствие слабой излучающей способности факела количество выделяющейся лучистой теплоты оказывается недостаточным для эффективного нагрева
змеевиком. Для повышения интенсивности нагрева воды необходимо увеличить выход лучистой теплоты в топливнике. Этого можно достичь установкой дополнительных излучателей в топливнике в виде шамотных кирпичей. Газифицированная голландская отопительная печь с водогрейным устройством, в топливнике которой размещен косвенный излучатель из кирпича. Факел горелки расположен непосредственно под змеевиком, в процессе работы температура излучателей повышается до 800—900 °С, благодаря чему суммарная теплоотдача змеевика возрастает до 45%. Такое водогрейное устройство, смонтированное в печи, позволяет отапливать квартиру жилой площадью до 30 м2.
Указанное водогрейное устройство может оказаться недостаточным для отопления более крупных помещений. Для увеличения производительности водонагревателя Ю. П. Соснин разработал высокоэффективное водогрейное устройство. Оно представляет собой два коробчатых коллектора, соединенных пакетом из труб диаметром, длиной 350 мм. Площадь тепловоспринимающей поверхности труб —1,2 м2, площадь свободного живого сечения — 210 см2. В топочной камере против горелки наклонно размещен огнеупорный кирпич. При работе горелки он раскаляется и интенсивно излучает теплоту на трубный пучок водогрейного устройства.
Эффективность данного устройства подтверждается следующим расчетом. Экспериментальные исследования подтверждают указанный выше расчет. Если сжигать в топливнике 1,5—1,7 м3/ч природного газа при 1,8—2, то средняя температура продуктов сгорания на выходе из пучка оказывается равной 220—240 °С.
В связи с большой тепловоспринимающей способностью данного водогрейного устройства его рекомендуется устанавливать только в специальные топливники, которые непосредственно соединяются с дымовой трубой. Если такой пучок труб вмонтировать в топливник отопительной печи и сохранить все дымообороты, то в дымовой трубе неизбежно будет происходить образование конденсата. Чтобы избежать этого нежелательного явления, следует первый восходящий канал сразу соединить с дымовой трубой.
Водонагревательные устройства можно встраивать в топливняки кухонных варочных очагов. В очаге для улучшения условий горения в топливнике размещен косвенный излучатель — огнеупорный кирпич. При размещении водогрейного змеевика в топливнике отопительновар очной печи продукты сгорания охлаждаются настолько сильно, что это может вызвать конденсацию водяных паров в отводящих дымоходах. Учитывая это обстоятельство, устанавливать змеевики в отопительно-варочных печах, имеющих плиту, духовой шкаф и отопительный щиток, разрешается только при условии удаления духового шкафа или отопительного щитка.
Ориентировочный расчет змеевика для системы отопления можно произвести исходя из того, что удельный теплосъем с I м2 площади поверхности змеевика составляет обычно 11,6—14 кВт.
Варочные очаги могут использоваться и для горячего водоснабжения, особенно в тех случаях, когда невозможна установка водогрейных колонок в ванной из-за отсутствия обособленного дымоотводящего канала. В этом случае кухонные очаги с водогрейными устройствами переводят на газ следующим образом: разбирают полностью кладку кухонного очага. Духовой шкаф устанавливают сбоку горелки, но на 2 ряда ниже прежнего уровня. Верхняя часть топливника со змеевиками, а также горизонтальный газоход над духовым шкафом перекрывают 2 рядами кирпичей, уложенных плашмя. На второй ряд кирпичей ставятся 2 конфорочные горелки, а также чугунная плита с конфорочными кольцами. В верхней части очага устраивают зонт для отвода в дымоход продуктов сгорания (от горелок) водяных паров и чада, образующихся при приготовлении пищи.
В качестве водогрейных устройств в сельских банях могут использоваться серийно выпускаемые водогрейные стальные, а также чугунные котлы, набираемые из секций, и стальные (неунифицированные) водонагреватели различных конструкций.
Недостатком серийных стальных и чугунных котлов является то, что конструктивные элементы их поставляются заводами россыпью и сборку приходится производить на местах кустарными методами.
Чугунные котлы, кроме того, тяжелы и имеют большие габариты. Поэтому для сельских бань рационально использовать нестандартные водогрейные устройства. Для более крупных бань целесообразно применять отдельную установку водогрейных котлов, а в небольших банях водогрейные элементы встраивают в печь-каменку. В этом случае одна печь обеспечивает все потребности бани и экономится полезная площадь, занимаемая оборудованием.
Контактные газовые водонагреватели являются новым прогрессивным оборудованием, которое можно использовать для отопления и горячего водоснабжения жилых домов, бань, душевых и банно-прачечных комбинатов. В настоящее время отечественной промышленностью серийно выпускается контактно-поверхностный водонагреватель типа ФНКВ-1М.
Аппарат состоит из трех узлов: контактной камеры, водяной рубашки с диском и радиационной топки. Контактная камера представляет собой цилиндр диаметром 1,1 м, высотой 1,45 м. В основании цилиндра на одной горизонтали размещены распылительные форсунки с таким расчетом, чтобы при их работе водяные факелы равномерно заполняли нижний объем контактной камеры. На расстоянии 250 мм выше форсунок размещена решетка, на которой засыпана насадка (из керамических колец Рашига) высотой 350 мм. Внутри слоя насадки уложены водораспределительные коллекторы, орошающие водой контактную камеру. Над основной насадкой имеется дополнительный форсуночный коллектор, орошающий насадку сверху. В верхней зоне контактной камеры размещен влагоуловитель в виде слоя колец Рашига толщиной 100 мм. Сверху контактная камера закрыта съемной крышкой, снабженной взрывопредохранительным клапаном. Продукты сгорания выходят из контактной камеры через два симметрично расположенных окна, объединенных вытяжным патрубком, присоединенным к вытяжному вентилятору. В патрубке установлен шибер для регулирования тяги.
Комфорт в горячем водоснабжении - приоритет деятельности бельгийской компании ACV, которая специализируется на производстве водонагревательной техники. Инженеры компании ACV разработали и внедрили качественно новую технологию нагрева горячей воды, которую называют "бак в баке". В отличие от стандартных исполнений бойлеров для нагрева воды, эта технология обеспечивает лучший комфорт, гигиеничность, производительность и надежность.
В настоящее время отечественной промышленностью серийно выпускаются стальные газовые емкостные водонагреватели АГВ-80М и АГВ-120М. Они предназначены для отопления и горячего водоснабжения отдельных квартир, коттеджей и небольших коммунально-бытовых учреждений. Водонагреватель АГВ-80М состоит из вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки, запальника, газоотводящего устройства. В центре резервуара расположена теплообменная жароват труба с удлинителем. Пространство между резервуаром и кожухом заполнено изоляцией из шлако- или стекловаты. Над выходным отверстием жаровой трубы расположен тягопрерыватель. В нижней части аппарата размещена инжекционная горелка низкого давления, к которой на кронштейне крепится запальник. Запальник имеет два язычка пламени: от одного происходит зажигание основной горелки, а от второго нагревается спай термопары.
Смеситель горелки представляет собой согнутую под углом 90° профилированную трубу. На диффузоре смесителя имеется чугунная насадка. Огневые отверстия в насадке просверлены в специальных приливах, расположенных в один ряд, что улучшает условия подвода вторичного воздуха к факелам. Так как горелка работает с коэффициентом избытка воздуха меньше, это условие является необходимым. Расположение отверстий по окружности позволяет равномерно распределить теплоту по топке, а большое число отверстий позволяет получать факелы небольшой высоты
Жар костей не ломит. Кто-то соглашается с этой поговоркой, кто-то считает, что жара – это не выносимо. Но то, что тепло любят большинство – это абсолютно точно, особенно, если за окном минус тридцать…
