Как врезать насос в систему отопления с естественной циркуляцией: Модернизация системы с естественной циркуляцией. Установка циркуляционного насоса.

Содержание

Модернизация системы с естественной циркуляцией. Установка циркуляционного насоса.

Ни для кого не секрет, что старые отопительные системы гравитационного типа, в которых теплоноситель перемещается естественно — в результате нагревания и последующего охлаждения, обладают только одним весомым плюсом — это энергонезависимость. Во всех остальных случаях гравитационные системы значительно проигрывают отопительным системам с принудительной циркуляцией, то есть, таким, в которых теплоноситель приводится в движение с помощью циркуляционного насоса. Присутствие циркуляционного насоса положительно сказывается на КПД всей системы, обеспечивает равномерный прогрев всех помещений, и даже самых отдаленных от котла, а также позволяет увеличивать или изменять существующую систему без страха снизить ее производительность.

Врезка циркуляционного насоса

Современные циркуляционные насосы для индивидуальных систем отопления небольших частных домов и квартир, довольно привлекательный продукт — они недороги, бесшумны, экономичны, отличаются высокой надежностью и долгим сроком службы.

Старые отопительные системы с естественной циркуляцией чаще всего монтировались с расширительным баком открытого типа, такое решение — еще один минус, который необходимо устранить. Дело в том что через расширительный бак в теплоноситель все время попадает воздух, а это в свою очередь приводит к образованию ржавчины и накипи на стенках трубопровода и узлах системы, которые контактируют с теплоносителем — в результате трубы зарастают, повышается шероховатость внутренних стенок и гидравлическое сопротивление трубопровода возрастает, а это равноценно падению эффективности всей системы.

В итоге расширительный бак необходимо заменить на аналогичный, но закрытого типа. Кстати установку его не обязательно выполнять в самой высокой точке системы, его можно установить на любом удобном отрезке трубопровода, желательно рядом с котлом. Необходимо помнить, что одновременно с установкой закрытого расширительного бака обязательно следует устанавливать предохранительный клапан — для сброса избыточного давления, которое возникает в случае аварийного расширения теплоносителя, в результате перегрева. Циркуляционный насос устанавливается рядом с расширительным баком.

Рекомендации по установке циркуляционного насоса в систему с твердотопливным котлом.

Если отопительным агрегатом в Вашей системе выступает твердотопливный котел — устанавливать циркуляционный насос необходимо на обратке — для избежания влияния высоких температур, которые присутствуют на подающей линии. Также, для того чтобы сохранить возможность работы системы без участия циркуляционного насоса, его монтаж следует выполнить на байпасе — обводном участке трубопровода, при этом предусмотреть перекрывающие вентили — для переключения режима циркуляции системы с принудительной на естественную. Важно понимать, что расширительный бак и предохранительный клапан ни в коем случае не монтируются на байпасе — они в любых режимах должны принимать участие в работе системы.

Предварительные процедуры

Перед установкой выше перечисленного оборудования, систему отопления желательно промыть. Достаточно обычной промывки, для этого разрез трубопровода, в который Вы собрались монтировать насос, можно подключить к обычному водопроводу и под полным напором промыть систему на протяжении примерно 20 минут.

Системы отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Системы отопления классифицируются по многим признакам. Рассмотрим, как они различаются по принципу побуждения циркуляции, и в каком случае какой вариант выгоднее.

Для нормальной работы отопительной системы необходим постоянный поток воды (или другого теплоносителя) по трубопроводам. Схема построения трубопроводов ориентирована на один из двух способов создания данного движения:

  1. с естественной циркуляцией;
  2. с принудительной циркуляцией.

Чем они различаются?

Различие двух этих схем заключается в способе перемещения теплоносителя: если в первом случае он перемещается за счет естественной конвекции, то во втором варианте схема включает в себя насос для перекачки воды. Разберем подробно оба варианта.

Системы отопления с естественной циркуляцией

В системе с естественной циркуляцией используется принцип перемещения теплоносителя под влиянием конвекции. Чем больше температура, тем меньше плотность среды, и под влиянием сил, объясняемых законом Архимеда, нагретый теплоноситель перемещается в верхние точки схемы отопления, а остыв опускается вниз.

Подобная схема не требует дополнительных затрат энергии на создание циркуляции и может работать только за счет тепла вырабатываемого котлом, или другой теплогенерирующей установкой.

Подобные схемы требуют тщательного гидравлического расчета и несколько большего диаметра труб разводки. Также такие системы требовательны к соблюдению уклонов при монтаже.

Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Для данной схемы обязательно используются насосы или другие устройства (инжекторы и т. п.), для принудительной перекачки воды (теплоносителя). Возможность самостоятельной циркуляции в данном случае почти не важна. Это несколько усложняет конструкцию, но позволяет добиться и определенных преимуществ.

К достоинствам можно отнести:

  1. возможность упростить гидравлический расчет;
  2. возможность использовать трубы и арматуру меньших диаметров, делая отопление менее материалоемким;
  3. если здание имеет большую высоту, то единственный способ подать теплоноситель на верхние этажи – использование насосов. Например, в 10 этажном здании статическое давление воды в системе составляет порядка 3-4 атмосфер, а отопление с естественной циркуляцией чаще всего не может создать напор более 1,5 – 2 бар.
  4. для данной схемы не важна протяженность труб, так как не может из-за срыва конвекции сложится такая ситуация, что теплоноситель прекратит движение;
  5. при монтаже необязательно точно выдерживать уклоны – если конструкция здания требует, то можно расположить переходы со значительным перепадом по уровню;
  6. можно значительно повышать давление в системе, повышая КПД и эффективность работы котлов.

Выбор способа циркуляции

Разберем случаи, когда имеет смысл проектировать схемы с естественным движением теплоносителя (воды):

  1. если отопление монтируется для небольшого помещения;
  2. если принудительная система циркуляции с электронасосами не может быть обустроена из-за отсутствия электроснабжения;
  3. если возможны длительные перебои с подачей электроэнергии, которые при реализации схемы с принудительной циркуляцией могут вызвать остановку обращения воды и разморозку труб и радиаторов.

Если требуется создание высокого давления, повышение эффективности использования котельного оборудования, более интенсивная циркуляция теплоносителя (воды), то следует отказываться от естественной схемы движения потоков в пользу принудительной.

Часто как аргумент в пользу отказа от принудительной системы отопления приводят дополнительные затраты энергии на питание электронасосов. Но это неверно – по эффективности использования энергоресурсов, система отопления с принудительной циркуляцией значительно превосходит оппонента.

В заключении нужно заметить – даже при затруднении с электроснабжением можно не отказываться от преимуществ системы с использованием циркуляционного насоса.

Для этого стоит обратить внимание на современные энергонезависимые котлы, которые имеют встроенный электрогенератор и насос.

Подобное оборудование позволяет  реализовать все преимущества систем с принудительной циркуляцией без необходимости подключения внешнего питания. Но есть один минус – подобные установки чаще всего рассчитаны только на газ или жидкое топливо.

Циркуляция теплоносителя в системе отопления


Циркуляция теплоносителя в системе отопления

 

Циркуляция теплоносителя в системе отопления.
Самым важным элементом системы с принудительной циркуляцией является насос, который заставляет двигаться (циркулировать) теплоноситель. Эти насосы так и называются — циркуляционные. Мощность насоса должна быть достаточной для преодоления сопротивления (трения) в трубе. Чем труба толще, тем меньше сопротивление и меньшая мощность насоса нужна. Но толстые трубы неудобны, некрасивы в комнатах и существенно дороже. В результате обычно соблюдают разумный баланс между диаметром труб и мощностью насоса. Существуют точные расчеты для соблюдения соответствия между диаметром трубы, качеством и стоимостью отопительной системы. Практически же для бытовых систем отопления подходят всего 2-3 типа компактных циркуляционных насосов.

Что делает насос в системе отопления с принудительной циркуляцией?
Насос побуждает двигаться воду (теплоноситель) в системе отопления, преодолевая сопротивление в трубе. Он не должен рассчитываться из условия поднятия воды на высоту здания (самое распространенное заблуждение!). Сколько горячей воды в системе отопления поднялось, столько же холодной опустилось.

Система отопления всегда замкнута, теплоноситель движется по кругу. Попробуем привести пример. Если перевернуть велосипед и хорошенько крутануть колесо, оно может крутиться очень долго, если оно установлено на хорошем подшипнике. Его остановит только трение в подшипнике. В каждый момент времени у любого поднимающегося кусочка колеса есть симметричный уравновешивающий кусочек, опускающийся с противоположной стороны.

Вода в замкнутой системе отопления подобна такому колесу. Насос преодолевает только трение, и вода движется по кругу. Именно поэтому циркуляционные насосы для частного дома (т.е. для бытовых систем отопления) имеют небольшую мощность, и, следовательно, низкое электропотребление — около 100 ватт, как лампочка. Если насос выключить, то вода через какое-то время, как и вращающееся колесо, остановится, а если не выключать, то вода будет двигаться постоянно. На этом основана возможность управления подачей тепла от котла в радиаторы дома. Насос может быть включенным на полную мощность, либо быть выключенным, либо работать вполсилы.

Насосы немецких фирм Grundfos и Wilo, в основном используемые при монтаже бытовых систем отопления, имеют три ступени мощности. Это позволяет даже при отсутствии дополнительной автоматики управлять системой. Если в доме жарко, а насос работает в полную силу, можно уменьшить мощность насоса, поток теплоносителя в системе станет меньше, температура на отопительных приборах понизится. Можно подключить насос к электролинии через термодатчик. Насос в этом случае будет автоматически включаться только тогда, когда температура в доме опустилась ниже желаемой. Такой датчик называют еще термостатом.


Устройство циркуляционного насоса


Как устроен и как монтируется циркуляционный насос?

Циркуляционный насос состоит из чугунного корпуса, внутри которого расположен ротор (вращающаяся часть) и насаженная на ротор крыльчатка. Ротор вращается — крыльчатка продвигает воду. Одно из основных правил монтажа насоса в системе: ось вращения ротора обязательно должна быть расположена горизонтально.
При правильном монтаже циркуляционные насосы практически бесшумны. Вы сможете определить, работает ли насос, только по легкой вибрации, когда дотронетесь до него рукой.


Системы с естественной циркуляцией

Что такое система с естественной циркуляцией?
В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет сила, возникающая за счет разности плотности (веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах. Как это происходит? Теплоноситель (например, вода) в котле нагревается. Плотность горячей воды меньше, т.е. она легче, чем холодная, и движется вверх по одной толстой трубе (подающему стояку). Затем горячая вода растекается по нескольким нисходящим трубам (обратным стоякам), «пронизывающим» здание, к отопительным приборам сверху вниз, и охлаждается, отдавая тепло. Плотность холодной воды увеличивается, вода тяжелеет и возвращается к котлу по обратному трубопроводу.
Циркуляция в такой системе возникает за счет разницы веса горячего теплоносителя в подающем стояке и холодного — после остывания в приборах и обратном трубопроводе. Чем больше диаметр вертикальных стояков, тем больше побудительная сила естественной циркуляции. При движении и вверх, и вниз вода преодолевает сопротивление в трубе (трение). Чем толще труба, тем меньше сопротивление. Труба толще — сопротивление меньше.

Что предпочесть?

Какая система лучше, с принудительной или естественной циркуляцией?

Выбирать Вам.
Система с принудительной циркуляцией более комфортна, теплом в такой системе можно управлять. Вы можете установить нужную вам температуру в каждой комнате, и она будет автоматически поддерживаться. Качество такой системы выше. Есть возможность скрыть все трубопроводы в пол или стены. Но эта система требует наличия электричества (или того, чтобы электричество не выключалось более чем на сутки.)
Система с естественной циркуляцией не поддается автоматическому регулированию, она «съедает» больше топлива и требует монтажа труб большого диаметра, которые несколько дороже и не очень эстетичны в интерьере. Регулировать такую систему можно обычно только вручную: пригасить горелку в котле, если в комнатах жарко, а когда станет холодно, снова увеличить огонь.
Если Вы хотите чаще общаться с Вашим котлом или Вас устраивает постоянный перегрев воздуха в комнатах или в Вашем доме очень часто и надолго выключается электричество, система с естественной циркуляцией — для Вас. Если же Вы предпочитаете удобное и комфортное отопление, выбирайте систему с принудительной циркуляцией.

% PDF-1.4
%
6571 0 объект
>
эндобдж
xref
6571 122
0000000016 00000 н.
0000002815 00000 н.
0000003045 00000 н.
0000003198 00000 п.
0000044679 00000 п.
0000044841 00000 п.
0000044928 00000 п.
0000045016 00000 п.
0000045119 00000 п.
0000045363 00000 п.
0000045425 00000 п.
0000045602 00000 п.
0000045664 00000 п.
0000045855 00000 п.
0000045981 00000 п.
0000046043 00000 п.
0000046192 00000 п.
0000046254 00000 п.
0000046406 00000 п.
0000046468 00000 н.
0000046795 00000 п.
0000046857 00000 п.
0000047039 00000 п.
0000047101 00000 п.
0000047271 00000 п.
0000047333 00000 п.
0000047507 00000 п.
0000047569 00000 п.
0000047772 00000 н.
0000047834 00000 п.
0000047896 00000 н.
0000048007 00000 п.
0000048069 00000 п.
0000048243 00000 п.
0000048414 00000 п.
0000048476 00000 п.
0000048676 00000 н.
0000048738 00000 п.
0000048884 00000 п.
0000048946 00000 н.
0000049132 00000 п.
0000049194 00000 п.
0000049388 00000 п.
0000049450 00000 п.
0000049593 00000 п.
0000049655 00000 п.
0000049717 00000 п.
0000049826 00000 п.
0000049888 00000 п.
0000050102 00000 п.
0000050164 00000 п.
0000050368 00000 п.
0000050430 00000 п.
0000050540 00000 п.
0000050636 00000 п.
0000050698 00000 п.
0000050834 00000 п.
0000050896 00000 п.
0000051039 00000 п.
0000051101 00000 п.
0000051163 00000 п.
0000051340 00000 п.
0000051402 00000 п.
0000051502 00000 п.
0000051602 00000 п.
0000051664 00000 п.
0000051794 00000 п.
0000051856 00000 п.
0000052000 00000 п.
0000052062 00000 п.
0000052124 00000 п.
0000052312 00000 п.
0000052373 00000 п.
0000052473 00000 п.
0000052587 00000 п.
0000052648 00000 п.
0000052782 00000 п.
0000052843 00000 п.
0000052980 00000 п.
0000053041 00000 п.
0000053177 00000 п.
0000053238 00000 п.
0000053299 00000 п.
0000053413 00000 п.
0000053474 00000 п.
0000053602 00000 п.
0000053733 00000 п.
0000053794 00000 п.
0000053957 00000 п.
0000054018 00000 п.
0000054188 00000 п.
0000054249 00000 п.
0000054399 00000 п.
0000054460 00000 п.
0000054521 00000 п.
0000054628 00000 п.
0000054689 00000 п.
0000054802 00000 п.
0000054863 00000 п.
0000054923 00000 п.
0000055030 00000 п. ! +)
/ П-44
/ V 1
/ Длина 40
>>
эндобдж
6574 0 объект
>
эндобдж
6691 0 объект
>
транслировать
‘W- + u_% ģAyWQj | Ԯ Յ T] E \ CxɗD8260I.j / MNLeV | hhW6yt ֏ & 0 ZQYQ @ v
~ (KPVy-O,! & Ɨ ڇ 5 Ћ_b? ​​& Q8! 8Y, 6% ɜezICwmAK ٙ R 蔔 S’N5cQ | K 䀗 lSl6 [~ z4g’ABxVhq.kVS`4; 1aj | /f.vh̽G -0`Nw

петли в реакторах с водой под давлением и других системах (Технический отчет)


Звирин Ю.А. Обзор контуров естественной циркуляции в реакторах с водой под давлением и других системах . США: Н. П., 1981.
Интернет. DOI: 10,2172 / 6943561.


Звирин, Ю. Проверка контуров естественной циркуляции в реакторах с водой под давлением и других системах . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6943561


Звирин Ю. Чт.
«Обзор контуров естественной циркуляции в реакторах с водой под давлением и других системах». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6943561. https://www.osti.gov/servlets/purl/6943561.

@article {osti_6943561,
title = {Обзор контуров естественной циркуляции в реакторах с водой под давлением и других системах},
author = {Звирин, Ю.},
abstractNote = {Представлен обзор теоретических и экспериментальных работ по однофазным контурам естественной циркуляции (термосифонам). Он включает доступные методы моделирования (аналитические и численные) для описания стационарных потоков, переходных процессов и характеристик устойчивости различных контуров. Они варьируются от систем простой геометрии и небольших (лабораторных) контуров до полномасштабных систем - ядерных реакторных установок и солнечных водонагревателей. Сделана попытка сравнить некоторые аналитические модели и представить результаты с использованием обобщенных параметров. Приводятся имеющиеся данные и обсуждается сравнение с теоретическими результатами.},
doi = {10.2172 / 6943561},
url = {https://www.osti.gov/biblio/6943561},
журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1981},
месяц = ​​{1}
}

Схема отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

В наш век стремительно меняющихся технологий эту схему (также называемую гравитационным или гравитационным) отопления частного дома можно было бы считать морально устаревшей, если бы не ее простота, надежность и экономичность.Самотечная система отопления до сих пор широко используется при строительстве собственного дома и считается лучшим техническим и экономическим решением. Небольшое давление в сети ограничивает его объем, но для одноэтажного жилого дома такая схема очень эффективна и часто рассматривается как альтернатива отоплению с помощью насосных агрегатов.

Отопительный контур с естественной циркуляцией

В автономном отоплении одноэтажного или двухэтажного собственного дома допускается использование специальных незамерзающих антифризов, но не рекомендуется применять антифриз в системах с естественной циркуляцией теплоносителя.

Основные недостатки антифризов для использования в отопительном контуре естественной циркуляции:

  • В отопительном контуре с естественной циркуляцией конструкции расширительного бака предусматривают контакт с окружающим воздухом. Антифризы быстро испаряются, загрязняя окружающую среду;
  • Необходимость постоянного контроля за объемом теплоносителя и периодического его пополнения;
  • Антифризы

  • обладают низкой теплоотдачей, что способствует небольшому отводу тепла радиаторами от охлаждающей жидкости при ее циркуляции.Это приводит к перегреву антифриза в контуре и в самом котле;
  • Использование перегретого антифриза в замкнутом контуре способствует обильному образованию отложений внутри теплообменника, забивающим отверстия в трубках.

Наиболее оптимальным теплоносителем в схеме гравитационного типа для отопления одно- или двухэтажного жилого дома является водяной теплоноситель ввиду его невысокой стоимости и доступности.

Естественная циркуляция в отопительных контурах

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого дома являются:

  • Котел, нагревающий горячую воду;
  • Расширительный бак, представляющий собой емкость для слива лишней воды, возникающей при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
  • Трубопроводы для подачи горячей воды от котла к радиаторам отопления и возврата охлажденной жидкости от радиаторов обратно в котел (для чего обратная часть системы отопления в быту называется обратной).Вместе они образуют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
  • Радиаторы отопления.

При нагревании теплоносителя увеличивается его объем, избыток нагретой воды поднимается вертикально до расширительного бачка, в системе создается гидростатическое давление в зависимости от разницы в весе водяных столбов горячего (подводящего трубопровода) и холодная (возвратная) вода.

Под этим давлением горячая вода течет из верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления.Охлажденная в радиаторах вода по обратной магистрали (синяя линия) поступает на вход котла. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна только в том случае, если при монтаже предусмотрены уклоны горизонтальных участков трубопровода обогрева в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет двигаться вниз под действием собственного веса с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Еще одним фактором, влияющим на движение жидкости, является давление циркуляции, обозначенное на рисунке буквой N.Чем выше разница уровней радиаторов и бойлера, тем быстрее в контуре движется вода.

В самотечных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому эту систему часто называют открытой. Все воздушные пробки из теплотрассы вытесняются в верхнюю часть контура, и там устанавливают емкость, открытую для контакта с атмосферой. Система, использующая герметичные резервуары, называется закрытой. В его составе используется помпа; по принципу действия он уже носит вынужденный характер.

Скорость относительно воды

При циклическом изменении температуры горячая вода находится в верхней части системы отопления, холодная влага перемещается по нижним трубам. Основной движущей силой естественного (без давления со стороны насоса) движения жидкости в контуре является давление циркуляции, которое зависит от соотношения высот котла и самого нижнего радиатора. На рисунке ниже представлена ​​графическая диаграмма возникновения циркуляционного напора h. Параметр h имеет постоянное значение для этого контура и не изменяется во время работы системы отопления.

Для создания оптимального давления котел отопления устанавливают с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь расширительный бачок необходимо установить повыше. Часто ставят на чердаке дома.

Скорость циркуляции воды в контуре при установке самотечной системы отопления частного дома своими руками определяется следующими факторами:

  1. Величина циркуляционного давления. Чем он больше, тем больше расход воды в теплотрассе;
  2. Диаметры труб отопления.Небольшие размеры внутреннего сечения трубы обеспечат большее сопротивление потоку воды, чем трубы с большим диаметром. Для однотрубных или двухтрубных систем при самотечной разводке намеренно завышают размер труб до D на 32-40 мм
  3. Материалы для изготовления контурных труб. У современных полипропиленовых труб гидравлическое сопротивление в несколько раз ниже, чем у стальных трубопроводов, поврежденных коррозией и покрытых отложениями;
  4. Наличие поворотов в тепловой сети.Идеальный вариант — прямой трубопровод;
  5. Обилие фитингов, переходников, стопорных шайб. Каждый клапан снижает давление.

Процессы естественной циркуляции очень инертны и протекают медленно. Время между розжигом котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Схема

По способу подключения радиаторов отопления принято различать две схемы установки контуров системы отопления: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение нагревательных приборов по цепи питания. Пройдя сверху через все радиаторы (красная линия), вода возвращается по обратной линии (синяя линия) в котел.

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных циркуляционных контура. Один горячий теплоноситель течет, подводя тепло к радиаторам, по другому контуру — охлажденная вода направляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже изображена двухтрубная система отопления для двухэтажного дома. Распределение теплоносителя (красная линия) по радиаторам начинается с максимальной высоты H, обеспечивающей необходимое давление циркуляции. Охлажденный теплоноситель (синяя линия) собирается в обратной магистрали и направляется на вход котла.

Самотечные системы отопления для частного дома впечатляют простотой устройства, простотой обслуживания и энергонезависимостью. У них нет насосных агрегатов, создающих дискомфорт для проживания своим шумом, отсутствуют вибрации, сопровождающие их работу.Безаварийный срок службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, так как в них отсутствуют электронасосы и средства автоматизации. В целом гравитационные схемы проигрывают системам принудительного отопления по ряду баллов:

  • излишняя инерция вынуждает ждать несколько часов, пока контур не достигнет необходимого теплового режима;
  • сложность монтажа, обусловленная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
  • отсутствие насоса ограничивает общую длину теплотрассы;
  • непрерывный контроль уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке.

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные малоэтажные дома (1-2 этажа), площадью до 100 квадратных метров. м и горизонтальный радиус гравитационной цепи не более 30 м.

Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома своими руками

Если вы решили оборудовать систему отопления для дачи или загородного дома, то нужно подумать об эффективности, максимальной надежности и удобстве работы.

Особенности компоновки

Если речь идет о принудительной циркуляции теплоносителя в трубопроводной системе, то в процессе проведения работ необходимо будет установить насос, который должен располагаться на участке теплотрассы.Благодаря такому взаимодействию можно будет обеспечить более быстрое и постоянное движение воды. В этом случае недостатком является стоимость установки дополнительного оборудования. Если вас интересует схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то в установке насоса не будет необходимости. Это связано с тем, что плотность горячей воды намного ниже, чем у холодной. За счет этого осуществляется выталкивание одной жидкости другой. Охлаждающая жидкость, двигаясь по трассе, отдает определенную часть тепла батареям, постепенно остывая.Возвращающаяся холодная жидкость выталкивает горячую и легкую воду обратно в трубы. Этот цикл повторяется постоянно. Процесс нельзя приостанавливать, пока котел не прогреется. При необходимости отопительный контур с естественной циркуляцией (это касается в первую очередь частного дома) можно в любой момент дополнить насосом, которым хозяева могут при необходимости быстро и равномерно обогреть жилище.

Основные положительные характеристики

Наличие насоса влечет за собой дополнительные затраты энергии.А его отсутствие, наоборот, позволяет неплохо сэкономить. Такие системы совершенно бесшумны и не вызывают лишних вибраций. Система отопления частного дома (с естественной циркуляцией) «Ленинградка» имеет ряд преимуществ, среди которых можно выделить уникальную способность к саморегулированию, очень длительную безотказную работу, которая составляет 30 лет, термическую стабильность и высокая ремонтопригодность.

Подготовка к работе

Если вы решили самостоятельно провести монтажные работы, то вам стоит рассмотреть схему отопления (с естественной циркуляцией) частного дома.Путь будет содержать определенный набор элементов. Помимо прочего, он содержит: расширительный бачок, расположенный в самой высокой точке; трубопровод, который может быть одинарным или двойным; радиаторы отопления, а также котельное оборудование. Последний будет нагревать теплоноситель. Перед началом работы важно помнить, что скорость и сила, с которой вода будет двигаться через систему отопления, зависят от объема, веса и плотности горячей жидкости. Не менее важную роль играет и внутренний диаметр труб, от этого параметра зависит коэффициент сопротивления, а также высота установки радиаторов отопления по отношению к котлу.Мастер должен знать, что к горизонтально ориентированным трубопроводам предъявляются особые требования. Их необходимо устанавливать с обязательным уклоном, который составляет 5 миллиметров на метр, поворачивая трубы по ходу движения. Только так охлажденная вода будет стремиться к котлу. Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома предполагает установку на пути теплоносителя меньшего количества элементов, которые смогли бы увеличить сопротивление.

Расчет мощности перед установкой

Если вы выбрали схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то перед тем, как приступить к обустройству системы, нужно определиться с мощностью котельного оборудования.Такие расчеты можно произвести любым из нижеприведенных методов. Первый предполагает использование объема, второй — площади. Мастер должен помнить, что каждый из этих вариантов позволяет получить лишь приблизительный результат в самых идеальных условиях. Если здание не утеплено, следует приобретать оборудование с небольшим запасом. Тогда как для энергосберегающих зданий в качестве значения мощности на квадратный метр достаточно будет принять цифру в пределах 60 ватт.

Определение вместимости по объему

Если вы будете реализовывать схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то наиболее точный расчет будет по объему отапливаемого помещения. Первоначально это значение должно быть определено умножением на 40 Вт. Следующим шагом будет добавление поправочных коэффициентов. Если речь идет о частном доме, а комната граничит с улицей сверху и снизу, то нужно результат умножить на 1, 5. Если есть комната, расположенная возле утепленной стены, значение следует умножить на 1,1. При наличии утепленной стены умножение производится на 1,3. Что касается каждой двери, выходящей на улицу, то к ним нужно добавить 200 Вт. Для окна нужно добавить 100 Вт, минимальное значение — показатель равный 70, коэффициент в каждом случае будет зависеть от размеров проема.

Определение мощности по площади

Если будет оборудована закрытая система отопления частного дома с естественной циркуляцией, то можно рассчитать мощность и площадь. Самый простой метод — определить мощность котла по рекомендациям СНиП. Подсчитано, что на 10 квадратных метров требуется 1 кВт мощности. Общую площадь дома нужно умножить на 0,1. Важно учитывать разные коэффициенты, каждый из которых используется для определенных территориальных зон.Например, для Крайнего Севера этот показатель может варьироваться в пределах от 1,5 до 2. Для средней полосы эти цифры варьируются, начиная с 1,2 и заканчивая 1,4. Если мы говорим о южных регионах страны, то коэффициент может быть равен 0,8-0,9.

Монтажные работы: двухтрубная система

Система водяного отопления частного дома с естественной циркуляцией может быть оборудована по двухтрубной схеме. Несмотря на то, что монтажные работы в этом случае более сложны, распространение получила именно такая схема.При его реализации жидкость будет двигаться по двум трубам, одна из которых будет проложена сверху, куда будет стекать нагретая вода; в то время как второй должен быть размещен ниже, туда потечет остывшая жидкость.

Технология работы

Если вы рассматриваете схему и особенности установки отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то можно использовать двухтрубную систему. Проведение этих работ требует соблюдения определенных инструкций. На первом этапе мастеру следует выбрать место, где будет располагаться блок хранения.

Над котлом монтируется расширительный бак, и вы можете соединить эти элементы между собой вертикальной трубой, которую после установки необходимо обернуть изоляцией. Примерно на уровне трети расширительного бачка нужно прорезать верхнюю трубу, предназначенную для транспортировки нагретой жидкости. Замеряем расстояние от верхней точки до пола, после чего подключаемся к проводке. Эти работы выполняются на высоте 2/3. Ближе к верху расширительного бачка выйдет из строя еще одна труба, которая будет переливаться.С его помощью излишки будут убраны в канализацию. На следующем этапе трубы подводятся к радиаторам. Батареи необходимо подключить к нижней трубе, установка которой осуществляется параллельно с верхней.

Наконечник мастера

При установке системы отопления частного дома (с естественной циркуляцией) своими руками важно постараться расположить трубы как можно точнее. В этом случае необходимо обеспечить оптимальный перепад высот между котлом и радиаторами.Первые необходимо монтировать под отопительными приборами, поэтому лучше всего приобрести напольный прибор, который будет удобно располагаться в подвале или в специальной нише.

Нюансы работы

Чердак необходимо утеплить. Если температура в нем чрезмерно низкая, то есть вероятность, что жидкость в трубах замерзнет. Важно придерживаться нескольких правил, одно из которых предполагает расположение верхней трубы с определенным уклоном, который должен составлять примерно 7 градусов.По возможности котельное оборудование следует располагать значительно ниже отопительных приборов. Посетив магазин перед началом работы, следует выбирать трубы из металла или полимеров. Внутренний диаметр изделия должен составлять 32 миллиметра. Балансировку двухтрубного отопления, если трубы были подобраны правильно, делать не придется. Однако необходимо будет установить дроссель на шланги к каждому радиатору.

Следует отметить, что на прокладку двух цепей уйдет достаточно большая сумма денег.На это у мастера уйдет много времени, но такая система эффективнее и предпочтительнее.

Однотрубная установка

Если вы будете прокладывать систему отопления для частного дома (с естественной циркуляцией), желательно перед началом работ рассмотреть фото таких схем. Если вы решите использовать однотрубную систему, вы сможете снизить затраты на установку. В этом случае необходимо будет проложить только одну трубу. Система будет иметь циклический замкнутый контур, предполагающий размещение радиаторов параллельно основному кольцу.Разрывать его в определенных точках не требуется. Можно будет оборудовать каждый радиатор вентиляционным отверстием. Такое решение даст возможность избавиться от воздуха в каждой из отдельных секций. Для выравнивания температуры необходимо будет установить дроссели и термоголовки. Сегодня довольно популярна однотрубная закрытая система отопления. В некоторых случаях можно пренебречь наличием расширительного бачка, изолируя таким образом охлаждающую жидкость. Как известно, в форсированной системе скорость движения теплоносителя по системе трубопроводов зависит от производительности насосного оборудования.С естественной циркуляцией дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными. С естественной циркуляцией дела обстоят иначе.Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными. С естественной циркуляцией дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил.Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными.

Рекомендации по работе

Аналогичная система отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, схема которой предполагает наличие только одной трубы, комплектуется изделиями, внутренний диаметр которых может варьироваться от 32 до 40 миллиметров.Внутренняя поверхность труб должна быть максимально ровной, идеальной, единственный способ предотвратить скопление отложений, а вот металлические аналоги рассматривать вообще не стоит.

Заключение

Система отопления частного дома с естественной циркуляцией, без радиаторов, сэкономит вам много денег. Однако перед проведением этих работ стоит подумать о целесообразности их выполнения.

Система отопления с естественной циркуляцией

Обустраивая отопление небольшого загородного дома или коттеджа, в первую очередь думают об эффективности, простоте и максимальной надежности.Чаще всего встречается система отопления с естественной циркуляцией, отвечающая всем вышеперечисленным критериям.

Принудительная циркуляция теплоносителя по трубопроводам осуществляется с помощью рабочего насоса, который устанавливается на участке теплотрассы. Благодаря такому взаимодействию обеспечивается постоянное и быстрое движение жидкости. Недостаток — стоимость дополнительного оборудования.

Узнайте больше о естественном кровообращении.

Для оснащения системы отопления естественной циркуляцией насос не требуется.Плотность нагретой воды ниже, чем у холодной, из-за чего одна жидкость вытесняется другой. Охлаждающая жидкость, двигаясь по трассе, отдает часть тепла радиаторам и постепенно остывает, возвращаясь обратно и вытесняя более теплую и более легкую воду в трубы. Цикл повторяется снова.

Этот процесс нельзя остановить, пока котел не нагреется. Систему с естественной циркуляцией можно в любой момент оснастить насосом и запустить его по мере необходимости для равномерного и быстрого обогрева помещения.

Основные преимущества

Одно из преимуществ таких систем — экономичность. Затраты на установку и обслуживание сведены к минимуму.

Наличие помпы повлечет дополнительные расходы на электроэнергию. Его отсутствие, наоборот, даст возможность сэкономить. Такие системы совершенно бесшумны и не вызывают лишних вибраций.

Другие преимущества включают:

  • Способность к саморегулированию
  • Термическая стабильность
  • Длительное время безотказной работы — 30 лет
  • Высокая ремонтопригодность
Типовая схема

Если более подробно рассмотреть схему с естественной циркуляцией теплоносителя, то она будет содержать следующий набор элементов:

  1. Расширительный бак, который находится на самой высокой точке
  2. Радиаторы отопления
  3. Трубопровод (двойной, одинарный)
  4. Отопительное оборудование отопительный котел

Сила и скорость, с которой хладагент будет циркулировать через систему отопления, зависят от веса, объема и плотности горячей жидкости.Немаловажную роль играют внутренние поверхности труб, от которых зависит коэффициент сопротивления, и высота батарей отопления относительно котла.

К горизонтальным трубопроводам применяются особые требования. У них должен быть обязательный уклон около 5 мм на метр по ходу движения. Только в этом случае остывшая жидкость будет стремиться обратно в котел.

Надо постараться, чтобы на тракте теплоносителя было меньше элементов, способных повысить сопротивление.Многочисленная отсечные, ветвь и изломы должны быть компенсированы большим диаметром трубы.

Вас также может заинтересовать оригинальный способ обогрева производственных помещений.

Рассчитать мощность самостоятельно

Приступая к оснащению системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо определить мощность установленного отопительного котла. Вы можете выполнить расчеты одним из двух методов:

  1. По объему
  2. По площади

Следует отметить, что оба варианта расчета дают приблизительные результаты в идеальных условиях.Если дом не утеплен, необходимо приобретать технику с небольшим запасом. В свою очередь, для энергосберегающих построек достаточно принять значение мощности 60 Вт на кв.

Самым точным считается расчет объема отапливаемого помещения. Для начала нужно вычислить это значение и умножить на 40 Вт. Введены следующие поправочные коэффициенты:

  1. Для частного дома, граничащего с улицей сверху и снизу, рекомендуется результат умножить на 1.5
  2. Если комната находится у утепленной стены, значение умножается на 1,1, у утепленной стены — 1,3
  3. На каждую дверь, ведущую на улицу, прибавляется 150-200 Вт
  4. На каждое окно добавляется 70-100 Вт, в зависимости от его размера

Самый простой способ — рассчитать мощность котла, рекомендованную в СНиП — по площади. Подсчитано, что на каждые 10 кв. м. Требуется 1 кВт мощности. Таким образом, общую площадь дома нужно умножить на 0.1.

Необходимо учитывать коэффициенты для разных территориальных единиц:

  • Крайний Север — 1,5-2
  • Средняя полоса — 1,2-1,4
  • Южные регионы страны — 0,8-0,9
Выбор схемы подключения для систем с естественной циркуляцией

Существует огромное количество схем, по которым можно осуществлять естественное регулирование. Но все они разделены на 2 категории:

Несмотря на более сложный монтажный процесс, широкое распространение получила двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.Жидкость транспортируется по двум трубам: одна проложена вверху и по ней течет нагретая вода, вторая внизу и течет охлажденная вода.

Для самостоятельного построения простого двухтрубного контура можно выполнить следующую инструкцию:

  • Сначала выбирается место, где будет размещен блок хранения
  • Над котлом установлен расширительный бак, вместе они соединены вертикальной трубой, обернутой теплоизоляционным материалом
  • На уровне 1/3 расширительной бочки вставлена ​​верхняя труба для транспортировки нагретого теплоносителя
  • При измерении расстояния от пола до наивысшей точки необходимо сделать надрез в проводке на высоте примерно 2/3
  • Ближе к верху расширительного бачка выходит из строя вторая труба — перелив, через которую излишки удаляются в канализацию
  • Затем нужно проложить трубы к радиаторам
  • Батареи подключаются к нижнему водопроводу, прокладка которого должна быть параллельна верхнему

Необходимо постараться максимально точно расположить трубы в системе отопления с естественной циркуляцией и обеспечить оптимальный перепад высот между радиаторами и котлом.Последние следует размещать ниже аккумуляторов, поэтому предпочтение отдается уличным приборам, которые размещаются в специальной нише или подвале.

Чердак надо утеплить. Если будет слишком холодно, возможно замерзание жидкости в трубах.

Рассмотрим еще несколько правил, которым нужно следовать:

  1. Верхнюю трубу рекомендуется начинать с небольшим уклоном — 6-7 градусов
  2. По возможности котел устанавливают намного ниже отопительных приборов
  3. Необходимо выбирать трубы из металла или на основе полимеров с внутренним диаметром 32 мм.

Балансировка двухтрубного отопления, если трубы подобраны правильно, не требуется.Тем не менее, дроссели должны быть установлены на соединениях с каждой батареей в обязательном порядке. Также стоит отметить высокие первоначальные затраты на прокладку сразу двух цепей и время, затрачиваемое на работы.

Чтобы снизить затраты на установку, выберите вариант прокладки всего одной трубы. В этом случае получается циклический замкнутый контур, удовлетворяющий следующим условиям:

  1. Радиаторы должны разрезать параллельно основному кольцу, а не рвать его в определенных точках
  2. Необходимо снабдить каждую батарею вентиляционным отверстием.Это решение предоставит возможность стравливать воздух в одной конкретной области
  3. Для выравнивания температуры рекомендуется установить термоголовки и дроссели

Популярна закрытая однотрубная система отопления с естественной циркуляцией. В конкретном случае можно будет пренебречь расширительным бачком, полностью изолировав теплоноситель.

Что влияет на скорость обращения?

Если в принудительной системе скорость циркуляции теплоносителя по трубам зависит от производительности насоса, то здесь дело обстоит иначе.Для его увеличения необходимо придерживаться ряда правил:

  • Оптимально подбирать запорную арматуру и следить за переходами диаметров труб
  • Разнообразные повороты могут стать непреодолимым препятствием, поэтому их количество сводят к минимуму, стараясь сделать все участки прямыми.
  1. Наиболее подходящий внутренний диаметр трубы 32-40 мм
  2. Внутренняя поверхность труб должна быть идеально ровной и не накапливать на себе отложения, изделия из стали не следует рассматривать.

Устройство систем отопления с естественной циркуляцией требует определенной подготовки, навыков и знаний.Но чтобы оставаться уверенным в его работоспособности, стоит встроить помпу, включение которой произойдет в случае необходимости.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией: принцип работы и преимущества

Наличие в доме системы отопления — требование, ни у кого не вызывает сомнений. Но точки зрения, по каким принципам он должен работать, расходятся.

Возможны всего два варианта устройства системы отопления (СО).В первом случае теплоноситель движется по трубопроводам СО, подчиняясь основным физическим законам. Такие системы относятся к СО с ЭЦ (естественной циркуляцией). Во втором — схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией (ПК) предполагает движение теплоносителя по системе за счет работы встроенного циркуляционного насоса.

Принципы работы СО Центр

Для лучшего понимания принципа работы этой системы следует сначала разобраться, как работает СО ЭК.Этот вопрос подробно рассмотрен здесь.

За счет интеграции циркуляционного насоса в такую ​​систему можно устранить большинство недостатков, добиться равномерного распределения горячего теплоносителя по всем нагревательным приборам, тем самым увеличив эффективность СО и снизив расход топлива, необходимый для котел для поддержания заданных температурных параметров.

Система отопления с принудительной циркуляцией одноэтажного дома теоретически допускает возможность смешивания горячего и охлажденного теплоносителя.Но на самом деле этого не происходит, поскольку установленные модели циркуляционных насосов создают в линиях небольшие давления, не приводящие к перемешиванию.

Правильная регулировка скорости движения воды в системе позволяет с высокой степенью эффективности контролировать количество выделяемого тепла.

Кроме того, СО с ПК позволяет использовать радиаторы любого типа.

Преимущества, которые наличие насоса дает с PC
  • Нет ограничений по диаметру и материалам, из которых используются трубы, применяемые для монтажа ?? указанного типа;
  • Это позволяет получить некоторую экономию на закупке материалов по более низким ценам, без потери качества работы смонтированной системы;
  • Система упрощает монтажные работы, так как нет необходимости выполнять верхнюю разводку и строго контролировать уклон трубопроводов;
  • Отсутствие значительных перепадов температур в системе положительно сказывается на увеличении срока службы элементов и комплектующих ПК;
  • Имеется возможность выполнения разводки коллекторного типа, что позволяет нагревать все радиаторы до одинаковой температуры вне зависимости от их удаленности от котла;
  • Можно увеличить длину трубопровода до необходимой;
  • Становится технически возможным интегрировать в компьютерный центр дополнительные устройства, например, теплый пол;
  • Отопление одноэтажного дома с принудительной циркуляцией позволяет установить необходимую температуру, как во всем доме, так и в отдельных его помещениях.Напоминаем, что регулирование температуры в ЕС ЕС в принципе невозможно.
Недостатки системы
  1. Система нестабильна, что, во-первых, увеличивает эксплуатационные расходы на оплату потребленной электроэнергии, а, во-вторых, отключение электроэнергии приводит к остановке насоса;
  2. Работающий насос издает определенный шум, который нравится далеко не всем.
Схемы устройства отопления дома с принудительной циркуляцией.

При установке отопительного контура в одноэтажном частном доме он может быть выполнен в следующих вариантах: одно- или двухтрубный.В этом случае разводка может быть нижней или верхней.

Однотрубный СО ПЦ

Выполнена указанная система:

С горизонтальной разводкой в ​​тех случаях, когда ее обустраивают в небольших жилых домах или в производственных помещениях. Из основного стояка поступающая в него горячая вода распределяется по стоякам горизонтально, проходя по ним через все установленные радиаторы. Охлажденный теплоноситель по обратной магистрали возвращается в котел.

Важное требованием является оснащение всех радиаторов с клапанами для стравливания воздуха (Маевский краны), и установка запорных клапанов в начале линии подачи, которая позволяет контролировать температуру в помещении.

С вертикальной компоновкой. Трасса СО идет с верхних этажей на нижние. В одноэтажных домах без мансарды его не используют.

Двухтрубный SO PC

Схема системы отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией при горизонтальной разводке может быть выполнена в трех вариантах:

  • Коллекторная система;
  • Associated CO;
  • Тупик SO ПК.

В первом варианте каждый нагреватель подключается индивидуально, что способствует их равномерному нагреву.Но изначально это требует повышенного расхода труб на установку, а, следовательно, больших затрат на их покупку.

Связанные СО имеют одинаковые контуры циркуляции хладагента. это делает процесс регулировки температуры более простым и надежным, но увеличивает длину прокладываемого трубопровода. То есть опять лишние расходы.

В тупиковых системах каждый последующий радиатор по направлению потока воды находится дальше от котла, что увеличивает контур циркуляции теплоносителя и снижает эффективность контроля работы СО.

С вертикальной компоновкой. Отопление в одноэтажном доме своими руками по указанной схеме может выполняться с нижней или верхней разводкой.

В первом случае циркуляционный насос подает холодный теплоноситель с обратной линии в котел. От него — до питающей сети и далее по радиаторам. Охлаждаясь, вода через расширительный бак возвращается в котел.

Во втором случае магистральный трубопровод СО располагается над радиаторами (чаще всего на чердаке), а обратка прокладывается на полу помещения или в подвале под потолком.Теплоноситель циркулирует от котла к подающей линии, оттуда к радиаторам, откуда по обратной трубе и через расширительный бачок перекачивается в котел.

Выбор циркуляционного насоса

Насосы

, в первую очередь, подбираются по таким параметрам, как создаваемый напор и производительность. Их необходимое значение предварительно рассчитывается с учетом размеров помещения, которое будет отапливаться ПК.

Отопительная схема одноэтажного дома — виды отопления

В большинстве случаев у рядовых граждан частный дом ассоциируется с одноэтажным домом.Возможно, у нас до сих пор существуют устойчивые стереотипы, а может быть, только что наступили кризисные времена, которые заставили нас задуматься не только о стоимости всех строительных материалов, но и о том, сколько нам будет стоить содержание дома. В связи с этим особую актуальность приобретает топливо, которое обеспечит нормальные условия проживания в частном доме. Без топлива сложно готовить и обогревать помещения. Еще на этапе создания строительного проекта хороший хозяин должен учесть все системы жизнеобеспечения. Одной из первых разрабатывается схема отопления одноэтажного дома.Хотя в определенные моменты жизни люди, которые большую часть жизни живут в частном доме, также сталкиваются с такой проблемой, как модернизация существующей системы отопления или ее полная замена. Будет полезно прочитать о системе отопления.

Виды топлива для систем отопления

Любая система отопления должна начинаться с выбора топлива. Это может быть торф, дрова, газ, уголь или жидкое топливо. В последнее время очень часто при устройстве отопления стали использовать отопительные котлы. Но самый экономичный вариант — газовый (подробнее о расчете тепла на отопление можно прочитать здесь).

Однотрубная система и ее конструкция

Конечно, конструктивное решение системы отопления во многом зависит от финансовых возможностей хозяина. На данный момент нет ограничений на техническую реализацию какой-либо системы. На рынке вы найдете материалы и оборудование для любого кошелька. Наиболее доступной и традиционной считается однотрубная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией. Вода здесь используется как теплоноситель.

Установка циркуляционного насоса может значительно повысить эффективность этой системы.Но это будет абсолютно необходимо только при обустройстве дома с большой площадью. Если речь идет о небольшом домике, то можно полностью обойтись без него.

Обращаем ваше внимание, что организация естественной циркуляции предполагает установку подводящего патрубка с уклоном 5 мм на каждые 2 м трубопровода.

Схема однотрубной системы отопления включает:

  1. — Источник тепла, например отопительный котел.
  2. — Трубопровод.
  3. — Расширительный бак.
  4. — Элементы для подключения к радиаторам.
Типы однотрубных систем

Системы отопления однотрубные бывают звездообразными, коллекторными и лучистыми.

Однотрубная система отопления одноэтажного дома функционирует довольно просто. Необходимо лишь определиться с материалами, а затем произвести небольшие расчеты на предмет теплопотерь дома.

Вода, нагретая от котла по входам и трубопроводам, попадает к отопительным приборам и, попав в радиаторы, отдает тепло.После этого остывший теплоноситель по той же трубе возвращается обратно в систему теплоснабжения. В самой высокой точке этого вида отопления, которая называется «горизонтальной», находится расширительный бачок.

При движении теплоносителя по трубопроводам через стенки приборов и трубопроводов выделяется тепло. Однотрубную систему отопления с естественной циркуляцией смело и без преувеличения можно считать наиболее экономичной в настоящее время.

Недостатком такой системы отопления является разница температуры теплоносителя в разных точках системы.В конечном радиаторе вода всегда будет намного холоднее, чем в ближайшем к котлу. Кроме того, однотрубная версия не допускает возможности перекрытия одной батареи; необходимо отключить сразу всю систему.

Схема отопления одноэтажного дома может предполагать и двухконтурную конструкцию. В таком варианте дом будет не только отапливаться, но и сразу же обеспечиваться горячей водой. Очень часто можно увидеть две параллельные одноконтурные системы.Один используется для отопления, а второй — для горячей воды. При этом не забывайте, что установка второго контура увеличит потребление энергии примерно на 25%.

В каком бы проекте вы ни хотели обогреть свой дом, самое главное — найти оптимальное соотношение между потерями тепла и потреблением энергии. Кроме того, нужно учитывать силовые характеристики котла отопления, а также КПД радиаторных батарей.

Схема отопления одноэтажного дома

Можно ли самостоятельно организовать отопление частного дома? Да, если у вас есть подробная схема подключения системы отопления.У вас минимальный опыт работы с конвейером? Тогда вы обязательно с этим справитесь. В этой статье будет проанализирована схема отопления одноэтажного дома. Дадим полезные советы начинающим частным строителям. Главное, чтобы система была отказоустойчивой и дешевой, тогда домашняя работа позволит сэкономить на найме профессиональных работников. Мы подробно разберем однотрубные и двухтрубные сети, а также изучим требования к отоплению частного дома.

Системные требования

Чтобы все работало надежно, необходимо соблюдать следующие требования:

  • Отказоустойчивость.Этот параметр отвечает за работу системы отопления в любой мороз. В нем не должно быть чрезмерной теплоотдачи, так как это помешает нормальной работе системы в холодную погоду.
  • Простота установки. Не все собственники могут позволить себе нанять профессионалов для проектирования и монтажа тепловой сети, поэтому нужно выбирать самые простые схемы отопления. Работа, сделанная своими руками, всегда приносит удовольствие.
  • Отсутствие зависимости от энергии. Было бы здорово, если бы система могла работать с естественной циркуляцией.Обычно мастера устанавливают отопление с принудительной циркуляцией, но при этом система может работать и естественная, несмотря на снижение КПД.
  • Рентабельность. Несмотря на то, что отопительный контур практически не влияет на КПД котла, мы рекомендуем сделать все возможное, чтобы добиться максимальной экономии тепла.

На фото котел продолжает работать даже после отключения циркуляционного насоса. Он функционирует в ограниченном пространстве.

Стоит сказать, что пункт «Нет зависимости от энергии» для электрокотлов неактуален, так как ни насос, ни котел без электричества не обходятся. Остальные предметы работают с таким агрегатом.

Однотрубная система: анализ цепей

Широкий выбор строительных материалов и сантехники позволяет подобрать проекты для владельцев частного дома с разным уровнем дохода. В первую очередь стоит рассмотреть вариант однотрубной системы, поскольку она считается наиболее доступной, особенно для одноэтажного дома.В однотрубной сети вода циркулирует естественным образом.

Схема выглядит следующим образом:

По возможности стоит установить циркуляционный насос. Это значительно повысит эффективность и результативность конструкции. Но если ваш дом занимает небольшую площадь, то этот агрегат для установки не требуется. Для обеспечения естественной циркуляции уклон основной трубы должен составлять 0,5 сантиметра.

Однотрубная система состоит из следующих элементов:

  • Электропроводка.
  • Трубопровод.
  • Котел для нагрева воды.
  • Расширительный бак.

Однотрубная конструкция имеет подвиды: балочная, коллекторная, звездчатая. Конструкция быстро выполняет свою работу, поэтому конструкция проста. Первым делом нужно выбрать материалы для сети.

Система работает следующим образом. Теплоноситель (вода) нагревается от котла, затем по трубам поступает в отопительные приборы. Далее охлаждающая жидкость переходит к радиаторам, которые забирают все тепло.Таким же образом возвращается теплоноситель в котел. Расширительный бак — крайняя точка однотрубной системы отопления.

На сегодняшний день такая конструкция считается самой экономичной для частного дома. У системы тоже есть несущественные минусы. Разница температур в разных точках — это первый недостаток. Например, в радиаторе вода будет намного холоднее, чем в бойлере. Второй недостаток заключается в том, что вам нужно заблокировать всю конструкцию, если вам нужно заблокировать хотя бы одну батарею.

Двухтрубная сеть

Для одноэтажного дома можно своими руками монтаж двухконтурной тепловой сети. Это более дорогой вариант по сравнению с предыдущей схемой, но при этом в доме всегда будет горячая вода. Суть двухконтурной системы такова: первый контур используется для обеспечения горячей водой, второй — для отопления.

Ниже приведен отличный пример двухконтурной сети, которую вы можете установить самостоятельно:

По периметру здания (в гостиной и под полом) проходят два трубопровода — обратный и подающий.Конвекторы, радиаторы и регистры используются в сети как перемычки, которые создают короткое замыкание. Хладагент имеет тенденцию циркулировать через нагреватели, расположенные ближе всего к циркуляционному насосу. Но мы должны следить за тем, чтобы удаленные приборы тоже получали тепло. Для этих целей устанавливаются ограничительные дроссели.

Что касается минусов данной системы, то их два:

  1. Повышенный риск при размораживании без балансировки.
  2. Большое количество трубопроводных систем, что отрицательно сказывается на экономии.

Схема реализации для частного дома, установка

Несмотря на то, что водяное отопление с естественной циркуляцией имеет ряд недостатков, которые в основном связаны с его высокой инертностью, то есть медленным обогревом помещения, его все же очень часто используют для оснащения автономного газового или твердотопливного отопления в помещениях. частные дома и квартиры.

Это связано с преимуществами, которые имеет отопление с естественной циркуляцией по сравнению с принудительной прокачкой теплоносителя через систему отопления с помощью электронасоса.

Во-первых, такая система отопления несколько дешевле, потому что не требует покупки насоса, а во-вторых, она не критична к отключениям электроэнергии и всегда будет работать при включенном отопительном котле.

Однако его использование накладывает определенные ограничения на места установки котла и отопительных батарей, требует аккуратной укладки труб и более тщательного проектирования, так как при малейших погрешностях в проекте или во время монтажа системы отопления ее эффективность может стать намного выше. ниже.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

Принцип работы такой системы предельно прост и основан на разнице плотности воды при разных температурах. При нагреве в отопительном котле горячая вода по трубе замкнутого контура поднимается вверх, а на ее место попадает холодная вода, уже остывшая в батареях отопления. Чем больше разница высот между верхней и нижней точками отопительного контура, тем эффективнее циркуляция воды в системе, что также зависит от соблюдения наклона труб для слива охлажденной воды от батарей в котел, для того, чтобы снизить сопротивление току воды в системе.

Особенности системы отопления с естественной циркуляцией

Если расчет естественной циркуляции и монтаж системы завершен, она сможет эффективно работать при работающем котле, но в некоторых случаях целесообразно установить насос через вентиль, который можно использовать во время отопления после перерыв для более быстрого обогрева помещений, особенно если контур системы имеет значительные габариты.

Стоит отметить, что возможность работы такой системы без насоса позволяет эксплуатировать ее без ремонта и обслуживания очень долгое время.Благодаря современным прочным компонентам системы отопления с естественной циркуляцией могут работать без вмешательства более 50 лет. Однако следует учитывать, что естественная циркуляция будет чувствительна к любому сопротивлению, поэтому рекомендуется использовать трубы большего диаметра по сравнению с трубами, применяемыми в системах отопления с принудительной циркуляцией.

Считается, что для эффективной работы такой системы отопления общая длина ее контура не должна превышать 30 м, однако это ограничение довольно условно и может быть существенно увеличено, надеясь, что на равномерное прогревание потребуется больше времени. до всех комнат в доме.Конечно, большая инерционность такой системы является ее основным недостатком и для выхода на рабочий температурный режим может потребоваться несколько часов, однако этот недостаток полностью компенсируется ее простотой и высокой надежностью.

Для уменьшения инерции системы и повышения ее эффективности необходимо прокладывать все входные и выходные трубы для естественной циркуляции не строго горизонтально, а с небольшим уклоном, усиливающим поток воды. При этом в верхней части контура обязательно устанавливается расширительный бак, который является не только компенсатором повышения давления в системе и предполагает расширяющийся при нагревании «лишний» объем воды, но и собирает пузырьки воздуха. , что может вызвать образование воздушной пробки.

Эту систему по праву можно назвать саморегулирующейся, ведь когда в помещении холодно, аккумулятор быстрее передает тепло, вода остывает быстрее, а значит, скорость ее циркуляции в системе увеличивается. Когда комната полностью нагревается, циркуляция замедляется до минимума, что способствует экономии энергии.

Выбор материалов для монтажа системы отопления

Эксплуатационные характеристики системы отопления с естественной циркуляцией напрямую зависят от того, какие трубы и из какого материала она проложена.

Чем больше диаметр трубы, тем эффективнее будет работать система, поэтому рекомендуется использовать трубы диаметром 32-40 мм и более.

Многое также зависит от материала труб, например, если вы используете сталь, которая корродирует, шероховатость внутренней части трубы будет мешать нормальному потоку воды и уменьшать скорость ее циркуляции. Также следует избегать резких участков изменения диаметра, необоснованных резких изгибов труб, что непременно приведет к замедлению потока воды и снижению эффективности ее циркуляции.

Примерный расчет системы отопления

Стоит отметить, что хотя отопительный контур с естественной циркуляцией максимально прост, точно рассчитать его параметры довольно сложно, так как в самой системе и в доме в целом может быть множество факторов, которые будут влиять на эффективность нагрева. Поэтому, какой бы метод расчета вы ни использовали, устанавливать отопление с естественной циркуляцией следует с некоторым запасом. При этом всегда можно более точно отрегулировать необходимую температуру в помещениях, изменив настройки автоматики котла.

На практике используются два метода расчета тепловой мощности, необходимой для обогрева, по площади и объему помещения, с использованием коэффициентов и поправок для учета теплопотерь.

Так, например, при расчете площади используется норма 1 кВт на 10 метров квадратного помещения. Причем для регионов с относительно теплым климатом используется коэффициент от 0,7 до 0,9, для северных широт 1,2–1,3, а для Крайнего Севера этот коэффициент выбирается в пределах 1.5–2. Считается, что высота потолка в комнатах составляет 2,5 м, что далеко не всегда верно, и если высота потолка разная, воспользуйтесь методом расчета объема.

Также к общей мощности на каждое окно добавляется еще 100 Вт, на дверь -200 Вт, наличие внешней стены добавляет еще один коэффициент в диапазоне 1,1–1,5. Однако учет всех этих параметров также не позволяет учесть все нюансы, влияющие на сохранение тепла, поэтому тепловая мощность берется с достаточно большим запасом.

Отопительные контуры с естественной циркуляцией

На практике обычно используются две распространенные схемы подачи теплоносителя в аккумуляторы:

  • Двухтрубная система. В этом случае прокладывают два контура: контур подводимых труб горячего водоснабжения прокладывается под потолком или на чердаке, а контур, по которому отводится холодная вода от батарей, прокладывается на уровне пола. Каждая батарея подключена как к верхнему, так и к нижнему контурам. Схема наиболее эффективна и позволяет без дополнительных регулировок распределять тепло равномерно, однако ее стоимость намного дороже, а сложность монтажа выше.
  • Однотрубная система с естественной циркуляцией. Эта схема на практике применяется гораздо чаще, особенно если речь идет об организации отопления одноэтажного дома. В этом случае замкнутый трубопроводный контур от расширительного бака, установленного вверху дома, например, на чердаке, до котла, установленного внизу, проходит на уровне пола под всеми батареями. В этом случае каждая батарея подключается снизу к трубопроводу общего контура в двух точках. На входе в аккумуляторную батарею по ходу течения воды желательно установить дроссель, с помощью которого можно регулировать подачу воды к каждой батарее, чтобы обеспечить равномерный нагрев как в непосредственной близости от расширительного бака, так и в конце контура перед входом в котел.

Стоит отметить, что данная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя зарекомендовала себя во многих домах и более десяти лет исправно обслуживает своих хозяев.

Кроме того, система позволяет работать с отопительными котлами любого типа и строить недорогие, надежные и эффективные автономные системы отопления.

Парогенераторы с принудительной циркуляцией — нефтяные приложения

Паровой гравитационный дренаж, более известный как SAGD, считается наиболее жизнеспособной и экологически безопасной технологией добычи тяжелой нефти.

В этом процессе, который используется более десяти лет, используется усовершенствованная форма паровой стимуляции для извлечения нефти из пары горизонтальных скважин, пробуренных в пласт.

В процессе SAGD одна скважина пробуривается над залежью битума, а вторая — под залежью. Битум используется для производства асфальта. Верхняя скважина снабжается паром высокого давления, а нижняя скважина собирает вытекающую нагретую нефть или битум вместе с любой водой от конденсации нагнетаемого пара.Битум и вода откачиваются и попадают в резервуар, где эти два элемента разделяются. Затем эта «пластовая вода» очищается и возвращается в котел, где она превращается в пар и закачивается обратно в землю.

Пресная вода является таким же ценным ресурсом, как нефть, поэтому компании предпочитают использовать подземные воды. В прошлом для очистки воды, добываемой на месторождениях, широко применялся процесс обработки, называемый теплым умягчением извести. Когда применяется процесс умягчения теплой извести, пластовая вода не может быть достаточно очищена для обычных водотрубных барабанных котлов, поэтому ее необходимо обрабатывать с помощью прямоточного парогенератора (OTSG).Технология OTSG, хотя и проверенная, требует частого обслуживания и очистки, что приводит к расходу большого количества воды.

Экологические нормы ужесточаются, что заставляет нефтяные компании уделять больше внимания экономии воды. В результате более жизнеспособная и экологически безопасная технология, называемая испарительной технологией, заменяет процесс обработки теплой известью.

Испарительная технология производит воду более высокого качества по сравнению с теплой умягчением извести. Он также экономит воду и открывает возможности для производства пара, включая современные промышленные водотрубные / барабанные котлы.В процессе очищенная вода испаряется, а затем снова конденсируется для получения питательной воды. Такие компании, как Cleaver-Brooks, предлагают ряд продуктов, специально разработанных для использования преимуществ этого процесса очистки воды в полевых условиях. Вода из испарителя может проходить через OTSG или барабанный котел (для среднего давления), а также через новейший продукт в отрасли — парогенератор из нефтеносных песков с принудительной циркуляцией (FC-OSSG) производства Cleaver-Brooks.

Cleaver-Brooks FC-OSSG обращается к отрасли, которая нуждается в

Стремясь оставаться в авангарде разработки новых продуктов, инженеры Cleaver-Brooks в течение семи лет встречались с производителями нефти и инженерами в Альберте, Канада, чтобы лучше понять их потребности и проблемы.В результате встреч инженеры поняли, что им необходимо разработать гибридный продукт, который сочетал бы в себе функции традиционного OTSG с преимуществами барабанного котла. Результатом является FC-OSSG, который работает как котел барабанного типа, но его можно механически очищать или очищать скребком обычными средствами, такими как OTSG.

FC-OSSG отвечает основным требованиям профессионалов нефтяной отрасли, включая:

• Способность справляться с неизбежными нарушениями качества воды
• Возможность работы с водой, производимой испарителем, при обеспечении лучшей в своем классе эффективности
• Может работать с производительностью до 227 тонн / час (500 000 фунтов / час)
• Отвечает строгим требованиям требования к расходу воды и выбросам
• Обладает надежными парогенераторами, которые могут работать с доступной попутной водой.
• Простота обслуживания — все контуры можно убирать скребками

Технология FC-OSSG сводит к минимуму нарушения качества воды

Проблема ухудшения качества воды очень важна для профессионалов нефтяной отрасли.Существующие технологии неоднократно терпят неудачу в этой области. Несмотря на то, что система может работать с испарившейся водой, которая должна быть чистой, в ней все же может содержаться масло, превышающее допустимый предел для барабанных котлов. Это, наряду с неизбежным ухудшением качества воды, может вызвать засорение теплообменных трубок. Очистка барабанных котлов требует доступа к внутренним барабанам, которые нельзя убирать скребком, поэтому очистка труб может быть дорогостоящей и трудоемкой. В качестве альтернативы OTSG может справиться с нарушениями качества воды, но оборудование ограничено по размеру.OTSG может обрабатывать только до 300 000 фунтов пара в час.

Как и любая коммерческая система производства пара, FC-OSSG начинается с подачи питательной воды. Вода проходит через насос питательной воды в экономайзер и в паровой барабан. (В OTSG нет парового барабана.) Новым в этой конструкции по сравнению с барабанным котлом или OTSG являются рециркуляционные насосы.

Эти насосы забирают воду из парового барабана и проталкивают ее через контуры теплопередачи (печь и испаритель).Рециркулирующая вода, протекающая через секции теплопередачи, забирает тепло и преобразует воду в пар, который затем возвращается в паровой барабан, где пар и вода разделяются. Пар выходит, а вода падает обратно в барабан.

Управление потоком FC-OSSG показано выше. Вода забирается из парового барабана и проталкивается через две независимые секции теплопередачи (водоохлаждаемые мембранные стенки, образующие печь и змеевики испарителя).Затем он возвращается в паровой барабан, и пар отделяется. Пар выходит, а вода падает вниз и рециркулирует.

Одним из преимуществ FC-OSSG перед OTSG является паросодержание (качество пара) в теплопоглощающих трубках. Система FC-OSSG перекачивает 100% воды, а 20% по весу преобразуется в пар, в результате чего максимальное содержание пара в теплопоглощающих трубках составляет 20%. OTSG работает с максимальным содержанием пара в теплопоглощающих трубках 80%, что означает, что 80% воды испаряется в пар.

Работа с более низким содержанием пара (большим содержанием воды) в теплопоглощающих трубках позволяет снизить концентрацию примесей в воде, а также обеспечить более предсказуемые температуры металла. В результате частота отказов и частота очистки в FC-OSSG будут меньше по сравнению с OTSG.

FC-OSSG предлагает несколько вариантов решения проблем, связанных с качеством воды. См. Диаграмму выше. В первой линии защиты, которая не является собственностью FC-OSSG, измеряются проводимость и мутность воды, выходящей из испарителя.Если вода превысит определенное значение, она будет отведена обратно во входное отверстие.

Второй уровень защиты применяется только к технологии FC-OSSG. Этот сценарий относится к питательной воде котла, где измеряются проводимость и мутность. Устанавливаются определенные пределы, и если проводимость и мутность питательной воды превышают определенный установленный предел, система управления снижает интенсивность горения в котле и увеличивает поток воды через трубу, чтобы защитить его. Увеличение количества воды, протекающей через трубу, снижает качество пара в контурах теплопередачи, что приводит к меньшей концентрации примесей и снижению температуры металла.Котел продолжает работать, но с пониженной мощностью. Затем, если оно превышает другое заданное значение, оператор отключает котел, чтобы защитить его.

Надежность конструктивная

В отличие от OTSG, где в основном пар проходит через трубку, FC-OSSG сконструирован таким образом, что по трубке течет в основном вода. Температура металла в трубке, заполненной водой, больше соответствует температуре воды, чем температуре горячего газа. При постоянном тепловом потоке (скорости передачи тепла) температура стенки трубы зависит от качества пара.При более низком качестве пара труба преимущественно заполнена водой, а температура металла ближе к температуре воды и стабильна. По мере повышения качества пара температура металла также увеличивается, и после определенного момента она начинает падать из-за очень высоких скоростей в трубке, вызванных разницей в плотностях пара и воды. Диаграмма 4 иллюстрирует эту взаимосвязь между качеством пара и температурой металла.

OTSG работает с качеством пара от 75% до 80%, справа от кривой, в области высокого качества пара.Пытаться предсказать температуру металла в этой области очень сложно. Напротив, FC-OSSG работает с качеством пара 20%, представленным плоской частью кривой, в очень устойчивой и надежной рабочей области. Таким образом, он имеет гораздо более высокую устойчивость к любым изменениям теплового потока и качества во время работы.

Сравнение трех технологий

Качество пара и паропроизводительность — это лишь пара областей, в которых Cleaver-Brooks FC-OSSG превосходит OTSG.Эта гибридная система сочетает в себе преимущества OTSG и барабанных котлов, в том числе в отношении давления пара, продувки и чистоты пароотделителей. См. Таблицу 1.

Типичные показатели выбросов

FC-OSSG был разработан с учетом текущих и будущих экологических требований Альберты, включая уровни NOx ниже 30 ppm (15,8 г / ГДж) при сжигании природного газа. См. Таблицу 2.

Включает горелку NATCOM, которая отвечает самым строгим требованиям по выбросам NOx, CO, VOC и твердых частиц для любой конфигурации печи.Кроме того, эта запатентованная горелка предлагает следующие преимущества:

• Регулировка в режиме онлайн и возможное удаление каждой отдельной газовой форсунки
• Различные виды топлива
• Непревзойденная стабильность пламени с технологией Center-Core
• Небьющийся, 100% надежный пилотный клапан
• Уровни NOx от 9 ppm до 30 ppm
• Ультра- низкий избыток воздуха / высокая эффективность
• Большой диапазон изменения: 40: 1 на газе и 15: 1 на масле

Возможности интеграции

При разработке FC-OSSG инженеры Cleaver-Brooks следовали тому же консервативному шаблону разработки продукта, который работал в компании на протяжении десятилетий.Инженеры Cleaver-Brooks использовали стандартные конструктивные особенности существующей линейки продуктов компании, в том числе: конструкции контуров с принудительной циркуляцией, стенки мембранных печей с водяным охлаждением, приподнятый барабан с нижними углами и стояками для завершения системы циркуляции, модульность для удовлетворения потребностей рынка Альберты. и горелки с низким уровнем выбросов, чтобы соответствовать будущим ограничениям.

Cleaver-Brooks — единственный производитель в мире, который предлагает полностью интегрированные котел, горелку и систему рекуперации тепла. Поскольку его инженеры имеют возможность тестировать и совершенствовать интегрированные компоненты, они могут согласовать передовые технологии котлов и горелок в отрасли с новейшими передовыми средствами управления.Использование современных компьютерных программ, таких как расширенное моделирование CFD, позволяет инженерам выполнять чрезвычайно сложные вычисления, которые повышают производительность проектирования и оптимизируют интеграцию основных компетенций.

Cleaver-Brooks — ведущий поставщик инженерных систем котлов, который стремится предоставлять эффективные решения, чтобы помочь своим клиентам и отрасли снизить потребление энергии, затраты и воздействие на окружающую среду. У него есть специальный альянс представителей, доступных для консультаций, продаж, технического обслуживания и послепродажной поддержки.

Автор: М. Васудеван
Источник: Кливер-Брукс

S8G

Реактор с естественной циркуляцией генерирует поток термосифона, чтобы обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя через активную зону без внешней циркуляционной силы во время нормальной работы реактора. Естественная циркуляция возникает из-за разницы в плотности жидкости между источником тепла (сердечником) и приподнятым радиатором (спиральный теплообменник). Теплоноситель первого контура может циркулировать естественным образом за счет естественной циркуляции, создаваемой за счет нагрева теплоносителем первого контура вблизи действующей активной зоны ядерного реактора.В качестве альтернативы можно использовать внешний насос, например, имеющий внешний статор и ротор, соединенный с объемом резервуара высокого давления через подходящий трубопровод или трубку. Насосы охлаждающей жидкости способствуют естественной циркуляции охлаждающей жидкости первого контура.

2 июля 1962 года вице-адмирал Хайман Дж. Риковер проинформировал старших военно-морских офицеров, призвав их включить подводную лодку с реактором естественной циркуляции в программу судостроения на 1964 финансовый год. Он сказал им, что в некоторых отношениях он считает стремление проекта к простоте возвратом к более ранним инженерным концепциям.Если тогда оборудование было менее эффективным, оно имело компенсирующие достоинства: прочность, надежность, простоту и легкость в обслуживании. Эти качества исчезли, поскольку военно-морской флот устанавливал сложные высокоскоростные машины, которые часто были недоступны для офицеров и солдат, чтобы выжать максимум энергии из каждой унции мазута.

Стратегия Риковера по снижению шума заключалась в том, чтобы избавиться от оборудования; если это было невозможно, выключить при тихой работе; замедлить компонент; или перепроектировать конкретное оборудование, чтобы избавиться от вращающихся компонентов.Военно-морские реакторы анализировали конструкцию жидкостных систем в двигательной установке и тщательно проверяли каждый клапан, чтобы увидеть, можно ли его устранить.

В 1960-х годах компания Rickover успешно разработала реактор с естественной циркуляцией (NCR), который, работая без использования шумных насосов на низких скоростях и требуя меньшего использования насосов на высоких скоростях, обеспечил значительное улучшение бесшумности.
Электрическая лодка заложила киль Narwhal (SSN 671), санкционированная Конгрессом в программе 1964 года, 17 января 1966 года.Спуск на воду состоялся 9 сентября 1967 года, а ввод в эксплуатацию — 12 июля 1969 года. Хотя реактор с естественной циркуляцией был успешным, военно-морской флот больше не строил кораблей этого класса; этот шаг не был необходим для включения достижений в будущие подводные лодки.

Реактор с естественной циркуляцией может работать без заведомо шумных насосов только до выходной мощности, соответствующей примерно десяти узлам скорости. Современные подводные лодки обычно работают со скоростью ниже этой.

Даже в случае обнаружения командир ракетной подводной лодки прибегнет к различным тактикам, вместо того чтобы двигаться на большой скорости.Эти тактики включают маневрирование с уклонением, запуск ложных торпед или вызов других военно-морских судов, чтобы сбить преследователя с пути. Подводная лодка, движущаяся со скоростью от двадцати до двадцати пяти узлов, создает такой большой шум, что его можно обнаружить с большого расстояния и, следовательно, над большой территорией океана, что позволяет атакующим сблизиться. Некоторые в военно-морском флоте утверждали, что преследующая ударная подводная лодка (или, возможно, эсминец) «слепнет», когда достигается скорость около двадцати пяти узлов, т.е.е. его гидролокатору настолько мешает шум потока, что отслеживать SSBN становится труднее, чем на более низких скоростях.

Как атомные судовые устройства, унитарные реакторы с водой под давлением (называемые PWR), в которых парогенератор и насос размещены рядом с ядерным реактором. Активная зона реактора расположена в нижней части большого корпуса высокого давления. Под ядром есть отверстие, обозначенное замком плотности, между системой циркуляции воды, которая охлаждает ядро, и вышеупомянутым бассейном.В этом отверстии, которое состоит из ряда параллельных вертикальных труб, горячая охлаждающая вода стабильно расслаивается по более холодной воде бассейна. Выше активной зоны горячая вода, поступающая из активной зоны, течет вверх по стояку. На определенном расстоянии над ядром (которое варьируется в зависимости от варианта) стояк сообщается с бассейном через дополнительное отверстие, обозначенное шлюзом верхней плотности, который работает, в принципе, так же, как и нижний.

С помощью системы управления поток через активную зону поддерживается на таком уровне, что во время нормальной работы не происходит потока через замки плотности.Горячая вода из стояка будет вытекать в естественной циркуляции в бассейн реактора через затвор с более низкой плотностью, а потерянная вода заменяется водой из бассейна, которая течет в первичный контур через затвор с более низкой плотностью.

Основное преимущество системы естественной циркуляции — простота. Отсутствие активных источников питания и насосов может значительно упростить конструкцию, эксплуатацию и обслуживание системы. Кроме того, устранение насосов и соединительных трубопроводов также исключает сценарии аварий, связанные с потерей потока насоса, авариями с разрывом уплотнения насоса и эффектами манометра с петлевым уплотнением во время аварий с небольшой потерей охлаждающей жидкости (SBLOCA).Другое преимущество состоит в том, что распределение потока в сердцевинах параллельных каналов гораздо более равномерно в системе естественной циркуляции. Кроме того, характеристики потока двухфазной жидкости в зависимости от мощности также лучше в системе с естественной циркуляцией. То есть поток увеличивается с увеличением мощности, тогда как в системе с двухфазной текучей средой с принудительной циркуляцией поток уменьшается с увеличением мощности.
Основным недостатком системы естественной циркуляции является низкий напор. Для увеличения скорости потока при фиксированной мощности потребуется либо увеличение высоты петли, либо уменьшение сопротивления петли, что может привести к увеличению затрат.

Обычно поток массы через сердцевину с естественной циркуляцией невысокий. В результате допустимая максимальная мощность канала ниже, что приводит к большему объему активной зоны по сравнению с системой принудительной циркуляции того же номинала. Кроме того, большие объемы керна могут привести к проблемам с зональным контролем и стабильностью. Хотя нестабильность присуща как системам с принудительной, так и естественной циркуляцией, последняя по своей природе менее стабильна, чем системы с принудительной циркуляцией. Это связано с нелинейной природой явления естественной циркуляции, когда любое изменение движущей силы влияет на поток, который, в свою очередь, влияет на движущую силу, которая может привести к колебательному поведению.

НОВОСТИ ПИСЬМО

Присоединяйтесь к списку рассылки GlobalSecurity.org


Типы испарителей — ООО «Вобис»

Типы испарителей

Этот бюллетень предназначен для ознакомления с основными типами испарителей, которые сегодня используются в различных отраслях промышленности.Каждая конструкция испарителя будет иметь средства передачи тепловой энергии через поверхность теплопередачи, а также средства для эффективного отделения паров от остаточной жидкости или твердого вещества. Различия в том, как достигается это разделение, отличает один тип испарителя от другого.

Испарители с естественной циркуляцией (тип Calendria)

Как видно из названия, работа этих испарителей зависит от естественных физических сил, а не от насосов. Должен соблюдаться баланс между двухфазным трением и потерями на ускорение в контуре потока, а также статическим напором, создаваемым жидкостью в основном корпусе испарителя.Поверхность нагрева может быть горизонтальной или вертикальной и может быть полностью или частично погруженной в воду или находиться вне корпуса испарителя. Системы естественной циркуляции предлагают умеренный диапазон работы (2: 1 с понижением) и не рекомендуются для служб, где ожидаются большие колебания нагрузки.

Однопроходный режим пропускает исходный раствор через трубы только один раз, а двухфазная смесь выпускается в основной корпус испарителя, где пар и щелок разделяются.Поскольку все испарение происходит за один проход, эти устройства особенно полезны при работе с термочувствительными материалами из-за их короткого времени пребывания.

Рециркуляционные блоки поддерживают пул жидкости внутри испарителя. Подающий раствор смешивается с жидкостью в бассейне и проходит по поверхности теплопередачи. Двухфазная смесь, возвращающаяся в испаритель, разделяется на пар и жидкость. Эта жидкость смешивается с жидкостью в бассейне. Продукт удаляется из этого пула, чтобы весь раствор в нем имел максимальную концентрацию.

Поскольку жидкость в испарителе рециркулирует и, таким образом, многократно контактирует с теплопередающей поверхностью, испарители с естественной циркуляцией не подходят для термочувствительных материалов. Более того, поскольку раствор, поступающий на поверхность теплопередачи, имеет более высокую концентрацию, чем сырье, его плотность, вязкость и температура кипения являются высокими. Соответственно, коэффициенты теплопередачи имеют тенденцию быть низкими. Преимущества заключаются в том, что эти испарители могут работать в широком диапазоне концентраций и нагрузок и хорошо подходят для однократного испарения.

Несколько типов испарителей с естественной циркуляцией:

Короткотрубные вертикальные испарители — Их часто называют каландриями или стандартными испарителями, последние из-за более ранней популярности среди пользователей. Агрегаты состоят из коротких трубок длиной 4-6 футов и диаметром 2-4 дюйма, установленных между двумя горизонтальными трубными решетками, охватывающими диаметр корпуса испарителя. Пучок труб содержит большой круглый сливной стакан, который возвращает концентрированный раствор над верхней трубной решеткой в ​​нижнюю часть нижней трубной решетки для вывода продукта.Движущей силой потока жидкости через трубки является разница в плотности между жидкостью в сливном стакане и двухфазной смесью в трубках.

Преимущества: эти испарители могут использоваться с жидкостями для удаления накипи, так как испарение происходит внутри трубок, доступных для очистки. Достаточно высокие коэффициенты теплопередачи достигаются при использовании жидких растворов (т.е. воды или разбавленных растворов 1-5 сП). Установки относительно недорогие при условии, что они изготовлены из углеродистой стали или чугуна.

Недостатки: требуется большая площадь, так как агрегаты приземистые. Коэффициенты теплопередачи чувствительны к разнице температур и вязкости жидкости, и из-за большого количества жидкости эти испарители не могут использоваться с термочувствительными материалами. Диапазон изменения и гибкость низкие — диапазон изменения <2: 1.

Кроме того, такие испарители непригодны для кристаллических продуктов, если только пропеллер не используется для принудительной циркуляции.

Промышленное применение: эти короткотрубные вертикальные испарители подходят для некоррозионных (например.g., тростниковый сахар), прозрачные и некристаллизующиеся жидкости.

Испарители корзиночного типа — Они аналогичны установкам каландрийного типа, за исключением того, что пучок труб является съемным, и слив щелока происходит между пучком и кожухом, а не в центральном сливном стакане.

Преимущества: Нагревательная поверхность съемная, что позволяет легко чистить и обслуживать. Кроме того, из-за конструкции дифференциальное тепловое расширение не является проблемой.

Недостатки: Они такие же, как у короткотрубных испарителей.

Промышленное применение: аналогично короткотрубным испарителям. Типы корзин также можно использовать, когда ликер может образовывать накипь.

Вертикальные испарители с длинными трубами — Три типа вертикальных испарителей с длинными трубами являются наиболее популярными испарителями, используемыми сегодня. В этих установках происходит больше испарения, чем во всех других типах вместе взятых. Хотя они являются испарителями с естественной циркуляцией, они также по отдельности подразделяются на типы с восходящей пленкой, с падающей пленкой и с восходящей / падающей пленкой.

В основном эти агрегаты состоят из однопроходного вертикального кожухотрубного теплообменника, выходящего в относительно небольшую паровую головку. Установки могут быть прямоточными или рециркуляционными, в зависимости от применения; поверхность нагрева может быть внутренней или внешней по отношению к основному корпусу испарителя.

Преимущества: Это наиболее экономичная конструкция, так как в данный корпус можно уместить большую поверхность теплопередачи; эти испарители занимают небольшую площадь. Коэффициенты теплопередачи высоки, и агрегаты идеально подходят для значительных условий испарения.Они универсальны и используются в различных отраслях промышленности. они особенно подходят для вспенивания или вспенивания щелоков, поскольку пена разрушается из-за ударов смеси жидкости и пара о отражающую перегородку.

Недостатки: эти вертикальные блоки требуют большой высоты над головой. Как правило, они не подходят для удаления накипи или соления щелоков и чувствительны к изменениям рабочих условий.

Промышленное применение: прямоточного типа применяется на целлюлозно-бумажных заводах для концентрирования черного щелока.Другие варианты этого испарителя обсуждаются позже.

Испарители с принудительной циркуляцией

Эти системы выпаривания производятся в различных конфигурациях для служб, в которых исходный продукт и / или щелок продукта склонны к образованию солей или накипи и где вязкость растворов настолько высока, что естественная циркуляция неосуществимо. Тепловые и реологические характеристики технологического раствора настолько плохи, что необходимо использовать принудительную циркуляцию.

Принудительная циркуляция достигается различными способами, например, размещением насосов вне испарителя.Принудительная циркуляция приводит к высоким скоростям в трубах (6-18 футов / с) и, следовательно, к более высоким коэффициентам теплопередачи и меньшим поверхностям нагрева. Положительная циркуляция делает это устройство относительно нечувствительным к изменениям физических свойств или жира, что делает его пригодным для кристаллизации растворов или суспензий.

Испарители с принудительной циркуляцией находят самое разнообразное применение. Поверхность нагрева может находиться внутри или снаружи испарителя; это также верно для устройства, создающего принудительную циркуляцию.Трубки могут быть горизонтальными или вертикальными. Кипение может происходить или подавляться за счет гидростатического напора, поддерживаемого над верхней трубной решеткой. В последнем случае щелок перегревается и превращается в парожидкостную смесь. Тип используемой паровой головки, от простого центробежного сепаратора до кристаллизационной камеры, выбирается на основе характеристик продукта.

Преимущества: Испарители с принудительной циркуляцией являются наиболее универсальными из всех испарителей. Это связано с тем, что они не зависят от естественного термосифонного эффекта, ограничивающего коэффициент теплопередачи.Для проблемных жидкостей могут быть достигнуты высокие коэффициенты теплопередачи, и, следовательно, требуемая площадь поверхности сведена к минимуму. Экономические показатели особенно благоприятны для применений, где требуются более дорогие сплавы, такие как нержавеющая сталь, сплавы с высоким содержанием никеля и т. Д. Кроме того, поскольку материал перекачивается вокруг агрегата, загрязнение можно хорошо контролировать. Работа не ограничивается соотношением жидкость / пар, а диапазон изменения может составлять всего 5% от производительности.

Испарители с принудительной циркуляцией обеспечивают высочайшую эксплуатационную гибкость, поскольку теплопередача, разделение пара и жидкости и кристаллизация могут происходить в отдельных компонентах путем размещения насосов вне испарителя или использования гребных винтов, как в винтовых установках каландрии.Принудительная циркуляция приводит к высоким боковым скоростям (6-18 футов / с) и, следовательно, к более высоким коэффициентам теплопередачи и меньшим поверхностям нагрева. Положительная циркуляция делает это устройство относительно нечувствительным к изменениям физических свойств или нагрузок, что делает его пригодным для кристаллизации растворов или суспензий.

Эти устройства идеально подходят для кристаллизации и концентрирования термически разлагаемых материалов и вязких растворов.

Недостатки: Эти испарители обычно менее экономичны, чем другие типы, из-за затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание насосов.Коррозия-эрозия может возникнуть из-за высоких скоростей циркуляции. Кроме того, закупорка трубок, через которые поступает щелок, может быть проблемой при засолке, когда солевые отложения отслаиваются и накапливаются на дне.

Промышленные применения: Эти системы используются для производства поваренной соли, каустической соды и других кристаллических продуктов.

Обратите внимание: ООО «Вобис» производит системы испарителей с принудительной циркуляцией, которые можно увидеть на веб-сайте нашей пилотной системы или на веб-сайте производственной системы.

Испарители с восходящей пленкой

Испаритель с восходящей пленкой является оригинальной версией длиннотрубного вертикального испарителя. Пар конденсируется на внешних поверхностях вертикальных трубок. Жидкость внутри трубок доводится до кипения, при этом образующийся пар занимает сердцевину трубки. По мере того, как жидкость движется вверх по трубке, образуется больше пара, что приводит к более высокой скорости центрального ядра, заставляя оставшуюся жидкость к стенке трубки. Это приводит к более тонкой и быстро движущейся пленке жидкости.По мере того, как пленка движется быстрее, коэффициенты теплопередачи увеличиваются, а время пребывания уменьшается.

Так как пар и жидкость текут в одном направлении, утончение жидкой пленки не так заметно, как в испарителе с падающей пленкой, и вероятность высыхания трубки меньше. Это делает испаритель с восходящей пленкой особенно подходящим для использования в условиях умеренной склонности к образованию накипи.

Преимущества: Поскольку сырье поступает снизу, подаваемый раствор равномерно распределяется по всем трубам.Другие преимущества — преимущества длиннотрубного вертикального агрегата, описанного ранее.

Недостатки: Теплообмен трудно предсказать; перепад давления выше, чем у типов с падающей пленкой. Производительность чрезвычайно чувствительна к движущей силе температуры. Теплопередача снижается при низких перепадах температур (менее 25 ° F) или при низких температурах (около 250 ° F).

Гидростатический напор может создавать проблемы с термочувствительными продуктами. Есть тенденция к масштабированию.Кроме того, агрегаты чувствительны к изменениям нагрузки и условий подачи, а диапазон изменения ограничен 2: 1.

Промышленное применение: Основное применение выпарных аппаратов с восходящей пленкой включает концентрирование черного щелока на целлюлозно-бумажных комбинатах и ​​концентрирование нитратов, щелоков в центробежных ваннах, растворов для электролитического лужения и т. Д.

Обратите внимание: Vobis, ООО производит системы выпаривания с восходящей пленкой.

Испарители с падающей пленкой

Испарители с падающей пленкой возникли как средство решения проблем, связанных с типами восходящей пленки.В частности, гидростатический напор, необходимый для работы установок с восходящей пленкой, приводит к проблемам с некоторыми термочувствительными продуктами.

В испарителях с падающей пленкой питательный раствор вводится через верхнюю трубную решетку и стекает по стенке трубки в виде тонкой пленки. Поскольку пленка движется в направлении силы тяжести, а не против нее, получается более тонкая и более быстро движущаяся пленка, что дает более высокие коэффициенты теплопередачи и меньшее время контакта. Статический напор, влияющий на движущую силу температуры, отсутствует.Это позволяет использовать более низкую разницу температур для устройств, работающих в пленочном режиме, и, следовательно, обеспечивает превосходные характеристики при работе с термочувствительными материалами.

Поток пара и жидкости может быть либо прямоточным, в этом случае разделение пара и жидкости происходит снизу, либо противотоком (жидкость выводится снизу, а пар сверху). Для прямоточного потока сдвиговые силы пара истончают жидкую пленку и приводят к более высоким коэффициентам теплопередачи. Более того, поскольку пар находится в контакте с самой горячей жидкостью в точке отвода, отгонка более эффективна.

При противоточном потоке силы сдвига увеличивают толщину пленки жидкости и уменьшают коэффициент теплопередачи. Если скорость потока пара достаточно высока, это может привести к затоплению трубок, когда жидкость будет уноситься вверх за точку впрыска, что приведет к снижению производительности и нестабильной работе. Противоточный режим используется, когда необходимо испарить жидкость при низкой температуре в условиях вакуума или когда инертный газ (например, азот или воздух) вводится в трубки в нижней части устройства для снижения парциального давления пара. и, следовательно, точка кипения жидкости.

Еще одно явление, обычное для испарителей с падающей пленкой, — это образование сухого пятна, которое снижает тепловые характеристики. Сухие пятна могут быть вызваны недостаточным расходом жидкости для поддержания непрерывной пленки жидкости или не совсем вертикальным расположением испарителя.

Основной проблемой испарителей с падающей пленкой является неравномерное распределение подаваемого щелока в виде пленки внутри труб. Невозможно переоценить важность равномерного распределения корма. Чтобы поддерживать непрерывную пленку жидкости, подаваемый раствор должен быть равномерно распределен по периферии каждой трубки, и поток в каждую трубку должен быть однородным.Для распределения корма было разработано множество устройств, таких как перфорированные пластины, крестообразные распределители с радиальными рычагами, распылительные форсунки и распределители водосливного типа. При выборе дистрибьютора информация о достоинствах и недостатках различных типов скудна.

Преимущества: Испарители с падающей пленкой обладают всеми преимуществами агрегатов с восходящей пленкой, плюс более высокие коэффициенты теплопередачи, удовлетворительная работа при низких температурах движущих сил (10-1 25 ° F) и концентрация термочувствительных и вязких химикатов. товары.

Недостатки: Они такие же, как и для типов восходящей пленки, за исключением того, что, кроме того, распределение корма является серьезной проблемой. Однако движущая сила температуры не является ограничивающей, и возможен более широкий диапазон применений.

Промышленное применение: В производстве удобрений эти испарители используются для концентрирования мочевины, аммиачной селитры фосфорной кислоты и т. Д. Испарители с падающей пленкой также используются для обработки пищевых и молочных продуктов, а также для опреснения морской воды.

Обратите внимание: ООО «Вобис» производит системы испарения с падающей пленкой.

Испарители с восходящей / падающей пленкой

Эти испарители сочетают в себе преимущество легкости распределения питания восходящей пленки с обычными преимуществами установки с падающей пленкой. Разделение пара и жидкости происходит в нижней части установки; поток жидкости и пара всегда параллелен.

Обратите внимание: ООО «Вобис» производит эти системы как в опытных, так и в производственных масштабах.

Тонкопленочные испарители с мешалкой

Это трубы большого диаметра с рубашкой, в которых продукт интенсивно протирается одной из нескольких различных конфигураций лезвий (ролики, дворники, лезвия с фиксированным зазором или наклонные лезвия для приложений с высокой вязкостью) обновляется на внутренней стороне стенки испарителя в условиях нагрева и вакуума. Таким образом, обрабатываемый материал непрерывно распределяется в виде тонкой пленки на стенке трубы с помощью механических салфеток.Это позволяет обрабатывать чрезвычайно вязкие и термочувствительные материалы, а также успешно обрабатывать кристаллизующиеся и обрастающие продукты.

Установки могут быть горизонтальными, вертикальными или наклонными. Длина теплопередающей трубы составляет от 3 до 48 дюймов, а длина — от 2 до 75 футов. Нагревательной средой может быть пар, подходящее горячее масло, расплавленная соль или вода с подогревом на стороне рубашки. Геометрия устройства ограничивает доступную площадь поверхности теплопередачи примерно до 100 м2 на эффект, а технологические и экономические соображения ограничивают работу одним эффектом.Однако из-за короткого времени контакта можно эффективно использовать движущие силы при очень высоких температурах без ухудшения качества продукта.

Агрегаты также могут быть спроектированы с внутренним конденсатором внутри испарительной трубы, когда требуется чрезвычайно высокий вакуум для дальнейшего ограничения воздействия термочувствительного продукта. Такое размещение конденсатора очень близко к нагретой стенке позволяет молекулам пара перемещаться по траекториям с очень небольшим количеством столкновений с другими молекулами, что является основой для создания глубокого вакуума, который может быть достигнут.Эти испарители с протертой пленкой обычно называют молекулярными перегонными аппаратами или испарителями с коротким ходом.

Преимущества: Эти устройства могут обрабатывать чрезвычайно вязкие (до нескольких миллионов сП), термочувствительные или кристаллизующиеся жидкости, а также суспензии. В некоторых случаях тонкопленочные испарители с перемешиванием фактически являются единственными испарителями, которые могут работать. Непрерывное протирание подаваемого материала вдоль стенки трубы позволяет обрабатывать сильно образующиеся или загрязняющие жидкости. Приложения включают услуги, в которых жидкие нагрузки настолько малы, что вызывают образование сухих пятен в установках с падающей пленкой.

Недостатки: Тонкопленочные испарители с мешалкой — самые дорогие из всех испарителей. Кроме того, из-за движущихся частей затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание могут быть выше, чем у некоторых других типов. Площадь поверхности теплопередачи ограничена, что может потребовать использования высокотемпературного теплоносителя для достижения более высоких мощностей. Коэффициенты теплопередачи обычно низкие из-за внутренних характеристик обрабатываемых материалов и более толстых стенок труб (1A-Vz дюйм.) необходимые для соответствия конструктивным и механическим требованиям.

Промышленное применение: тонкопленочные испарители с мешалкой (испарители с коротким ходом или молекулярные кубы для высокого вакуума) используются для концентрирования, фракционирования, дезодорации и удаления запаха в широком спектре промышленных применений, включая переработку пищевых продуктов и мяса, молочных продуктов, фармацевтические препараты, полимеры (например, различные типы латексных смол), а также органические и неорганические химические вещества.

Обратите внимание: ООО «Вобис» производит системы испарителей с протертой пленкой, которые можно увидеть на нашем веб-сайте «Пилотные испарители» или на нашем веб-сайте «Вобис».

Пластинчатые испарители

Работают с пищевыми продуктами.Примеры: концентрирование фруктовых соков, молока, суповых бульонов, экстрактов чая и кофе, кукурузного сиропа, декстрозы и т. Д.

Преимущества: Пластинчатые испарители имеют низкие затраты на установку. Таким образом, они экономичны для более дорогих материалов (например, нержавеющих сталей, сплавов с высоким содержанием никеля, титана и т. Д.). Большие площади теплопередачи могут быть упакованы в меньший объем, а коэффициенты теплопередачи обычно выше, чем у трубчатых испарителей. Емкость можно изменить простым добавлением или удалением пластин.Загрязнение и образование накипи меньше, так как движение жидкости оказывает размывающее действие на поверхность гофрированного листа. Низкий запас по месту.

Эти испарители особенно подходят для молочной, пивоваренной и пищевой промышленности, поскольку отсутствуют мертвые зоны, в которых может произойти нежелательный рост бактерий, и можно проводить частую и эффективную очистку для соответствия строгим гигиеническим требованиям. Обеспечивается максимальная защита вкуса и качества продукта, поскольку удерживаемый объем жидкости невелик, а воздействие высокой температуры — непродолжительное.

Недостатки: Максимальные расчетные условия составляют всего около 150 фунтов на кв. Дюйм и 400 ° F из-за ограничений материалов прокладок, которые обычно представляют собой эластомеры, такие как бутадиен-стирольный каучук и т. Д. Использование нескольких прокладок требует времени на техническое обслуживание. Вероятность утечки жидкости выше, чем у трубчатых типов. Однако на пищевых, молочных и пивоваренных предприятиях это может не иметь значения, поскольку разливы обычно не представляют опасности. Зазоры между пластинами ограничивают размер твердых частиц 0,25-3 мм.

Парокомпрессионные испарители

Эти устройства, также известные как испарители с механической рекомпрессией пара, термической рекомпрессией или рекомпрессией пара, получили широкое распространение в различных областях, включая продукты питания, лекарства, молочные продукты, целлюлозно-бумажную промышленность, а также для опреснения солоноватой или морской воды.Первоначально высокая стоимость энергии стимулировала развитие, а с продолжающимся ростом стоимости энергии, экономичность использования испарителей с рекомпрессией пара становится все более выгодной по сравнению с устройствами с множественным воздействием.

Такие испарители отличаются от трубчатых испарителей в основном формой и формой поверхности нагрева, которая состоит из сборки или сборок гофрированных пластин. Эти испарители доступны в четырех конфигурациях: с восходящей / падающей пленкой, с падающей пленкой, с принудительной циркуляцией с подавлением кипения и с тонкой пленкой с перемешиванием.Для последнего типа утончение пленки достигается за счет сочетания гидродинамики жидкости и геометрии пластины, а не с помощью механического устройства. Поверхность нагрева состоит из одинаковых или разных типов пластин. Гофры на пластинах и зазоры между ними зависят от конкретного применения. Специальные патентованные конструкции, такие как спиральные тарелки, были разработаны для работы со шламами и очень большой испарительной способностью.

В своей наиболее простой и популярной форме эти агрегаты состоят из испарителя одностороннего действия, в котором технологические пары сжимаются до более высокого давления (для повышения температуры насыщения) и используются в качестве теплоносителя с тем же эффектом.В более сложных схемах устройство может состоять из нескольких эффектов, при этом рекомпрессия пара применяется к первому. Конденсат испарителя и пары взаимодействия используются для предварительного нагрева сырья с целью экономии энергии. Как правило, испаритель одностороннего действия с рекомпрессией пара обеспечивает экономию пара 1,7 (1,7 фунта произведенного пара / фунт использованного пара), или приблизительно так же, как у агрегата двойного действия.

Повторное сжатие пара осуществляется механическими компрессорами или пароструйными эжекторами, в зависимости от объема и качества паров, которые необходимо обрабатывать, и уровня давления, необходимого в паровом резервуаре.По сути, водяной пар имеет высокий удельный объем 26,8 футов / фунт при 14,7 фунт / кв. Таким образом, основная трудность при выборе компрессора — это большой объем обрабатываемого пара. Компрессоры, как правило, довольно большие и дорогие, и выбор ограничен центробежными или осевыми машинами. Это дополнительно устанавливает требования к технологическим парам, которые должны быть: (а) свободными от захваченных твердых частиц, поскольку унос твердых частиц может накапливаться на лопастях ротора, что приводит к неисправности или отказу компрессора; и (б) без примесей, которые могут вызвать коррозию или иным образом отрицательно повлиять на материалы конструкции.

Кроме того, необходимо учитывать ограничения, присущие центробежным или осевым машинам. Степень сжатия должна быть небольшой. Большинство однопозиционных машин большой емкости обрабатывают до 300 000 фактических футов3 / мин паров со степенью сжатия от 1,2 до 1,5.

Более высокое давление нагнетания может быть достигнуто за счет использования многоступенчатых центробежных или осевых машин. Однако многоступенчатые компрессоры в этом диапазоне мощности обычно довольно сложны и дороги, поскольку особое внимание следует уделять конструкции машины, а также герметизации и смазке между ступенями.Требования к техническому обслуживанию более высокие, а общие затраты на установку, а также затраты на эксплуатацию / техническое обслуживание могут сделать установку неэкономичной.

По сравнению с центробежными или осевыми компрессорами, тепловая рекомпрессия с использованием пароструйных эжекторов дает много преимуществ. Эти эжекторы просты по конструкции и не имеют движущихся частей. Это позволяет изготавливать их из любого коррозионно-стойкого материала, а поскольку нет движущихся частей, агрегаты обеспечивают длительный срок службы без необходимости обслуживания.Пароструйные эжекторы могут обрабатывать большие объемы паровой нагрузки при низком рабочем давлении.

Основным недостатком таких эжекторов является то, что они обычно работают с максимальной эффективностью только при одном условии; они плохо работают в нестандартных условиях. Применение ограничено там, где не ожидаются большие колебания нагрузок на установку и / или рабочих переменных (например, температуры, давления и загрязнения). Еще один недостаток — для работы необходим пар; он может быть недоступен.

Промышленное применение: испарители с рекомпрессией пара характеризуются низкими температурами движущих сил на поверхностях теплопередачи из-за низких степеней сжатия, используемых в механических или тепловых компрессорах. Это приводит к увеличению площади теплообмена и, следовательно, к более высоким капитальным затратам. Низкий доступный средний перепад температур (MTD) ограничивает применение испарителей с одним эффектом, в которых пар от того же эффекта используется в качестве теплоносителя после сжатия.Очевидно, что испарители с рекомпрессией пара непригодны там, где имеется высокая температура кипения или склонность к засорению, в условиях, которые требуют высокого МПД для удовлетворительной работы.

Таким образом, рекомпрессия пара широко используется не только тогда, когда необходим небольшой МПД, но и когда он предлагает явные преимущества по сравнению с испарителями с множественным воздействием, например, способность:

• Перерабатывать термочувствительные материалы, например фруктовые соки и т. Д. аналогичные применения на молочных и фармацевтических заводах.

• Кристаллизуются твердые вещества, имеющие обратные кривые растворимости (растворимость уменьшается с повышением температуры), такие как сульфат натрия и карбонат натрия.

• Производство питьевой воды из соленой или соленой воды в удаленных местах, где либо электроэнергия недоступна (необходимо использовать компрессоры с приводом от двигателя), либо где соображения, отличные от стоимости, имеют более высокий приоритет (например, нехватка ресурсов пресной воды).

Кроме того, рекомпрессия пара предпочтительна в местах, где электроэнергия дешева (гидроэлектроэнергия), а стоимость пара высока из-за высоких затрат на топливо.

Преимущества: Эти устройства экономичны для процессов, связанных с термочувствительными материалами. Есть явное экономическое преимущество в приложениях, которые требуют как работы с множеством эффектов, так и использования более дорогих сплавов. Эти испарители можно использовать в удаленных местах, где нет общего пара. На существующих объектах, подвергающихся расширению, парокомпрессионные испарители могут быть единственным выбором из-за ограничений плана участка или из-за нехватки коммунального пара.

Недостатки: Парокомпрессионные испарители трудно оправдать там, где легко доступен пар низкого давления. Эти испарители нельзя использовать, когда технологические жидкости загрязняются или показывают высокий рост точки кипения, ситуации, которые требуют высокого МПД для продолжительной работы. Для механических компрессоров очень важно техническое обслуживание.

Обратите внимание: ООО «Вобис» производит опытно-промышленные системы механического испарения при сжатии.

Парогенераторы высокого давления | Sigma Thermal

Парогенератор высокого давления вырабатывает нетоксичное технологическое тепло.

NUK ® Парогенератор высокого давления

Парогенератор высокого давления NUK® представляет собой замкнутую (герметичную) систему, производящую пар для высокотемпературных применений. Таким образом, этот парогенератор может вырабатывать нетоксичное технологическое тепло, предлагая при этом те же преимущества, что и обычная система горячего масла.

Дезодорация масла

Sigma Thermal разработала NUK® специально для дезодорации масла, обычно используемого в пищевой промышленности.Во время дезодорации NUK используется в качестве источника тепла для безопасного удаления нежелательных привкусов и запахов из пищевых масел; оставляя масло свободным от токсинов.

Отправьте запрос цен — Чтобы указать свой парогенератор высокого давления.

Эта герметично замкнутая система состоит в основном из вертикальной цилиндрической камеры сгорания, змеевика, горелки и коллекторов подачи и возврата.

Стены камеры облицованы вертикальными трубами с непрерывно сваренными продольными ребрами. Трубы подсоединяются к нижнему коллектору (питается конденсатом) и верхнему коллектору (связан с выходом пара). Часто проектируемый для секции VIII, Раздел 1, нагреватель остается заполненным жидкостью через систему контроля уровня. Это устраняет необходимость в эксплуатации котла.

Преимущества

  • Низкие выбросы NOx (с дополнительным оборудованием)
  • Высокая эффективность
  • Нетоксичные теплоносители
  • Универсальность топлива
  • Естественная циркуляция (без насосов)
  • Без системы питательной воды
  • Минимальное обслуживание
  • Разработан и построен в соответствии с кодом ASME
Вместимость
Давление
Расход
КПД
  • 80% LHV (стандарт)
  • 90% или лучше с подогревателем воздуха для горения
Отключение горелки
Топливо
  • Природный газ
  • Пропан
  • Мазут № 2- № 6
  • Метантенк
  • Двухтопливная
Конфигурация горелки
  • Горелка, установленная наверху, горит вниз.Дымовые газы пропускаются через трехходовую систему, нагревая воду в трубах. Пар генерируется естественным путем и подается (без насосов и т. Д.) В дезодоратор. Когда пар отдает свое тепло дезодоранту, он конденсируется и возвращается обратно в NUK, и цикл повторяется.
Конфигурации
  • Конструкция стояка NUK® состоит из кольцевых коллекторов и нескольких вертикальных стояков. Вертикальные стояки образуют цилиндрическую поверхность нагрева.Такая конструкция вертикальной стояковой трубы исключает возможность образования паровой пробки при загрузке.
Конструкция змеевика
  • Включает две корзины змеевиков (одна вложена в другую), состоящих из коллекторов кольцевого типа и соединенных вертикальными стояками.
Опции с низким уровнем выбросов NOx
  • С дополнительным оборудованием мы можем достичь типичных диапазонов применения NOx 30-60 ppm. Системы со сверхнизким уровнем выбросов NOx (5 ppm) доступны для удовлетворения самых строгих требований к выбросам, включая Калифорнийский SCAQMD (район управления качеством воздуха южного побережья).

Есть много причин, по которым «замкнутая» конструкция NUK более выгодна, чем обычная «открытая» конструкция котла.

Традиционная «открытая» конструкция котла
  • Возможные следы токсичных жидкостей в пищевых маслах
  • Менее эффективный: 15-20% потери теплоемкости из-за вспышки / продувки.
  • Требуется сложная и дорогостоящая система очистки питательной воды.
  • Требуются циркуляционные насосы
  • Возможна коррозия
  • Возможна пароизоляция из-за колеблющихся тепловых нагрузок
Дизайн NUK® «с замкнутым контуром»
  • Пищевые масла остаются чистыми
  • Более эффективный: вспышка / продувка не происходит.
  • Система питательной воды не требуется
  • Циркуляционные насосы не нужны.
  • Коррозия предотвращена благодаря герметичной конструкции под давлением и вакуумом
  • Устраняет блокировку паров

Панель управления

Все системы включают системы управления горелками, одноконтурные контроллеры и контроллеры предельных значений, чтобы соответствовать требованиям NFPA.Система управления предназначена для обеспечения предварительной продувки и последующей продувки нагревателя, автоматического розжига, запуска в режиме малого пламени (горелка с большим диапазоном уменьшения), непрерывного основного пламени, обнаруживаемого УФ-датчиком.

Варианты управления

практически безграничны благодаря доступным релейным логическим схемам и системам программируемой логики. Пользовательские интерфейсы могут быть такими же простыми, как индикаторы и кнопки, или такими же продвинутыми, как элементы управления на базе ПК.

Стандартные панели управления на основе релейной логики используются на всем оборудовании для обеспечения экономичной системы управления.Они относительно просты и надежны и обеспечивают адекватную связь с системами управления (DCS) клиентов.

Вспомогательное оборудование

Тепловые обогреватели

Sigma доступны с любым из следующего вспомогательного оборудования, которое может быть поставлено отдельно или спроектировано в виде единой платформы, если это позволяют габариты и требования к транспортировке.

  • Экономайзеры
  • Подогреватели воздуха для горения

Сборка / Монтаж / Тестирование

Системы

Sigma Thermal Energy монтируются на салазках, подключаются и собираются в максимально возможной степени перед отгрузкой, чтобы сократить время и трудозатраты на установку.Комплексные системы проходят функциональные приемочные испытания (FAT), в ходе которых проверяется правильность работы системы управления горелкой, средств управления, контрольно-измерительной аппаратуры и клапанов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.