Газовые котлы, их виды и применение

В быту или на производстве — всегда есть необходимость в энергии различных видов: электрической, тепловой, механической и др.

Одним из видов получения энергии является сжигание горючего в специальных агрегатах — котлах.

Котел — это агрегат, в котором происходит нагревание холодной воды путем сжигания топлива или при помощи электричества (электрический котел).

Промышленный – это котел, который применяется на производстве.

Бытовой – это котел, который эксплуатируется в домашних условиях.

По степени нагрева воды промышленные котлы делятся на водогрейные и паровые. Конечным продуктом водогрейных котлов является горячая вода, а паровых — пар. Вырабатываемая продукция должна иметь определенные параметры, а именно: температуру, давление и расход, которые индивидуальны для каждого агрегата.

Промышленные котлы используются для обеспечения теплоснабжения производственных и жилых помещений, а также могут участвовать в технологических процессах.

Классификация газовых котлов

Газовый котел промышленного назначения — это устройство для нагревания теплоносителя путем сжигания газообразного топлива. Чаще всего это природный газ (метан) или пропан-бутан.

Промышленный газовый котёл

Промышленные котлы по виду сжигаемого топлива можно разделить на:

1. Газовые.
2. Жидкотопливные.
3. Твердотопливные.
4. Электрические.
5. Комбинированные.

Преимущества газовых котлов

Широкое распространение в промышленности именно газовых котлов связано с рядом преимуществ:

1. Газ является одним из самых доступных разновидностей топлива.
2. Его продукты сгорания не требуют дополнительного оборудования для очистки дымовых газов.
3. Газовые котлы очень легки в использовании. Практически весь процесс эксплуатации автоматизирован.
4. Тепло, полученное с помощью газового котла, является наиболее экономически выгодным, так как имеет высокую калорийность и достаточно низкую стоимость.
5. Важным преимуществом является компактность конструкции и простота монтажа/демонтажа.
6. Доступен большой выбор агрегатов по функциям и назначению. Можно подобрать котел для любого помещения, независимо от назначения и отапливаемой площади.
7. Газовый котел очень легко приобрести любым удобным способом: через торгового представителя или в специальных магазинах.

Конструкция газового котла

Газовый котел состоит из нескольких элементов: топка, горелка, теплообменник и т.д.

1. Одним из важнейших элементов промышленного котла является топка — место, где происходит горение топлива. В бытовых котлах топка называется камерой сгорания.
2. Чтобы топливо сгорало с наибольшей эффективностью, оно подается через специальное устройство, которое называется горелка. Конструкция горелок напрямую зависит от вида сжигаемого газа. Количество горелок может быть разным в зависимости от типов и размеров котла.
3. В состав котла входит теплообменник — резервуар, содержащий в себе воду, которую необходимо нагреть. Теплообменник состоит из трубок малого диаметра — это обеспечивает быстрый и качественный нагрев воды.Теплообменник обычно располагается над камерой сжигания.Нагрев воды происходит за счет излучаемого тепла от пламени сгораемого газа (радиационная передача тепла), а также за счет соприкосновения горячих продуктов сгорания с трубками теплообменника (конвекционная передача тепла).
4. Чтобы поддержать процесс горения, необходим подвод воздуха в камеру сжигания. Он может осуществляться естественным путем или с помощью вентилятора. Встает необходимость вывести продукты сгорания из дымового тракта. Этот процесс также может быть обеспечен естественной тягой или с помощью дымососа.
5. Дополнительным оборудованием котла является насос для прокачки воды через теплообменник к потребителю.
6. Автоматические датчики различного назначения, штуцера для подвода и отвода воды, газа и воздуха, системы автоматики, защиты и блокировок.

Принцип работы газового котла

Для того, чтобы пустить котел в работу, в нем предусмотрена пьеза или другая автоматическая система, которая при помощи искры зажигает запальник. Это устройство всегда зажигается первым и постоянно горит, на случай непредвиденного потухания горелки.

Затем подводится газ, который возгорается от пламени запальника. Выделяемое тепло от сжигания газа нагревает воду в теплообменнике, которая с помощью насоса откачивается к потребителю.

С началом процесса горения в работу включается вентилятор для подачи воздуха, а также для отвода дымовых газов. С помощью термостата происходит автоматический контроль температуры теплоносителя путем регулирования расхода газа. Нужно вручную установить необходимую температуру в доступном диапазоне регулирования.

Отличия котлов в зависимости от вида сжигаемого газа

Основными видами топлива для газовых котлов являются природный газ (метан), который по своим свойствам и характеристикам легче воздуха, и пропан-бутановая смесь — это сжиженный газ, который тяжелее воздуха.

В виду этих различий изменяются и некоторые конструктивные особенности горелок. То есть котел, работающий на метане, отличается от котла, работающего на пропан-бутане только конструкцией горелки, а остальной принцип действия и конструкция одинаковы.

Виды котлов в зависимости от способа монтажа

В зависимости от способа монтажа котлы бывают:

1. Стационарные (напольные) — это котлы большой мощности, которые устанавливаются на полу или специальной платформе. Как правило, котлы напольной модификации имеют достаточно крупные размеры и большой вес — это обосновано тем, что элементы котла изготавливаются из высокопрочных материалов, что значительно увеличивает производительность агрегата.Подобные котлы работают на повышенных мощностях — до нескольких мегаватт (МВт).
2. Навесные (настенные) — это маломощные, компактные котлы, изготовленные из легкого материала, которые подвешиваются на стену, тем самым занимая очень мало места.Производительность подобных котлов достаточно мала для отопления больших площадей, но подходит для небольших частных домов и квартир.

Навесной компактный газовый котёл

Различия газовых котлов по функциональности

Основным назначением промышленных газовых котлов является отопление жилых и производственных помещений, а также горячее водоснабжение. Исходя из функциональных возможностей, котлы можно разделить на два типа:

1. Одноконтурные — это котлы, которые предназначены только для обеспечения отоплением. Чтобы обеспечить горячее водоснабжение, нужно дополнительно установить емкостный водонагреватель.
2. Двухконтурные — это котлы, которые объединяют в себе две функции: нагрев воды для отопления и для горячего водоснабжения (ГВС) одновременно. Котлы такого вида имеют в своей конструкции сдвоенный пластинчатый теплообменник, один из которых подогревает воду для отопления, другой — для ГВС.Теплообменник может быть битермального типа. Конструкция его представляет собой «трубу в трубе», одна из которых предоставляет теплоноситель для отопления, а другая — для ГВС. Котлы с двойным контуром могут работать в разных режимах: подавать воду и на отопление, и на горячее водоснабжение, а в теплое время года можно перейти в режим «только ГВС».

Бытовые и промышленные газовые котлы

Принцип действия бытовых и промышленных котлов одинаков и область применения также схожа, но отличия все же есть.

• К размещению промышленного котла предъявляются жесткие требования, как и к удалению продуктов горения: помещение должно быть просторным (4кв.м. на 1 котел), проветриваемым, не жилым, высота комнаты не ниже 2.5 метров, без легковоспламеняющихся материалов, обязательно наличие коммуникаций газоснабжения и водоснабжения, наличие средств пожаротушения.Газоход должен быть непроницаем, высота и диаметр газохода должны быть рассчитаны и соответствовать требованиям.
• Промышленные котлы имеют более высокую мощность, чем бытовые (до нескольких МВт) и более крупные размеры.
• Имеют более высокий уровень шума, чем бытовые
• Все процессы промышленного котла оснащены более точной системой автоматизации.
• На промышленных котлах в обязательном порядке должна быть система защиты от взрыва, а также система блокировок насосов, которые предупреждают аварию в экстренных случаях.
• Так как производительность промышленных котлов достаточно велика, то необходимо соблюдать водно-химический режим для уменьшения образования накипи. А также конструкция самого котла должна быть более устойчива к температурным перепадам.

Газовые котлы нашли свое применение в быту и в промышленности и, несмотря на использование взрывоопасного горючего, они являются безопасными в эксплуатации при условии соблюдения всех предъявляемых требований.