Схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью: Простая схема обвязки твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Подключение буферной емкости к твердотопливному котлу

Схема обвязки твердотопливного котла

Теплогенераторы, черпающие энергию от разных видов твердого топлива, имеют свои особенности работы, которые следует учитывать при подключении к системе отопления. Поэтому схема обвязки твердотопливного котла включает в себя несколько обязательных элементов и устройств, обеспечивающих долговечную работу агрегата и его защиту при нештатных ситуациях.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:

1. Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
2. Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.

Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.

Из правила есть одно исключение-при подключении теплогенератора к самотечной системе отопления, функционирующей без циркуляционного насоса, монтаж допускается осуществлять напрямую. Теплоноситель здесь течет по принципу конвекции, по мере разогрева увеличивая скорость движения, конденсат при этом не появляется. Правда, это возможно лишь при малой мощности отопительного оборудования и в небольших домах.

Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.

Схема подключения в систему отопления

Ниже представлена детальная типовая обвязка твердотопливного котла полипропиленом с малым контуром и узлом смешивания.

Назначение смесительного узла – не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в водяную рубашку теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на температуру не ниже 45º, замыкает движение теплоносителя по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После этого клапан подмешивает в обратный трубопровод воду из системы. Для того чтобы очищать ее от накипи и шлама, перед трехходовым краном ставится фильтр – грязевик. При этом устанавливать его нужно точно в таком положении, как изображено на схеме, вертикальный монтаж фильтра является ошибкой.

Обвязка котла с буферной емкостью

Многие производители настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:

• При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
• После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.

На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.

Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.

1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 — трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 — циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.

Совместная работа с электрическими котлами

Очень часто водонагреватели на дровах или угле становятся вторым отопительным агрегатом в помещении топочной, где уже есть газовая или электрическая установка. Их потребуется правильно связать между собой для корректной совместной работы, чтобы один агрегат подстраховывал другой. Это очень удобно, например, когда в одном из них прогорит весь уголь. Тогда автоматически включается электрический или газовый водонагреватель. Типовая схема обвязки твердотопливного котла и электрокотла показана на следующем рисунке. Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

Заключение

Представленные схемы наиболее распространены в силу их простоты и надежности, в действительности различных способов подключения есть гораздо больше. Выбирать для себя подходящий лучше с помощью специалиста с учетом всех факторов и пожеланий.

Рекомендуем:

Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Схемы подключения твердотопливного котла Монтаж твердотопливного котла в частном доме

Буферная емкость для твердотопливного котла

Нередко котел, работающий на твердом топливе, становится единственным вариантом, который можно всерьез рассматривать в качестве основного источник тепловой энергии для отопления дома. Стандартная ситуация для многих небольших населенных пунктов и загородных поселков – газовые магистрали еще не дотянулись до каждого потребителя, или их прокладка непосредственно к дому сопряжена с неподъемными расходами. Электрическое отопление, ввиду высокой стоимости электроэнергии, видится нерентабельным. Но зато местные условия характеризуются широкой доступностью и невысокой ценой дров или угля. Решение напрашивается само собой…

Буферная емкость для твердотопливного котла

Но вот проблема: работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя. Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно. Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»? Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.

Основное предназначение буферной емкости

Буферная емкость (которую также часто называют теплоаккумулятором), предназначена для накопления выработанной тепловой энергии для ее дальнейшего рационального использования в целях отопления и обеспечения жилья горячей водой. Она может применяться не только с твердотопливным оборудованием – рассмотрим три наиболее характерных разноплановых примера.

• Наиболее часто применяемый вариант – это связка «твердотопливный котел – буферный бак». О работе такой пары уже вскользь упоминалось выше, но сейчас – чуть подробнее.

Работа бытового твердотопливного котельного оборудования всегда характеризуется выраженной цикличностью

Итак, первичная стадия – котел загружается дровами. С их розжигом максимальная мощность достигается не сразу, а постепенно. На пике горения топливной загрузки наблюдаются самые высокие температуры. Затем следует стадия постепенного снижения теплоотдачи, и при полном прогорании закладки процесс выработки тепловой энергии прекращается полностью. Это свойственно всем котлам, в том числе – и длительного горения, и разница лишь в длительности периодов (исключение составляют лишь приборы с автоматической подачей гранулированного топлива).

Столь точных настроек генерации тепловой энергии, как это реализовано в электрических и современных газовых котлах, с привязкой к необходимому текущему уровню ее потребления, достигнуть не получается. Значит, в период розжига, выхода на номинальную мощность, а затем —остывания, и тем более – вынужденного простоя котельного оборудования, тепловой энергии для нормальной работы системы отопления может недоставать. Но зато в пиковой фазе горения – она явно избыточна, и немалая ее часть в буквальном смысле слова «вылетает в трубу». В итоге – ненужный расход топлива, наряду с необходимостью проводить частые загрузки.

• Электрическое отопление – дорогой вариант, и все же такие котлы ставят, причем нередко — в связке с твердотопливными. Но при этом, естественно, выгоднее использовать этот принцип получения тепловой энергии в период действия льготных тарифов – ночных или воскресного дня.

Теплоаккумулятор даст возможность по максимуму использовать для отопления ночные льготные тарифы на электроэнергию

Напрашивается решение – включать по максимуму электрооборудование в часы минимальной стоимости киловатта, а потом в течение дня использовать выработанную им энергию.

• Постепенно перестают быть «экзотикой» солнечные коллекторы. Этот бесплатный (если не считать первичного вложения в оборудование) источник тепловой энергии способен если не полностью удовлетворить потребности в ней, то, по крайней мере – внести значимый вклад в общую «копилку».

Применение солнечных коллекторов для отопления также будет эффективным только при наличии аккумулирующей емкости.

Излишне, наверное, говорить, что поступление солнечной энергии – крайне неравномерно, так как зависит и от времени суток, и от текущих погодных условий. Надеяться только на такой источник тепла – нельзя, но вот по максимуму использовать потенциал ясных солнечных дней – можно и нужно.

Все рассмотренные выше примеры, очевидно, объединяет одно – необходимость накопления тепловой энергии в период ее максимальной выработки для последующего рационального использования в той фазе работы системы отопления, когда поступление тепла минимально или вовсе отсутствует. Именно эту роль и выполняют буферные емкости (теплооаккумуляторы).

Принцип их работы – несложен: в качестве исходного «пункта» взята высокая теплоемкость воды. Если сравнить теплотехнические характеристики веществ, то можно убедиться, что всего один литр воды, остывающий на один градус, отдает тепловой потенциал, достаточный для нагрева кубического метра воздуха на 4 градуса. Значит, если в период пиковой выработки энергии передавать ее определенному объему воды, заключённому в надежную термоизоляцию, то этого «заряда» может хватить для обогрева помещений в течение определённого времени, когда поступление энергии извне в силу тех или иных причин прекращается.

Рассмотрим на схеме:

Общая схема работы буферной емкости (теплоаккумулятора)

Итак, буферная ёмкость или теплоаккумулятор (на схеме – ТА ) – это прочный, хорошо термоизолированный герметичный бак, вертикального исполнения, чаще всего – цилиндрической формы. В емкость врезано несколько пар патрубков: в простейшем, рассматриваемом для примера случае – две пары. Одна из них подключена к «малому контуру» – к твердотопливному котлу (КТ ), вторая – к разведённому по помещениям здания отопительному контуру (ОК ). Каждый из контуров – независим, и имеет собственную систему циркуляции теплоносителя.

• Первая стадия работы – котел загружен и запущен. Сосенный циркуляционный насос этого «малого контура» (Нкт ) обеспечивает перекачивание теплоносителя через теплообменник котла. При этом поступление в котел производится из нижней области теплоаккумулятора, а разогретый теплоноситель подаётся в его верхнюю часть. При такой схеме работы вертикальное перемешивание теплоносителя выражено слабо – за счет существенной разницы в плотности горячей и более холодной жидкой среды. Иными словами, будет более выражено постепенное заполнение горячей водой всего объема буферной емкости.

Получается, что энергия топлива не расходуется понапрасну и не выбрасывается в атмосферу (если не считать неизбежных потерь, которые характеризуются паспортным КПД оборудования). Тепловая энергия, выработанная за счет сжигания топливной закладки перенесена накоплена, а за счет эффективной термоизоляции теплоаккумулятора – может сохраняться достаточно долго (счет нередко идет не на часы, а даже на дни).

• Вторая стадия – топливная закладка полностью прогорела, притока тепловой энергии нет. Но система отопления от этого работать не перестаёт. Собственная система циркуляции с насосом (Нок ) обеспечивает прокачку теплоносителя по приборам теплообмена (радиаторам отопления). При этом труба подачи подключена в верхней части буферной емкости, то есть забирается разогретая вода, снизу по обратке поступает охлаждённая. И опять же – нет интенсивного перемешивания, из-за разности в плотности. Теплоаккумулятор постепенно отдаёт свой «тепловой заряд», остывая снизу вверх.

Циклы в примере показаны разнесенными, но на деле, естественно, и в процессе топки котла идет обор энергии на радиаторы отопления. Буферная емкость, таким образом, накапливает именно избыточное, невостребованное в текущий момент количество тепла. Если подобран оптимальный теплоаккумулятор, правильно смонтирована и настроена вся система отопления, то потери тепловой энергии сводятся к минимуму, энергетический потенциал топлива расходуется в полной мере, и к моменту прогорания каждой закладки дров хозяева имеют в своем распоряжения полностью «заряженный» накопительный источник тепла.

В случае с электрическим котлом систему настраивают таким образом, чтобы по максимуму «загрузиться» теплом во время действия льготного тарифа, а затем пользоваться этим в течение дня.

Разнообразие конструкций буферных емкостей и схем их подключения

В этом разделе публикации рассмотрим конструктивные особенности основных типов буферных емкостей (они могут существенно различаться).

Основные конструктивные типы теплоаккумуляторов

Как делается обвязка твердотопливного котла

От того, насколько правильно сделана обвязка твердотопливного котла, зависит эффективность его дальнейшей работы и срок службы. В этом отношении дровяные и угольные теплогенераторы отличаются от всех прочих и требуют особого подхода к вопросу.

Поэтому стоит поподробнее рассмотреть, как при монтаже системы отопления подключить котел на твердом топливе, в том числе и своими руками. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо того, что эти источники тепла производят тепловую энергию, сжигая различные виды твердого топлива, они имеют ряд других отличий от других теплогенераторов. Эти отличия как раз и являются следствием сжигания древесины, их надо воспринимать как данность и всегда учитывать при подсоединении котла к системе водяного отопления. Особенности заключаются вот в чем:

1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
2. Образование конденсата в топливнике. Особенность проявляется во время поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Опасность инерционности состоит в возможном перегреве водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Как подключить твердотопливный котел

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак, поскольку он может располагаться в разных местах в различных отопительных системах.

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и должна всегда сопровождать любой котел на твердом топливе, желательно даже пеллетный. Вы можете где угодно найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Подробнее об этом рассказано на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры.

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
2. При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
4. По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
2. Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

Вариант обвязки с буферной емкостью

Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

С другой стороны, при максимальном горении температура теплоносителя в современных теплогенераторах достигает 85 °С, а одной закладки дров хватает всего часа на 4. Это не устраивает многих владельцев частных домов. Решение проблемы – поставить буферную емкость и включить ее в обвязку ТТ-котла таким образом, чтобы она служила баком-аккумулятором. Схематично это выглядит так:

Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

Для справки. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, нужна мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

Совместное подключение двух котлов

Для повышения комфорта отопления частного дома многие хозяева устанавливают два и более источника тепла, работающие на разных энергоносителях. На данный момент наиболее актуальны сочетания котлов на:

• природном газе и дровах;
• твердом топливе и электричестве.

Соответственно, газовый и твердотопливный котел надо подключить таким образом, чтобы второй автоматически замещал первый после сжигания очередной порции дров. Такие же требования выдвигаются и к обвязке электрокотла с дровяным. Это сделать достаточно просто, когда в схеме обвязки участвует буферная емкость, поскольку она одновременно играет роль гидрострелки, что и показано на рисунке.

Как видите, благодаря наличию промежуточного бака-аккумулятора 2 разных котла могут обслуживать сразу несколько распределительных контуров отопления – батареи и теплые полы, и вдобавок загружать бойлер косвенного нагрева. Но теплоаккумулятор с ТТ-котлом ставят далеко не все, поскольку это недешевое удовольствие. На этот случай существует простая схема, причем ее можно смонтировать своими руками:

Примечание. Схема справедлива как для электрического, так и для газового теплогенератора, работающего вместе с твердотопливным.

Здесь основным источником тепла является дровяной отопитель. После прогорания закладки дров температура воздуха в доме начинает падать, что регистрирует датчик комнатного термостата и тут же включает нагрев электрокотлом. Без новой загрузки дров температура в подающей трубе снижается и накладной механический термостат отключает насос твердотопливного агрегата. Если спустя какое-то время его разжечь, то все произойдет в обратном порядке. Подробно об этом способе совместного подключения рассказано на видео:

Обвязка методом первичных и вторичных колец

Существует еще один способ совместной обвязки твердотопливного котла с электрическим для обеспечения большого числа потребителей. Это метод первичных и вторичных колец циркуляции, который предусматривает гидравлическое разделение потоков, но без использования гидрострелки. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы:

Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. За счет малого расстояния между подключениями (до 300 мм) перепад давлений выходит минимальным по сравнению с напором насоса главного контура. Благодаря этому движение воды в первичном кольце не зависит от работы насосов колец вторичных. Меняется лишь температура теплоносителя.

Теоретически в главный контур может быть включено сколько угодно источников тепла и вторичных колец. Главное, верно подобрать диаметры труб и производительность насосных агрегатов. Фактическая производительность главного кольцевого насоса должна превышать расход в самом «прожорливом» вторичном контуре.

Чтобы этого добиться, необходимо выполнить гидравлический расчет и только потом удастся верно подобрать насосы, так что без помощи специалистов обычному домовладельцу не обойтись. Кроме того, надо увязать работу твердотопливного и электрического котлов путем установки отключающих термостатов, о чем рассказано в следующем видео:

Заключение

Как вы могли убедиться, правильно произвести обвязку котла на твердом топливе не так уж просто. К вопросу надо отнестись ответственно и перед выполнением работ по монтажу и подключению дополнительно проконсультироваться со специалистом, чья квалификация не вызывает сомнений. Например, с таким, кто дает пояснения в представленных видеороликах.

Рекомендуем:

Как сделать горелку Бабингтона Как правильно выбрать твердотопливный котёл длительного горения Почему тухнет газовый котел и как устранить неисправность своими руками

Источники: http://cotlix.com/sxema-obvyazki-tverdotoplivnogo-kotla-podklyuchenie-k-sisteme-otopleniya, http://otoplenie-expert.com/elementy-otopleniya/bufernaya-emkost-dlya-tverdotoplivnogo-kotla.html, http://otivent.com/obvyazka-tverdotoplivnogo-kotla

Подключение буферной емкости и ее использование

Буферная емкость позволяет накапливать много тепловой энергии, в большом объеме нагретого теплоносителя. Затем отдавать ее в систему отопления дома постепенно, с помощью особенной обвязки. Использовать твердотопливный котел с буферной емкостью значительно удобней, комфортно.
Можно топить редко и помногу.

Фактически, буферная емкость с обычным твердотопливным котлом сейчас конкурирует с пеллетным автоматизированным котлом, или с различными модификациями твердотопливного котла на большую загрузку (т.н. длительного горения).
Какие имеются плюсы и минусы, в чем недостатки вариантов – далее…

В чем же особенность применения теплоаккумулятора и как его подключить правильно, чтобы использование было комфортным и безаварийным?

Схема подключения (обвязки) буферной емкости с твердотопливным котлом

На схеме твердотопливный котел и буферная емкость.
Схема упрощенная, не указаны краны, термометры, манометры и др.

Применены два трехходовых клапана.

Первый клапан включен в контур котла. Он предохраняет котел от низкой температуры теплоносителя (от работы ниже точки росы и увлажнения…). Клапан обязателен, так как с буферной емкостью работа кола в неблагоприятном «холодном» режиме продолжительная.

В данной схеме применяется смесительный клапан (смешивает жидкости). Направление движения жидкости по байпасу указано стрелкой.
Клапан управляется термоголовкой, датчик которой расположен на обратке котла.

Клапаном поддерживается температура на обратке котла больше чем 60 градусов.

Второй клапан находится в контуре радиаторов. Он поддерживает температуру в радиаторах по желанию пользователя. Часть обратки от радиаторов через клапан может направляться на подачу.

Здесь применяется разделительный клапан (разделяет потоки). Направление движения жидкости через байпас указано стрелкой. Датчик термоголовки радиатора размещается на подаче на входе в радиаторную сеть.

Следует обратить внимание на расположение насосов. Только с таким расположением насосов относительно трехходовых клапанов обеспечивается их работа.

Но насосы могут располагаться и на подающей ветви, принципиальной разницы нет.

Твердотопливный котел не автоматизирован, его работа должна контролироваться человеком по показаниям термометров, которыми снабжается буферная емкость. А также желательно установить термометр на трубопроводе на подаче в радиаторную сеть (в месте расположения датчика термоголовки).

Используется температурное реле в контуре радиаторов. Оно защищает пластиковые трубопроводы радиаторной сети от слишком высокой температуры. Настраивается на 85 градусов. Отключает насос радиаторного контура и включает звуковой сигнал (звонок), который предупреждает пользователя о срочной необходимости потушить горение в котле.

В сеть параллельно радиаторам может быть включен контур теплого пола.
Какие схемы используются в теплом полу

Вода ГВС нагревается во встроенном в емкость теплообменнике.

Другие схемы обвязки

Схема включения (обвязки) буферной емкости с использованием автоматического управления трехходовым клапаном с помощью сервопривода. Здесь используются одинаковые смесительные клапаны, в контуре радиаторов клапан установлен на подаче.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу с использованием автоматики управления температурой радиаторов. Используется датчик температуры на подающей ветви на радиаторы и информация с комнатных термостатов. А также управление насосом радиаторов (отключение) в случае критического повышения температуры.

Режим топки и объем емкости

Кроме твердотопливного котла буферная емкость будет полезной с электрокотлом, если подключен дешевый ночной тариф электричества. Тогда заряжать теплоаккумулятор можно ночью.

Объем теплоносителя: специалисты рекомендуют примерно тонну воды на 200 м кв. утепленного дома. Если больше – неудобно, долго заряжать. Меньше – чаще топить. При таком объеме топка примерно раз в сутки в средние морозы или реже.

Количество энергии которое может накапливать теплоаккумулятор в зависимости от емкости

Продолжительность топки напрямую будет зависеть от мощности твердотопливного котла. Рекомендуется с буферной емкостью использовать более мощный котел, чем подобранный по теплопотерям. Возможно использование котла в 2 – 3 раза мощнее, что увеличивает комфортность использования, укорачивает топку.

Как правило, с режим топки выбирают по опыту, таким образом, чтобы разогревать теплоноситель до 80 градусов. При этом радиаторная сеть работает в низкотемпературном режиме 50 – 60 градусов. Общее остывание теплоносителя на 20 – 40 градусов в течении суток обеспечивает компенсацию потери тепловой энергии домом. Количество секций радиаторов подбирается на низкотемпературный режим обогрева.

как подобрать радиаторы отопления для дома по мощности, виду

Подбор насосов и балансировка

Чтобы емкость работала правильно, у нее вверху должна находиться более теплая вода. Она же сразу забирается в радиаторную сеть. После начала топки радиаторы нагреваются сразу.
Но для этого вода по емкости должна двигаться сверху вниз. Т.е. в контуре котла расход должен быть больше. Как правило, это достигается даже одинаковыми насосам и одинаковым режимом работы (в контуре котла сопротивление меньше). Или в контуре радиаторов ставится дросселирующий кран.

Давление в системе с буферной емкостью делается пониженное – 0,7 -1,5 атм. Гидроаккумулятор подбирается объемом – 12% от объема воды в системе.

Важно. Насос контура котла нужно отключать после того как котел прогорит. Иначе произойдет ускоренное охлаждение теплоносителя через теплообменник котла и дымоход. Удобно сделать автоматику на отключение после снижения температуры в котле. В любом случае, выключатели двух насосов нужно расположить удобно на стене в месте обслуживания отопления, так как пользоваться отключением насосов придется часто.

Преимущества применения тепловых аккумуляторов

Помимо всего прочего, буферная емкость позволяет эксплуатировать твердотопливный котел в оптимальном режиме. Сжигание дров (угля) производится с наибольшей подачей воздуха, максимально эффективно (с наибольшим КПД), с наибольшей температурой, при этом образуется меньше СО, смолы и недогоревшей золы (сгорает). Все режимы с ограничением подачи воздуха являются не оптимальными для горения.

В продаже можно встретить множество дорогих буферных емкостей от Европейских производителей. Но местного производства обойдутся в 2 – 3 раза дешевле. Заказывают часто из нержавейки. Делают теплоаккумуляторы и отдельные мастера, «гаражная» емкость из черного металла 3 – 4 мм будет дешевой, но сколько времени ее можно эксплуатировать под давлением…

• Система с твердотопливным котлом и буферной емкостью отличается значительными первоначальными затратами. Но в дальнейшем отопление дровами или (и) углем наиболее дешевое, а комфортность повышенная. В схему «просится» электрический котел, обеспеченный дешевым тарифом, что только повысит комфортность отопления.
• Пеллетный котел автоматизированный требует обслуживания, как правило, раз в неделю. Но он еще дороже сам по себе, чем первая схема, и топливо также дорогое.
  Чем выгоднее отапливать частный дом
• Так называемые «котлы длительного горения» с большим объемом загрузки, в целом, имеют массу недостатков, сложны и дороги (хоть и не настолько как первые схемы), рекомендованы быть не могут.
  Подробнее Какие встречаются котлы длительного горения

Обвязка теплоаккумулятора: схемы, пояснения, принцип работы

Подключить теплоаккумулятор (буферную емкость) для отопления можно десятком разных способов. Есть самые простые — просто трубы подключить, есть сложнее, с большим количеством элементов, которые решают различные задачи. Разберем, как подключить теплоаккумулятор, по порядку, с возможностями схем, для разных потребителей. Рассмотрим плюсы и минусы каждой из схем.

Обвязка теплоаккумулятора: упрощенная схема

Буферную емкость ставят между водогрейной печью/котлом и системой отопления. В самом простом варианте подключают трубы напрямую, без каких-либо излишеств (см. рисунок ниже). Вот только лучше поставить отсечные краны  на каждом из отводов — перед и после емкости. Это даст возможность отключать емкость, проводить ремонтные работы с баком и не сливать при этом теплоноситель из системы. Еще очень желательны фильтры.

В чем недостаток такой схемы подключения теплоаккумулятора для системы отопления? При поступлении в теплообменник котла теплоносителя с низкой температурой, образуется конденсат. Он состоит из очень едких жидкостей, которые разрушают металл. Испаряясь, этот конденсат оставляет толстый слой налета на теплообменнике, что очень сильно снижает эффективность (теплообменник хуже нагревается). Ситуация с холодной обраткой появляется во время старта системы, пока не нагрет теплоноситель. Так как в данной схеме греться должен весь объем, конденсат выпадает продолжительное время, что приводит к быстрому снижению эффективности отопления, разрушению теплообменника.

Самая простая схема подключения теплового аккумулятора к системе отопления

Второй недостаток этой схемы: вода в емкости может быть очень горячей — до 90°C и больше. Если подавать ее в радиаторы напрямую, в помещениях может быть слишком жарко, к тому же о нагретые до такой температуры радиаторы можно серьезно обжечься. На теплый водяной пол, такой горячий теплоноситель вообще давать нельзя — все расплавиться.

И, самое важное, в данной схеме нет циркуляционного насоса. То есть, движется теплоноситель по естественным причинам: благодаря уклону труб (не забудьте, кстати, о правильном уклоне) и разнице температур между подачей и обраткой. Но такое движение медленное и малоэффективное, особенно при понижении температуры в баке. Такая схема малоэффективна. Для того чтобы теплоноситель двигался быстрее, ставят циркуляционный насос.

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Обратите внимание, что реализовывать эту схему можно только на стальных или медных теплообменниках. С чугунными — нельзя. При попадании холодной воды они могут лопнуть.

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Решаем проблему конденсата

Логичное решение проблемы слишком холодной воды на обратке — добавить горячую с подачи. Реализуется это при помощи перемычки и установленного на отводе регулируемого трехходового смесительного клапана. Клапан должен быть смесительного типа: при достижении выставленной температуры, он плавно начинает сдвигать клапана в двух подключенных трубах. Таким образом получается постепенное и плавное изменение температуры.

Обвязка теплоаккумулятора: добавочный контур для подмеса теплой воды в обратку

Холодная вода в обратном трубопроводе появляется в нескольких случаях: при разгоне котла, когда вода в теплоаккумуляторе сильно остыла (после простоя), а котел в работе. Давайте рассмотрим, как работает эта схема подключения аккумулятора тепла в обоих случаях. Движение теплоносителя показано на иллюстрациях ниже.

Пока котел не разогрелся, теплоноситель совсем холодный. В этом случае трехходовой клапан перекрывает поток теплоносителя на ТА и он движется по малому кругу (рисунок внизу, верхняя левая картинка). Прогрев происходит быстро, так как воды мало, время, образования конденсата минимально. На рисунке принято, что трехходовой клапан настроен на 55°C. Пока вода в малом круге не достигнет этой температуры, она так и циркулирует в нем.

Когда теплоноситель в малом кольце разогревается до 55°C, клапан сдвигает заслонки, включается в работу теплоаккумулятор для отопления. В этом случае одновременно идут три потока (правый рисунок в верхнем ряду):

• малый, как на первой картинке;
• часть теплоносителя идет на ТА через клапан;
• из ТА по обратке, через клапан, на насос и в теплообменник котла (третий круг).

В таком положении все находится до тех пор, пока теплоноситель в баке не прогреется до выставленной температуры (в данном случае до 55°C).

Как работает трехходовой смесительный клапан в схеме с ТА

Когда температура в баке достигает 55°C, трехходовой клапан отсекает подмес. Жидкость движется по большому кругу (нижний рисунок):

• подача — не заходя на клапан — в ТА;
• обратный поток — через клапан, на насос, в котел.

В таком состоянии все работает до тех пор, пока горит топливо. Чтобы обвязка теплоаккумулятора была завершенной, добавим контролирующие элементы — в трубопровод подачи устанавливается группа безопасности: манометр, предохранительный (аварийный) клапан сброса давления, автоматический воздухоотводчик. Для установки аварийного клапана, в некоторых котлах есть специальные штуцера. В противном случае аварийный клапан ставят с остальными компонентами сразу на выходе котла — до первого ответвления.

Окончательный вид обвязки ТА со стороны котла (группа безопасности не нарисована, стоит на подаче после котла)

Еще устанавливается расширительный бак мембранного типа. Он будет принимать в себя лишнюю воду по мере расширения (при нагреве жидкости увеличиваются в объеме). Теплоаккумулятор для отопления к котлу мы подключили. На этом обвязка теплоаккумулятора со стороны котла окончена.

Подключение ТА к потребителям

С другой стороны теплоаккумулирующую емкость надо подключить к системе отопления. Если подключаем только радиаторы, все просто — с одного из верхних выходов идет труба в трубопровод подачи, в нижний подключаем обратку. Но, в этом случае, возможен перегрев радиаторов. Когда вода в баке нагрета до температуры выше 60°C, это может быть опасным, а температура может быть 90°C и даже выше. При касании к таким горячим радиаторам, высока вероятность получения нешуточного ожога. К тому же в помещении явно будет жарко.

Подключение радиаторов

Чтобы избежать подачи слишком горячего теплоносителя, ставят еще один трехходовой смесительный клапан. Схема работает также как описано выше. Выставляем на регуляторе требуемую температуру, например, 50°C. Как только теплоноситель в подаче будет горячее, клапан откроет подмес воды из обратки.

Одна из выгод установки теплоаккумулятора — возможность приготовления ГВС в той же емкости (средняя картинка на рисунке ниже). Для этого в бак встраивают теплообменник или емкость. Его выход подключают к гребенке горячего водоснабжения.

Схемы обвязки буферной емкости со стороны системы отопления

Так как и в этом случае тоже возможен перегрев, тут также необходим узел подмеса. Вот только добавлять надо холодную водопроводную воду. Реализуется этот узел при помощи еще одного трехходового смесительного клапана. Выход от холодного водопровода подключаем к смесительному трехходовому клапану ГВС. Чтобы при отсутствии разбора горячей воды она не попадала в гребенку холодной воды, на линии подачи от ХВС ставим обратный клапан.

Эта схема обвязки теплоаккумулятора имеет существенный недостаток: когда горячая вода не используется, вода в трубах остывает. Чтобы «добыть» теплую, приходится сливать остывшую просто в канализацию. Это неудобно, так как приходится ждать, и неэкономно. Для решения проблемы, от последней точки разбора тянут обратную линию, в которой устанавливают свой циркуляционный насос. Этот контур называется рециркуляционным. Пока кран нигде не открыли, вода бегает по кругу. Таким образом, из всех кранов постоянно идет теплая вода. Обратите внимание на установку обратных клапанов — они обязательны для работоспособности схемы.

Обвязка теплоаккумулятора для индивидуального отопления со всеми функциональными элементами и арматурой

Для окончательной проработки схемы надо еще оговорить место установки арматуры. Это автоматические воздухоотводчики, которые ставят в самых высоких точках системы. Еще нужны запорные краны. Их устанавливают возле каждого крупного функционального узла так, чтобы при необходимости, можно было перекрыть краны и снять оборудование для ремонта или профилактики.

Как запитать теплый водяной пол

К теплоаккумулятору можно очень неплохо подключить и теплый пол. Обвязка в этом случае ничем не отличается от случая с радиаторами. Нужен тот же узел подмеса со смесительным трехходовым клапаном, но настроен он должен быть на более низкую температуру — не выше +40°C. В этом случае можно подключить теплый пол без смесительного узла — температура должна контролироваться при выходе из котла. Но можно и перестраховаться — поставить второй смесительный узел на распределительном коллекторе теплого пола.

Обвязка теплоаккумулятора с теплым водяным полом (в зеленом контуре)

Есть и второй вариант обвязки теплоаккумулятора с теплым полом — подавать той же температуры теплоноситель, что идет на радиаторы. Понижать ее будет смесительный узел. Хлопот и затрат меньше (нужны только тройники для отвода от основной магистрали), но и надежность такого решения ниже. Хотя, справляется же это оборудование с теплоносителем, который подает обычный котел.

Схемы обвязки твердотопливного котла отопления. Обновлено 08.04.2020

Правильно произведенный монтаж обвязки твердотопливного котла — необходимое условие эффективной и стабильной работы системы отопления.

В этом материале мы ответим на популярные вопросы, возникающие в ходе устройства отопительных систем: как правильно собрать обвязку, и какие элементы обязательно должны входить в нее, чтобы избежать аварий и преждевременного износа котла.

Содержание:

1. Особенности работы твердотопливного котла.
2. Функции обвязки и основные элементы.
3. Виды обвязки котла, работающего на твердом топливе:
   • открытая система с естественной циркуляцией,
   • закрытая система с естественной циркуляцией,
   • обвязка с принудительной циркуляцией закрытого типа,
   • коллекторная обвязка с принудительной циркуляцией,
   • обвязка с гидрострелкой,
   • обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором,
   • обвязка для 2-х котлов,
   • подключение косвенного обогревателя в обвязку.

4. Порядок монтажа.
5. Как удешевить устройство обвязки.
6. Обвязка твердотопливного котла на примере продукции «Теплодар».

Правильно произведенный монтаж обвязки твердотопливного котла — необходимое условие эффективной и стабильной работы системы отопления.

Особенности работы твердотопливного котла

При подсоединении прибора к отопительной системе нужно учитывать особенности работы конкретной модели.

Два основных фактора, напрямую влияющих на КПД и безопасность использования котельного оборудования — это:

1. Инерционность. Для остановки работы котла требуется время. Прекращение поступления кислорода не останавливает процесс горения сразу. Пока топливо не сгорит до конца, система будет продолжать функционировать. Это может привести к закипанию жидкости в и выделению большого количества пара. Также корпус котла может деформироваться, а отдельные элементы системы отопления — выйти из строя.
2. Конденсат. Избыток влаги образовывается по причине разницы температур теплоносителя на входе и выходе. Часто это случается, если коте

функции, конструкция и обвязка котла с теплоаккумулятором.

setafi.com
Онлайн-журнал об уюте

• Бытовая техника
  • Аэрогриль
  • Блендер
  • Блинницы
  • Варочная панель
  • Вафельницы
  • Вентиляторы
  • Весы
  • Ветчинница
  • Винный шкаф и сервант
  • Воздухоочиститель
  • Вытяжки
  • Гладильная доска
  • Дистилляторы
  • Духовой шкаф
  • Ингалятор
  • Йогуртница
  • Кондиционер
  • Кофеварка
  • Кофемашина
  • Кофемолка
  • Кулер
  • Кухонные весы
  • Кухонные машины
  • Кухонный комбайн
  • Массажер
  • Машинка для стрижки
  • Микроволновая печь
  • Миксеры
  • Морозильная камера
  • Мультиварка
  • Мясорубка
  • Напольные весы
  • Оверлок
  • Овощерезка
  • Отпариватель
  • Пароварка
  • Паровые швабры
  • Парогенератор
  • Пароочистители
  • Печи
  • Плиты
  • Плойка
  • Полотенцесушители
  • Посудомойка
  • Пылесос
  • Скороварка
  • Соковыжималки
  • Стиральная машина
  • Сушильные машины
  • Сушки для фруктов и овощей
  • Сэндвичницы
  • Термос
  • Озонатор
  • Электробритвы
  • Утюг
  • Фен
  • Фильтры для воды
  • Фотоэпилятор
  • Фритюрница
  • Хлебницы
  • Хлебопечка
  • Холодильник
  • Чайники и электрочайники
  • Швейная машинка
  • Электрогрили
  • Электронные весы
  • Эпилятор
• Климатическая техника
  • Водонагреватели
  • Газовые обогреватели
  • Инфракрасные обогреватели
  • Ионизатор
  • Конвекторы
  • Котел
  • Масляные радиаторы
  • Осушители воздуха
  • Обогреватели
  • Озонатор
  • Тепловентиляторы
  • Тепловые завесы
  • Тепловые пушки

Судовой мазут (HFO) для судов

Основным требованием для любого судового двигателя является движение судна или выработка энергии на борту за счет энергии, получаемой при сжигании мазута. HFO или тяжелый мазут — наиболее широко используемый вид топлива для коммерческих судов.

Топливо высвобождает энергию для вращения гребного винта судна или генератора переменного тока за счет сжигания топлива в камере сгорания двигателя или генерации пара внутри котла.

Количество выделяемой тепловой энергии является удельной энергией топлива и измеряется в МДж / кг.

Согласно Приложению 1 к Конвенции МАРПОЛ, тяжелая нефть определяется как:

• Сырая нефть с плотностью при 15ºC выше 900 кг / м3;
• Топливные масла, имеющие плотность при 15 ° C выше 900 кг / м3 или кинематическую вязкость при 50 ° C выше 180 мм2 / с; и
• Битум, гудрон и их эмульсии

История использования судового мазута

В начале 19 века грузовые суда, использующие паруса, использующие энергию ветра, начали заменяться пароходами.

Позже, примерно во второй половине 20-го века, теплоходы с двигателями внутреннего сгорания в основном использовались как коммерческие суда для перевозки грузов.

Первый четырехтактный судовой двигатель, работающий на тяжелом топливе, был введен в эксплуатацию в 1930-х годах. Со временем судоходные компании начали вкладывать больше средств в исследования и разработки, и двухтактный двигатель стал больше, мощнее и известнее.

Использование судового тяжелого нефтяного топлива стало более популярным в 1950-х годах из-за внедрения высоко щелочной смазки цилиндров, которая была способна нейтрализовать кислоты, образующиеся из-за высокого содержания серы в тяжелом нефтяном топливе.

Связанное чтение: Объяснение системы смазки главного двигателя судна

В 1960-х годах суда с судовыми двигателями, работающими на мазуте, стали более популярными и увеличивались в количестве по сравнению с пароходами.

В конце концов, в 21 веке теплоходы заменили почти все пароходы и приобрели 98% мирового флота.

Каковы свойства мазута согласно ISO 8217: 2010?

Каталитическая мелочь:

Провести процесс рафинирования; частицы механического катализатора (силикат алюминия) остаются в масле и их нелегко отделить.Превышение их количества может привести к повреждению таких частей топливной системы, как форсунка, топливные насосы и т. Д., Поскольку они имеют очень малый зазор. Согласно ISO 8217: 2010 максимальный предел для Al + Si составляет 60 мг / кг для топлива категорий RMG и RMK.

Плотность:

Каждое вещество, твердое, жидкое или газовое, имеет определенную плотность. «Плотность мазута» является важным фактором, который указывает на качество воспламенения топлива, а также используется для расчета количества жидкого топлива, доставленного во время процедуры бункеровки.

Прочтите по теме: Окончательное руководство по бункеровке мазута на судах

Официальная и наиболее часто используемая единица измерения плотности — кг / м3 при 15 ° C.

Кинематическая вязкость:

Вязкость — это сопротивление жидкости, которое действует против потока. Кинематическая вязкость представляет собой динамическую вязкость жидкости на единицу плотности. Вязкость топлива — очень важный параметр, поскольку он используется для определения легкости распыления и удобства перекачки топлива в системе.

Связанное чтение: Измеритель вязкости и контроллер вязкости, используемые на судах

Типовая система жидкого топлива с подогревателем для снижения вязкости

Расчетный индекс ароматичности углерода (CCAI):

Расчетный индекс ароматичности углерода (CCAI) — это расчет, основанный на плотности и вязкости данного топлива. Согласно формуле, число CCAI обратно пропорционально эффективному сгоранию. Это означает, что чем выше число CCAI, тем хуже качество воспламенения топлива.CCAI помогает получить задержку воспламенения топлива и используется только для остаточного топлива, такого как HFO. Максимально допустимый клапан для HFO CCAI — 870.

Точка воспламенения:

Температура, при которой воспламеняется пар нагретого топлива, называется точкой воспламенения топлива. Это делается при определенных условиях испытания с использованием испытательного пламени. Согласно СОЛАС, температура вспышки для всего тяжелого жидкого топлива, используемого на борту судов, устанавливается на уровне закрытого тигля Пенски – Мартенса минимум 60 ° C.

Температура застывания:

Температура застывания — это температура, ниже которой топливо перестает течь. Как только температура жидкого топлива опускается ниже точки застывания, образуется парафин, который может привести к засорению фильтра. Образование парафина также будет расти на дне резервуаров и нагревательных змеевиках, что приведет к снижению способности теплообмена.

Сера:

Сера в топливе является одним из основных факторов загрязнения оксидом серы с судов — загрязняющим веществом, которое в настоящее время находится под пристальным вниманием.Согласно МАРПОЛ, текущее значение серы для HFO составляет:

.

• 3,50% м / м 1 января 2012 г. и после этой даты
• 0,50% м / м 1 января 2020 г. и после этой даты

Прочтите по теме: Руководство по морскому газойлю и LSFO, используемым на судах

Содержание воды:

Вода в топливе приводит к снижению эффективности мазута и приводит к потерям энергии. Смесь мазута с водой в случае сгорания приведет к коррозии внутренних деталей.

Остаток углерода:

Лабораторные испытания топлива позволяют определить углеродный остаток в мазуте. Топливо имеет тенденцию к образованию нагара на поверхности различных частей камеры сгорания в условиях высокой температуры. Чем больше количество углеводородов, тем труднее сжигать топливо эффективно.

Ясень:

Количество неорганических материалов, присутствующих в топливе, которые остаются в виде остатков после завершения процесса сгорания, называется отложениями золы.Эти отложения в основном состоят из таких элементов, как ванадий, сера, никель, натрий, кремний, алюминий и т. Д., Которые уже присутствуют в топливе. Максимальный предел зольности топлива — 0,2% м / м.

Проблемы с сжиганием HFO:

1. Вода в топливе: Вода в топливе создает такие проблемы, как снижение скорости теплопередачи, снижение эффективности и износ поверхности гильзы цилиндра и т. Д. Вода может смешиваться с жидким топливом различными способами, например, изменение температуры, приводящее к конденсация, протечка паропровода внутри топливного бака, неправильное хранение мазута (открытая измерительная труба) и т. д.

Прочтите по теме: 13 злоупотреблений в бункеровочных операциях, о которых моряки должны знать

2. Образование осадка: Судно должно перевозить мазут в большом количестве, чтобы обеспечить непрерывную подачу топлива в двигатели и котлы во время длительного плавания. Мазут хранится в бункерных цистернах судна. Хранение такого большого количества топлива приводит к образованию осадка, который образует толстый слой на нижней поверхности резервуаров. Шлам также прилипает к теплообменной поверхности паропроводов.

Очистка резервуара HFO

3. Прокачиваемость: Часто, если система обогрева бункерных резервуаров выходит из строя или сталкивается с проблемой, персоналу судна становится трудно перекачивать тяжелое жидкое топливо из бункера в отстойник из-за высокой вязкости нефти. . Если мазут низкого качества, он часто забивает фильтр, увеличивая нагрузку на судовой персонал на борту судна.

4. Смешивание различных сортов нефти: Два разных сорта тяжелой нефти при смешивании в судовых резервуарах могут привести к проблемам со стабильностью.Количество бункерных цистерн на судах ограничено, и при приеме топлива разных сортов для командира судна сложно хранить разные сорта масел в отдельных баках.

5. Сжигание: Сжигание тяжелого жидкого топлива остается проблемой для оператора судна, так как масло необходимо нагреть, чтобы снизить вязкость ниже 20 сСт для достижения надлежащего распыления. Если есть проблема в системе отопления и нагнетания, это повлияет на распыление, что приведет к отложению нагара на поверхностях поршня и гильзы.

6. Истирание: Тяжелое жидкое топливо содержит отложения, такие как ванадий, сера, никель, натрий, кремний и т.д., которые трудно удалить и которые оказывают абразивное воздействие на поверхности гильзы и поршня.

7. Коррозия: Такие элементы, как ванадий и сера, которые присутствуют в мазуте, приводят к высокотемпературной и низкотемпературной коррозии соответственно.

Ванадий, контактируя с натрием и серой во время горения, образует эвтектическое соединение с низкой температурой плавления 530 ° C.

Этот расплав является очень коррозионным и разрушает оксидные слои на стальной гильзе и поршне (который используется для защиты стальной поверхности), вызывая коррозию.

Сера также присутствует в тяжелом топливе. Когда сера соединяется с кислородом с образованием диоксида серы или триоксида серы, она дополнительно вступает в реакцию с влагой (что может быть связано с работой при низкой нагрузке) с образованием паров серной кислоты. Когда температура металла ниже точки росы кислоты, пары конденсируются на поверхности и вызывают низкотемпературную коррозию.

Прочтите по теме: Понимание горячей и холодной коррозии в морских двигателях

8. Загрязнение смазочного масла: Во время работы мазут всегда может попасть в систему смазки и загрязнить смазочное масло. Это может быть из-за утечки через сальник, утечки из топливных насосов или несгоревшего тяжелого дизельного топлива, которое остается на стенках цилиндра и смывается в поддон.

Какие методы обработки морского мазута, используемого на борту судна?

Мазут нельзя использовать непосредственно из бункерного бункера без его обработки.На корабле используются разные методы обработки топлива перед его сжиганием. Вот некоторые из наиболее часто используемых методов:

1. Нагрев и слив: Топливо, доставленное на судно, хранится в бункерном баке, где оно нагревается путем подачи пара в змеевики, установленные в бункерных баках. Нагрев — это важный процесс, который делает его неотъемлемой частью обработки мазута. Средняя температура, поддерживаемая для бункерных цистерн тяжелого мазута, составляет около 40ºC. После переноса в отстойник топливо дополнительно нагревается, чтобы обеспечить подходящую температуру для входа в сепараторы.Когда топливо перекачивается в служебный бак из сепаратора, температура масла составляет> 80ºC. Основная цель состоит в том, чтобы обеспечить плавную прокачиваемость мазута в различных процессах и отделить максимальное количество воды от топлива путем слива отстойников и резервуаров для обслуживания и использования очистителей.

2. Очистители: Для удаления воды и шлама из тяжелой нефти используются очистители мазута. В зависимости от выбора владельца на судне могут быть установлены как обычные, так и современные очистители (системы очистки топлива с компьютерным управлением).Поток масла остается непрерывным даже во время процесса выгрузки шлама. Очистка тяжелого нефтяного топлива считается наиболее важным процессом очистки и проводится на всех коммерческих судах.

3. Фильтрация: Процесс нагрева и очистки используется для отделения воды от топлива. Однако твердые примеси, такие как мелкие металлические частицы, которые могут вызвать абразивный износ в топливной системе, также должны быть удалены. В магистрали подачи мазута установлен фильтр тонкой очистки, который задерживает мелкие металлические частицы.Это полнопоточные устройства, а вещество, используемое внутри фильтров, обычно является натуральным или синтетическим волокнистым шерстяным войлочным материалом.

Дуплексный фильтр для жидкого топлива

4. Химическая обработка: Так же, как в автомобильной промышленности, где популярны топливные присадки, в морской промышленности также используются химические вещества в топливе для различных работ; Однако особой популярностью этот процесс не пользуется. Основными типами присадок к остаточному топливу для судового мазута являются:
• добавки перед сгоранием, такие как деэмульгаторы, диспергаторы
• присадки, улучшающие горение
• модификаторы золы

Отказ от ответственности: Взгляды авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight.Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания «Марин Инсайт» не заявляют об их точности и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и компании Marine Insight.

Теги: Мазут судовой

.

PPT — Сокращения для интеграционных диаграмм PowerPoint Presentation, скачать бесплатно

.