Котлы парового отопления - виды и принцип работы

Котлы парового отопления – это сосуды давления, в которых нагревается вода до состояния пара. Затем этот пар отправляется по трубам в батареи и радиаторы, а когда отдаст помещению свое тепло, уже в виде конденсата возвращается в котел.

Пик популярности таких систем пришелся на начало 20-го века и продержался в зените славы вплоть до 50-х годов прошлого века. Теперь с помощью таких устройств отапливают в основном производственные цеха, лестничные пролеты и вестибюли, переходные переходы и метро.

Паровое отопление — один из немногих способов обогрева помещений. В последнее время он не так распространен, как воздушный и тем более водяной способ. Здесь теплоноситель - это водяной пар. Кстати, паровое отопление часто путают с водяным. В объявлениях можно часто встретить предложения провести в квартире или коттедже паровое отопление. Но! В жилых постройках паровое отопление запрещено строительными правилами.

Паровые котлы кофе, конечно, не варят, но оснащены всеми необходимыми для наблюдения и регулирования приборами. Термометрами для определения температуры пара, манометром для контроля давления еще на этапе подготовки пара, датчиком предела давления, датчиком уровней – для слежения за уровнем воды.

Необходимая мощность, производимая котлом для парового отопления, рассчитывается двумя способами. Во-первых, как показывает опыт, для отопления помещения в 100-150 квадратных метров будет достаточно 20 килограммов пара в час. Отталкиваясь от этого показателя можно количество требуемых килограммов для любых других площадей.

Второй способ такой же, как и для остальных отопительных агрегатов, когда все расчеты производятся из пропорции 1 киловатт мощности котла на каждые 10 квадратных метров.

«Гастрономические» предпочтения

В качестве топлива котел может использовать газ, солярку, электричество, уголь и дрова. Котлы большой мощности чаще «кормят» дизельным топливом, мазутом или углем. Твердое топливо повышает безопасность. Повод – этот вид топлива не может воспламениться за пределами камеры сгорания. Агрегаты средних и малых мощностей «питаются» самым дешевым топливом – газом. Реже всего для производства пара используется электричество – это дорого, к тому же показатели КПД самые низкие.
Меры безопасности и обустройство помещения.

Условия для оборудования помещений для машин с максимальным давлением 0, 07 МПа и температурой готового пара около 130 градусов Цельсия:

• Потолки на высоте от 2,2 метров;
• Расстояние от задней стенки котла до стены – от 1 метра;
• Огнестойкость стен, в пределах которых разрешено отапливать паровыми котлами, - от 75 минут. (Для этого необходимы кирпичные перекрытия с минеральной штукатуркой или керамической облицовкой);
• Если есть дверь из котельной внутрь здания, они должна выдерживать пламя не менее получаса;
• Исправная вентиляция, открывающиеся окна и выход непосредственно на улицу.

Меры безопасности, которые необходимо применять к котлам, выдающим от 1000 килограммов пара более жесткие:

• Высота стен от 4 метров;
• Бетонный фундамент под котлом от 10 сантиметров в толщину;
• Температура воздуха не меньше 5 градусов тепла, а влажность до 75%;
• Плюс, сам агрегат нужно будет поставить на учет в «Госгортехнадзоре».

К технике обязательно приставляется конкретный оператор, который следит за работой систем. К примеру, за тем какой в агрегате уровень накипи. Этот человек не имеет права без специального разрешения пускать в котельную посторонних, быть моложе 18 лет и заходить в помещение без спецодежды. Его основная задача в случае утечки газа успеть остановить все механизмы машины и выключить все электроприборы.

Цены

Если газовые, дизельные и электрические котлы на нашем рынке представлены в основном иностранными, как правило, немецкими фирмами, то лидерство в производстве паровых котлов за отечественными инженерами и механиками. Словосочетание «отечественный – значит более дешевый» - точно не о котлах парового отопления, особенно со следующими характеристиками:

• Пар: 900 килограммов час, прогреваемый до 120 градусов;
• Давление – 0,07 МПа;
• Расход топлива – 92 кубометра газа в час;
• КПД – 92%;
• Вес - 1800 килограммов;

Будет стоить без малого полмиллиона рублей (490 000). Есть и менее «претенциозные» варианты:

• Пар: 40 -150 килограммов в час;
• Потребляемая мощность – 30-114 киловатт\час;
• Вес - 95 килограммов;
• Давление - 0,7 атмосфер;
• КПД – 85%;

Стоимость таких моделей варьируется в пределах от 45 000 до 80 000 рублей.

 

Преимущества и недостатки

Преимущества парового отопления:

• Для него не требуется громоздких отопительных приборов, за счет этого установка системы дешевая;
• Пар обладает малой инерционностью и способен быстро прогреть всю систему и, соответственно, помещение;
• Не бывает потерь тепла в теплообменнике;
• Паровое теплоснабжение может быть как централизованным, так и автономным.

Минусы парового отопления:

• Большие температуры на поверхностях приборов отопления;
• Невозможно настроить плавную регулировку температурного режима;
• Система, во время заполнения паром издает сильный шум;
• Сложность монтажных работ.

Интересно, что устройства оценивают не столько по мощности, как остальные отопительные теплогенераторы, а по количеству производимого ими пара, который «вешают» в килограммах.
Бытовыми котлами для парового отопления вырабатывается от 5 килограммов пара в час и давление воды в них на уровне атмосферного. Самые мощные (их можно найти на электростанциях) способны генерировать до 4 с половиной тысяч килограммов пара. Отметка манометра при этом может показывать 28 МПа. Такие устройства еще принято называть сверхкритическими. «Ест» такой котел до нескольких сотен тонн угольной пыли за час, но и производит столько тепла, что его достаточно для выработки 1300 Мегаватт электричества – это бесперебойное обеспечение часа работы, к примеру, 13 000 000 лампочек. То есть производимый пар можно использовать не только как теплоноситель.

Деревообрабатывающие компаниям он нужен для сохранения необходимого уровня влажности или же, напротив, для сушки дерева.

В медицине паром стерилизуют спецодежду. В химчистках это вообще один из основных инструментов работы.
Сельские хозяйства приручили пар для производства кормов, удобрений для грибов и так далее.

Котлы состоят из привычной топки, горелки, зольника, но основное в конструкции – это барабан. К нему крепятся все кипятильные пропускные и питательные трубы, а также все предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы.

 

Типы отопительных котлов

Их всего два – водотрубные и газотрубные, а они уже под своей «эгидой» определяют всевозможные модификации. Так дымогарные, жаротрубные и дымогарно-жаротрубные котлы – все газотрубные, так как газ, доведенный до высоких температур, движется внутри всех выше перечисленных труб, раздавая тепло воде в окружающих их трубах. В водотрубных все происходит как бы «наизнанку». Вода движется внутри труб, окутанная горячим газом.

Газотрубные

Предел их мощности, как правило, около 360 киловатт, а рабочее давление не больше 1 МПа. Сравнительно невысокая «планка» определена диаметром стенок котла, которые просто не выдержат увеличения заявленных параметров. Результатом может стать даже катастрофический взрыв. В современной теплоэнергетике и нынешних требованиях к безопасности газотрубный вид уже признан устаревшим, хотя тысячи таких машин по-прежнему отапливают жилые здания и промышленные объекты.

Принцип работы: жидкость через специальную систему подготовки из верхней части агрегата доставляется вниз. «На первом этаже» вода, контактируя с поверхностью раскаленных жаровой и дымогарных труб, испаряется. Теперь получившийся пар предстоит разогреть до 120-140 градусов Цельсия. С такой температурой он поступает либо в отопительную систему, либо по промышленному назначению. Отдав тепло, газ возвращается в заднюю часть корпуса, в специальную дымовую коробку.

Водотрубные

Они задумывались как более мощные и производительные агрегаты. Их более высокий потенциал объясним самой конструкцией – когда вода и пар даже под очень большим давлением движутся в трубах с небольшого диаметра, уже не нужны толстые стенки. Водотрубные паровые машины быстрее прогреваются и практически не несут угрозы взрыва! Водотрубный котел который служит для парового отопления легче регулировать и перевозить. Есть и минусы: конструкция состоит из огромного множества систем и узлов, за нормальной работой которых также нужно следить и сложно ремонтировать. Все водотрубные конструкции делятся еще на два вида:

Горизонтальный
Для таких машин характерно наличие коллекторов (каналов водосточной сети). Они соединяются с барабаном котла, который может располагаться как вдоль топки, так и поперек.

Вертикальный
Он отличается тем, что имеет от двух барабанов в своей конструкции, расположенных на различной высоте. Вода, которую предстоит обратить в пар, находится обычно в самом верхнем. Кипятильные и питающие трубы подсоединяются непосредственно к самим барабанам, а потоки горячего газа выходят поперек этих труб.