Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

Присылаем лучшие статьи раз в месяц

Сферы применения паровых котлов и назначение

Паровые котлы активно используются в следующих отраслях:

  1. Отопительные системы. Существуют промышленные и бытовые модели паровых котлов, позволяющие использовать пар в качестве теплоносителя. Пар проходит через отопительные контуры и/или поступает в теплообменники устройств горячего водоснабжения, тем самым обеспечивая перемещение тепловой энергии. Бытовой паровой отопительный котел часто комбинируется с твердотопливными отопительными устройствами. На промышленных объектах используются более мощные и надежные устройства, вырабатывающие перегретый пар, имеющий повышенную теплоотдачу.
  2. Энергетика. Паровые машины позволяют преобразовывать разогретый пар в электрическую энергию. Рабочий процесс выглядит довольно просто: пар перемещается в турбину и вращает вал, за счет чего и происходит выработка электричества. Данный принцип с успехом используется на множестве электростанций.
  3. Промышленность. Паровые устройства вполне могут обеспечивать механическое движение различных элементов систем. Принцип работы парового котла промышленного назначения выглядит так же, как и в предыдущем случае, но выработанная энергия направлена на осуществление механического воздействия на элементы, которые должны двигаться.

Знание того, для чего нужен паровой котел и где он применяется, позволяет использовать устройство с предельной эффективностью.

Технические характеристики

Барабанный паровой котёл имеет следующие технические характеристики:

  • КПД до 90% за счёт разделения пара и воды в барабанах, которое обеспечивает высокую производительность нагрева,
  • рабочее давление варьируется в пределах от 17 до 18 Мпа,
  • толщина используемой листовой стали варьируется в пределах от 13 до 40 мм, в зависимости от рабочего давления,
  • количество образуемого пара 4-25% от поступающего объёма воды,
  • периодичность продувки котла через каждые 12-16 часов работы,
  • возможность пуска при низких температурах благодаря отделению холодного пара,
  • исключение резких скачков температуры за счёт аккумулирующих тепло барабанов,
  • ограниченная скорость запуска из-за необходимости исключения термических напряжений в сварных швах конструкции,
  • отношение количества воды к количеству пара, проходящих через контур циркуляции в единицу времени, составляет от 5 до 50.
Технические характеристики

Назначение дыхательных клапанов

В соответствии с ГОСТ 31385-2016 "Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия" и СТО-СА-03-002-2009 "Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов" каждый резервуар должен быть оборудован дыхательным клапаном.

Основная их функция — это регулирование давления в газовом пространстве или вакууме вертикальных резервуаров РВС.

Кроме этого, они выполняют следующие функции:

  • поддержание герметичности
  • сокращение потерь нефтепродуктов при испарении
  • обеспечение взрывобезопасности
  • уменьшение загрязнения окружающей среды
  • предотвращение попадания пыли, песка и других частиц
  • предотвращение смешения верхних слоев с насыщенными нижними слоями

Требования нормативных документов к дыхательным клапанам

  • установочное значение срабатывания не должно превышать 20% давления в резервуаре
  • пропускная способность не должна быть меньше производительности во время заполнения/опорожнения емкости с учетом образования паров при движении нефтепродукта, изменении температуры окружающего воздуха и газового пространства
Читайте также:  Виды насадок на дрель для резки металлов

Назначение

Итак, сухой картер — это один из видов смазочной системы двигателя внутреннего сгорания. Его востребованность среди спортивных и гоночных автомобилей объясняется очень просто. В момент прохождения опасных поворотов, интенсивного торможения и разгона, а также на быстрых спусках и подъемах машина наклоняется, продольно и поперечно раскачиваясь. В это время масло в поддоне обычного мокрого картера сильно расплескивается по всей системе.

В результате происходит вспенивание жидкости, масляный насос не может набирать плещущееся масло, из-за чего двигатель не получает необходимой ему смазки. Давление при этом внезапно понижается, а сам мотор поддается существенному износу. Несложно догадаться, что в итоге не только значительно сокращается ресурс двигателя, но и появляется риск его заклинивания, поломки и перегрева.

Назначение

А вот принцип работы сухого картера подразумевает другое устройство — масло располагается не внутри него, а в специальном баке. Благодаря такому решению исключается вероятность вспенивания жидкости. К трущимся внутри двигателя деталям смазку подает нагнетающий насос. Притом стекающая в поддон жидкость сразу же выкачивается обратно в бак с помощью соответствующего насоса. Благодаря этому в поддоне не накапливается масло, то есть он остается сухим. Вот за счет чего эта система получила свое название.

Как работает косвенный нагреватель

В баке находится полая спираль. Внутри циркулирует теплоноситель, который распространяет тепло по системе. Его постоянное движение обеспечивает циркуляционный насос. Как только термометр отмечает достижение указанной температуры, насос автоматически отключается. Благодаря теплоизоляционному слою потери тепла во время отключения составляют всего 3-4 градуса в сутки.

К баку подключены патрубки ввода и вывода, через которые горячая вода идет в котел.

Схема работы:

Как работает косвенный нагреватель

На что обратить внимание при выборе:

  • Мощность. Она должна соответствовать параметрам отопительной системы. В противном случае система может не справить с нагрузкой или, наоборот, мощности будет недостаточно для нормального обогрева.
  • Размещение. Если отопительный котел размещен на полу, то и бойлер лучше выбирать напольный. В других случаях отдавайте предпочтение настенному.

Специалисты рекомендуют приобретать бойлер и котел одной торговой марки. Тогда монтаж и подключение пройдут легко и слаженно.

  • Расход теплообменника. Значения указаны в документах к технике. В идеале показатель не должен превышать 40% от общего объема жидкости в баке.

Как сделать бойлер косвенного нагрева, читайте в отдельной публикации.

Преимущества и недостатки системы

По каким причинам стоит установить косвенный бойлер:

  • Обеспечивает большим количеством горячей воды.
  • Равномерный напор сразу в нескольких точках забора.
  • Низкая себестоимость нагрева, без затраты электроэнергии.
  • Возможность дополнительно включать газ, электричество по необходимости.
Как работает косвенный нагреватель

Недостатки:

  • Дорогая установка. Поскольку кроме бойлера нужно купить и подключить котел.
  • Пока происходит нагрев воды, температура в помещениях пойдет на спад.
  • Конструкция занимает много места, понадобится выделить отдельное помещение.

Поняв принцип работы техники, вы можете адекватно оценить рентабельность покупки. При выборе обратите внимание на технические характеристики и рассчитайте подходящую мощность.

Основные причины неисправностей и способы их устранения

Срок службы накопительного бака колеблется в пределах 3-4 лет. При этом требуется регулярно производить дезинфекцию полости и соблюдать график технического обслуживания.

Читайте также:  Варианты и правильная схема заточки ножей

Стоит ознакомиться с наиболее распространенными неисправностями, с которыми приходится сталкиваться владельцам агрегата.

Снижение производительности фильтра

Проблема сопровождается слабым напором из крана. Затруднительно набрать необходимый объем чистой воды.

Для устранения неполадки нужно проверить, наполняется ли накопительный бак. Если емкость заполнена, а вода все равно не поступает, это свидетельствует о низком рабочем давлении в нижней камере со сжатым воздухом – его недостаточно для воздействия на мембрану.

Чтобы решить проблему, нужно откорректировать давление в воздушной камере, для этого на лицевой стороне бочонка имеется специальный ниппель. С его помощью можно насосом подкачать воздух до номинального показателя.

Основные причины неисправностей и способы их устранения

Из ниппеля поступает вода при попытке закачать воздух в нижний отсек

Если из нижней части бочонка начала поступать вода, это свидетельствует о нарушении целостности разделяющей мембраны. Для решения проблемы потребуется полная замена накопительного бака обратного осмоса. Нужно купить оборудование, которое по всем техническим параметрам подходит системе фильтрации.

После установки нового цилиндрического бочонка, нужно провести следующие манипуляции:

  1. Открыть кран на баке, чтобы он начал заполняться чистой водой.
  2. Дождаться полного его заполнения. Когда завершается очистка, останавливается слив воды в канализацию.
  3. Открыть кран до полного опустошения емкости.

Эта простая процедура позволяет удалить частички загрязнений и химических напылений во внутренней части агрегата. После промывания оборудование используется в привычном режиме.

При нагнетании рабочего давления в нижней части бочонка кран обязательно должен быть открыт. Если из бака в процессе накачивания воздуха вышла вся жидкость, а потом начал интенсивно выходить воздух, это свидетельствует о наличии дырки в диафрагме.

Обслуживание и ремонт установок

Как и для все котельное оборудование, экономайзер котла проектируется и изготавливается в строгом соответствии с нормативными документами и требованиями государственных стандартов. Монтаж промышленного оборудования должен осуществляться только квалифицированным персоналом, имеющим допуск на проведение монтажных и пусконаладочных работ.

Все работы по монтажу установки должны соответствовать техническим нормам. После окончания работ оборудование обязательно проходит испытание и тестирование.

Обслуживание и ремонт установок

В процессе эксплуатации оборудование в обязательном порядке должно проходить техническое обслуживание, в ходе которого проверяется целостность, правильность работы датчиков и приборов, проводится оценка состояние внутренних поверхностей – выявляются места оседания накипи и образования коррозии металла.

Основные принципы автоматизации котельных

Надежная, экономичная и безопасная работа котельной с мини­мальным числом обслуживающего персонала может осуществляться только при наличии теплового контроля, автоматического регулиро­вания и управления технологическими процессами, сигнализации и защиты оборудования [8].

Основные решения по автоматизации котельных принимаются в процессе разработки схем автоматизации (функциональных схем). Схемы автоматизации разрабатываются вслед за проектированием теплотехнических схем и принятием решений по выбору основного и вспомогательного оборудования котельной, его механизации и теп­лотехнических коммуникаций. К основному оборудованию относится котлоагрегат, дымососы и вентиляторы, а к вспомогательному насосно-деаэраторная установка, химводоочистка, теплофикационная установка, станция перекачки конденсата, ГРС, склад мазута (угля) и топливоподача.

Объем автоматизации принимается в соответствии с СНиП II-35-76 (раздел 15 – «Автоматизация») и требованиями заводов изготовителей тепломеханического оборудования.

Уровень автоматизации котельных зависит от следующих основ­ных технических факторов:

— типа котла (паровой, водогрейный, комбинированный — пароводогрейный);

— конструкции котла и его оборудования (барабанный, прямоточ­ный, чугунный секционный с наддувом и др.), вида тяги и т.п.; вида топлива (твердое, жидкое, газообразное, комбинированное — га­зомазутное, пылевидное) и типа топливосжигающего устройства (ТСУ);

— характера тепловых нагрузок (производственные, отопитель­ные, индивидуальные и т.п.);

— числа котлов в котельной.

При составлении схемы автоматизации предусматривают основ­ные подсистемы автоматического регулирования, технологической защиты, дистанционного управления, теплотехнического контроля, технологической блокировки и сигнализации.

Самодельные индукционные котлы

Самая простая схема устройства, которую собирают, состоит из отрезка пластиковой трубы, в полость которую закладываются различные металлические элементы с целью создать сердечник. Это может быть тонкая нержавеющая проволока, скатанная шариками, нарубленная мелкими кусочками проволока – катанка диаметром 6—8 мм или даже сверло диаметром, соответствующим внутреннему размеру трубы. Снаружи к ней приклеиваются палочки из стеклотекстолита, а на них наматывается провод толщиной 1.5—1.7 мм в стеклоизоляции. Длина провода – порядка 11 м. Технологию изготовления можно изучить, просмотрев видео:

Затем самодельный индукционный нагреватель испытали, заполнив его водой и подключив к индукционной варочной панели заводского изготовления ORION мощностью 2 кВт вместо штатного индуктора. Результаты испытаний показаны на следующем видео:

Другие мастера рекомендуют в качестве источника принять сварочный инвертор небольшой мощности, подключив клеммы вторичной обмотки к выводам катушки. Если внимательно изучить проделанную автором работу, то напрашиваются выводы:

  • Никаких расчетов по толщине провода, числу и диаметру витков катушки не производилось. Параметры обмотки были приняты по аналогии с варочной панелью, соответственно, индукционный водонагреватель получится мощностью не выше 2 кВт.
  • В лучшем случае самодельный агрегат сможет нагревать воду для двух радиаторов отопления по 1 кВт каждый, этого хватит на обогрев одной комнаты. В худшем случае нагрев будет слабым или вообще пропадет, ведь испытания проводились без протока теплоносителя.
  • Более точные выводы сделать трудно из-за недостатка информации о дальнейших испытаниях прибора. Другой способ, как самостоятельно организовать индукционный нагрев воды для отопления, показан на следующем видео:

    Сваренный из нескольких металлических труб радиатор выполняет роль внешнего сердечника для вихревых токов, создаваемых катушкой той же индукционной варочной панели. Выводы следующие:

    • Тепловая мощность получившегося отопителя не превышает электрической мощности панели.
    • Количество и размер труб были выбраны случайно, но обеспечили достаточную поверхность для передачи тепла, возникающего от вихревых токов.
    • Данная схема индукционного нагревателя оказалась успешной для конкретного случая, когда квартира окружена помещениями других отапливаемых квартир.

    Заключение

    Чтобы отопительная конструкция исправно работала, требуется не только снабдить узел котельной приспособлениями для повышения безопасности, но и правильно пользоваться оборудованием. Рекомендуется регулярно проверять исправность элементов единой системы, своевременно устранять мелкие неполадки.

    Все запорные элементы и краны экстренного сброса всегда должны закрепляться прочно, быть рабочими, чтобы избежать разорванных труб или взрыва котла.

    Наглядное объяснение принципа установки воздушного клапана можно посмотреть в следующем видео:

    Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкойКомментарии Коментариев пока нет, но вы могли бы быть первым…