Закрытая и открытая системы отопления: Открытая и закрытая система отопления: Плюсы и Минусы | 5energy

Содержание

Открытая система отопления — преимущества и недостатки, радиаторы и оборудование для организации

При реализации автономного отопления дома может монтироваться открытая и закрытая система отопления. Чтобы определиться с тем, какая система отопления лучше подходит для каждого конкретного случая, необходимо оценить особенности, преимущества каждой из них. Рассмотрим систему отопления открытого типа.

Состав системы отопления открытого типа

Открытая система отопления состоит из следующих основных компонентов:

котел — могут использоваться газовые, жидкотопливные и твердотопливные приборы. Не применяется при открытой системе только электрокотел. Наиболее распространенным вариантом сегодня является настенный газовый котел;

система трубопровода;

радиаторы — подходят радиаторы Ogint любого типа;

открытый расширительный бачок.

Основные особенности отопительных систем открытого типа

Принцип работы открытой системы состоит в естественной циркуляции теплоносителя, чем отличается от принципа действия закрытой системы, в которой осуществляется принудительная циркуляция при помощи циркуляционного насоса.

В открытой системе теплоноситель циркулирует за счет разницы в давлении горячей и холодной воды, а также за счет монтажа труб с определенным уклоном.

При нагреве в котле теплоносителя он расширяется. В результате этого на выходе из котла создается более высокое давление, чем на входе. Эта разница давлений и обеспечивает циркуляцию воды. Нагретый теплоноситель проходит по трубопроводу и поступает в радиаторы. Здесь он отдает тепло воздуху в помещении, остывает и возвращается в котел по обратной магистрали. При монтаже системы этого типа может использоваться как однотрубная, так и двухтрубная схема трубопровода.

Сам принцип действия системы предусматривает значительное расширение теплоносителя. Трубопровод и радиаторы не могут вмещать такой увеличенный объем воды. Поэтому предусматривается использование расширительного бака, который рекомендуется устанавливать в верхней точке системы (обычно в домах его монтируют на неотапливаемом чердаке). Функция бачка заключается в приеме излишков теплоносителя, что позволяет предотвратить чрезмерное повышение давления в системе.

Расширительный бак является открытым. Это — главное отличие данной системы. С чем и связано ее название. В связи с этим возникает необходимость регулярного контроля уровня воды в расширительном баке, поскольку она постоянно испаряется. Если уровень недостаточный, в трубопровод поступает воздух, что приводит к образованию пробок.

Еще одна особенность открытой системы — медленная циркуляция. Это накладывает определенные требования на режим работы котла. Нельзя допускать слишком быстрого нагрева теплоносителя. Это может приводить к его закипанию, в результате чего из строя могут выходить все элементы системы.

Учитывая постоянное обогащение теплоносителя кислородом через открытый расширительный бачок, для комплектации системы рекомендуется использовать радиаторы с повышенной устойчивостью к коррозии и надежностью. Лучше всего для этой цели купить биметаллические или чугунные радиаторы Ogint, которые проработают много лет. К тому же они характеризуются высокой теплоотдачей, что позволяет компенсировать медленный нагрев.

Преимущества и недостатки открытой системы отопления

Открытая система отопления обладает рядом достоинств и недостатков. Основные преимущества этой системы заключаются в следующем:

простое устройство системы и легкость в ее обслуживании;

бесшумная работа отопления за счет отсутствия циркуляционного насоса;

повышенная надежность системы — также за счет отсутствия циркуляционного насоса, который может довольно часто выходить из строя;

равномерный прогрев помещений отапливаемого дома;

энергонезависимость — система может работать без подключения к электричеству при использовании котлов соответствующего типа;

меньшая стоимость за счет использования более простого оборудования.

Можно говорить, что главным достоинством открытых систем является их простота и сравнительно небольшой уровень затрат.

Однако имеют они и ряд недостатков. К основным минусам относятся:

необходимость применения труб большего диаметра по сравнению с закрытыми системами;

сложность монтажных работ. При монтаже горизонтальных участков трубопровода требуется точный расчет уклона трубы, иначе не добиться эффективной циркуляции теплоносителя;

необходимость постоянного контроля уровня воды в расширительном баке. Возможность завоздушивания системы и поступление кислорода в теплоноситель;

возможность замерзания воды в расширительном баке даже при краткосрочных перерывах в работе системы;

ограничение общей длины трубопровода за счет отсутствия циркуляционного насоса;

не допускается применение антифриза в качестве теплоносителя.

В связи с этими недостатками открытые системы сегодня проигрывают закрытым по популярности.

Кроме того, особенности их конструкции не позволяют использовать их для индивидуального отопления в квартире многоквартирного дома.

Открытая система подходит только для частного дома. В то же время для большого дома с двумя и более этажами она также не подойдет, поскольку не получится обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя при такой длине трубопровода.

Открытая и закрытая система отопления: основные различия, достоинства и недостатки

Выделяют два типа систем отопления: закрытая и открытая. Они являются основными схемами, используемыми для обогрева жилых и промышленных зданий. Каждая из них имеет ряд преимуществ, но не исключены и недостатки.

Устройство открытой системы отопления

Популярность обусловлена простой установкой, приемлемой стоимостью и высокой эффективностью. Открытая система может быть и с естественной, и с принудительной циркуляцией жидкости,причемпри грамотном исполнении ухозяеввсегда есть возможность легко и быстро переключаться с одного режима на другой.

Главная особенность – отсутствие вееконтуре какого бы ни было искусственно созданного избыточного давления, так как она напрямую связана с атмосферой. В системе в обязательном порядке смонтирован расширительный бак, свободный объем которого предназначен для компенсации расширений жидкого теплоносителя при повышении температуры. Такой бак всегда располагают всамой высшейточки всей трубной разводки контура отопления. Таким образом, на негоещеложится функциявоздухоотводчика– все скопления газов в трубах должны выйти наружу именно здесь. Служит он и своеобразным водяным затвором –слой жидкого теплоносителя, которыйобязательно всегда должен быть в расширительном баке, предотвращает попадание воздуха в систему извне. Для системы открытого типа важен подбор теплоносителей, потому что не все составы подходят для такого вида систем отопления. Теплоносители на основе этиленгликоля запрещено использовать в данного вида системах ввиду своей токсичности.

Существует несколько правил при монтаже и проектировании открытой отопительной системы:

Отопительный котел должен находиться внизу. В большинстве случаев для этого монтируют в полу углубление, размером 50 – 60 сантиметров и помещают в него отопительный котел.

Расширительный бачок необходимо устанавливать на верхней точке, например, на чердачном помещении.

Отопительные трубы должны находиться под небольшим наклоном по всей протяженности: подача от нижней точки к верху, обратка — от верхней до нижней точки. Что бы вода стекала без помех и задержек.

Если при установке трубопровода не выдержать правильный угол наклона или труба поднята слишком высоко, то образуется воздушный пузырь, тормозящий ход воды и батареи остаются холодными. Для предотвращения таких проблем стоит ставить трубы, диаметром 40 – 50 мм.

Плюсы и минусы открытой системы отопления

Выделяют преимущества системы отопления открытого типа:

Удобство и простота эксплуатации,

Не зависящая от электроэнергии система отопления,

Бесшумность работы,

Низкая себестоимость комплектации.

Недостатки:

Воздушные пробки, который появляются из-за открытого расширительного бака, быстрая изнашиваемость металлических частей — в следствии коррозии.

Необходимость теплоизоляции бака, для предотвращения замерзания воды (для теплоносителя на основе гликолей не обязательное условие).

Требуется постоянно проверять уровень теплоносителя в бачке из-за постепенного его испарения.

Контакт теплоносителя с воздухом означает постоянное его насыщение кислородом. Это ведет к активизации коррозионных процессов в трубах, фитингах, радиаторах, в других металлических узлах контура.

Подходит только для обогрева небольших помещений из – за отсутствия насоса.

Устройство закрытой системы отопления

Ввиду дороговизны отопительного оборудования, хочется, чтобы оно служило дольше, становится популярной система отопления закрытого типа. Она герметична, а циркуляция теплоносителя осуществляется насосом. Туда практически исключено попадание свободного кислорода, что продлевает срок службы оборудования. Расширительный бак полностью изолирован и внутри встроена мембрана из резины, которая не поддается воздействию температур. В нем два отсека: в один попадают излишки горячего теплоносителя, а второй содержит в себе воздух, который под давлением выталкивает остывший теплоноситель обратно в систему. Необходимость в угле наклона труб отпадает, но, становится, зависима от электроэнергии. Циркуляционный насос, обычно, размещают на выходе — на обратке. Температура теплоносителя там ниже и это позволяет защитить насос от перегрева. Огромным плюсом данной отопительной системы является возможность использования труб меньшего диаметра, что дает возможность спрятать их за красивым элементом декора.

Плюсы и минусы закрытой системы

Достоинства закрытой системы отопления:

Простота в монтаже.

Благодаря герметичности расширительного бака возможно применение антифриза.

Исключает образование воздушных пробок и коррозию металла.

Возможность скрыть трубы за отделкой.

Теплые полы можно получить, подключив отдельный насос.

Имеет большую теплоотдачу.

Недостатки закрытой системы отопления:

Оборудование для системы закрытого типа дороже, по сравнению с открытой.

Полная зависимость от электроэнергии.

Высочайшие требования герметичности соединений, т.к. теплоноситель будет в системе под давлением.

Чтобы увеличить срок эксплуатации оборудования и снизить расходы на его содержание, целесообразно предусмотреть комплексное обслуживание систем обогрева и охлаждения. Но стабильность и надежность работы систем теплообмена предполагает комплексное обслуживание теплоносителей. Компания «SVA» осуществляет комплекс услуг по замене теплоносителя в системе отопления, для реализации корректной работы системы отопления и поддержания труб в рабочем состоянии.

Теплоносители компании «SVA» могут работать как в открытых системах (на основе экологичного пропиленгликоля), так и в закрытых системах отопления. Для того чтобы заказать теплоноситель оптом нужно связаться с менеджерами компании и обсудить производственные моменты.

Выводы

Закрытая и открытая система отопления отличия

Открытая система отопления	Закрытая система отопления
Необходимость размещения расширительного бака в самой высшей точке	Нет определенных требований к расположению расширительного бака
Попадание воздуха в систему	Поддерживается постоянное атмосферное давление, воздух в такую систему не попадает
При монтаже труб требуется больший диаметр и постоянный уклон	Проще и дешевле конструктивно
Независима от электричества	Зависимость от электроэнергии, для функционирования насоса
Медленный прогрев после запуска	Возможность регулировать температуру системы за счет увеличения или уменьшения количества энергоносителя

Выбор подходящей отопительной системы – дело сугубо индивидуальное. Закрытая и открытая система отопления имеют самые разные параметры и функционал, различаются по большому количеству характеристик и подходят для разных случаев. Открытая отопительная система больше подходит для небольших зданий: чаще всего ее можно встретить на дачах или в загородных домах. Схема отопления открытого типа выглядит довольно просто, а ее надежность очень высока. Закрытая система сложнее как в установке, так и в использовании, но она обладает рядом преимуществ. Их обычно используют в многоэтажных зданиях или промышленных объектах.

Закрытая система отопления для частного дома и коттеджа

Закрытые системы отопления имеют преимущества перед открытыми системами прежде всего в том что в закрытую систему не проникает кислород из атмосферы таким образом предохраняя от преждевременной коррозии и дальнейшего разрушения стальные трубы.

Закрытая система.

Закрытая система отопления, от открытой отличается наличием экспанзомата который выполняет аналогичную функцию расширительного бочка в который уходит излишек теплоносителя при нагревании и так же возвращается в систему из экспанзомата при охлаждении теплоносителя в системе. Так же есть группа безопасности которая состоит из манометра показывающего давление в системе отопления,автоматического воздухоотводчика и аварийного сбросника давления на 1,5 или 3 бара в зависимости от потребностей системы в повышенном либо пониженном рабочем давлении.

Открытая система отопления не имеет и не нуждается в группе безопасности и экспанзомате. Все эти задачи возложены на расширительный бачек у которого есть один большой минус в том что он открыт для доступа кислорода из атмосферы в систему отопления. Что может привести к скорейшеву выходу из строя и износу тех частей отопительной системы которые выполнены из углеродистой стали. Как вариант это могут быть стальные трубы и теплообменник твердотопливного котла.

Открытая система.

В принципе переделать закрытую в открытую или закрыть открытую не составляет труда. По гидравлике закрытая система отопления наиболее выгодна чем открытая которая больше относится к термосифонным системам отопления нежели к гидравлическим. Однако и в той и в другой системе можно применять насосное оборудование и делать системы гибридными или комбинированными в которых бы сочетались бы принципы термосифонных систем с гидравлическими.

Например если у вас открытая – термосифонная система отопления и вы решили улучшить циркуляцию воды/теплоносителя при помощи насосного оборудования то насос желательно установить на обратку, рядом с котлом. А при закрытой системе насос можно установить в то место где возникает наибольшая потребность в прокачке теплоносителя, то есть локально помочь насосом конкретному – удаленному участку или удлиненной радиаторной ветке получить больше тела из самотечной системы в целом функционирующей по принципу термосифона, когда движение теплоносителя в основном контуре приводится в движение за счет конвекции.

принцип действия, варианты монтажа своими руками, достоинства и недостатки

Открытая система отопления самая простая схема системы отопления дачи или частного дома. Такая схема отопления сильно распространена в деревенских домах. Несмотря на то, что прогресс не стоит на месте, и сегодня чаще всего применяется закрытая система отопления, открытая система по-прежнему с успехом применяется по сей день иногда в несколько модифицированном виде.

Принцип действия

Часто открытая система отопления называется гравитационной, благодаря тому, что прокачка теплоносителя осуществляется благодаря силе тяжести или гравитации.

Принцип работы открытой системы отопления очень прост. Котел нагревает теплоноситель. Обычно в качестве теплоносителя используют воду, горячая вода по стояку поднимается вверх, толкая по системе холодную.

Работоспособность такой схемы отопления обеспечивает разность плотностей горячей и холодной воды. Горячая вода имеет меньшую плотность, чем холодная, в результате чего возникает циркуляция. Горячая вода стремиться подняться вверх, в то время как холодная опуститься вниз. Естественно, что под холодной водой подразумевается вода, которая проходя через отопительные приборы отдает тепло, в результате чего ее температура ниже, чем вода, нагретая котлом.

При эксплуатации такой системы отопления следует учитывать, что чем выше разность температуры подачи (горячей воды), и обратки (холодной воды), тем больше скорость циркуляции, соответственно, чем разница меньше, тем скорость меньше. Отсюда вытекает одна неприятная особенность работы такой системы. Если нагреть теплоноситель до такой степени, что разница температур будет очень маленькой, то циркуляция остановится, как следствие может произойти перегрев воды до состояния пара с последующей аварией.

Варианты монтажа открытой системы отопления

Существует два варианта конструкции системы или схемы открытой системы отопления: однотрубная в качестве радиаторов использующая стальную трубу, двух трубная схема с традиционными радиаторами. Каждая из этих схем системы отопления имеет свои особенности и возможные варианты исполнения.

Простейшая однотрубная схема отопления из труб

Условно однотрубную систему отопления, использующую в качестве радиаторов стальную трубу, можно представить следующим образом.

Рис.1. Схема открытой системы

Вода, нагреваемая котлом, поднимается по стояку, а далее под силой тяжести проходит по трубе постепенно остывая возвращается обратно в котел.

В качестве радиаторов в этой схеме применяют стальную трубу диаметром 80-100 мм, которую пропускают по периметру всего дома или нескольких стен, за исключением входной двери. Для лучшей циркуляции теплоносителя трубу устанавливают под углом к горизонтальной плоскости. Размер угла зависит от длины трубы отопления, обычно составляет порядка 1,5 -3 градуса.

Для того чтобы обеспечить максимальный обогрев дома стараются провести трубу отопления по самой большой траектории. Для этого устанавливают котел отопления с одной стороны входной двери, а трубу пропускают вдоль стен по дому, постепенно уменьшая расстояние между ними, тем самым образуя необходимый угол наклона. Таким образом получается, что вода, обходя весь дом остывает, нагревая воздух в помещении.

Это самая простая и доступная схема системы отопления для загородного дома или дачи, главным образом благодаря своей простоте. Легкости монтажа и безотказности. Особенно она хороша в небольших одноэтажных домах, особенно с холодным, не утепленным чердаком.

Дело в том, что особенностью открытой системы отопления является наличие расширительного бака, который должен быть установлен выше всей схемы отопления. Естественно. Что он не должен замерзнуть, поэтому выносить его на неотапливаемый чердак не допустимо. Кроме того, так как бак открытого типа, то подразумевает возможность испарения теплоносителя, а, следовательно, требует периодической проверки. В рассмотренной схеме, благодаря ее компактности расширительный бак можно установить внутри помещения рядом с котлом, тем самым решив все описанные проблемы.

Двухтрубная схема открытой системы отопления

Если для Вас важны не только технические качества системы отопления, но и эстетические, то целесообразно рассмотреть двухтрубную схему открытой системы отопления. Схематично она представлена на рисунке ниже.

Рис.2. Модифицированная схема

Эта схема работает по такому же принципу, как и предыдущая, разница лишь в разводке труб отопления. Двухтрубная схема может быть использована как для одноэтажного, так и для двухэтажного дома.

Для сохранения эстетических качеств системы расширительный бак и трубу подачи обычно располагают на чердаке. При этом следует, во-первых, обеспечить легкий доступ к расширительному баку, для контроля количества воды, во-вторых, обеспечить должный уровень теплоизоляции чердака и подачи.

От трубы подачи разводят стояки по комнатам к ним подсоединяются батареи отопления. Трубу обратки можно установить по полу помещения.

Для снижения количества стояков можно подключать радиаторы по однотрубной схеме. Это справедливо для двух и более этажного дома.

Рис.3. Схема для многоэтажного дома

Модифицированный вариант открытой системы отопления

В последнее время получил популярность модифицированный вариант открытой системы отопления. Модификация схемы заключена в том, что в схему дополнительно устанавливают циркуляционный насос, который позволяет производить принудительную прокачку теплоносителя.

К установке циркуляционного насоса прибегают тогда, когда мощности системы отопления недостаточно. Насос же позволяет поднять КПД системы.

Достоинства открытой системы отопления

Основное достоинство системы отопления открытого типа заключено в простоте и не прихотливости. По большому счету для ее работы необходим только источник тепла — котел.

В открытой схеме (в традиционном варианте) нет дополнительных элементов, таких как например насос, следовательно, она не зависит от электричества.

Простое управление открытой системой. Управление мощностью системы отопления осуществляется по средства управлением мощности нагрева воды, т.е. фактически только управление котлом.

Открытая система отопления, имеется ввиду простейший вариант, не требует балансировки и прочей настройке. Как следствие нет необходимости приобретать специальные балансные вентили и прочую арматуру.

Недостатки открытой системы отопления

Открытый расширительный бак, за которым постоянно нужно следить, чтобы в нем уровень теплоносителя не опускался до минимума, в противном случае может быть авария. Кроме того, к расширительному баку предъявляются особые требования по объему и установке.

Не возможность регулировки системы. Нельзя в каком-то месте убавить отопление, а в другом прибавить. Поэтому либо всем холодно, либо всем жарко.

Применяя гравитационную схему системы отопления невозможно сделать теплые полы, что очень актуально для отопления загородного дома.

Так же благодаря специфичности открытой системы, невозможно сделать срытую прокладку стояков.

Все описанные недостатки легко решаются в закрытой системе отопления. Естественно, что она более сложная и дорогостоящая, но если речь идет о жилом загородном доме, то целесообразнее обратить внимание именно на закрытую систему, так она позволит создать идеальный микроклимат в доме.

Открытая система отопления хороша для дачного не большого домика или домика в деревне, где нет больших требований по отоплению, а на первое место ставится надежность, неприхотливость и простота.

Открытая и закрытая системы отопления

ГлавнаяПокупателямПолезные статьиОтоплениеОткрытая и закрытая системы отопленияКотлыДымоходыНасосыОтоплениеБойлерыОстальное

Существуют различные способы переноса тепла, вырабатываемого котлом, в помещения, которые необходимо обогреть. Физически такой перенос выполняется с помощью различных сред, называемых теплоносителями. Они могут быть как газообразными, так и жидкими. Здесь мы предлагаем вам краткий обзор отопительных систем, разработанных для передачи тепла посредством жидких теплоносителей (к ним относятся всем известные вода и антифриз). Обе системы располагают ценными качествами и особенностями, которые обусловливают выбор одной из них в каждом конкретном случае.

Открытая система отопления

Самая первая открытая водяная система была изобретена французским инженером М.Боннеманом ещё в 1777 году. Конечно, за два с лишним века она претерпела множество изменений, но основной принцип её устройства и работы сохраняется по сей день. Открытые отопительные системы получили широкое распространение для снабжения теплом небольших частных жилых домов и общественных зданий.

Что касается многоквартирных домов, то в них этот способ поначалу применялся только для отопления отдельных квартир. Вода, используемая в качестве теплоносителя, подогревалась до желаемой температуры в теплообменнике, который устанавливали в кухонном очаге. Но уже в начале ХХ века появились доходные дома с общими котельными, расположенными в подвалах или в пристройках.

Что представляет собой открытая система отопления с естественной циркуляцией? Её устройство несложно, а принцип работы основан на известных всем со школьных лет законах термодинамики. Котел, установленный в нижней точке отопительной системы, нагревает воду. Тепловое расширение воды сопровождается уменьшением её плотности, поэтому, нагревшись, она поднимается вверх. При остывании наблюдается обратный процесс: плотность воды увеличивается и она опускается вниз, где попадает в котел и вновь подвергается нагреванию. В верхней точке такой системы (например, на чердаке) устанавливается открытый расширительный бак – в него отводятся излишки воды, образующиеся при её расширении.

Если зимой хозяева не проживают в доме и отопление не используется, то всю воду из системы необходимо слить, чтобы избежать её замерзания и разрывов трубопроводов.

Какие достоинства есть у этого способа отопления?

простота конструкции и обслуживания, несложный монтаж;
небольшая стоимость, поскольку отсутствуют технически сложные элементы;
высокая надежность;
независимость от дополнительных источников энергии, например, от электричества;
при работе системы не возникает шум.

Наряду с достоинствами, у этого вида отопления имеются и недостатки:

поскольку система открыта для доступа воздуха, происходит постоянное испарение воды. Поэтому приходится отслеживать её уровень в расширительном баке и добавлять воду по мере необходимости. А подпитка закрытой системы отопления потребуется только в тех случаях, когда имеется утечка жидкости из системы;
невозможно использовать в качестве теплоносителя антифриз, так как он легко испаряется;
воздух, проникающий в трубы, создает условия для коррозии металлических элементов. Кроме того, если при монтаже не был выдержан необходимый для естественного оттока воды наклон труб, то возможно образование воздушных пробок;
для предотвращения потерь тепла расширительный бак должен быть снабжен качественной теплоизоляцией;
коэффициент полезного действия у этого вида отопления невысок;
способ подходит только для обогрева небольших зданий.

Закрытая система отопления

Бурное развитие многоэтажного строительства потребовало организации центрального отопления. При этом довольно скоро стало очевидным, что экономически целесообразно строить крупные котельные, способные обеспечить теплом целый район. Нередко такие котельные совмещают теплоснабжение промышленных предприятий, общественных зданий и жилых домов.

Понятно, что для реализации столь масштабной цели потребовалась иная, закрытая система отопления с принудительной циркуляцией, схема которой включала циркуляционные насосы. Они необходимы, чтобы создать достаточное давление для движения теплоносителя по трубам большой протяженности и его подачи на высоту многоэтажных зданий. В наши дни такие системы, благодаря своим преимуществам, получили очень широкое распространение и используются также для отопления частных домов и малоэтажных зданий.

Как устроена и как работает закрытая система отопления частного дома и зданий иного назначения?

В отличие от предыдущего варианта, она герметична. Расширительные баки, выпускаемые промышленностью для таких систем, разделены эластичной мембраной на два отсека. В один из них закачивается азот или воздух под определенным давлением, а через другой отсек проходит поток теплоносителя. При его расширении мембрана растягивается. Образуется выпуклость, направленная в сторону воздушного отсека, в результате чего в нем возрастает давление. При остывании теплоносителя происходит обратный процесс. Мембранный расширительный бак может быть установлен в любом месте системы, в том числе рядом с котлом.

Циркуляционный насос монтируется на выходе из системы труб и радиаторов, неподалеку от котла. Он включается автоматически в момент получения сигнала о возрастании давления (это происходит при повышении температуры).

Достоинства закрытых систем:

поскольку они герметичны, то появляется возможность вместо воды использовать антифриз. Сливать этот теплоноситель из труб на зиму не требуется;
воздух не поступает в систему, поэтому максимально снижена вероятность возникновения коррозии и воздушных пробок;
систему можно применять для устройства «теплых полов»
открытая и закрытая система отопления различаются диаметром применяемых в них трубопроводов. Для закрытых можно использовать трубы меньшего диаметра, чем для первого типа. Такие трубопроводы стоят дешевле, кроме того, их легче скрыть за декоративной отделкой стен. Необходимый диаметр трубы рассчитывается исходя из нормативов теплопередачи с учетом скорости потока теплоносителя и его расхода.

Конечно, у этого способа, при всех его неоспоримых преимуществах, имеются и недостатки:

комплект необходимого оборудования для такой системы обходится дороже, чем для первого типа;
циркуляционный насос работает на электрической энергии, поэтому на случай перебоев в её подаче придется купить источник бесперебойного питания с аккумулятором достаточной емкости. Другой вариант – установить в доме небольшой электрогенератор, работающий на дизельном или газовом топливе;
монтажные работы, как и в первом случае, не представляют чрезмерной сложности, но к герметичности соединений предъявляются повышенные требования, ведь система находится под давлением.

Промежуточные варианты и их возможности

Случается, что в доме уже есть отопительная система открытого типа, вполне пригодная к эксплуатации, но по каким-либо причинам возникает желание её изменить. Покупка и установка в систему мембранного бака позволяют в результате получить некий гибрид – в вашем доме появится закрытая система отопления с естественной циркуляцией.

Достоинством этой системы является её полная независимость от снабжения электроэнергией. Однако в ней сохраняются все перечисленные выше особенности (в том числе недостатки) водяного отопления с естественной циркуляцией. Тем не менее, для обогрева небольшого дома или дачи такой вариант вполне подходит.

Есть и другое интересное решение – открытая система отопления с принудительной циркуляцией, схема которой повторяет обычную, но дополнена циркуляционным насосом. За счет его работы удается повысить эффективность системы. При необходимости её можно переключать на работу без насоса, поэтому отсутствие электроэнергии не создаст хозяевам дома проблем с теплоснабжением.

Если вы затрудняетесь в выборе вида отопительной системы для своего дома, наши специалисты предоставят вам исчерпывающую информацию и помогут остановиться на наиболее выгодном варианте. Компания «Мой котел» предлагает монтаж любых отопительных систем «под ключ» с гарантией на выполненную нами работу.

Открытая и закрытая система отопления

Содержание статьи:

Существует несколько основных типов систем отопления — открытого и закрытого действия. Поэтому перед монтажом отопления в доме, важно узнать преимущества и той и другой системы, а также особенности их работы и нюансы которые могут возникнуть со временем эксплуатации.

Сказать какой лучше тип из представленных отопительных систем на сегодняшнее время трудно, ведь как открытая, так и закрытая система отопления имеет определённые преимущества и недостатки. Тем не менее, стоит всё-таки подробней разобраться с этим вопросом и выяснить, что к чему.

Открытая и закрытая система отопления

Итак, в частном доме наиболее всего прижилась система отопления закрытого и открытого типа. У этих двух систем имеются серьёзные отличия, которые связаны как со способами монтажа, так и с процессом обслуживания.

Кроме того, закрытая система отопления может доставить массу неудобств, если например, в загородном доме часто пропадает электричество.

Закрытая система отопления

Более современной на сегодняшнее время считается система отопления закрытого типа, теплоноситель в которой движется по трубам посредством усилий циркуляционного насоса. Преимуществ у систем закрытого отопления много, как в принципе и недостатков тоже.

Самый главный плюс в том, что теплоноситель не испаряется как это происходит в открытой системе, и при отсутствии течей, может использоваться по нескольку лет без подпитки. Это очень важный нюанс, ведь если в качестве теплоносителя применяется антифриз, то его частая растрата может влететь в копейку владельцу дома.

Кстати о том какой выбрать теплоноситель для отопления рассказывалось ещё раньше в строительном журнале.

Также, преимуществом закрытых отопительных систем является достаточно быстрый нагрев отопительных приборов, буквально за считанные минуты. Кроме того, использование подобной системы отопления позволяет произвести монтаж водяного теплого пола.

Разводку труб отопления можно выполнить так как хочется, например скрыв их в штробы или в другие места где их полностью не будет видно. Это также немаловажный плюс в копилку отопительных систем закрытого типа, ведь в открытых системах отопления такого сделать к сожалению нельзя.

Однако не всё так радужно как может показаться на первый взгляд и для работы циркуляционного насоса нужна, прежде всего, электроэнергия. Это главный минус закрытой системы отопления, ведь без электричества, она попросту не будет работать.

Можно конечно установить байпас на отопление или на крайний случай воспользоваться бесперебойником для котла. Тем не менее, этот факт, скорее минус, чем плюс.

Открытая система отопления

Работает без насосов, а теплоноситель в открытой системе отопления движется за счёт нагрева и расширения. Нагреваясь, вода поднимается вверх и выталкивает собой холодную воду, таким образом, происходит её круговорот. Плюс очевиден, всё работает без электроэнергии, вода нагревается, батареи отопления тоже.

Тем не менее, сразу же вытекает один из главных минусов, всё это действо происходит не за считанные минуты как в закрытой системе отопления, а за пару часов и даже больше (зависит от объёма воды и мощности котла).

Кроме того, как было сказано выше, теплоноситель в открытой системе отопления очень быстро улетучивается через установленный на чердаке расширительный бак. Таким образом, всё время нужно контролировать его объем и доливать по мере необходимости.

Минусом является и невозможность установить теплый пол, а если она и имеется, то придётся предусматривать углы уклона для трубок или наматывать небольшую площадь, поскольку слишком большая, попросту не будет прогрета.

В общем, какую из вышепредставленных систем отопления выбрать — закрытого или открытого типа, решать каждому владельцу загородного дома индивидуально. Можно лишь сказать о том, что и та и другая, имеет свои конструктивные особенности и определённые требования в монтаже.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Котел открытой или закрытой системы?

Правильная установка котла с оптимизатором системы смесительного клапана.

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, как работает котельная система, попробуйте посмотреть на это так: На вашем автомобиле система охлаждения закрыта. Если температура внутри двигателя становится слишком высокой и начинает кипеть, есть крышка под давлением, которая отводит избыточное тепло. Таким образом, вместо того, чтобы ваш двигатель взорвался, крышка сбрасывает все это давление и уходит тепло. В этой системе также есть термостат, который открывается и закрывается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Когда ваш автомобиль холодный, этот термостат закрывается и рециркулирует воду через блок двигателя, позволяя двигателю быстрее достичь рабочей температуры. Как только двигатель прогреется, термостат открывается, и охлаждающая жидкость течет по системе, регулируя температуру двигателя.

Дровяной котел открытой системы подобен вашему двигателю, а система лучистого отопления, присоединенная к котлу, подобна системе охлаждения в вашем двигателе.

Водопроводная система котла с открытой системой.[/caption] Большинство людей, эксплуатирующих котлы, выбирают открытую систему, подобную этой, из соображений безопасности; он не находится под давлением и отдает свое тепло в атмосферу, а это означает, что при перегреве пар выходит из трубы и рассеивается в воздухе.Котел открытой системы не может взорваться при неправильной установке или обслуживании. На самом деле, устранение неполадок в дровяном котле под давлением во многих областях совершенно незаконно, если вы не являетесь техником с соответствующей лицензией. Тем не менее, правильно установленные бойлеры под давлением так же безопасны, как и любой другой резервуар для горячей воды для бытовых нужд. Основное преимущество котла закрытой системы (под давлением) заключается в том, что вода не будет кипеть при температуре 220 градусов, как это обычно происходит на уровне моря. Закрытая система создает давление, и в результате вы можете запустить котел более горячим, чем если бы это была открытая система.

Дровяной котел с открытой системой.

Недостаток котла открытой системы заключается в том, что за ним необходимо постоянно следить и держать его заполненным водой, потому что эта вода постоянно испаряется из системы. Если воду не заменить, котел в конечном итоге перегреется и выйдет из строя. Он не взорвется, но вызовет такой грохот, что вы можете подумать, что в вашей котельной стучит 800-фунтовая горилла. А если авария все-таки произойдет, у вас есть считанные минуты, чтобы спасти котел от свалки.

Пластинчатый теплообменник «вода-вода»

Однако сегодня на рынке есть бойлеры с открытой системой, которые имеют автоматическую систему заполнения, которая постоянно поддерживает бойлер заполненным водой. Поэтому, если вы выбираете открытую котельную систему, стоит убедиться, что она хороша с такими функциями. Кроме того, имейте в виду, что существует множество комбинированных систем открытого/закрытого котла, в которых котел является открытой системой, а система лучистого тепла закрытой. Это достигается с помощью теплообменника, ребристого или бокового теплообменника, где открытая котельная система представляет собой собственный контур и циркулирует таким образом.Затем БТЕ передаются через теплообменник в замкнутую систему.

Выбор открытой или закрытой системы во многом зависит от вашей жизненной ситуации и личных предпочтений, но знание разницы — это первый шаг к тому, чтобы решить, что подходит именно вам.

Расширительные баки для горячей воды — Размеры

Расширительные баки необходимы в системах отопления, охлаждения или кондиционирования воздуха, чтобы избежать неприемлемого увеличения давления в системе, когда вода расширяется во время нагрева.

Взрывная мощность перегретой воды

1 фунт (0. 45 кг) нитроглицерина> 2 000 000 футов LB _F (2 700 000 J)
1 фунт (0,45 кг) воды вспыхнул в Steam> 750 000 футов фунтов _F (100 000 J)

Развернутые танки находятся в целом разработаны как

Открытые резервуары
Закрытые резервуары
Закрытые приспособленные баки
Баки диафрагмы

Чистый объем расширения воды при нагревании можно выразить как

_NET = (V ₁ / V ₀ / V ₀) — 1 (1)

V _Net = Объем расширения воды ( футов ³, M ³ )

V ₀ = удельный объем воды при начальной (холодной) температуре (фут ³ /фунт, м ³ /кг)

v ₁ = удельный объем воды Risored (Ft ³ / LB, M ³ / кг)

/ кг)

Открытые расширительные танки

Требуемый объем открытого расширения Бак может быть выражен как

V _et = K V _W [(V ₁ / V ₀ / V ₀) — 1] (2)
V _et = требуемый объем резервуара расширения (галлон, литр)
K = коэффициент безопасности (приблизительно 2 общий)
V _w = объем воды в системе (галлон, литр)
v ₀ = удельный объем воды при начальной (холодной) температуре (ft ³ /lb2, m 9000 3 /кг)
v ₁ = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (фут ³ /фунт, м ³ /кг)
2 3 /кг) свежий воздух в расширительном бачке постоянно поглощается водой и вызывает коррозию системы. Открытые расширительные баки также должны располагаться над самым высоким нагревательным элементом, как правило, на крышах зданий, где они могут подвергаться замерзанию.
Закрытые компрессионные расширительные баки
Закрытые компрессионные баки могут быть спроектированы как
регулируемые расширительные баки — воздух откачивается или нагнетается автоматическими клапанами в баки для контроля давления в системе при повышении или понижении температуры и расширения воды
буферные резервуары с насосным давлением — вода откачивается или впрыскивается в системы для компенсации повышения или понижения температуры
компрессионные резервуары с закрытыми газовыми объемами — резервуары содержат определенные объемы газа, который сжимается при увеличении температуры и объемов системы
Требуемый объем в закрытом расширительном баке
V _et = k V _w [( v ₁ / v ₀ ) — 9 1] [( p 91] / [( p 91] / ) — ( p _a / p ₁ )] (3)
где 9 0003
p _a = атмосферное давление — 14. 7 (PSIA)
P _{0 P ₀ = Система Исходное давление — холодное давление (PSIA)}
P ₁ = Система Рабочее давление — горячее давление (PSIA)
Начальная температура 50 ^O F O F
Начальное давление 10 PSIG
Максимальное рабочее давление 30 Дюйм
Диафансионные баки диафрагмы
Требуемый объем в диафрагме расширительного бака
V _et = K V _w [(v ₁ / v ₀) — 1] / [1 — (P ₀ / p ₁)] (4)
Начальная температура 50 ^O F
начальное давление 10 psig
максимальное рабочее давление 30 psig
коэффициент безопасности прибл. 2
коэффициент приемлемости ок. 0,5
Пример — объем в открытом расширительном баке
Система с 1000 галлонами воды нагревается с 68 ^o F до 176 ^o
.
Минимальный расширительный объем в открытом расширительном баке с коэффициентом безопасности 2 можно рассчитать как
V _et = 2 (1000 галлонов) [((0,01651 фут ³ /фунт1) / (0,0 0,01651 фут ³ /фунт1) / (0,0 0,0 ³ /lb)) — 1]
= 57 (галлонов)
Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологии использования альтернативных форм энергии.Нигде это усилие не было более очевидным, чем в более широком использовании древесины в качестве источника топлива. Многие частные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные операторы, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассматривали ее.
Один из наиболее удобных, эффективных и экономичных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и мелкие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, — это использование водяной (часто называемой водяной) системы отопления.Системы горячего водоснабжения на древесном топливе особенно подходят для малых и средних предприятий. Основное преимущество этих систем заключается в том, что они обеспечивают постоянное тепло при относительно редкой подпитке. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо в различных формах. Хотя этой технологии не менее 200 лет, сегодня она заслуживает внимания.
Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии Университета штата Северная Каролина за последние годы спроектировало и испытало ряд гидравлических систем различных размеров.Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используются для сушки табака и около 300 единиц для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены по проверенным планам, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что не учитываются некоторые важные проектные или эксплуатационные требования.
Для эффективной работы важно понимать и соблюдать некоторые основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее эксплуатации. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и приводятся простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю лучше понять древесное топливо, а четвертый описывает и объясняет экономические аспекты систем горячего водоснабжения.
В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и ее переноса от сжигаемого топлива к месту, где тепло будет использоваться. Все водогрейные (водяные) системы состоят из пяти основных частей:
Топка , камера, в которой сжигается топливо;
Резервуар для воды , в котором поглощается и сохраняется тепло;
Насос и система трубопроводов для подачи нагретой воды;
Теплообменник для отвода тепла там, где это необходимо;
Система управления для управления скоростью использования тепла.
При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:
Горение . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньшему количеству тепла уходить неиспользованным.
Важнейшей частью любой системы горячего водоснабжения является топка или камера сгорания. Если он имеет неправильный размер или плохо спроектирован, пострадает производительность всей системы. Самая распространенная проблема с самодельными системами горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без перепроектирования и перестройки топки.
Как горит древесина
Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горят дрова. Горение (горение) — это процесс, при котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.
Большинство людей знают, что для горения необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что также требуется тепло. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.
Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые из летучих веществ, содержащихся в древесине, — вода, воски и масла — начинают испаряться. При температуре около 540°F тепловая энергия вызовет разрыв атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, удерживающие вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, изначально не встречавшиеся в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром составляют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным впустую топливом.
При дальнейшем повышении температуры производство пиролитических соединений резко возрастает. При температурах от 700 до 1100°F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород будет объединяться с газами и смолами для производства тепла. При этом происходит самоподдерживающееся горение.
В какой-то момент во время сжигания куска дерева все смолы и газы будут удалены.То, что осталось, это в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что дрова сгорели до углей. Эти угли горят медленно снаружи внутрь и почти без пламени. Количество углей или древесного угля, оставшихся после выкипания остальных частей древесины, зависит в первую очередь от породы древесины и от того, насколько быстро и при какой температуре она была сожжена. В целом, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.
Лучше всего сжигать дрова быстро, чтобы получить от них максимум тепла.Медленный дымный огонь может растратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).
Однако существуют ограничения на то, насколько быстро дрова можно заставить гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задувать» огонь. Результат почти такой же, как при слишком малом количестве воздуха.
Подача слишком большого количества воздуха в камеру сгорания также может привести к вздутию.Пыхтение на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате сильного смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит при добавлении свежего топлива в слой очень горячих углей. Интенсивный жар от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются, когда кислород становится доступным. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и разлетающийся пепел.
Многие соединения образуются при сгорании древесины. Только в дыму было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большинство оставшихся выделяющихся соединений, таких как дым и смола, не сгорят полностью, пока температура не превысит 1000°F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.
В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют «водяными печами».» В этом типе топки стенки топки поглощают большую часть производимого тепла. Вода поддерживает стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки с шамотным кирпичом.Шаммоблок замедляет отвод тепла от огня и тем самым увеличивает полноту сгорания
Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, подходит для облицовки топки так же хорошо, как и белый огнеупорный кирпич.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пять раз дешевле белого огнеупорного кирпича.
Конструкция топки
На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водогрейного агрегата. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была построена достаточно большой. Он должен быть рассчитан не только на прием топлива, но и на то, чтобы оставить место для полного сгорания расширяющихся дымовых газов до того, как они потеряют слишком много тепла и попадут в жаровые трубы.
Одна из наиболее распространенных проблем с самодельными системами горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь; он имеет тенденцию дымить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка уже не слишком маленькая, может помочь добавление облицовки из огнеупорного кирпича, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным решением является замена топки на более крупную.
Производительность системы горячего водоснабжения может быть описана двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло. (Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой производительности системы. Если вы продолжаете увеличивать скорость, с которой топливо подается в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, когда топливо потребляется с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает на своей номинальной мощности.Более быстрое добавление топлива может фактически затруднить процесс горения.
С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В целом, вы можете рассчитывать на получение около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки, при условии, что глубина достаточна. Это означает, что вы можете ожидать около 800 000 БТЕ в час от топки длиной 5 футов и шириной 4 фута.
Существует более чем случайная зависимость между площадью колосника и глубиной топки.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина обеспечивает большее распространение пламени и лучшее смешивание поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. Как правило, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер решетки составляет 5 футов на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды, а также пространство над головой, необходимое для дымовых труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие узкие топки лучше, чем короткие толстые.
Таблица 1. Зависимость производительности системы от объема камеры сгорания.
Производительность системы (БТЕ/час) Объем камеры сгорания (куб. футов)
50 000 2
100 000 5
200 000 9
300 000 27
400 000 40
500 000 75
750 000 100
1 000 000 200
2 000 000 400
3 000 000 500
Выбор вытяжного вентилятора
Практические ограничения размеров топки и конструкции топки обычно делают необходимым создание тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие устройства и их комбинации:
Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над колосником;
Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.
Использование вентиляторов для нагнетания воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут быть выброшены из любой щели топки, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вентилятор стека, все утечки внутрь. Недостатком является то, что тепло и сажа в дымовой трубе сильно влияют на систему вентиляторов, хотя доступны вентиляторы, специально предназначенные для этой цели.
Скорострельность контролируется скоростью тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточное количество кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны подавать больше этого количества. Слишком много воздуха будет охлаждать огонь и выдувать пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер вентилятора стека, предположим, что максимальная производительность системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.
2 000 000 БТЕ/час ÷ 6 680 БТЕ/фунт древесины = 300 фунтов древесины/ч
Для сжигания 1 фунта дерева требуется около 6 фунтов воздуха. Таким образом, потребность в воздухе составляет:
6 фунтов воздуха/фунт древесины x 300 фунтов древесины/час = 1800 фунтов воздуха/час
Один фунт воздуха эквивалентен приблизительно 13,5 кубическим футам. Таким образом, требуемый объем воздуха составляет:
1800 фунтов воздуха/час x 13,5 кубических футов/фунтов воздуха = 24 300 кубических футов воздуха/час или 405 кубических футов/мин (куб. футов/мин)
Обычно для эффективного сгорания требуется около 50% избытка воздуха.Таким образом, требуемый объем:
405 кубических футов в минуту x 1,5 = 608 кубических футов в минуту
Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, которые должны быть перемещены дымовым вентилятором, мы должны учесть добавление продуктов сгорания и влаги древесины в дымовые газы. Для древесины 20-процентной влажности на сырую основу (w.b.) отношение объема дымовой трубы к поступающему воздуху составляет 1,16 моль дымового газа на моль свежего воздуха.
Это соотношение рассчитано для 100-процентного сгорания. Таким образом, количество уходящих продуктов сгорания составляет:
608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 кубических футов в минуту
Наконец, громкость должна быть отрегулирована по температуре. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуру по Фаренгейту необходимо преобразовать в температуру по шкале Рэнкина (R), что делается путем прибавления 460° к температуре по Фаренгейту.
При температуре входящего воздуха 510°R (50°F) и температуре дымовой трубы 760°R (300°F) скорректированный объем дымовых газов:
760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту
Таким образом, 608 кубических футов воздуха на входе соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор, рассчитанный на подачу 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды в 1 дюйм. Допущение статического давления воды в 1 дюйм было бы более чем достаточным для компенсации трения газа в системе.
Расчеты, приведенные выше, могут быть применены к широкому диапазону размеров систем. Размеры вентиляторов для различных систем приведены в таблице 2.
Таблица 2. Размеры вентиляторов стека для различных систем.
Производительность системы (БТЕ/час) Размер вентилятора стека (куб. футов в минуту при 1 дюйме)давление воды)
50 000 40
100 000 75
200 000 140
300 000 180
400 000 240
500 000 300
750 000 425
1 000 000 550
2 000 000 1 100
3 000 000 1 650
Двери с водяным охлаждением
Одной из наиболее часто встречающихся проблем систем водяного отопления является коробление дверок топки. Двери должны быть большими для удобной загрузки. Одна сторона подвергается сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие при этом интенсивные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на рис. 2, была изготовлена из стали ¹ ⁄ ₂ дюймов с существенным усилением, вскоре она настолько деформировалась, что ее нельзя было закрыть.
Опыт показал, что полностью устранить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить путем охлаждения дверей водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.
Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовой полостью, через которую может циркулировать вода. Часть выхода водяного циркуляционного насоса отводится через дверную полость. В полость обычно включают перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.
Конструкция решетки
Для максимального удобства и эффективности необходимо предусмотреть решетку в нижней части топки.Идеальная решетка пропускает золу, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы с производительностью 200 000 БТЕ/час потребуется:
200 х 5 = 1000 квадратных дюймов
Одна тысяча квадратных дюймов равна приблизительно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 ¹ ⁄ ₂ футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ/час.
Трудно разработать удовлетворительную решетку. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем трескаться и выгорать. Пластина из мягкой стали толщиной от ¹ ⁄ ₂ дюймов до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не поддерживается снизу. Однако опоры решетки затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх дном, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии от ¹ ⁄ ₂ до 1 дюйма, будут иметь длину 6 футов без опоры.Рельсы изготовлены из стали, легированной марганцем, и их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке.
Скопления древесного угля во время непрерывного горения могут закупоривать решетки и препятствовать надлежащей циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под колосниковой решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускорение горения угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.
Рис. 1. Типичная система водяного отопления.
Рис. 2.Двери должны охлаждаться водой, чтобы предотвратить их деформацию от сильного тепла.
Наиболее заметной частью системы горячего водоснабжения является бак для воды. Стандартные баки, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их гораздо более пригодными для сварки. При наличии выбора лучше использовать короткий бак большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий бак имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и затраты на изоляцию. В таблице 3 приведены размеры и объемы для широкого спектра стандартных резервуаров для хранения нефти.
Таблица 3. Типоразмеры металлических резервуаров.
Емкость (галлоны) Диаметр Длина
500 48 в 64 в
560 42 в 92 в
1000 49 ¹ ⁄ ₂ в 10 футов
2000 64 в 12 футов
4000 64 в 24 фута
6000 8 футов 16 футов 1 дюйм
8000 8 футов 21 фут 4 дюйма
10 000 8 футов
10 ¹ ⁄ ₂ футов 26 футов 1 дюйм
15 футов 8 дюймов
12 000 8 футов
10 ¹ ⁄ ₂ футов 31 фут 11 дюймов
18 футов 7 дюймов
15 000 8 футов
10 ¹ ⁄ ₂ футов 39 футов 11 дюймов
23 фута 4 дюйма
20 000 10 ¹ ⁄ ₂ футов 31 фут
25 000 10 ¹ ⁄ ₂ футов 38 футов 9 дюймов
30 000 10 ¹ ⁄ ₂ футов 46 футов 6 дюймов
Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были построены с использованием бывших в употреблении резервуаров. Резервуары для хранения использованного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решите попробовать подержанный бак, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких мест. Также узнайте, какая жидкость хранилась в баке. Предупреждение: Никогда не сваривайте и не режьте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит какой-либо легковоспламеняющийся материал, если он не был тщательно очищен и проветривается. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого резервуара состоит в том, чтобы смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и залить этот раствор в резервуар.Затем полностью заполните бак водой и оставьте на несколько дней, прежде чем слить воду и приступить к работе.
Теплоемкость
Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей мощности системы является ее теплоаккумулирующая способность. Вода является одним из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных теплоаккумуляторов. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток заключается в том, что он не может накапливать тепло при температурах выше 212°F, если только он не находится под давлением. Это ограничивает его полезность для высокотемпературных применений. Однако для обогрева помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.
По определению, одна британская тепловая единица (БТЕ) – это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1°F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100°F, составляет:
8,3 фунта x 100°F = 830 БТЕ
Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия до 100°F потребуется всего около 166 БТЕ.
Как было сказано ранее, воду нельзя нагреть выше 212°F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить вода без давления. Нижний предел определяется желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65°F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,
212°F — 65°F = 147°F
показывает, сколько полезного тепла может удерживать данный объем воды.
На самом деле нецелесообразно снижать температуру хранения до нижнего предела. Скорость передачи тепла в нагрузку (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, когда температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха в нагрузке.По этой причине желательно поддерживать более низкую температуру хранения воды, по крайней мере, на 35°F выше желаемой температуры загрузки. Таким образом, в предыдущем примере нижняя предельная температура будет равна 100°F, а разница температур составит не 147°F, а
.
212°F — (65°F + 35°F) = 112°F
Поэтому диапазон температур хранения воды ограничен 112°F. Используя эту информацию в качестве ориентира, теперь мы можем определить, какая емкость хранилища необходима.
Если желаемая тепловая нагрузка определена как 200 000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов отопления после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:
200 000 БТЕ/час x 6 часов = 1 200 000 БТЕ
Для поднятия одного фунта воды на 1°F требуется 1 БТЕ.Каждый фунт воды может хранить только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды:
1 200 000 БТЕ ÷ 112 БТЕ/фунт = 10 714 фунтов
Так как вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1 291 галлону.
На практике максимальная температура воды редко превышает 200°F; поэтому требуется емкость для хранения чуть больше 1291 галлона.
В этих расчетах предполагается отсутствие потерь тепла из резервуара или из труб, по которым вода поступает к потребителю и от него. Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до нагрузки и температуры наружного воздуха.
Рекомендуется установить термометр на выпускном трубопроводе бака. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения состоит в том, чтобы обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.
Также рекомендуется установить термометр на линиях с обеих сторон нагрузки – например, на входных и выходных линиях радиатора или группы радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и нагрузкой, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.
Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и желаемом максимальном интервале времени между загрузками топлива. Следующее обсуждение иллюстрирует, как взаимодействуют эти три фактора.
Предположим, как и в примере выше, требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вполне вероятно, что посреди очень холодной ночи количество требуемого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна быть как минимум равна средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения рекомендуется, чтобы горелка была рассчитана на полутора-двухкратную среднюю тепловую нагрузку.Большая горелка может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.
Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (бак-аккумулятор), в системе также возможно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранением в топке. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может включать систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды до 212°F. Несмотря на то, что вода уже держит близко к максимальному количеству тепла, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед уходом на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии в систему. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.
Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время фактической эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную продукцию в один час и не производить в следующий.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, поступающее в систему от огня, обычно довольно спорадическое, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно отдавать ее с контролируемой скоростью.
Если горелка вырабатывает больше тепла, чем потребляет система, избыточное тепло будет аккумулироваться при условии, что емкость аккумулирования не превышена.Превышение емкости хранения приводит к закипанию воды. Когда это происходит, избыточное тепло выходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится впустую. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или слишком часто зажигается, или что теплоаккумулирующая способность системы слишком мала.
Если емкости для хранения тепла недостаточно, одним из решений является добавление еще одного бака. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (рис. 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения остальной части системы. Между двумя баками всегда должна непрерывно качать воду для равномерного распределения тепла. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную мощность.
Системы горячего водоснабжения не являются паровыми системами; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Резервуар для горячей воды должен иметь вентиляцию, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый резервуар для хранения чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Еще лучше, если люк, который обычно прорезают в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть его куском листового металла.
Изоляция
Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит напыляемая полиуретановая изоляция, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей. Покрытие толщиной 1 дюйм, дающее рейтинг изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара на 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить примерно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные изоляционные свойства полиуретана различной толщины на резервуарах.
Таблица 4. Эффективность трех толщин изоляции на большом баке горячей воды.
Толщина изоляции (дюймы) Значение «R» Тепловые потери (БТЕ/час) ¹ Ежемесячная стоимость потерянной энергии ² Стоимость изоляции ³
0.0 0,5 200 000 384,00 $ $0
0,5 4,0 25 000 48. 00 500
1,0 7,5 13 300 25,54 1000
2,0 14,5 6 900 13.25 2000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов.
¹ При условии разницы температур воды и окружающей среды в 100°F.
² Предположим, что древесина стоит 40 долларов за шнур.
³ Предполагая, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут за дюйм толщины.
Эта таблица показывает, что стоимость применения минимального количества изоляции может быть легко оправдана экономией затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более ¹ ⁄ ₂ дюймов трудно оправдать.
Одним из вариантов является размещение системы под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими стекловолоконными плитами. Стекловолокно, которое может иметь подложку из алюминиевой фольги, можно удерживать на месте с помощью проволочной сетки с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, проволоки и рабочей силы может быть больше, чем у напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.
Защита от ржавчины
Рекомендуется использовать некоторые меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части бака и труб от коррозии. Существует ряд коммерческих химикатов, предназначенных для использования в основном в высокотемпературных котлах. Некоторые из них было бы довольно дорого приобрести в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.
Один из методов, который оказался подходящим для систем горячего водоснабжения, заключается в добавлении некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (калгон). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из химических веществ, упомянутых выше, Calgon работает лучше всего. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни одно из этих химических веществ не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.
Жаровые трубы
Хотя часть тепла переходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через жаровые трубы.Большинство систем спроектированы таким образом, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через ряд дымовых труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения до другого. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.
Очень важно, чтобы количество и размер дымогарных труб были достаточными для того, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов к воде до того, как газы улетучиваются. Как правило, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется приблизительно 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами жаровые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью камина.
Внешний диаметр жаровых труб используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько наиболее часто используемых размеров стандартных труб, а также их фактический внешний диаметр и количество погонных футов, необходимое для получения 1 квадратного фута площади поверхности.
Таблица 5. Погонные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.
Номинальный размер трубы (дюймы) Внешний диаметр (дюймы) Линейные футы на квадратный фут внешней площади
1/2 0,840 4,55
3/4 1. 050 3.64
1 1,315 2,90
1 1/4 1,660 2,30
1 1/2 1.900 2,01
2 2,375 1,61
2 1/2 2,875 1,33
3 3.500 1,09
3 1/2 4.000 0,95
4 4.500 0,85
4 1/2 5.000 0,76
5 5,563 0,67
6 6,625 0,58
Правильный размер используемой трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из Таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящая топка такого объема будет иметь длину 1 ¹ ⁄ ₂ футов, ширину 2 фута и высоту 3 фута. Площадь поверхности этой топки составляет 27 квадратных футов (включая дверцу с водяным охлаждением). Следовательно, топка обеспечит 27 квадратных футов из необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать дымовые трубы.
Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце Таблицы 5. Например, если вы выберете 1 ¹ ⁄ ₂ дюймов трубы, умножьте 73 погонных футов на 2.01:
73 фута x 2,01 фута/кв. фут = 146,72 фута
Около 147 погонных футов 1 ¹ ⁄ ₂-дюймовых труб требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:
73 фута x 1.09 фут/кв. фут = 79,73 фута
Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения стоимости, нет большой разницы между 147 футами 1 ¹ ⁄ ₂-дюймовых труб и 80 футами 3-дюймовых труб. Однако гораздо проще сварить большую трубу. Также необходимо будет время от времени очищать внутреннюю часть трубы от пепла, сажи и других отложений. Очистка более короткой длины трубы большего размера легче. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным для передачи тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего работает труба диаметром от 2 до 3 дюймов.
Отложения золы в дымовых трубах значительно снижают скорость теплопередачи. Хорошо иметь какой-то способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — установить высокотемпературный термометр в точке, где газы выходят из дымовых труб и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее жаровые трубы передают тепло. Температура газа от 300 до 350°F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа выше 450°F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на дымогарных трубах образовался налет.
Стратификация
Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит в верхней части бака, температура воды, забираемой из бака для раздачи, составляет всего 170–180°F. Такая ситуация возникает в системах, в которых вход и выход находятся вблизи дна бака, и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода разной температуры разделяется на отдельные слои, при этом самая теплая вода остается наверху. Расслоение может происходить в любой системе, но обычно более выражено в больших.
Плотность воды при 100°F примерно на 3,5% больше, чем при 200°F. Как и воздух, горячая вода поднимается вверх, а холодная опускается. Во избежание расслоения воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов заключается в подсоединении обратных труб в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и заборе воды из нижней части бака на другом конце.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут работать не постоянно, а при отключении насосов может происходить расслоение.
Лучшим решением является установка постоянно работающего вспомогательного циркуляционного насоса для перемещения воды из самой холодной части бака в самую горячую. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как нужно преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса A ¹ ⁄ ₆–¹ ⁄ ₂.
Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.
Трубопровод
Помимо хранения тепла, вода используется для транспортировки тепла к месту его использования. Распределительный насос должен быть подходящего размера для работы. Если насос слишком мал, он не будет подавать достаточно тепла в нагрузку. Если он слишком большой, он будет тратить энергию. Выбор размера насоса — дело довольно сложное, так как зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер загрузки, расстояние между резервуаром и нагрузкой, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25°F при прохождении воды через теплообменник.
Таблица 6. Минимальные размеры труб для нагрузок на расстоянии 100 футов и 300 футов от резервуара.
Нагрузка (БТЕ/час) Расход (гал/мин) Диаметр стальной трубы (дюймы) ¹
100 футов 300 футов
100 000 8 1 1/4 1 1/2
200 000 16 1 1/2 2
300 000 24 2 2 1/2
400 000 32 2 1/2 2 1/2
500 000 40 2 1/2 3
750 000 60 3 3
1 000 000 80 3 4
1 500 000 120 4 4
2 000 000 160 4 4
¹ Для труб из ХПВХ подходит следующий меньший размер
За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения подают тепло более чем в одно место. Например, несколько отдельных теплиц или теплиц могут получать тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждому потребителю по крупным основным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что обеспечивает независимое управление (рис. 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.
Насосы обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они будут подавать при определенном напоре или полном сопротивлении.Это общее сопротивление представляет собой сумму сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую проходит вода в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается количеством футов «напора», хотя с тем же успехом его можно было бы выразить и в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше напор, тем больше сопротивление.
По мере увеличения сопротивления скорость потока уменьшается. Например, определенный насос может иметь производительность 50 галлонов в минуту при напоре 10 футов, но только 15 галлонов в минуту при напоре 30 футов.Один фут головы эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах вплоть до максимально ожидаемых.
Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Трубы из полиэтилена (черный пластик) и ПВХ не выдерживают длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб – ХПВХ и полибутилен – предназначены для использования с горячей водой.ХПВХ представляет собой жесткую пластиковую трубу, похожую на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.
Изоляция труб
Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы как к потребителю, так и от него были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно на длине трубы, существенно и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температура и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, состояние поверхности и толщина стенки трубы. Неизолированный распределительный трубопровод горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.
Если трубы должны быть проложены над землей, достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями светонепроницаемой пластиковой пленки.Любой утеплитель, особенно стекловолокно, пропитанный водой, потеряет почти все свои теплоизоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разрезных труб также хорошо работает, если они защищены от солнечного света.
Гораздо труднее изолировать трубу, если она проложена под землей. просто закапывать трубу в землю без изоляции – очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является чрезвычайно хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из пенопласта, таких как сплит-трубки, изготовлены из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не будет пропитываться водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.
Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая для резервуаров, также может использоваться для изоляции подземных труб, поскольку она относится к типу с закрытыми порами. Чтобы использовать этот метод, выкапывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы поддерживаются на расстоянии 2 или 3 дюйма от дна, и в траншею распыляется изоляция толщиной от 4 до 5 дюймов, которая полностью окружает и покрывает трубы. После того, как утеплитель схватится, траншея засыпается грунтом.
Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно помнить об изоляции обратной трубы, а также трубы, идущей к потребителю. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвращающейся воды, любая энергия, потерянная из трубы, должна быть заменена. Чтобы поднять 1 фунт воды с 80 до 85°F, требуется такое же количество тепла, как и с 200 до 205°F.
Рис. 4.Типовая компоновка многозагрузочной системы.
Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если он подобран неправильно или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к системе распределения.
Весьма подходящей альтернативой промышленному радиатору является новый или бывший в употреблении автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве свалок и в магазинах запчастей.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15–20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если размеры насоса и распределительных труб подобраны правильно. Автомобильные радиаторы, однако, потребуют некоторых модификаций, включая заглушку заливного и переливного отверстий и модификацию перехода от резинового штуцера шланга к распределительной трубе.
Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются расход и температура водяных и воздушных потоков. В общем, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Немаловажное значение имеют и такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, при типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.
Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут площади лица (от 140°F воды до 70°F воздуха). Например, радиатор шириной 1 ¹ ⁄ ₂ футов и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он мог передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.
Управление системой горячего водоснабжения очень простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Двигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать, когда насос выключен. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насос может работать непрерывно, а вентилятор включается термостатом.
Для большинства более крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано выше, для обеспечения правильного сгорания. Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке есть огонь. Когда нет огня, ему нельзя позволять работать, и его можно отключить вручную. Однако эта схема не работает, когда система загружается, а затем остается без присмотра в течение длительного времени, например, на ночь. Когда поле будет израсходовано, вентилятор будет продолжать работать, втягивая холодный воздух через дымовые трубы и таким образом охлаждая воду. Важно помнить, что дымогарные трубы являются теплообменниками и что тепло будет передаваться от горячей воды к более холодным трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы остановить вентилятор, когда температура упадет примерно до 200 ° F, то есть когда тепло больше не передается в воду. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система холодная.
Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива он недорог, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и он широко распространен в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.
Несмотря на то, что это хорошее топливо, древесина имеет недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.
Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево рубят, древесина начинает отдавать влагу окружающему воздуху. Древесина, которая была свежесрублена и содержит высокий процент влаги, часто называют зеленой древесиной.После высыхания в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более) она называется выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее содержание влаги постепенно приближается к 12–15 процентам. Это значение называется равновесное содержание влаги (ЭМС).Фактическое процентное содержание определяется долгосрочным средним значением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину.Хотя это и желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из топливная древесина.
Содержание влаги в топливной древесине обычно выражается в процентах от общего сырого веса. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов и 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в дереве выражается как:
118 — 84 = 34 унции воды
34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента
Это означает, что вода составляла 28,8% веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается аббревиатурой m.c.w.b. (влажность, влажная основа).
Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается из-за содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топливной ценности, содержащейся в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, зеленое оно или сухое. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различном содержании влаги.
Таблица 7. Полезная энергия древесины при различной влажности.
Влажность на сырую основу (в процентах) Теплотворная способность (БТЕ на фунт) Вес (фунтов на шнур)
0 8 600 2 960
5 8 120 3 116
10 7 640 3 289
15 (правильно приправленный) 7 160 3 482
20 6 680 3 700
25 6 200 3 947
30 5 720 4 229
40 4 760 4 933
50 (зеленый) 3 800 5 920
Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет теплотворную способность на 88 процентов выше (по весу), чем сырая древесина. Обратите также внимание на то, что зеленая древесина весит почти в два раза больше, чем выдержанная древесина. Кусок сырого дерева весом 1 фунт весит всего 0,59 фунта в выдержанном виде. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, по сравнению с правильно выдержанным. Вот почему очень важно, чтобы дрова были правильно выдержаны. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы правильно выдержать ее. В идеале, древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготовить предыдущим летом и дать высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего зноя, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, прошедшая сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.
Плотность
Опыт показал, что дуб является лучшей древесиной для отопления, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут высушенного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут высушенной на воздухе сосны весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 % плотнее сосны, а дубовая корда обычно содержит примерно на треть больше энергии, чем сосновая.Это важное соображение, поскольку топливная древесина обычно покупается и продается шнуром, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что фунт за фунтом почти все породы дерева содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше килограммов древесины и, следовательно, больше тепловой энергии в корде из более плотной древесины.
Прочие аспекты топлива
Очень широко распространено мнение, что некоторые хвойные породы, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние тесты не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном сжигании древесины смолы образовываться не должны.
Помимо более традиционных форм древесного топлива, таких как щепа и дрова, могут быть доступны расколотые или круглые деревянные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных фабрик или обрезки пиломатериалов со строительных или сносных площадок. Все эти породы дерева пригодны для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: вы никогда не должны сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом каменноугольной смолы, например шпалы или столбы электропередач, горит энергично и выделяет густой черный ядовитый дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (ХАМ), обычно имеет зеленовато-желтый или желтовато-коричневый цвет и при горении выделяет очень ядовитый дым. Обработка или вдыхание пепла обработанных CCA пиломатериалов может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте тип топлива, которое вы используете.
Сравнение стоимости топлива
Сравнение древесины и мазута номер 2 показывает, что энергоемкость различных видов топлива, обычно называемая удельной энергией, может сильно различаться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит примерно 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт на фунт мазут имеет более чем в два раза большую энергию, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута дает лишь часть информации.
При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт надлежащим образом выдержанной древесины содержит около 7160 БТЕ.
Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:
Мазут: 0,13 доллара США/фунт ÷ 9 000 БТЕ/фунт x 1 000 000 = 6,84 доллара США за миллион БТЕ
Древесина: 0,008 долл. США/фунт ÷ 7 160 БТЕ/фунт x 1 000 000 = 1,12 долл. США за миллион БТЕ
Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства такого же количества тепла. Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.
Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз в течение ночи. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы растопить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.
При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на дровах, нельзя упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтяных или газовых систем рассчитаны на отдельные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить несколько теплиц или несколько амбаров для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым домом.
Вторым аспектом, который следует учитывать, является эффективность системы. КПД, который обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процент описывает долю подводимой энергии, которая фактически преобразуется и используется в виде полезного тепла. Важно понимать, что на общую эффективность также влияет то, насколько хорошо система отдает тепло. Иными словами, для системы недостаточно эффективно сжигать топливо, необходимо также доставить тепло с минимальными потерями к месту его использования. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:
Известно, что водогрейная система отопления на древесном топливе сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время через теплообменники теплицы проходит 2300 галлонов нагретой воды с падением температуры на 45°F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.
Энергетическая ценность древесины, высушенной на воздухе, составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:
7 160 БТЕ/фунт x 200 фунтов/ч = 1 432 000 БТЕ/ч
По определению 1 БТЕ – это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1°F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, поставляемая системой, составляет:
2300 галлонов/час x 8.3 фунта/галлон x 45° = 859 050 БТЕ/ч
КПД системы представляет собой отношение выходной энергии к подводимой энергии:
Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ энергия, подводимая к системе
Е = 859 050/1 432 000
Е = 0,60 или 60 %
В этих расчетах предполагается, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45°F включает потери в трубопроводах, по которым вода поступает в теплицу и из нее.
Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного агрегата. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.
При изучении общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнить эффективность системы, особенно если существует очень небольшая разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива. Эффективность системы меньше влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует достаточная разница в стоимости между древесным топливом и другими обычно используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы экономически эффективными даже при довольно низкой эффективности. При правильном проектировании для максимальной эффективности деревянные системы явно менее затратны в эксплуатации.
Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.
Тип системы Эффективность (в процентах)
Электрический нагреватель сопротивления 98
Нагреватель сжиженного или природного газа 75
Масляная печь 65
Система горячего водоснабжения на дровах 60
Значения в Таблице 9 основаны на КПД, показанном в Таблице 8, и на предположениях, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7160 БТЕ на фунт, что мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Затраты на владение и эксплуатацию различных систем не включены.
Таблица 9. Сравнение безубыточности древесного топлива с мазутом и сжиженным газом с учетом относительной эффективности системы.
Расходы на топливо
Древесина (за шнур) Топливо (за галлон) Сжиженный нефтяной газ (за галлон)
10 долларов $0.06 0,043 $
20 0,12 0,086
30 0,18 0,129
40 0,24 0,172
50 0,30 0,215
60 0,36 0,258
70 0.42 0,301
80 0,48 0,344
100 0,60 0,430
140 0,84 0,602
180 1,08 0,774
200 1,20 0,860
250 1. 50 1,075
300 1,80 1,290
400 2,40 1,720
500 3,00 2,150
Мы надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, принесете ли вы пользу, установив ее.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам создать высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать наилучшую систему для вашего приложения и эффективно ее эксплуатировать.
Для получения дополнительной информации об использовании энергии на базе древесины см. дополнительную публикацию AG-363, Руководство по использованию энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:
Информационный справочник по энергии на базе древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982.
.
Энергия на базе древесины для маломасштабного производства электроэнергии в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978.
.
Руководство для лиц, принимающих решения, по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Научно-исследовательский институт солнечной энергии, 1980.
.
Древесина как источник энергии, Обзор вопросов сельского хозяйства, номер 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.
.
Водогрейный водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.
Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.
Майк Бойетт
Филип Моррис Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия
р. В. Уоткинс
Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия
Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах расширения штата Северная Каролина:
Дата публикации: янв.1, 1995
АГ-398
NC Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.
Расширительные баки — Инспекция Structure Tech Home
Как я упоминал в блоге на прошлой неделе, расширительные баки необходимы, когда вода в доме не может вернуться обратно в водопровод.Это может быть вызвано обратным клапаном, обратным клапаном или регулятором давления. Иногда люди все равно будут иметь проблемы с протечками предохранительных клапанов, даже если установлен расширительный бак. В этих случаях это, вероятно, результат неправильной установки или проблемы с расширительным бачком. Чтобы помочь понять, как работает расширительный бак, вот краткий экскурс в историю.

Резервуары под открытым небом
Бытовые расширительные баки со временем претерпели множество изменений.Самые старые расширительные баки, с которыми я иногда сталкиваюсь, находятся в действительно старых домах в Миннеаполисе и Сент-Поле. Они были установлены как часть системы водяного отопления совместно с котлом. Поскольку котел будет нагревать воду в радиаторах и радиаторных трубах, вода будет расширяться. Чтобы дать этой воде пространство для расширения, у вас должен быть открытый расширительный бак, установленный выше самого высокого котла в доме.
Эти расширительные баки под открытым небом должны были быть установлены высоко на стене, и к ним должны были идти две трубы.Один будет подавать воду, а другой будет переливной трубой. Если в систему котла было добавлено слишком много воды, это предотвратит проливание воды из бака в помещение.
Переливная труба на самом деле просто открытая труба, очень похожая на переливную трубу в туалетном бачке. На изображении ниже показана внутренняя часть расширительного бачка.
Олдскульные закрытые расширительные баки
К 1920-м годам закрытые расширительные баки начали заменять открытые баки, а в домах появились закрытые системы отопления. Эти расширительные баки были установлены на потолке в подвале, между лагами пола.
Эти стальные баки были большими и простыми. По мере того как в систему добавлялась вода, некоторое количество воды попадало в резервуар, но поскольку воздуху некуда было выходить, в резервуаре просто оказывалось давление. По мере расширения воды воздух будет сжиматься, и у вас не будет проблем с давлением. По крайней мере, какое-то время. Со временем воздух будет поглощаться водой, и вы получите залитый водой расширительный бачок.
Когда расширительный бачок залит водой, он бесполезен. Вода не может расширяться. Как только это происходит, клапан сброса давления на котле получает возможность выполнять свою работу и сбрасывает давление. Обычно это называется утечка , но клапаны сброса давления обижаются на этот термин. Они предпочитают термин , работающий с .
Если у вас негерметичен клапан сброса давления в котловой системе, проверьте манометр. Если оно близко к 30 фунтам на квадратный дюйм, у вас может быть проблема с расширительным баком.Когда эти старые резервуары заболачиваются, их необходимо слить. Это не кажется чем-то большим, но может быть. Этим резервуарам обычно не менее сорока лет, и эти дренажные клапаны обычно заржавели. Когда в этих системах водяного отопления устанавливаются новые котлы, расширительные баки заменяются современными расширительными баками гораздо меньшего размера.
Современные расширительные баки
Современные расширительные баки имеют резиновую диафрагму для разделения воды и воздуха. Когда давление воды увеличивается, воздух сжимается, но никогда не касается воды.
Поскольку вода и воздух разделены, воздух в современных резервуарах никогда не поглощается водой, и эти резервуары не требуют технического обслуживания. Единственная сложность этих современных расширительных баков заключается в том, что их необходимо предварительно зарядить перед установкой. Если вы устанавливаете расширительный бак на трубопровод с питьевой водой, вам необходимо проверить давление в вашем доме, а затем создать давление в баке, чтобы оно соответствовало этому. Это можно сделать с помощью шинного насоса, а давление проверить с помощью манометра.Может ли это быть более удобным?
Когда установлен расширительный бак для питьевой воды, его можно установить вертикально или горизонтально на трубопроводе холодной воды, который питает водонагреватель. Диаграмма ниже от Watts прекрасно иллюстрирует это.
Эти расширительные баки бывают разных размеров. Чтобы выбрать правильный размер, вам нужно знать размер вашего водонагревателя и давление воды в вашем доме. Проконсультируйтесь с таблицей размеров производителя, чтобы выяснить, какой бак вам нужен.
Автор: Рубен Зальцман , Структура Технический осмотр дома
Справочник по воде — Закрытые рециркуляционные системы охлаждения
Замкнутая рециркуляционная система водяного охлаждения возникла на основе методов, использовавшихся для охлаждения ранних конструкций двигателей. В закрытой системе вода циркулирует по замкнутому циклу и подвергается поочередному охлаждению и нагреву без контакта с воздухом. Тепло, поглощаемое водой в замкнутой системе, обычно передается водоводяным теплообменником циркулирующей воде открытой циркуляционной системы, из которой тепло теряется в атмосферу (рис. 32-1).
Закрытые рециркуляционные системы водяного охлаждения хорошо подходят для охлаждения газовых двигателей и компрессоров. В дизельных двигателях стационарных и локомотивных двигателей обычно используются радиаторные системы, аналогичные известным автомобильным системам охлаждения. Другие области применения закрытого рециркуляционного охлаждения включают системы охлаждения желоба расплава на котлах-утилизаторах крафт-бумаги, а также охладители смазочного масла и проб на электростанциях. Закрытые системы также широко используются в системах кондиционирования воздуха с охлажденной водой для передачи охлаждения хладагента на воздухоочистители, в которых воздух охлаждается. В холодное время года эта же система может обеспечивать теплом воздухоочистители. Замкнутые системы водяного охлаждения также являются надежным методом контроля температуры промышленных процессов.
ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМ
Закрытые рециркуляционные системы имеют много преимуществ. Они обеспечивают лучший контроль температуры в теплопроизводящем оборудовании, а их небольшие потребности в подпиточной воде значительно упрощают решение потенциальных проблем на берегу. Подпиточная вода требуется только тогда, когда произошла утечка на уплотнениях насоса или когда вода была слита для ремонта системы.Мало, если вообще происходит испарение. Поэтому для подпитки обычно можно использовать качественную воду, и в результате отложения накипи не являются проблемой. Использование высококачественной воды также сводит к минимуму опасность треснутых цилиндров, поломанных головок, загрязненных теплообменников и других механических повреждений. Закрытые системы также менее подвержены биологическому загрязнению из-за отложений слизи и водорослей, чем открытые системы.
Закрытые системы также значительно снижают проблемы с коррозией, поскольку циркулирующая вода не постоянно насыщается кислородом, как в открытых системах.Единственными точками возможного проникновения кислорода являются поверхность уравнительного резервуара или горячего колодца, уплотнения циркуляционного насоса и подпиточная вода. При небольшом количестве требуемой подпиточной воды адекватная очистка может практически исключить коррозию и накопление продуктов коррозии.
КОНТРОЛЬ ВЕСОВ
Некоторые закрытые системы, такие как системы с охлажденной водой, работают при относительно низких температурах и требуют очень небольшого количества подпиточной воды. Поскольку концентрации растворенных твердых веществ не происходит, можно использовать довольно жесткую подпиточную воду с небольшой опасностью образования накипи.Однако в дизельных и газовых двигателях высокая температура воды в рубашке значительно повышает склонность к образованию накипи. В течение длительного времени добавление даже небольшого количества жесткой подпиточной воды вызывает постепенное образование накипи в цилиндрах и головках цилиндров. При наличии конденсата предпочтительнее использовать его для подпитки охлаждающей воды замкнутой системы. При отсутствии конденсата в подпиточную воду следует применять умягчение цеолитом.
ПРОТИВ КОРРОЗИИ
Повышение температуры воды вызывает усиление коррозии.В вентилируемой системе эта тенденция снижается за счет пониженной растворимости кислорода при более высоких температурах. На этом основана механическая деаэрация.
Скорость коррозии при повышении температуры воды для двух разных наборов условий.
Кривая А отображает данные для полностью закрытой системы без возможности выпуска кислорода в атмосферу. Кривая B показывает данные для вентилируемой системы. При температуре до 170°F (77°C) кривые практически параллельны. При температуре выше 170°F (77°C) кривая B падает.Это происходит потому, что более низкая растворимость кислорода при повышении температуры в системе со свободной вентиляцией снижает скорость коррозии быстрее, чем повышение температуры увеличивает ее. Однако во многих закрытых системах растворенный кислород, поступающий в систему с подпиточной водой, не может быть свободно удален, что приводит к выделению кислорода в точках с высокой теплопередачей, что может вызвать сильную коррозию.
Необработанные системы могут серьезно пострадать от коррозии из-за точечной коррозии, гальванического воздействия и щелевого воздействия.Закрытые системы охлаждения, которые периодически отключаются, подвергаются воздействию температуры воды, которая может варьироваться от температуры окружающей среды до 180°F (82°C) или выше. Во время отключения кислород может попадать в воду до тех пор, пока не будет достигнут предел ее насыщения. Когда система возвращается к работе при высоких температурах, растворимость кислорода падает, и выделяющийся кислород воздействует на металлические поверхности (Рисунок 32-1).
Металлургия, используемая при создании современных двигателей, компрессоров и систем охлаждения, включает чугун, сталь, медь, медные сплавы и алюминий, а также припои. Также используются неметаллические компоненты, такие как натуральный или синтетический каучук, асбест и углерод. При наличии биметаллических пар может развиться гальваническая коррозия.
Тремя наиболее надежными ингибиторами коррозии для закрытых систем водяного охлаждения являются хроматы, молибдаты и нитриты. Как правило, хроматные или молибдатные типы оказались лучшими средствами для обработки. Для смешанных металлургических систем молибдатные ингибиторы обеспечивают наилучшую защиту от коррозии.
Обработка хроматом в диапазоне 500-1000 частей на миллион как Cr ₄ O ^2¯ удовлетворительна, если не существует биметаллического влияния.При наличии таких биметаллических пар, как сталь и медь, уровни хроматирования должны быть увеличены до уровня, превышающего 2000 частей на миллион. Максимальная эффективность ингибитора может быть достигнута, если рН этих систем поддерживается между 7,5 и 9,5.
В закрытой системе довольно сложно предотвратить коррозию алюминия и его сплавов; pH воды должен поддерживаться ниже 9,0. Алюминий амфотерен — он растворяется как в кислоте, так и в щелочи, и скорость его коррозии увеличивается при уровне pH выше 9.0. Сложнее всего справиться с биметаллической парой из меди и алюминия, для которых концентрация хромата даже выше 5000 ppm может оказаться недостаточной.
Если циркуляционные насосы оснащены определенными механическими уплотнениями, такими как графит, концентрация хромата не может превышать 250 частей на миллион. Это связано с тем, что вода, протекающая мимо уплотнений, испаряется и оставляет высокую концентрацию абразивных солей, которые могут повредить уплотнение.
Еще одна проблема возникает при использовании ингибиторов хроматирования в системах охлаждения компрессоров, работающих с высокосернистым газом.При утечке кислого газа из силового цилиндра в водяной контур произойдет значительное восстановление хромата, что приведет к ухудшению контроля коррозии и отложению восстановленного хромата.
В приложениях с очень высокой скоростью теплопередачи, таких как системы охлаждения кристаллизаторов МНЛЗ, уровень хромата должен поддерживаться на уровне максимум 100-150 частей на миллион. В этих экстремальных условиях хромат может скапливаться на границах зерен формы, вызывая достаточную изоляцию, что создает проблемы с надежностью оборудования.
Токсичность высоких концентраций хромата может ограничивать их использование, особенно когда систему необходимо часто опорожнять. Действующее законодательство значительно сократило допустимые пределы сброса и отчетное количество разливов продуктов на основе хроматов. В зависимости от типа закрытой системы и различных факторов государственных/федеральных законов, ограничивающих использование хромата, может потребоваться альтернатива без хромата.
Обработка молибдатом
обеспечивает эффективную защиту от коррозии и является экологически приемлемой альтернативой ингибиторам хромата.Смеси нитрит-молибдат-азол ингибируют коррозию в стальных, медных, алюминиевых и смешанных металлургических системах. Молибдаты термически стабильны и могут обеспечить превосходную защиту от коррозии как в мягкой, так и в жесткой воде. pH системы обычно поддерживается в диапазоне от 7,0 до 9,0. Рекомендуемые контрольные пределы обработки составляют 200–300 частей на миллион молибдата в виде MoO ₄ ^2¯ . Ингибиторы молибдата не следует использовать при уровне кальция выше 500 частей на миллион.
Нитрит – еще один широко распространенный нехроматный ингибитор закрытой охлаждающей воды.Концентрации нитритов в диапазоне 600-1200 частей на миллион, как NO ₂ ^—, будут соответствующим образом ингибировать коррозию железа и стали, когда pH поддерживается выше 7,0. Системы, содержащие стальные и медные пары, требуют обработки в диапазоне 5000-7000 частей на миллион. Если также присутствует алюминий, проблема коррозии усугубляется, и может потребоваться уровень обработки 10 000 частей на миллион. Во всех случаях рН циркулирующей воды следует поддерживать в щелочном диапазоне, но ниже 9,0 при наличии алюминия.При применении высоких уровней нитритов может потребоваться кислотная подача для контроля pH.
Одним из недостатков обработки нитритами является тот факт, что нитриты окисляются микроорганизмами. Это может привести к низким уровням ингибиторов и биологическому загрязнению. Подача неокисляющего противомикробного препарата может быть необходима для контроля реверсии нитритов и биологического загрязнения.
Данные о характеристиках продукта, полученные в ходе лабораторных исследований, моделирующих закрытую систему охлаждения из смешанной металлургии, выявили скорость коррозии стали и Адмиралтейства для трех ингибиторов закрытой системы при повышении уровня обработки.Как показано, обработка на основе молибдата обеспечивает наилучшую общую защиту стали и Admiralty. Для достижения аналогичного ингибирования хроматом требуются более высокие концентрации обработки. Обработка на основе нитритов также обеспечивает эффективную защиту стали с результатами, сравнимыми с результатами, полученными с молибдатом; однако приемлемое адмиралтейское ингибирование коррозии не достигается.
Закрытые системы часто требуют добавления подходящего антифриза. Нехроматные ингибиторы совместимы с типичными антифризами. Хроматы можно использовать со спиртовым антифризом, но pH циркулирующей воды должен поддерживаться выше 7,0, чтобы предотвратить снижение содержания хроматов. Поскольку гликолевые антифризы несовместимы с обработкой на основе хроматов, следует использовать нехроматные ингибиторы. Обработка молибдатом не должна использоваться с антифризами солевого типа.
В закрытых системах, которые постоянно работают при температуре ниже 32°F (0°C), часто используется закрытая система рассола. Американское общество инженеров-холодильщиков установило пределы содержания хроматов при обработке солевым раствором.Соляные растворы кальция ограничены содержанием хромата 1250 частей на миллион, а рассолы натрия ограничены содержанием хромата 2500 частей на миллион. pH должен быть 7,0-8,5 только при корректировке щелочью. Некоторый успех также был достигнут при очистке закрытых соляных систем на основе нитритов при уровне очистки около 2000 частей на миллион, как
.
NO2¯
Рисунок 32-1.
Типичная закрытая система охлаждения.
Икс
Рисунок 32-2. Влияние температуры на скорость коррозии в закрытых (A) и открытых (B) системах.
Икс
Рисунок 32-3.Сравнение различных обработок для подавления коррозии в замкнутой системе смешанной металлургии.
Икс
Преимущество замкнутого контура | EVAPCO
На ранней стадии проектирования больших механических систем часто задают вопрос: «Что лучше подходит для этого проекта — охлаждающее оборудование с открытым или закрытым контуром?»
Когда речь идет о современной технологии отвода тепла, охлаждающее оборудование как с открытым, так и с замкнутым контуром обеспечивает ряд преимуществ для инженера, монтажника и владельца здания.Конкретные потребности приложения в охлаждении, а также физические параметры места установки, бюджетные соображения и экологические цели должны в конечном итоге определять тип системы, которая лучше всего подходит и соответствует требованиям.
За последнее десятилетие EVAPCO стала пионером инноваций на рынке охладителей с замкнутым контуром, а также совершенствовала проверенные варианты оборудования с открытым контуром. Из-за очень реальных опасений по поводу более высокого потребления воды в системах с открытым контуром технология охлаждения с замкнутым контуром с каждым годом приобретает все большую популярность.
При правильном проектировании для нагрузки коммерческого или промышленного охлаждения оба типа систем могут обеспечить непревзойденную энергоэффективность, надежность и долговечность.
Определение того, какая система лучше всего подходит для определенного применения, — это задача инженера-специалиста и других лиц, хорошо знакомых с потребностями объекта.
Независимо от того, указано ли оборудование для отвода тепла с открытым или замкнутым контуром, обязательно выбирайте оборудование, сертифицированное CTI (Институт градирен).
Оборудование с открытым контуром
Наиболее распространенным типом крупномасштабного оборудования для отвода тепла, используемого сегодня, является градирня открытого цикла. Эти системы известны своим широким диапазоном доступных мощностей и конфигураций, разумной себестоимостью и энергоэффективностью. Однако есть несколько компромиссов по сравнению с альтернативами замкнутого цикла. Среди самых больших компромиссов с технологией открытого цикла — потребление воды и требуемый уровень технического обслуживания и водоподготовки.
В оборудовании с открытым контуром технологическая жидкость поступает в верхнюю часть градирни и течет по наполнителю (или теплоносителю). В этот момент технологическая вода открыта для наружного воздуха и любых загрязняющих веществ, присутствующих в атмосфере. Падая с насыпи, вода собирается в резервуаре, прежде чем вернуться в контур охлаждения объекта.
Из-за переносимых по воздуху загрязняющих веществ, поступающих загрязняющих веществ из подпиточной воды и присутствия поглощенного кислорода надлежащее техническое обслуживание всего оборудования в контуре имеет решающее значение.Это также повышает важность фильтрации и обработки воды/жидкости. Если технологическая вода в бассейне открытой градирни не очищается, не фильтруется и не поддерживается должным образом, энергоэффективность системы со временем будет снижаться из-за образования накипи и/или загрязнения теплообменников и охладительных труб.

Градирня открытого цикла с теплообменником
Существует множество областей применения, где градирня с открытым контуром является лучшим вариантом для отвода тепла.Объекты, которые не сталкиваются с необходимостью минимизации потребления воды, могут извлечь выгоду из этого типа системы, как и свойство, требующее максимизации мощности отвода тепла при ограниченной занимаемой площади. Тем не менее, замкнутый контур охлаждения по-прежнему настоятельно рекомендуется для технологического нагрева жидкости +/или контура(ов) охлаждения.
В таких ситуациях идеальным решением может стать изоляция градирни от технологического контура с помощью теплообменника. Таким образом, преимущества градирни могут быть обеспечены без необходимости обслуживания, которое требуется для открытого контура охлаждения. Изоляция системы от градирни с помощью теплообменника также устраняет необходимость установки оборудования для отвода тепла относительно контура охлаждения.
Пластинчатые теплообменники чаще всего используются для этого типа конструкции. Когда теплообменник установлен, размер градирни должен соответствовать разнице температур между водой из градирни, поступающей в теплообменник, и технологической водой, выходящей из теплообменника.
Изоляция градирни с помощью теплообменника существенно уменьшит потребность в обслуживании последующих компонентов. Однако это также означает, что теплообменнику потребуется плановое техническое обслуживание. Чтобы тепловые характеристики и перепад давления в теплообменнике соответствовали проектным требованиям, теплообменники должны быть сертифицированы в соответствии со стандартом AHRI Standard 400.
Технология замкнутого контура
Широкий ассортимент охладителей замкнутого контура EVAPCO, или просто «жидкостных охладителей», обеспечивает альтернативу отвода тепла для инженеров или конечных пользователей, которые хотят (или нуждаются) сократить потребление воды и техническое обслуживание оборудования, или ряд других соображений, которые существуют с открытыми применение контурного охлаждения.
Для некоторых систем охлаждения требуется система с замкнутым контуром для обеспечения максимальной эффективности в течение длительного времени. Эти типы систем обычно включают использование небольших теплообменников в оконечных устройствах или другом подключенном оборудовании, что усложняет техническое обслуживание, если вообще возможно.
Например, здания с контурами водяных тепловых насосов, которые широко используются для офисов, гостиниц и медицинских учреждений, являются одним из крупнейших рынков для охладителей жидкости. Использование открытого контура охлаждения может представлять значительный риск загрязнения сотен теплообменников в кондоминиуме или аналогичном объекте.Замкнутые системы также широко распространены в центрах обработки данных, на заводах по производству аккумуляторов, в помещениях для выращивания, в высокоэффективных чиллерах и в различных типах промышленных технологических циклов.
Потери воды в результате испарения уменьшаются или устраняются в зависимости от типа выбранного охлаждающего оборудования с замкнутым контуром.
То же самое относится к химикатам и/или системам обработки воды; Технология с обратной связью может помочь значительно сократить или даже исключить необходимость химической обработки системных жидкостей.
В то время как градирни с открытым контуром отводят тепло, занимая меньшую площадь, чем жидкостные охладители с замкнутым контуром (из-за того, что технологическая жидкость охлаждается за счет прямой скрытой теплопередачи), системы с замкнутым контуром выигрывают от устойчивых тепловых характеристик всей системы. Более высокая эффективность всей системы с течением времени достигается за счет меньшего загрязнения поверхностей теплообмена. Системы с замкнутым контуром также обычно требуют меньшей мощности насоса, чем системы с открытым контуром аналогичной производительности.
Охладитель
Система с замкнутым контуром обеспечивает значительную экономию при установке благодаря уменьшению требуемой мощности насоса, отказу от промежуточного пластинчато-рамного теплообменника, а также отказу от дорогостоящих клапанов и дополнительных трубопроводов. Это сочетается с экономией эксплуатационных расходов в течение всего срока службы, включая сокращение количества химикатов/очистки воды, снижение потребления воды и сокращение объема технического обслуживания. Сравнение только открытой градирни с охладителем замкнутого контура с точки зрения цены не дает полной картины, если учесть первоначальные дополнительные затраты на установку и эксплуатационные расходы системы с открытым контуром
.
Поскольку чистая системная жидкость, обеспечиваемая конструкцией с замкнутым контуром, снижает потребность в техническом обслуживании и снижает износ всех подключенных компонентов, срок службы оборудования увеличивается.Сокращение объема технического обслуживания также приводит к сокращению времени простоя, что особенно важно для центров обработки данных и систем охлаждения критически важных процессов.
По сравнению с градирнями открытого цикла, жидкостные охладители обеспечивают большую гибкость с точки зрения места установки оборудования для отвода тепла. Замкнутые системы также не требуют гидравлической балансировки или выравнивания. По этой причине охладители жидкости можно устанавливать на уровне или ниже уровня подсоединяемого трубопровода системы. И наоборот, установка градирни ниже уровня земли или ниже насоса может привести к затоплению градирни при отключении агрегата.
Оборудование с замкнутым контуром также обеспечивает преимущества для систем охлаждения, работающих при отрицательных температурах наружного воздуха. Некоторым типам оборудования с замкнутым контуром может по-прежнему требоваться какая-либо защита от замерзания, но все градирни с открытым контуром должны быть оборудованы подогревателями бассейнов, конструкцией с обратным сливом или системой рециркуляции на периоды простоя в условиях замерзания.
Охладители замкнутого контура также могут обеспечивать полностью сухой отвод явного тепла при благоприятных внешних условиях.Эта сухая производительность является дополнительным преимуществом, которое может значительно снизить общее потребление воды в проекте. Охладители жидкости могут быть рассчитаны на полную или частичную нагрузку в зависимости от температуры переключения по сухому термометру. Это означает, что рециркуляционный распылительный насос может быть обесточен, когда тепловая нагрузка может быть полностью удовлетворена только вентиляторами охладителя жидкости. Хотя этот режим работы значительно снижает потребление воды, также экономится энергия, поскольку рециркуляционный насос выключен.
Ниже приведены четыре основных типа оборудования для отвода тепла с замкнутым контуром:
Испарительные охладители замкнутого цикла
Эко/гибридные охладители замкнутого цикла
Адиабатические охладители
Сухие охладители
Охлаждающая нагрузка системы, доступное пространство для оборудования, чувствительность к потреблению воды, требования к техническому обслуживанию и бюджет проекта должны определять, какой вариант лучше всего подходит для конкретного применения.
Испарительные охладители замкнутого цикла
Испарительные охладители замкнутого контура
устраняют необходимость в теплообменнике между технологическим контуром и оборудованием для отвода тепла. В отличие от градирни, где технологическая вода используется в качестве среды передачи энергии и открыта для атмосферы, змеевик внутри охладителя замкнутого цикла изолирует технологическую жидкость.
В охладителе с замкнутым контуром технологическая жидкость циркулирует по змеевикам внутри устройства. Система распределения воды подает воду каскадом по трубам змеевика, отбирая тепло из технологического контура посредством испарения.Воздух втягивается или нагнетается через змеевики, перемешивая падающую воду и увеличивая передачу тепла. Небольшое количество этой воды испаряется за счет скрытой теплопередачи через трубчатые и ребристые стенки змеевика, удаляя тепло из системы. Охлажденная технологическая жидкость возвращается в здание через нижнее соединение змеевика. Каскадная вода стекает в бассейн и рециркулирует обратно по змеевику.
Эти охладители обеспечивают энергоэффективную работу при меньшей занимаемой площади по сравнению с сухими охладителями, поскольку в качестве основного метода охлаждения используется испарение. Поскольку продувка воды из бассейна в системах с замкнутым контуром снижается, водосбережение также улучшается по сравнению с системами с открытым контуром. Поскольку испарительные охладители часто могут работать всухую при благоприятных условиях окружающей среды в условиях пониженной нагрузки, потребление воды в эти периоды работы полностью исключается.
EVAPCO производит испарительные охладители с замкнутым контуром как с принудительной, так и с принудительной тягой для широкого спектра применений. Имеются агрегаты с холодопроизводительностью от 6 до 1670 тонн.

Гибридные кулеры
Гибридные охладители
сочетают в себе сухое и испарительное охлаждение для максимального повышения энергоэффективности при одновременном снижении потребления воды.
Эти агрегаты обеспечивают отвод тепла в сухом режиме до тех пор, пока нагрузка не превысит возможности сухого отвода. В этой точке переключения агрегат переходит в испарительный режим для увеличения холодопроизводительности. Работа во влажном режиме только при необходимости может значительно сократить годовое потребление воды, расходы на канализацию и устранить шлейф в сухом режиме.
EVAPCO предлагает два уникальных гибридных решения для охлаждения: сухой охладитель с мокрой отделкой и испарительный охладитель, работающий как влажным, так и сухим способом.
Сухие градирни с мокрой отделкой идеально подходят там, где высшим приоритетом является экономия воды. В этих системах змеевик сухого охлаждения размещается последовательно со змеевиком испарительного охлаждения и играет неотъемлемую роль как часть системы охлаждения, а не просто роль включения/выключения.
В качестве альтернативы, мокрые охладители с сухим затвором могут работать одновременно в мокром и сухом режимах за счет наличия отдельных секций распыления над змеевиками.Змеевики могут использовать либо испарительное, либо сухое охлаждение, а не оба сразу, что также помогает минимизировать потребление воды. В зависимости от потребности в мощности установка может работать полностью в сухом режиме, частично в мокром режиме или полностью в мокром режиме.
По сравнению с полностью испарительными охладителями обе системы обеспечивают значительное снижение расхода воды. Экономия места также является преимуществом гибридных охладителей по сравнению с оборудованием адиабатического и сухого охлаждения.
Гибридные охладители
часто используются в таких приложениях, как центры обработки данных, заводы по производству аккумуляторов или любые критически важные системы охлаждения воды, где первостепенное значение имеет минимизация воды и энергии.

Сухие охладители
Сухие градирни
лучше всего подходят для тех случаев, когда ключевыми факторами являются экономия воды и сокращение объема технического обслуживания. Поскольку в сухих градирнях вообще не используется вода или испарительное охлаждение, в сухих градирнях исключается обработка воды, а также все проблемы, связанные со шлейфом и легионеллой.Однако сухие охладители будут потреблять больше энергии и занимать большую площадь, чем испарительные или гибридные охладители жидкости той же мощности.
В сухом охладителе тепло жидкости технологического контура рассеивается через поверхность змеевика и ребра, а не за счет испарения. Окружающий воздух всасывается над поверхностью змеевика вентилятором, расположенным в верхней части устройства. Тепло от технологической жидкости передается воздуху посредством явного охлаждения и выбрасывается в атмосферу.

Адиабатические охладители
Адиабатические охладители работают аналогично системам сухого охлаждения, но с добавлением пластин предварительного охлаждения.Вода течет по пористой среде, в то время как воздух проходит через прокладки, снижая температуру входящего воздуха по сухому термометру. Влияние пониженных температур сухого термометра на змеевике обеспечивает больший отвод тепла.
В результате адиабатические системы наиболее эффективны в жарких и сухих условиях и используют на 80 % меньше воды, чем традиционные испарительные установки. Адиабатические блоки также обеспечивают необходимую холодопроизводительность при меньшей занимаемой площади и/или меньшей мощности двигателя вентилятора, чем полностью сухие охладители.
Благодаря использованию змеевиков из нержавеющей стали, алюминиевых ребер и конфигурации агрегата адиабатические охладители EVAPCO eco-Air обеспечивают непревзойденную эффективность.
Подобно гибридным установкам, воздухоохладители eco-Air могут работать в сухом, адиабатическом или частично адиабатическом режимах, при которых питание подается только на часть адиабатических распылительных насосов. В отличие от других адиабатических продуктов, представленных в настоящее время на рынке, тепловые характеристики этих блоков также полностью оценены на 100%, с достоверной эффективностью насыщения прокладки.
EVAPCO проверила эффективность насыщения адиабатических прокладок и опубликовала техническую статью, в которой обсуждается правда об эффективности насыщения адиабатических прокладок. Крайне важно, чтобы инженеры-специалисты понимали, что сухие градирни с полным номиналом и полностью протестированная эффективность подушечек повлияют на размер блоков. Оборудование несоответствующих размеров, предоставленное другими производителями, приведет к значительному увеличению расхода воды и энергии по сравнению с устройством с полной номинальной мощностью.
При определении типа оборудования для отвода тепла, которое следует использовать в данном проекте, конкретные потребности объекта должны определять, следует ли устанавливать конструкцию с замкнутым или разомкнутым контуром.Учитывая растущую чувствительность к экономии воды и постоянно растущие затраты на обслуживание механических систем, технология замкнутого цикла быстро набирает обороты по всей стране.
Ознакомьтесь с имеющимися в наличии охладителями замкнутого контура.

Как слить воду из бойлера
Знаете ли вы, что сливать воду из бойлера следует не реже одного раза в год? Ознакомьтесь с этим пошаговым руководством, чтобы начать.
Несмотря на то, что котлы существуют с конца 1700-х годов, многие домовладельцы не знают, как правильно за ними ухаживать.
Осадок котла снижает надежность системы котла. Слив системы водогрейного котла — единственный способ устранить накопление шлама, поэтому важно делать это часто.
Как же слить воду из бойлера?
Читайте пошаговое руководство, в котором подробно описано, как слить воду из бойлера и водонагревателя.
Шаг 1. Выполните быструю промывку
Перед отключением бойлера или водонагревателя рекомендуется выполнить быструю промывку.Это удалит любой осадок, застрявший в клапане котла. В результате бак будет опорожняться быстрее.
Возьмите садовый шланг и подсоедините его к сливному клапану. Пока давление воды в бойлере еще есть, попробуйте немного промыть бак водонагревателя.
Для этого откройте сливной клапан на несколько секунд, а затем снова закройте его. Давление при этом должно вытолкнуть любой осадок, застрявший в клапане.
Если выдувается значительное количество осадка, вы можете повторить эту быструю промывку еще 1 или 2 раза.
Шаг 2. Выключите систему
Прежде чем начать слив воды из газового или электрического бойлера, выключите его. Если это газ, отключите газ, а если электричество, отключите электричество.
Затем с помощью вентиля на трубе холодной воды над водонагревателем или с помощью вентиля магистрального водоснабжения перекройте воду. Вы можете проверить водопроводные краны в вашем доме, чтобы убедиться, что давление отключено. Включите их и проверьте наличие горячей воды.
Прежде чем делать следующий шаг, убедитесь, что трубы полностью остыли.
Шаг 3: Откройте сливной клапан и промойте бак водой
Подсоедините сливной шланг и откройте сливной клапан бойлера. Он не будет стекать так сильно, пока вы не сбросите вакуум в резервуаре.
Чтобы выпустить вакуум, снимите один конец трубы горячей воды над водонагревателем, а затем слегка потяните его в сторону. Это позволит воздуху попасть в бак, и тогда вода может начать вытекать из слива.
Когда бак закончится, промойте его постепенно.
Впускайте несколько галлонов воды за раз, включив воду на несколько секунд, а затем дав ей стечь. При этом оставьте трубу горячей воды все время отсоединенной. Когда вы закончите промывку, вы можете вернуть его на место, прежде чем наполнять бак.
Шаг 4. Наполнение водонагревателя
После того, как бойлер был слит и промыт, пришло время наполнить его. Сначала отсоедините сливной шланг и перекройте сливной клапан. Не забудьте снова подсоединить трубу горячей воды, убедившись, что она надежно закреплена на месте.
В этот момент снова включите воду в водонагреватель либо через клапан бойлера, либо через главный клапан. Затем включите горячую сторону крана в вашем доме (лучше всего в ванной). Оставьте воду течь до тех пор, пока весь воздух не выйдет из линий, и все, что вы получаете, это горячая вода, выходящая из крана.
Затем закройте кран.
Шаг 5. Повторно зажгите водонагреватель и проверьте сливной клапан
Если ваш бойлер электрический, снова включите питание.Если это газ, снова зажгите запальник водонагревателя. После того, как вы выполните этот шаг, у вас снова должна быть горячая вода в течение часа.
Проверьте сливной клапан и убедитесь, что он полностью закрыт. Ищите утечки на носике. Если он не закрылся полностью, наденьте колпачок на резьбу шланга сливного отверстия, чтобы предотвратить утечку. Или вы можете полностью заменить клапан.
Что следует помнить
Прежде чем приступить к опорожнению бойлера, помните, что после опорожнения всегда существует риск протечки.Иногда сливной клапан не закрывается полностью после слива бойлера, особенно если он простоял от 6 месяцев до года или даже дольше.
Будьте готовы заранее приобрести колпачок на тот случай, если он не закроется полностью, чтобы в случае необходимости вы были готовы надеть колпачок на клапан. Если клапан сделан из пластика, вы можете полностью обновить его, прежде чем снова включать воду.
Большинство специалистов и производителей котлов рекомендуют производить слив КАК МИНИМУМ каждые 6-12 месяцев.Это удалит любой осадок или другие отложения, которые собираются на дне бака с горячей водой.
По мере накопления шлама в котле ваш котел должен работать с большей нагрузкой, чтобы нагреть воду, что тратит энергию и требует больше денег. Избегайте этих потенциальных проблем, выполняя регулярное техническое обслуживание вашего котла. Техническое обслуживание вашего котла может продлить срок его службы на 15 лет.
Позаботьтесь о своей котельной
Решение по уходу за вашей котельной сэкономит вам время и деньги в долгосрочной перспективе и может предотвратить аварийную ситуацию с водопроводом.Обязательное опорожнение водонагревателя не реже одного раза в 6–12 месяцев является важным компонентом надлежащего обслуживания водогрейного котла.
Самостоятельно сделать несложно, но важно заранее хорошо подготовиться. Выполнение всех перечисленных выше шагов обеспечит наилучшие результаты обслуживания котла своими руками.
Вам нужна помощь в сливе воды из бойлера или у вас нет времени сделать это самостоятельно? Свяжитесь с нами по телефону (402) 731-2727, чтобы задать любые вопросы или записаться на консультацию!

.
No related posts.

Производительность системы (БТЕ/час)	Объем камеры сгорания (куб. футов)
50 000	2
100 000	5
200 000	9
300 000	27
400 000	40
500 000	75
750 000	100
1 000 000	200
2 000 000	400
3 000 000	500

Производительность системы (БТЕ/час)	Размер вентилятора стека (куб. футов в минуту при 1 дюйме)давление воды)
50 000	40
100 000	75
200 000	140
300 000	180
400 000	240
500 000	300
750 000	425
1 000 000	550
2 000 000	1 100
3 000 000	1 650

Емкость (галлоны)	Диаметр	Длина
500	48 в	64 в
560	42 в	92 в
1000	49 ¹ ⁄ ₂ в	10 футов
2000	64 в	12 футов
4000	64 в	24 фута
6000	8 футов	16 футов 1 дюйм
8000	8 футов	21 фут 4 дюйма
10 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ футов	26 футов 1 дюйм 15 футов 8 дюймов
12 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ футов	31 фут 11 дюймов 18 футов 7 дюймов
15 000	8 футов 10 ¹ ⁄ ₂ футов	39 футов 11 дюймов 23 фута 4 дюйма
20 000	10 ¹ ⁄ ₂ футов	31 фут
25 000	10 ¹ ⁄ ₂ футов	38 футов 9 дюймов
30 000	10 ¹ ⁄ ₂ футов	46 футов 6 дюймов

Толщина изоляции (дюймы)	Значение «R»	Тепловые потери (БТЕ/час) ¹	Ежемесячная стоимость потерянной энергии ²	Стоимость изоляции ³
0.0	0,5	200 000	384,00 $	$0
0,5	4,0	25 000	48. 00	500
1,0	7,5	13 300	25,54	1000
2,0	14,5	6 900	13.25	2000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов. ¹ При условии разницы температур воды и окружающей среды в 100°F. ² Предположим, что древесина стоит 40 долларов за шнур. ³ Предполагая, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут за дюйм толщины.

Номинальный размер трубы (дюймы)	Внешний диаметр (дюймы)	Линейные футы на квадратный фут внешней площади
1/2	0,840	4,55
3/4	1. 050	3.64
1	1,315	2,90
1 1/4	1,660	2,30
1 1/2	1.900	2,01
2	2,375	1,61
2 1/2	2,875	1,33
3	3.500	1,09
3 1/2	4.000	0,95
4	4.500	0,85
4 1/2	5.000	0,76
5	5,563	0,67
6	6,625	0,58

Нагрузка (БТЕ/час)	Расход (гал/мин)	Диаметр стальной трубы (дюймы) ¹
Нагрузка (БТЕ/час)	Расход (гал/мин)	100 футов	300 футов
100 000	8	1 1/4	1 1/2
200 000	16	1 1/2	2
300 000	24	2	2 1/2
400 000	32	2 1/2	2 1/2
500 000	40	2 1/2	3
750 000	60	3	3
1 000 000	80	3	4
1 500 000	120	4	4
2 000 000	160	4	4
¹ Для труб из ХПВХ подходит следующий меньший размер

Влажность на сырую основу (в процентах)	Теплотворная способность (БТЕ на фунт)	Вес (фунтов на шнур)
0	8 600	2 960
5	8 120	3 116
10	7 640	3 289
15 (правильно приправленный)	7 160	3 482
20	6 680	3 700
25	6 200	3 947
30	5 720	4 229
40	4 760	4 933
50 (зеленый)	3 800	5 920

Тип системы	Эффективность (в процентах)
Электрический нагреватель сопротивления	98
Нагреватель сжиженного или природного газа	75
Масляная печь	65
Система горячего водоснабжения на дровах	60

Расходы на топливо
Древесина (за шнур)	Топливо (за галлон)	Сжиженный нефтяной газ (за галлон)
10 долларов	$0.06	0,043 $
20	0,12	0,086
30	0,18	0,129
40	0,24	0,172
50	0,30	0,215
60	0,36	0,258
70	0.42	0,301
80	0,48	0,344
100	0,60	0,430
140	0,84	0,602
180	1,08	0,774
200	1,20	0,860
250	1. 50	1,075
300	1,80	1,290
400	2,40	1,720
500	3,00	2,150

Открытая система отопления — преимущества и недостатки, радиаторы и оборудование для организации

Состав системы отопления открытого типа

Основные особенности отопительных систем открытого типа

Преимущества и недостатки открытой системы отопления

Открытая и закрытая система отопления: основные различия, достоинства и недостатки

Устройство открытой системы отопления

Плюсы и минусы открытой системы отопления

Недостатки:

Устройство закрытой системы отопления

Плюсы и минусы закрытой системы

Выводы

Закрытая система отопления для частного дома и коттеджа

Рекомендации

принцип действия, варианты монтажа своими руками, достоинства и недостатки

Принцип действия

Варианты монтажа открытой системы отопления

Простейшая однотрубная схема отопления из труб

Двухтрубная схема открытой системы отопления

Модифицированный вариант открытой системы отопления

Достоинства открытой системы отопления

Недостатки открытой системы отопления

Открытая и закрытая системы отопления

Открытая система отопления

Закрытая система отопления

Промежуточные варианты и их возможности

Открытая и закрытая система отопления

Открытая и закрытая система отопления

Закрытая система отопления

Открытая система отопления

Котел открытой или закрытой системы?

Расширительные баки для горячей воды — Размеры

Взрывная мощность перегретой воды

Открытые расширительные танки

Закрытые компрессионные расширительные баки

Диафансионные баки диафрагмы

Пример — объем в открытом расширительном баке

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Расширительные баки — Инспекция Structure Tech Home

Справочник по воде — Закрытые рециркуляционные системы охлаждения

Рисунок 32-1.

Рисунок 32-2. Влияние температуры на скорость коррозии в закрытых (A) и открытых (B) системах.

Рисунок 32-3.Сравнение различных обработок для подавления коррозии в замкнутой системе смешанной металлургии.

Преимущество замкнутого контура | EVAPCO

Оборудование с открытым контуром

Градирня открытого цикла с теплообменником

Технология замкнутого контура

Испарительные охладители замкнутого цикла

Гибридные кулеры

Сухие охладители

Адиабатические охладители

Как слить воду из бойлера

Шаг 1. Выполните быструю промывку

Шаг 2. Выключите систему

Шаг 3: Откройте сливной клапан и промойте бак водой

Шаг 4. Наполнение водонагревателя

Шаг 5. Повторно зажгите водонагреватель и проверьте сливной клапан

Что следует помнить

Позаботьтесь о своей котельной

Добавить комментарий Отменить ответ