ОБЛАДНАННЯ HERZ В ОБВ’ЯЗЦІ КОТЛІВ НА БІОМАСІ
Компанія HERZ пропонує комплексне постачання обладнання для обв’язки твердопаливних котлів, що працюють на біомасі. В даній статті розглядається обладнання компанії HERZ, його технічні особливості, переваги та принципи швидкого підбору для твердопаливного котла.
ПРИНЦИПОВІ СХЕМИ ОБВ’ЯЗКИ ТВЕРДОПАЛИВНИХ КОТЛІВ
Розглянемо дві принципові схеми обв’язки твердопаливних котлів від компанії HERZ Energietechnik GmbH та їх складові компоненти. Схема з комплексним отриманням тепла від спалювання біомаси і нагріву теплоносія від сонячної енергії включає в себе бак для гарячої води з геліоконтуром, буферний бак і котел на пелетах (див. рис. 1). У цій конфігурації для нагріву води для побутових потреб використовується сонячна енергія, якщо тепла від сонця недостатньо для нагріву води, воно додатково надходить з буферного бака, звідти розходиться додатковими контурами опалення, такими як трубопроводи підлогового опалення й радіатори.
Рис. 1 Бак для гарячої води з геліоконтуром і буферним баком
Наступна схема включає геліоконтур, буферний бак і котел на пелетах (див. рис. 2). У такій конфігурації системи вода в буферному баку нагрівається безпосередньо від сонця, тепло з буферного бака також надходить на різні контури опалення. У модулі гарячого водопостачання підігрів води для побутових потреб здійснюється з буферного бака в режимі безперервного
потоку. Тепло з буферного бака використовується додатковими контурами опалення, такими як трубопроводи підлогового опалення й радіатори.
Рис. 2 Геліоконтур та гаряче водопостачання для побутових потреб
Використання буферної ємності дозволяє підвищити ефективність роботи твердопаливного котла за рахунок зменшення кількості його включень для підігріву теплоносія системи опалення. Чим більша буферна ємність, тим довшим буде час включення котла, що збільшить ресурс його роботи. Також знижується вірогідність закипання теплоносія в дров’яному котлі при повномуйого завантаженні.
ПІДБІР БУФЕРНОЇ ЄМНОСТІ HERZ
Підбір буферної ємності HERZ рекомендується розраховувати відповідно до «Технічного регламенту щодо вимог до екодизайну для твердопаливних котлів». Для твердопаливних котлів з ручним завантаженням розрахунок об’єму буферної ємності виконується за формулою [1]:
Об’єм резервуара = 45 х P х (1 – 2,7/Р), л
де Р – теплова потужність котла, кВт.
Буферна ємність повинна бути не менше 300 л, тобто якщо при розрахунку об’єму резервуара значення вийшло менше, то потрібно прийняти найменше рекомендоване значення. В котлах, де подача палива виконується автоматично, розрахунок об’єму буферної ємності виконується за формулою [1]:
Об’єм резервуара = 20 х P, л
де – теплова потужність котла, кВт.
Компанія HERZ пропонує буферні ємності різного призначення:
- для систем водяного опалення (див. рис. 3а);
- для систем водяного опалення і геліосистем (див. рис. 3б);
- для систем водяного опалення, гарячого водопостачання і геліосистем
(див. рис. 3в).
Буферні ємності PSP, PSP-F, PSP-R, PSP-RF пропонуються об’ємом від 200 до 5000 літрів, PSP-SL-FFW – 500, 800 і 1000 літрів.Буферні ємності можна поєднувати у каскад.
3а) PSP, PSP-F
3б) PSP-R, PSP-RF
3в) PSP-SL-FFW
Рис. 3 Буферні ємності HERZ
НАСОСНІ ГРУПИ HERZ PUMPFIX, ГІДРАВЛІЧНІ СТРІЛКИ ТА РОЗПОДІЛЬНИКИ
Наступний елемент, що дозволяє ефективно працювати системі опалення – насосні групи HERZ PumpFix (див. рис. 4). На сьогоднішній день цей виріб став звичним елементом обв’язки котельні, доступним й ефективним у своїй роботі. Потрібно відзначити, що насосні групи мають всі елементи для регулювання і контролю параметрів теплоносія. Насосні групи доступні для замовлення з вже встановленими циркуляційними насосами з частотним регулюванням, або без них. В комплекті також поставляється теплоізоляційний кожух, термометри для вимірювання температури теплоносія в подавальній та зворотній магістралі, змішувальний клапан з термостатичною головкою і накладним датчиком (див. рис. 4а), змішувальний кран з приводом (див. рис. 4в). Насосні групи PumpFix SOLAR (див. рис. 4г) і PumpFix DIRECT (див. рис. 4б) призначені для прямого приєднання контуру геліосистеми і контуру опалення без змішування теплоносія. Всі насосні групи мають заводську зборку, офіційну гарантію, компактність та приємний зовнішній вигляд, завдяки чому вони набули популярності серед інсталяторів та кінцевих споживачів.
PUMPFIX
CONSTANT
PUMPFIX
DIRECT
PUMPFIX
MIX
PUMPFIX
SOLAR
Рис. 4 Насосні групи HERZ PumpFix
Гарним технічним доповненням для насосних груп PumpFix є гідравлічні стрілки (див. рис. 5а) та розподільники (див. рис. 5б) з листової сталі. Монтаж насосних груп із цими виробами виконується швидко і та якісно.
Рис. 5 Гідравлічна стрілка та розподільник
ТРИХОДОВІ ТЕРМОЗМІШУВАЛЬНІ КЛАПАНИ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ЗВОРОТНОЇ МАГІСТРАЛІ КОТЕЛЬНИХ УСТАНОВОК
Безпечна робота твердопаливного котла забезпечується, також, завдяки використанню в схемі обв’язки триходових клапанів для підвищення температури зворотної магістралі. Підвищення температури зворотної магістралі необхідне для уникнення випадання конденсату на стінках «хвостових» поверхонь теплообмінника котла. Випадання конденсату в котлі при спалюванні палива знижує його ефективність роботи за рахунок утворення нагару на поверхні теплообмінника, і як результат, відбувається зниження тепловіддачі через стінки теплообмінника до теплоносія, і підвищується витрата палива. Крім того, при змішуванні конденсату з продуктами горіння можуть утворюватися кислотні сполуки, які вступають в реакцію з металевими частинами котла і пошкоджують їх. Для уникнення таких наслідків компанія HERZ пропонує наступні моделі триходових термозмішувальних клапанів:
Teplomix з байпасом, що не відключається, і підтримкою температури теплоносія у зворотній магістралі близько 61*С
Teplomix з функцією запирання байпасу і підтримкою температури теплоносія у зворотній магістралі близько 55 – 63*С
Рис. 6 Триходові термозмішувальні клапани
При виборі триходового термозмішувального клапана потрібно орієнтуватися на наявність буферної ємності. Якщо у схемі обв’язки вона є в наявності, то вибирають Teplomix з байпасом, що не відключається, якщо немає, вибираємо Teplomix з функцією запирання байпасу.
МАГНІТНИЙ ПОВІТРЯ- І БРУДОУЛОВЛЮВАЧ
Довговічність елементів системи опалення великою мірою залежить від ефективного видалення повітря з теплоносія, а також його очищення від бруду. Для виконання цих задач компанією HERZ розроблений магнітний повітря- і
брудоуловлювач (див. рис. 7). Цей пристрій зменшує кількість частинок бруду і шламу, відділяє розчинене повітря в теплоносії і працює за принципом циклона, що забезпечує ефективне очищення. За допомогою такого пристрою видалення повітря з теплоносія системи опалення проходить набагато швидше ніж при традиційному видаленні його у верхніх точках системи. Встановлюється магнітний повітря- і брудоуловлювач як на подавальній, так іна зворотній магістралі, положення не має значення, тобто можна встановлювати і на горизонтальних, і на вертикальних ділянках трубопроводів.
Рис. 7 Магнітний повітря- і брудоуловлювач
СЕПАРАТОР ПОВІТРЯ
У системах водяного опалення скупчення повітря (точніше газів) порушують циркуляцію води теплоносія й викликають шум і корозію сталі. Повітря в системи опалення потрапляє різними шляхами:
Рис. 8. Сепаратор повітря
- частково залишається у вільному стані при заповненні їх теплоносієм;
- підсмоктується в процесі експлуатації неправильно сконструйованої
системи; - вноситься водою при заповненні й експлуатації в розчиненому виді.
Критична швидкість потоку води, пов’язана зі звичайними геометричними розмірами повітряних скупчень у системах водяного опалення, становить у вертикальних трубах 0,2…0,25 м/с, у похилих і горизонтальних трубах 0,1…0,15 м/с. Швидкість спливання бульбашок у воді не перевищує швидкості витання. Гази переходять із розчиненого у вільний стан в міру меншеннягідростатичного тиску: у головному стояку з гарячою водою при верхньомурозведенні, в окремих стояках – при нижньому розведенні. Вільні бульбашки й скупчення газів рухаються за течією або проти неї залежно від швидкості потоку води й ухилу труб.
Гази збираються у вищих точках системи, а при високій швидкості руху захоплюються потоком і в міру зниження температури й підвищення гідростатичного тиску в нижніх частинах системи знову абсорбуються водою. Повітрозбірники й повітрявідводчики повинні встановлюватися в опалювальних приміщеннях у місцях, зручних для обслуговування.При установці в неопалюваних приміщеннях їх разом із трубами ретельно ізолюють негорючим матеріалом. Повітрозбірники на трубопроводах розведення (при верхньому розведенні) повинні бути проточними. У системах з верхнім розведенням необхідно забезпечувати рух вільних газів до точок їх збору. Точки збору газів (і видалення їх в атмосферу) слід призначати в найбільш високо розташованих місцях систем. Швидкість руху води в таких місцях збору повинна бути меншою 0,1 м/с, а довжина шляху руху води зі зниженою швидкістю обрана з урахуванням спливання бульбашок і скупчення газів для наступного їхнього видалення. Якщо, все ж таки, на ділянці встановлення повітрязбірника швидкість руху теплоносія перевищує рекомендоване значення і може досягати швидкості до 0,4 м/с, застосовується сепаратор повітря (див. рис. 8).
ГРУПА БЕЗПЕКИ КОТЛА
Робота котла, особливо твердопаливного, пов’язана з певними небезпечними факторами: підвищена температура теплоносія, підвищений робочий тиск теплоносія, висока температура елементів котла. Вплив цих факторів на людей зменшується за рахунок використання певних засобів. Контроль запідвищенням тиску в системі здійснює група безпеки (див. рис. 9), яка включає
в себе: манометр, запобіжний клапан, повітряскидувач.
Рис. 9 Група безпеки
Всі елементи групи безпеки знаходяться в одному корпусі і покриваються теплоізоляційним кожухом.
КУЛЬОВИЙ КРАН ДЛЯ ПІДКЛЮЧЕННЯ РОЗШИРЮВАЛЬНОГО БАКА
Для компенсації об’ємних розширень теплоносія в системах водяного опалення використовуються розширювальні баки відкритого і закритого типу. Обслуговування розширювальних баків відкритого типу є доволі простим і не потребує спеціальних пристроїв. Баки ж закритого типу потрібно періодично перевіряти на герметичність та підтримання розрахункового тиску повітря в одній із його частин. Сама перевірка не складна, але для перевірки тиску повітря необхідно розширювальний бак відключити від системи опалення і з другої його частини злити теплоносій.
Тобто така проста операція потребує значних затрат часу для виконання роботи. Спростити цю операцію для інсталяторів дозволяє кульовий кран для підключення розширювального бака
(див. рис. 10). Кран підключається безпосередньо до розширювального бака. За необхідності обслуговування розширювального бака доступ теплоносія перекривається зі сторони системи опалення, а потім через зливний кран зливаються рештки води і проводяться заміри тиску повітря. Після виконання операції зливний кран закривається, а кульовий кран відкривається. Знімати розширювальний бак не потрібно.
Висновки:
Зі статті випливає, що компанія HERZ пропонує комплексні рішення щодо обв’язки котлів, як твердопаливних, так і тих, що працюють на інших видах палива. Комплектування обв’язки від одного надійного постачальника підвищує рівень безпеки експлуатації обладнання котельні, відповідальністьлежить на одному постачальнику.
провідний інженер ДП ГЕРЦ Україна
к.т.н., доц., Віктор ПЕТРЕНКО