Насос для системы подпитки отопления: клапаны, насосы, узлы и схемы

клапаны, насосы, узлы и схемы


На чтение 9 мин. Просмотров 74 Опубликовано
Обновлено

Во время работы системы отопления неизбежно уменьшается объем теплоносителя. В открытых схемах этот процесс проходит быстрее, в закрытых – намного медленнее. При достижении критического уровня падения КПД значительно уменьшается, также могут возникнуть аварийные ситуации. Для минимизации подобных рисков нужна подпитка системы отопления: клапаны, насосы, узлы и схемы выбираются согласно определенному типу системы.

Основные правила обустройства подпитки отопления

Пример узла подпитки системы отопления

Чем же обусловлено уменьшение объема воды в трубах? Главным источником ее утечки является превышение температурного режима работы. В результате этого происходит критическое расширение жидкости, после чего ее избыток в виде пара уходит через воздухоотводчик (закрытая схема) или открытый расширительный бак (гравитационная).

Установленный автомат подпитки системы отопления компенсирует недостаток воды, добавив нужный объем в магистраль. Но это не единственный случай, когда потребуется оперативное добавление теплоносителя в систему:

  • Удаление воздушных пробок. В результате открытия крана Маевского или воздухоотводчика некоторая часть жидкости неизбежно выйдет из системы. В закрытой схеме при этом произойдет падение давления, на которое должна отреагировать автоматическая подпитка системы отопления;
  • Микро протечки. Неплотное прилегание стыков трубопровода и потеря герметизации даже на небольшом уровне приведет к постепенному уменьшению объема воды. Выявить подобные дефекты затруднительно, но нужно. Автоматический клапан подпитки системы отопления сработает только после снижения давления до минимального уровня;
  • Проведение ремонтных или профилактических работ;
  • Образование коррозии на стенках металлических труб, что приводит к их истончению и как следствие – увеличение внутреннего объема. На первый взгляд — это незначительный фактор. Но если не установлена подпитка закрытой системы отопления – постепенно снизится давление и начнут образовываться воздушные пробки.

Из чего должно состоять устройство подпитки системы отопления? Все зависит от типа отопительной схемы. Также на конструкцию добавления теплоносителя в систему влияют ее характеристики: давление, температурный режим работы, схема магистрали, количество контуров отепления и т.д.

Для центральной системы нельзя устанавливать узел подпитки с насосом. Это приведет к изменению параметров всего контура, что скажется на эффективности работы.

Подпитка открытой системы отопления

Расширительный бак для подпитки системы

Особенностями открытой или гравитационной системы отопления является отсутствие повышенного давления в трубах. Поэтому сигнализатором об уменьшении воды в системе может быть усовершенствованная конструкция расширительного бака. Он должен располагаться в самой верхней точке магистрали.

В данном случае подпитка системы отопления частного дома осуществляется только при уменьшении уровня жидкости в баке. Сигнализатором этого будет отсутствие напора воды в контрольной трубе. Обычно ее выход устанавливают в ванной или на кухне. Для предотвращения постоянного расхода монтируется запорная арматура – кран. Если при контрольном открытии поток отсутствует – нужно дополнить систему водой.

Для этого необходим следующий элемент подпитки системы отопления для частного дома – узел соединения магистрали с водопроводом.

Схема подпитки открытой системы отопления

Конструктивно узел должен состоять из следующих элементов:

  • Шаровой кран — предназначен для открытия (закрытия) подачи водопроводной воды в отопление;
  • Фильтр. Так как качество воды не всегда отвечает требованиям – необходимо провести ее отчистку от примесей и мусора. Впоследствии они станут основной причиной формирования известкового налета;
  • Обратный клапан – предотвращает движение воды из системы в водопровод. Такая ситуация может случиться при отсутствии воды в магистрали водоснабжения.

С помощью этой схемы можно осуществлять подпитку закрытой системы отопления. Однако предварительно необходимо установить воздухоотводчик для удаления избытков воздуха. Для правильного добавления воды необходимо, чтобы уровень нагрева теплоносителя был минимальный. В особенности это касается систем с естественной циркуляцией. Велика вероятность обратного движения холодной жидкости к работающему котлу. Это может привести к поломке теплообменника из-за резкого перепада температуры.

Простейшее устройство для подпитки отопительной системы может состоять из обычного накопительного бака. Однако в этом случае уровень жидкости в нем придется отслеживать визуально.

Подпитка закрытой системы отопления

Конструкция редукционного клапана для подпитки отопления

Для закрытой системы с повышенным давлением вышерассмотренная схема не подойдет. В этом случае необходим монтаж автоматической подпитки системы отопления. Принцип ее работы заключается в добавлении теплоносителя при уменьшении показателя давления ниже минимального уровня. Самую простую схему можно сделать самостоятельно. Она включает в себя шаровой кран, манометр и редуктор подпитки системы отопления. Последний является основным элементом в этой системе. О принципе его работы нужно рассказать подробнее.

Он состоит из следующих компонентов:

  • Регулировочный блок с пружиной на штоке и мембраной. Располагаются в верхней части конструкции;
  • Стопорная площадка для ограничения потока жидкости из трубы подпитки;
  • Обратный клапан, предотвращающий поток теплоносителя в систему водоснабжения.

С помощью регулировочного блока устанавливается значение минимального давления в системе отопления. При этом теплоноситель воздействует на мембрану, не давая штоку опуститься вниз. Как только давление снизится ниже критического уровня – шток опустится под действием пружины. Таким образом откроется заслонка и вода из трубы водоснабжения будет поступать в отопления. После нормализации давления шток вернется в исходное состояние и приток жидкости прекратится.

Монтаж редуктора подпитки системы отопления осуществляется на обратную трубу перед входом в котел, для дальнейшего нагрева воды в теплообменнике. Это объясняется минимальным значением внутреннего давления на этом участке системы. Если в системе предусмотрен циркуляционный насос – монтаж узла автоматической подпитки системы отопления выполняется перед ним. В противном случае во время работы насоса возможны скачки напора теплоносителя, что приведет к ложному срабатыванию редукционного клапана.

Для регулирования расхода воды на подпитку системы отопления нужно использовать клапан со стопорной площадкой. При этом объем прохождения воды может составлять от 5 до 12 л/мин в зависимости от установленного значения.

Возможные проблемы при подпитке закрытой системы

На первый взгляд подобный узел автоматической подпитки системы отопления является идеальным для закрытой системы с принудительной циркуляцией воды. Однако при практическом применении блока можно столкнуться со следующими проблемами.

Пониженное давление в водопроводе

Согласно нормативам уровень напора в водопроводной сети не должен превышать 4 атм. Это же значение для отопления обычно не более 3 атм. Т.е. теоретически при открытии седла клапана поток с большим напором из водопровода будет поступать в отопительную магистраль. Однако на практике это не всегда происходит. В особенности это касается систем автономного водоснабжения. Если давление в водопроводной трубе будет ниже, чем в отопительной – теплоноситель будет не поступать, а убывать из системы.

Для решения этой проблемы необходима установка обратного клапана, а также потребуется насос для подпитки системы отопления. Последний создаст нужный уровень давления в подпитывающей магистрали. Для его включения потребуется вместе с клапаном подпитки системы отопления установить еще несколько дополнительных элементов:

  • Манометры с реле включения, соединенные с насосом;
  • Датчик открытия редукционного клапана;
  • Накопительный бак.

Этот узел автоматической подпитки системы отопления будет работать следующим образом. Если срабатывает датчик открытия клапана и значение давления на манометре ниже критического – автоматически включается циркуляционный насос для подпитки системы отопления. В случае отсутствия воды в водопроводе она будет поступать из накопительного бака.

Залипание мембраны

Эта проблема свойственна при длительной эксплуатации без включения автомата подпитки системы отопления. Независимо от материала изготовления на внутренних стенках редуктора появится незначительный известковый налет. Он будет препятствовать открыванию клапана, что приведет к аварийной ситуации.

Во избежание этого следует перед запуском системы, и потом как минимум один раз в месяц, открывать шток вручную. Это даст возможность удостовериться в работоспособности системы, а также поможет предотвратить критическое понижение уровня горячей воды в трубах и радиаторах.

Лучше всего использовать нержавеющие компоненты для организации подпитки системы отопления. Клапаны, насосы, узлы, установленные по схеме, прослужат тогда намного дольше. Латунные изделия несколько уступают по своим эксплуатационным характеристикам стальным из нержавейки.

Советы по установке и комплектации

Нормальная работа автомата для подпитки системы отопления во многом зависит от установленных элементов и его месторасположения на схеме. Необходимо еще раз повторить, что монтаж узла следует выполнять только на обратную трубу отопления. В противном случае возможны ложные срабатывания системы, что является некорректным.

Байпас

Варианты установки подпитки отопления

В автоматической подпитке любой системы отопления возможны поломки отдельных компонентов. Возникает вероятность уменьшения теплоносителя или невозможности его дополнения в трубопровод другим способом. Поэтому узел следует устанавливать на байпас.

При такой схеме подпитки во время ее поломки или необходимости проведения профилактических работ можно в ручном режиме дополнить систему отопления. Однако делать это нужно очень осторожно, так как велика вероятность превышения критического объема воды в трубах и радиаторах, что приведет к резкому возрастанию давления.

Порядок действий:

  1. Перекрываем запорные краны на магистрали клапана подпитки отопительной системы.
  2. Открываем запорную арматуру на байпасе, обеспечивая приток воды.
  3. Отслеживаем значение на манометре, который расположен не на магистрали подпитки закрытой системы, а после нее непосредственно перед насосом или котлом.
  4. Как только значение давления достигнет нужного уровня (от 1,5 до 3 атм.) – перекрываем краны на байпасе.

Перед выполнением этих действий нужно приостановить нагрев воды, чтобы ее температура опустилась до минимального уровня. В противном случае возрастает вероятность выхода из строя котла отопления.

Фильтрация

Фильтрационная система очистки воды

Так как в вышерассмотренных схемах предусматривается добавление водопроводной воды – нужно предусмотреть монтаж фильтрующей системы. По умолчанию практически все редукторы для подпитки системы отопления комплектуются сетчатыми элементами. Однако они рассчитаны только для задержания сторонних примесей большой фракции. Лучше всего установить полноценную систему предварительной очистки теплоносителя.

В этом случае можно приобрести бытовой комплект для очистки питьевой воды, так как он выполняет требуемые функции. При этом работа узла автоматической подпитки для системы отопления будет намного эффективнее:

  • Уменьшится вероятность появления известкового налета на трубах и радиаторах;
  • Снизится процентное содержание воздуха в жидкости, что благоприятно скажется на отсутствии коррозийных процессов;
  • Возрастет периодичность обязательной промывки системы отопления.

Следуя эти правилам можно не только оптимизировать расход воды на подпитку системы отопления, но повысить КПД. Если же в отоплении используется антифриз – в контур подпитки системы частного дома необходимо добавить накопительную емкость с ним. С помощью дополнительного насоса будет осуществляться подача теплоносителя в систему. Важно постоянно отслеживать уровень антифриза и периодически дополнять его объем.

В видеоматериале можно ознакомиться с интересной схемой подпитки отопления при наличии бойлера косвенного нагрева:

Подпиточный насос для котельной — что это?

Подпиточный насос для котельной

Насос подпитки системы отопления: конструктивные особенности
Каждый владелец автономной системы отопления (СО) неизбежно сталкивается с проблемой уменьшения количества теплоносителя в отопительном контуре.

В системах с открытым расширительным баком это происходит регулярно и достаточно быстро, в закрытых с мембранным баком – медленно. Избежать аварийных ситуаций при недостатке теплоносителя в отопительном контуре поможет узел автоматической подпитки.

Для чего нужна подпитка СО

Существует два типа отопительных систем:

— с естественной циркуляцией теплоносителя по отопительному контуру.
— с принудительным перемещением при помощи установленного циркуляционного насоса в отопление частного дома.

Нагретый теплогенератором теплоноситель циркулирует по контуру, проходя через радиаторы, в которых и отдает тепловую энергию в отапливаемые помещения. Только после этого, остывший теплоноситель возвращается в исходную точку – котельную установку. Далее цикл повторяется. Уменьшение объема теплоносителя грозит владельцу многими бедами, среди которых снижение КПД, выход из строя оборудования (вследствие перегрева) и завоздушивание системы.

Какими же путями жидкость может покидать СО? Если речь идет об открытой отопительной системе, то основное место максимального испарения теплоносителя – это расширительный бак открытого типа. Кроме этого, уменьшение объема теплоносителя может происходить через:

— места стыковки оборудования в виде микропротечек;
— воздухоотводчик в виде пара;
— предохранительный клапан, при сбросе излишнего давления;
— краны Маевского на радиаторах, при удалении воздушных пробок.

Не стоит «сбрасывать со счетов» и слив части теплоносителя, связанный с профилактическими работами (чистка фильтров-грязевиков), ремонтом участка трубопровода или заменой оборудования. 

Узел автоматической подпитки решает проблему недостатка объема теплоносителя при соблюдении расчетных значений давления в СО.

Устройство подпиточного узла

Существует несколько вариантов создания подпиточного узла. Наиболее распространенным является схема, на основе редукционного и обратного клапана собранная на байпасе.

Работает система так: когда давление в контуре падает ниже минимального, пружина редукционного клапана разжимается, открывая клапан. Он, в свою очередь, открывает проход для движения воды из водопровода.

Важно! Проблема в том, что данная система может работать исключительно в закрытых СО. В СО открытого типа, данная система работать не будет, так как в ней недостаточно давления для работы пружинного механизма редукционного клапана.

Самый простой вариант организации подпитки СО – это соединение водопровода с отопительным контуром через шаровый кран.

Получить консультацию по котельному оборудованию Вы можете у менеджеров компании КРАСНОДАРСКОГО ЗАВОДА КОТЕЛЬНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ по телефону горячей линии! 

Насос для подпитки системы отопления

Каждый узел определенно важен. Посему выбор перечисленных частей конструкции важно делать технически правильно. Конструкция обогревания насчитывает терморегуляторы, бак для расширения, развоздушки, трубы, систему соединения, крепежи, коллекторы котел, батареи, увеличивающие давление насосы. На открытой вкладке интернет проекта мы попбробуем определить для квартиры необходимые компоненты конструкции. Сборка обогревания коттеджа насчитывает некоторые комплектующие.

Насос для подпитки системы отопления

Описание газового котла Saunier Duval ISOFAST C 35 E-A (Франция)

Усовершенствованный двухконтурный котел Saunier Duval ISOFAST C 35 E A с электророзжигом предназначен для автономного теплоснабжения, т.е. для обеспечения повышенных потребностей в горячей воде и отоплении помещений, оборудованных системами водяного отопления и водоснабжения.

За счет встроенного 4-х литрового мини-аккумулятора обеспечивается более точная регулировка температуры ГВС и сокращается время ожидания нагрева горячей воды. Котлы серии ISOFAST комплектуются пультом дистанционного управления со встроенным комнатным терморегулятором с недельной программой.

Котел Saunier Duval ISOFAST C 35 E A имеет открытую камеру сгорания, может давать горячей воды до 16,5 литров в минуту, при DT=30°C, и отапливает условной площади примерно 335 м².

Повышенный комфорт отопления достигается применением усовершенствованного трехходового клапана с шаговым приводом и самонастраивающейся автоматики управления тепловой мощностью котла.

Аппарат при определенных условиях может одновременно работать на отопление и ГВС.

Газовая автоматика котла имеет высокую чувствительность и позволяет устойчиво работать котлу при низком давлении газа.

Котел имеет возможность работать на природном и сжиженном газе. Для перевода работы котла на сжиженном газе необходимо заменить форсунки и газовый клапан.

Автоматика и устройство котла делают его работу экономной, надежной и безопасной.

Комплектация котла Saunier Duval ISOFAST:

  • газовая атмосферная горелка из нержавеющей стали с блоком розжига и контроля пламени,
  • газовый клапан с модулирующим шаговым электроприводом, обеспечивающим более высокую точность регулирования, с клапаном безопасности газового блока (EVS), отсекающим подачу газа в аварийных ситуациях,
  • первичный медный теплообменник,
  • пластинчатый стальной теплообменник ГВС,
  • 4-х литровый теплоизолированный мини-аккумулятор «MICROFAST®» из нержавеющей стали с электрическим 50 Ватным теном, поддерживающим заданную температуру в мини-аккумуляторе,
  • механический фильтр на входе холодной воды (В), встроенный в гидрогруппу,
  • 3-х скоростной циркуляционный насос с возможностью выбора режимов работы насоса на плате управления и автоматическим управлением переключения скоростей.
  • расширительный бак,
  • датчик давления,
  • обновленный 3-х ходовой латунный клапан с шаговым электроприводом,
  • предохранительный клапан системы отопления,
  • предохранительный клапан системы водоснабжения,
  • автоматический воздухоотводчик, в встроенный регулируемый байпас,
  • встроенный ручной вентиль подпитки системы отопления,
  • панель управления с ЖК дисплеем, на котором отображаются температура ОВ, ГВС, давление в отопительной системе, расход в системе ГВС, коды неисправностей котла. Панель управления оснащена светодиодами, сигнализирующими о состоянии работы котла. Дисплей обеспечивает 3 информационных уровня (для пользователя, для монтажника, для обслуживания в процессе эксплуатации). Параметры настроек записываются на плату блока дисплея, а не на основную плату.
  • плата управления, со встроенным микропроцессором, который диагностирует процесс работы котла и выводит автодиагностику неисправностей на дисплей в виде кодов неисправностей, запоминая последние 10 неисправностей. Это особенно полезно при случайно повторяющихся сбоях в работе.
  • дистанционный пульт управления со встроенным термостатом с недельным программированием, питающимся от 3 батареек по 1,5 V. Показывает время, дату, текущую температуру в помещении, коды неисправностей.

Защитные устройства и защитные функции котла:

  • предохранительный клапан системы отопления,
  • предохранительный клапан системы ГВС,
  • датчик давления теплоносителя,
  • два аварийных датчика температуры (на подаче и обратке теплоносителя), датчик протока (турбина с магнитом) системы водоснабжения, датчик температуры в мини-аккумуляторе MICROFAST®. датчик температуры греющей воды,
  • датчик температуры горячей воды на выходе пластинчатого теплообменника, » термостат тяги (в котлах с открытой камерой сгорания),
  • маностатом тяги (в котлах с герметичной камерой сгорания), функция тепловой антиинерции (выбег насоса),
  • функция защиты от от повышения давления, функция антизалипания (антиблокировки) насоса,
  • функция антизалипания (антиблокировки) трехходового клапана, функция антизамерзания котла,
  • функция антицикличности котла, функция защиты от перегрева,
  • функция задержки розжига в режиме ГВС,
  • функция Защиты теплообменника от отложений накипи, функция Стабилизации температуры воды в мини-аккумуляторе, функция отсечения подачи газа, клапаном безопасности газового блока,
  • адаптивным управлением.

Защитные функции действуют только тогда, когда котел подключен к сетевому напряжению (штекер включен в розетку и сетевой выключатель в положении «включено») и системе газоснабжения.

Система автоматики котла запоминает параметры системы отопления и функционирует в зависимости от:

В случае прекращения подачи электроэнергии котел выключится, а при возобновлении подачи электроэнергии включится в работу, сохранив все предварительные настройки.

В котле имеется возможность регулировки мощности системы отопления, в зависимости от потребностей, без изменения максимальной мощности для системы горячего водоснабжения.

Так же котел Saunier Duval ISOFAST может комплектоваться под заказ:

  • присоединительным комплектом;
  • модулем теплого пола ISOFLOOR ;
  • баком-аккумулятором санитарной воды ISOBOX со встроенным термостатом, автоматически поддерживающим заданную температуру горячей воды на выходе.

К котлу ISOFAST возможно подключить:

  • дистанционный термостат (поставляется с котлом),
  • заслонку дымохода с электроприводом,
  • датчик наружной температуры,
  • оба датчика одновременно. При этом работа котла осуществляется с экви-термическим регулированием и корректировкой комнатным термостатом,
  • прибор диагностики работы котла «DIACOM», дополнительных модулей (под заказ):
  • Isofloor — модуль теплого пола.
  • Isobox — термостатированный бак-аккумулятор санитарной воды.
  • С помощью платы подключения дополнительных устройств, находящейся в электроблоке аппарата возможно:

    • управление клапаном резервуара сжиженного газа (LPG), I закрытие заслонки дымохода вместе с остановкой котла,
    • выключение вытяжки в помещении, где установлен котел при включении
    • горелки аппарата,
    • управление дополнительным насосом.

    ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

    Источник: http://otoplenie.od.ua/b-u-kotly-odessa.php

    Насос для подпитки системы отопления

    Поясните, можно ли в 2-х контурном котле (отопление + ГВС), а именно BAXI, применять незамерзающую жидкость с использованием пропиленгликоля в воде не более 30% объема системы отопления, в жилом доме.

    Ответ на вопрос «можно ли» зависит от того, у кого и как спрашивать. Продавец незамерзающей жидкости скажет, что можно. Поставщик и сервисант отопительного оборудования скажет, что нельзя. И оба будут неправы. Давайте разберёмся.

    Ситуация с использованием «незамерзайки» в системах отопления во многом похожа на применение антифриза или тосола. Условия эксплуатации сходны — и двигатель и теплогенератор разогреваются до достаточно высоких температур. И в системе автомобиля и в отоплении используются различные материалы: сталь, алюминий, латунь, пластиковые трубопроводы, резиновые шланги и прокладки. Внимательные и рациональные автолюбители знают, что экономить на качестве охлаждающей жидкости нельзя.

    В состав антифриза известной, авторитетной марки, входят, помимо незамерзающей составляющей, множество присадок, нейтрализующих агрессивность раствора и обеспечивающих длительный срок службы уплотнителей, препятствующих коррозии металла, разрушению пластика. А используя дешёвую «набадяженную» разноцветную жидкость производства малоизвестной фирмы-компании водитель рискует получить снижение эффективности охлаждения, течь радиатора и соединений, треснувшие шланги, коррозию в двигателе. Новый автомобиль заправляется на заводе антифризом проверенного качества и в период гарантийного обслуживания его самостоятельная замена, как правило, не разрешается.

    Импортный незамерзающий теплоноситель, рекомендуемый европейскими производителями отопительного оборудования, дорог и имеет гарантированно высокое качество

    Практически всё сказанное про авто справедливо и для отопления. Теперь конкретнее про незамерзайку, пропиленгликоль и газовые котлы:

    1. Лучший, максимально нейтральный теплоноситель для систем отопления — дистиллированная вода. В крайнем случае, умягчённая. Жёсткая способствует образованию накипи, её применение не рекомендуется. Увы, за постоянной работой систем, заполненных водой, в холодный период необходимо следить.
    2. Большинство немецких производителей отопительной техники выпускают высококачественную незамерзающую (правильно — низкозамерзающую) жидкость под своими торговыми марками либо рекомендуют сертифицированные антифризы от партнёров и запрет на использование составов иных производителей является обязательным условием сохранения фирменной гарантии. Итальянцы, как правило, не столь строги, а BAXI не предлагает антифризов. Но российские дилеры имеют право самостоятельно устанавливать условия предоставления гарантийного обслуживания. Поэтому, если вы только собираетесь приобрести котёл, либо гарантия на него ещё не истекла, рекомендуем согласовать марку незамерзающей жидкости с поставщиком оборудования.

    Гарантия на отопительную технику многих производителей предоставляется только при условии соблюдения требований производителя в части применения низкозамерзающих теплоносителей

  • 30%-й раствор пропиленгликоля в дистиллированной воде не замёрзнет до температуры воздуха 14,8 ºС. Если пропиленгликоль будет смешан с жёсткой водой из-под крана, незамерзающие свойства раствора ухудшатся.
  • Пропиленгликоль — слаботоксичная жидкость, в отличие от чрезвычайно ядовитого этиленгликоля, на основе которого изготовлены самые дешёвые незамерзайки. Однако безвредным его считать нельзя.
  • Вязкость 30% пропиленгликолевого антифриза примерно в два раза выше, чем у воды. Неизбежно увеличится по сравнению с расчётным гидродинамическое сопротивление движению теплоносителя, потребуется на 10% большая мощность насоса по производительности и на 50% по напору. Рекомендуем обратиться к проектировщикам и пересчитать систему по изменённым характеристикам, при необходимости заменить насос.
  • Пропиленгликоль имеет больший, по сравнению с водой, коэффициент теплового расширения, с большой степенью вероятности потребуется замена расширительного бака.

    Источник: http://stroy-aqua.com/voprosi/v-sisteme-otopleniya-s-gazovym-kotlom-baxi-primenyat-antifriz.html

    Насос для подпитки системы отопления

    Добрый день.

    Автоматическая подпитка — не допустимое решение ведущее к снятию гарантии с котельного оборудования.

    Для котлов номинальной тепловой мощностью до 1 МВт, при концентрации гидрокарбоната кальция ≤ 1,5 моль/м3. объем котловой воды и подпитки д.б. = 3 объемам всей системы.

    Т.е. 1-й объем используется для первоначального заполнения, оставшиеся 2 объема м. быть использованы в течении 20 лет.

    Источник: http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=59311&st=0

    Насос для подпитки системы отопления

    Городская котельная с разветвлённой системой, несколько десятков тон воды. Основная часть устаревшего трубопровода расположена в земле.

    Значительные утечки, по мере возможности выявляться и устраняться, а мелкие как правило остаются.

    Давным-давно подпитку оператор выполнял в ручную, а потом различными способами пытались автоматизировать.

    Несколько лет назад и мне пришлось дорабатывать. добавлением световой и звуковой сигнализацией — при вкл. подпитки.

    Схема стандартная- ЭКМ, ЭРСУ (блок управления), электро-клапан или насос, сигнальная лампа и сирена с блокировкой.

    В процессе эксплуатации выявились пару недостатков, особенно когда котельную перевели в автоматический режим (без операторов).

    Думаю модернизировать блок управления, как вариант – применить микро контролер, типа ATiny13…

    Основной алгоритм сохраняется с добавлением некоторых функции:

    — задержку на вкл. подпитки (дребезг и ложное срабатывание) и звуковой сигнализации

    — при превышения лимитам (прорыв) прервать подпитку.

    — аварийную остановку котла с оповещением диспетчера.

    Хотел бы услышать ваши мнение и рекомендации…

    Источник: http://monitor.net.ru/forum/-info-492439.html

    Насос для подпитки системы отопления

    Монтаж, ремонт и техническое обслуживание отопительных систем 8 (495) 761 16 82

    Как сделать подпитку системы отопления антифризом? Совсем не таким образом, как для воды. Такая система состоит из насоса, который соединён с системой отопления коттеджа и дежурной ёмкости, куда заливается незамерзающий жидкий компонент. С помощью насоса жидкость закачивается в трубопровод отопления до необходимого давления. Использование обратного клапана в узле подпитки системы отопления даст гарантию правильного поступления антифриза при закачке.

    Специальные циркуляционные насосы для антифризов, с помощью которых производится заполнение отопительных систем незамерзающими жидкостями, не производятся. В этих случаях применяются стандартные насосы для воды. Характеристики любого теплоносителя (антифриза) подходят под технические показатели и ресурс любого отопительного прибора и насосов также, если эти условия предусмотрены производителем оборудования. Как правило, каждый изготовитель техники для отопления (котлы, циркуляционные насосы, расширительные баки) не рекомендует использовать антифриз в качестве теплоносителя. Некоторые зарубежные фирмы обязывают использовать незамерзающие теплоносители собственного производства взамен воды в своих котлах для сохранения гарантии на данное оборудование.

    Возможны варианты автоматической подпитки системы отопления антифризом. Несовершенство незамерзающей жидкости, в отличие от характеристик воды, не даёт гарантии стабильной работы такой закачки. В этом случае необходим постоянный визуальный контроль, что противоречит присутствию автоматической подпитки.

    Источник: http://analyzer-w.ru/podpitka-otopleniya-antifrizom

    Смотрите также:

    25 апреля 2021 года

  • Описание системы автоматической подпитки контуров отопления и кондиционирования —


    Система предназначена для автоматического поддержания давления в контурах кондиционирования и отопления. Установка автоматически компенсирует штатные потери в системе, а именно: потери по уплотнениям насосов, потери на арматуре, потери по присоединениям.
    Установка может применяться как для систем с гликолесодержащими растворами, так и для систем с чистой водой.

    Состав системы:

    1. Емкость ( в зависимости от объема системы от 60 до 1000 литров), с резьбовой крышкой диаметром 132 мм., местом под мешалку.
    2. Насос дозатор — установленный на емкости и работающий полностью в автономном режиме. Производительность: до 1000 литров в час Противодавление: до 11 бар
    3. Реле давления FF4 настраиваемое на давление, которое необходимо поддерживать в системе и управляющее насосом. (Монтируется на месте, в систему циркуляции. Присоединение: G3/8″ ) См. приложение 1.
    4. Жесткая всасывающая линия (возможна поставка с двухпозиционным датчиком уровня, для контроля уровня смеси в баке)
    5. Воздушный клапан на емкости для выпуска воздуха
    6. Штуцер в верхней части емкости для заливки раствора Присоединение для шланга Dy25 по месту. См. приложение 1. Использоваться для подвода к данному штуцеру может, например,  трубка 25х34,  PVC 10 метров, номер 96441201.  Штуцер также комплектуется заглушкой, для предотвращений засорения и попадания твердых частиц в емкость.
    7. Инжекционный клапан для присоединения к системе циркуляции. Присоединение G1/2″ См. Приложение 1.
    8. Гибкая трубка 6/9. Идет от установки к инжекционному клапану в системе.

    Монтаж системы:

    1. Установка подпитики устанавливается по месту
    2. Для присоединения установки в системе циркуляции необходимо предусмотреть:

      1. Тройник с присоединением G ?» (внутренняя резьба) для вкручивания инжекционного клапана.
      2. Штуцер для присоединения реле давления FF4  G3/8″ (наружная резьба)
      3. В случае выбора дополнительной опции «Режим контроля аварии» второй штуцер для присоединения реле давления FF4  G3/8″ (наружная резьба)

    Принцип действия:

    1. В емкость заливается гликоль и вода в требуемом соотношении, либо готовые растворы, например DIXIS через верхний штуцер либо через горловину емкости.
    2. При первоначальной заливке, необходимо использовать насос с большой производительностью (например CHI, CR). При этом не требуется предусматривать резервный насос. После первичной заливки системы, насос на установке подпитики включается в сеть и начинает закачивать водно-гликолевую смесь с малой производительностью, обеспечивая равномерное заполнение системы и вытеснение воздуха из всех полостей системы. Подкачка заканчивается автоматически при достижении давления в системе заданного значения.
    3. При падении давления в системе (в результате утечек, либо при действии других причин) реле давления включает насос, который доводит давление в системе до заданного значения.
    1. Система работает полностью в автоматическом режиме.
    2. Насос объемного действия преодолевает противодавление в системе не создавая резких скачков давления при включении в отличии от центробежных насосов.
    3. Проточная часть насоса и все контактирующие с водно-гликолевой смесью элементы абсолютно устойчивы к действию гликолей.
    4. Жесткая всасывающая линия имеет сетчатый фильтр, который позволяет исключить попадание в систему твердых частиц.
    5. Бак оборудован нижним сливом, для экстренного слива смеси (*до 200 литров включительно).
    6. Смесь подается в систему с небольшим расходом, что позволяет избежать завоздушивания системы и поддерживать требуемое давление в более жестких границах.
    7. Насос работает в оптимальном для себя режиме, что обеспечивает длительный ресурс работы. В то же время, при использовании для подпитики системы насоса который обеспечивает ее первичную заливку, он в силу большой производительности не успевает выйти на рабочий режим и все время работает в условиях перегрузки.

    Принцип подбора установки:

    1. Производительность насоса:

    По различным данным, утечка в замкнутых системах циркуляции составляет от 10% до 15% от общего объема системы в год.
    Т.о. для системы 100 м3 объем утечек составляет:


    После определения Q насоса, выбираем ближайший больший типоразмер.

    Таким образом для 90% систем циркуляции можно рекомендовать установку на базе насоса c производительностью до 12 литров в час.

    1. Давление насоса.

    Выбор насоса по противодавлению, которое может преодолевать насос осуществляется следующим образом. Наилучшее место расположения установки подпитки в точке с самым низким давлением. Обычно, это либо самая верхняя точка системы, либо точка перед насосом. Значение противодавления, которое указанно для насоса, это максимальное давление, которое может преодолеть насос на установке, т.о. насос будет развивать минимально необходимое давление. Для выбора насоса, необходимо посчитать давление в точке, куда будет установленна система подпитки и выбрать насос, развивающий давление большее чем давление в данной точке системы.

    1. Выбор размера емкости

    Существуют рекомендации, оговаривающие выбор размера емкости так, чтобы в нее можно было слить всю систему в случае аварии. К сожалению, во многих случаях это не возможно (как например в рассмотренном выше примере, где объем системы составлял 100 м3), поэтому размер емкости следует выбирать исходя из размера утечек, условий эксплуатации и доступной площади. Например, если известно, что утечки могут достигать 1,7 литра в час (см. расчет производительности насоса):

    1,7 литра в час * 24 часа = 40,8 литров в сутки * 7 дней = 285,6 литров в неделю.

    следовательно в неделю они могут достигать 286 литров. Соответственно для данной системы можно выбрать бак объемом 300 литров исходя из еженедельной доливки.

    Дополнительные опции:

    Дополнительно, в состав установки подпитки могут быть включены:

    1. Датчик нижнего уровня, для сигнализации об окончании раствора в емкости подпитки.
    2. Мешалка электрическая либо ручная, для перемешивания раствора в емкости для предотвращения разделения раствора на фракции.
    3. Режим контроля аварии.
    4. Установка второго насоса, для работы рабочий/резервный.

    Описание дополнительных опций

    Датчик нижнего уровня, для сигнализации об окончании раствора в емкости подпитки.

    Датчики устанавливаются на жесткой всасывающей линии и дают два сигнала, которые можно использовать для вывода сигнала о низком уровне реагента на пульт обслуживающего персонала и для остановки насоса.
    1 контакт — низкий уровень, 2 контакт — пустой резервуар.
    Датчики представляют собой беспотенциальные контакты.
    Принцип действия датчиков:
    Низкий уровень — контакт один замкнут
    Пустой резервуар — контакт два замкнут
    Датчики не управляют насосом, для управления насосом необходимо предусмотреть либо дополнительную автоматику, либо шкаф PDL.

    Мешалка электрическая либо ручная, для перемешивания раствора в емкости для предотвращения разделения раствора на фракции.

    Мешалка устанавливается в верхней части бака на переходную плиту.
    Электромешалка:
    Частота вращения мин-1 = 1420.
    Питание: 1х230 В, 50 Гц
    Мощность: 0,09 кВт
    Материал — нержавеющая сталь
    Класс нагревостойкости изоляции: F
    Степень защиты: IP55

    Ручная мешалка:
    Материал мешалки: PVC

    Режим контроля аварии

    Установка предназначенна для автоматической компенсации штатных потерь в системе, которые не превышают 20% от объема системы в год. В случае возникновения аварийной ситуации, установка не сможет компенсировать потери в системе.
    Для сигнализации об аварийной ситуации существует возможность подключения дополнительного реле давления FF4-16, которое контролирует падения давления ниже уровня срабатывания подпиточного насоса.
    Таким образом, в случае наличия утечек, которые не могут быть компенсированны установленным насосом и вследствии этого падения давления в системе ниже «критического уровня», реле отключает установку подпитики и выдает сигнал «Авария» на пульт дежурного.
    Это может быть необходимо при использовании данной системы в жилых зданиях, для предотвращения пролива гликолесодержащими растворами помещений и образования неприятного запаха.

    Установка второго насоса, для работы рабочий/резервный.

    Для данной системы установка резервного насоса не является обязательной, но может потребоваться заказчиком. В таком случае на емкость устанавливается еще один насос со всей обвязкой. Переключение на резервный насос осуществляется вручную, либо с помощью дополнительной автоматики.

    Использование установки для систем без гликоля

    Согласно требованию СНИП ………………………. для подпитки систем циркуляции запрещено использовать воду непосредственно.
    При использовании данной установки обеспечивается разрыв струи, который отвечает требованиям СНИП.
    Заливка установки может производится в автоматическом режиме непосредственно из сети водоснабжения, через верхний штуцер. Для этого установка комплектуется нижним и верхним датчиками уровня. Автоматический клапан на линии заливки открывается по сигналу от нижнего  датчика и закрывается по сигналу от верхнего.

    Инжекционный клапан

    Инжекционный клапан включает в себя подпружиненный обратный клапан и присоединение для гибкой трубки.

    Материал пружины: Hastelloy
    Давление открытия: 0,7 бар
    Максимальная температура: 50 С
    Максимальный расход: 12 л/час
    Типоразмер: DN4
    Корпус: Полипропилен
    Прокладка: EPDM
    Шарик: Керамика

    D = G ?»   L= 33 мм

    Штуцер для залива смеси в емкость, состоит из гнезда к которому крепится либо ниппель под шланг d25 , либо заглушка для предотвращения попадания пыли.

     

    Реле давления FF4-16

    автоматический, насос для подпитки закрытой схемы

    Чтобы обеспечить безопасную работу обогревающей установки, потребуется так называемая подпитка системы отопления, которая очень популярна среди владельцев частных домов. В целях надежного функционирования нужно довольно грамотно произвести расчет ее снабжения и осуществить качественный монтаж обогревательного устройства.

    Расчет

    Расчет подпитки отопления производится по формуле: площадь дома умножается на климатическую мощность и делится на 10. Коэффициент климатической мощности определяется исходя из региона, где расположен дом:

    • Центральный регион = 1,3-1,6 кВт;
    • Южный регион = 0,8-0,95 кВт;
    • Северный регион = 1,6-2,2 кВт;

    Формула расчета следующая:
    Nk=100*1,3/10=13 кВт,
    где 100 — это площадь дома в м², а 1,3 — это показатель климатической мощности.

    Узел подпитки

    Подпитка системы обеспечивает обогревательное устройство необходимым давлением. При ее монтаже необходимо учитывать некоторые нюансы и следовать определенным правилам. Заполнение коммуникаций совершается в месте, где располагается сетевой насос.

    Осуществляя монтаж, нужно произвести точный расчет и выяснить местонахождение наиболее пониженного давления.

    В узел подпитки, прямо между контуром обогревательной установки и подпиточной линией, монтируется клапан.

    Кроме того, если в закрытой системе отопления сетевой насос вырабатывает гораздо больше давления, чем подпитка, то устройству может потребоваться подпиточный насос.

    В случае если обогревательной установке необязательно наличие последнего, то все равно необходимо установить клапан для подпитки. Он требуется, чтобы предотвратить вытекание воды в подпиточный узел обогрева. При этом также нужно помнить о манометрах, которые применяются для определения и контролирования давления системы отопления.

    Схема работы.

    Контролирование подпитки закрытой системы отопления

    Для компенсации перепадов давления в закрытой системе и понижения габаритов обогревательного устройства иногда применяются мембранные цистерны. При их наличии практически полностью отпадает необходимость добавлять воду в отопительный бак.

    В этом случае подпиточная линия контролируется индивидуально, посредством подключения насоса. Такой тип конструкции является простейшим, но при функционировании необходимо прослеживать степень давления в установке самостоятельно. При его усилении выше разрешенной нормы запускается клапан предохранения, что является нежелательным.

    Такие установки относятся к малым системам отопления и позволяют осуществлять контроль самостоятельно. В гораздо больших сетях коммуникаций применяется автоматическая подпитка, поскольку производить расчет функционирования и управлять вручную подобной схемой — довольно трудоемкий процесс.
    .

    Преимущество и монтаж автоматики

    Наиболее важное достоинство подобного устройства — это отсутствие стороннего управления и постоянного надзора. Узел автоматической подпитки функционирует независимо, возлагая на себя расчет и контроль давления.

    Если в обогревательной установке давление упадет ниже допустимого показателя, сработает особый клапан, который способствует пополнению цистерны теплоносителя. После прихода давления в норму, он автоматически отключится. Таким образом, автоматика полностью контролирует подпитку, при этом избегая аварий.

    Схема подпитки.

    Виды

    Автоматические подпиточные системы бывают различных видов со своими преимуществами и недостатками.

    Электрическая

    Самой популярной является электрическая система. Преимущество такой установки в том, что ее монтаж не требует особых усилий. Кроме того, этот вид обходится дешевле. При этом электрическая система очень качественно исполнена и способна прослужить много лет.

    Схема работы очень проста. Необходимо монтировать подпиточный клапан и поместить метрический датчик (манометр) в отопительную установку. Затем нужно определить, какой исполнительный механизм и насос будут использоваться для автоматической подпитки. Таким механизмом может быть электрический клапан, задвижка или даже вентиль.

    Байпасная схема монтажа

    В закрытой системе отопления давление изменяется под действием температуры теплоносителя. Компенсация повышенного давления в установке происходит при помощи экспанзомата, который, в свою очередь, поглощает нужное количество воды при тепловом расширении.

    При охлаждении воды она уменьшается в объемах. При разгерметизации в отопительную установку может попасть воздух и под его воздействием давление в устройстве упадет. По этой причине большинство использует байпасную схему при установке автоматической системы отопления.

    Включение установки производится при помощи вентиля, который позволяет наполнить бак жидкостью. При необходимости его можно заменить при помощи установочных кранов. В большинстве случаев обратный клапан имеется в самой установке и необходимость в его отдельном монтаже отпадает.

    Установку нужно начинать с подготовительных работ. Запакуйте все резьбовые участки: с одной стороны запаковывается полипропиленовая муфта (американка), а с другой стороны – концевая муфта.

    Необходимо впаять краны и врезать стандартный манометр. После этого подключайте конструкцию в любое место обогревательной установки.

    Конфигурация устройства автонаполнения

    Перед включением установки нужно произвести ее конфигурацию и указать необходимое для работы давление. Если обратить внимание на верхнюю часть устройства, то там можно обнаружить специальный винт, который предназначен для регулировки рабочего давления. Выкрутите винт до упора и начните медленно закручивать обратно, посматривая на манометр. Когда давление достигнет требуемой вам отметки, закрепите его контргайкой. Рычаг, который находится внизу запорного устройства, применяется редко, потому как он необходим только для выпуска жидкости в контур. Это можно сделать, открутив винт и, соответственно, перекрыть ее выход, закрутив.

    Еще раз осмотритесь и убедитесь, что устройство настроено правильно, и все узлы в рабочем состоянии.

    Подпитка системы отопления и ее составляющие: клапан, насос, автоматика

    Рассмотрим такой вопрос как  подпитка системы отопления, что это такое, для чего она нужна, как правильно монтируется узел подпитки для системы  отопления, и как сделать так, чтобы этот процесс происходил автоматически.

    [содержание]

    Для чего нужна подпитка отопления

    Для нормальной работы отопительной системы и поддержания рабочего давления объем теплоносителя должен быть более или менее постоянным. Однако как бы мы не стремились обеспечить 100% герметичность отопления, утечки в небольших размерах все равно присутствуют. Жидкость теряется в виде пара через клапан развоздушивания, любой насос рассчитан на то, что некоторое количество воды будет просачиваться через сальниковое уплотнение, смазывая его, но при этом теряясь, существует и небольшое просачивание через любые стыки.

    Это довольно незначительные количества, но с течением времени они суммируются, тем более для падения давления не обязательна значительная утечка. Поэтому все отопительные системы снабжаются линией для подпитки – периодического или постоянного пополнения теплоносителя.

    Как правильно монтируется линия подпитки

    Автоматический клапан подпитки “ALIMAT ” ALMD Watts

    Для правильной работы подпитывающей системы при ее проектировании и монтаже необходимо соблюсти следующие правила:

    1. Пополнение системы осуществляется в точке, где самое низкое давление – перед входом сетевых насосов;
    2. Для управления процессом, между контуром отопления и питающей линией обязательно врезается кран, задвижка или управляемый клапан;
    3. Если сетевой насос создает большее чем подпитка давление, то узел обязательно включает в себя повысительный насос;
    4. Для исключения случайного ухода воды в питающую линию обязательно монтируется обратный клапан;
    5. Для контроля давления подпитки устанавливаются манометры.

    Управление подпиткой

    В небольших отопительных системах скачки давления и уменьшение объема теплоносителя компенсируется чаще всего мембранными баками. Поэтому добавлять воду можно относительно редко и, для упрощения конструкции, включают насос и открывают и закрывают линию подпитки вручную.

    При этом нужно контролировать давление системы, чтобы оно не поднялось выше допустимого, и не сработал предохранительный клапан на котле.

    В больших системах отопления желательно обустройство автоматической подпитки (также, часто она входит в схему автоматики котла).

    Как работает и как устроить автоматическую систему подпитки отопления

    Алгоритм работы подобного устройства предельно прост, он состоит из всего лишь двух шагов:

    1. При падении давления немного меньше рабочего (настраивается в разных пределах от 1 до 10%) открывается клапан (при необходимости включается насос) и отопление пополняется теплоносителем;
    2. При достижении рабочей величины напора клапан и насос выключаются.

    Реализация подобной схемы довольно проста. Это может быть механический клапан с импульсной трубкой (так как желательно контролировать давление на подаче), однако импульсные трубки проложить сложнее чем электропроводку, а если в питающей линии имеется насос, то требуются дополнительные элементы для управления им. Поэтому чаще реализуется электрическая система, которая довольно проста.

    На подающем трубопроводе системы отопления врезается электроконтакный манометр (или другой подобный датчик) с двумя контактными группами, отрегулированными на разные давления. Одна группа (настроенная на меньшее значение) через промежуточные реле или прямо через контактор включает исполнительный механизм и насос, вторая выключает. Исполнительным механизмом может быть любая подходящая по параметрам дистанционно управляемая запорная арматура (электроклапан, задвижка или вентиль с серво-  или даже обычным электромотором), так как время быстродействия в этом случае маловажно.

    Еще следует заметить – если для приготовления питающей воды используются станции химводоочистки без накопительных емкостей (на небольших котельных), то автоматика должна давать приказ и на их запуск.

    Если у вас есть бойлер, подпитку можно организовать следующим образом:

    ТРМ232М

    5 встроенных конфигураций под типовые ИТП (1-2 контура/отопление/ГВС/циркуляционные насосы/подпитка/ХВС).

    В конфигурациях №4 и №5 Применяется совместно с модулем расширения МР1.

    ОВЕН ТРМ232М – контроллер для регулирования температуры в системах отопления, ГВС и управления насосными группами. Предназначен для управления ИТП и ЦТП жилых и производственных зданий. В комплекте с датчиками и исполнительными механизмами ОВЕН ТРМ232М обеспечивает контроль и регулирование температуры и давления, управляет циркуляционными насосами контуров, насосами ХВС и контуров подпитки.

    Преимущества ОВЕН ТРМ232М

    • В прибор встроены 5 готовых конфигураций под типовые ИТП и ЦТП (пользователю достаточно выбрать свою):
      1. Один контур: Отопление
      2. Один контур: ГВС
      3. Два независимых контура: ГВС + Отопление, без циркуляционных насосов
      4. Два независимых контура: Отопление
      5. Два независимых контура: Отопление + ГВС
    • Полная автоматизация одного контура с помощью одного прибора (без модуля расширения).
    • Управление насосами ХВС.
    • Быстрая конфигурация (настройка) прибора:
      • инструкция для быстрого запуска системы с панели прибора – «Быстрый старт»;

    Функциональные возможности ОВЕН ТРМ232М

    • Регулирование отопительного контура по температурному графику.
    • Управление циркуляционными насосами с ротацией и автоматическим вводом резерва (АВР), насосами подпитки и ХВС.
    • Универсальный аналоговый вход.
    • Режим энергосбережения в ночное время и выходные.
    • Контроль по превышению обратной воды.
    • Автоматическая настройка ПИД-регуляторов.
    • Автоматический выбор режимов (нагрев / ночь / летний / обратная / авария датчиков / авария насосов).
    • Диагностика аварийных ситуаций (обрыв датчиков температуры и датчиков положения, неисправность насосов).
    • Поддержка интерфейсов RS-485 и RS-232 для работы в системе диспетчеризации.
    • Поддержка протоколов обмена: ОВЕН, Modbus-RTU и Modbus-ASCII.
    • Быстрая настройка контроллера
      • вручную с панели прибора – по инструкции «Быстрый старт».

    Сравнение приборов для управления системами отопления и ГВС

    Контроллеры для систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС) ТРМ132М

    Контроллер для одно- и двухконтурных систем отопления и ГВС ОВЕН ТРМ232М

       

    Для систем отопления и ГВС с регулирующими клапанами с 3-позиционным (220 В 50 Гц) либо аналоговым (0…10 В, 4…20 мА) управлением.

    • Универсальные входы.
    • Управление циркуляционными насосами.
    • Управление клапаном контура подпитки.

    Для одноконтурных и двухконтурных систем отопления и ГВС, для управления ИТП и ЦТП.

    • 5 готовых встроенных конфигураций под типовые ИТП и ЦТП.
    • Полная автоматизация одного контура с помощью одного прибора (без модуля расширения).
    • Управление насосами ХВС.
    • Быстрая настройка: «Быстрый старт» (с панели прибора) или программа-конфигуратор (с ПК).

    Системы тепловых насосов | Департамент энергетики

    Для климата с умеренными потребностями в отоплении и охлаждении тепловые насосы являются энергоэффективной альтернативой печам и кондиционерам. Как и ваш холодильник, тепловые насосы используют электричество для передачи тепла из прохладного помещения в теплое, делая прохладное пространство более прохладным, а теплое — теплее. Во время отопительного сезона тепловые насосы перемещают тепло из прохладного помещения в ваш теплый дом, а во время сезона охлаждения тепловые насосы перемещают тепло из прохладного дома в теплое помещение.Поскольку они перемещают тепло, а не генерируют тепло, тепловые насосы могут обеспечить эквивалентное кондиционирование помещения всего за четверть стоимости эксплуатации обычных нагревательных или охлаждающих приборов.

    Есть три типа тепловых насосов: воздух-воздух, водоисточник и геотермальный. Они собирают тепло из воздуха, воды или земли за пределами вашего дома и концентрируют его для использования внутри.

    Самым распространенным типом теплового насоса является тепловой насос с воздушным источником тепла, который передает тепло между вашим домом и наружным воздухом.Современные тепловые насосы могут снизить потребление электроэнергии для отопления примерно на 50% по сравнению с электрическими нагревателями сопротивлением, такими как печи и обогреватели для плинтусов. Высокоэффективные тепловые насосы также осушают лучше, чем стандартные центральные кондиционеры, что приводит к меньшему потреблению энергии и большему комфорту охлаждения в летние месяцы. Тепловые насосы с воздушным источником тепла использовались в течение многих лет почти во всех частях Соединенных Штатов, но до недавнего времени они не использовались в регионах, которые испытывали длительные периоды отрицательных температур.Однако в последние годы технология тепловых насосов с воздушным источником тепла претерпела значительные изменения, и теперь они предлагают законную альтернативу обогреву помещений в более холодных регионах.

    Для домов без воздуховодов тепловые насосы с воздушным источником также доступны в бесканальной версии, называемой мини-сплит-тепловым насосом. Кроме того, особый тип воздушного теплового насоса, называемый «чиллер с обратным циклом», генерирует горячую и холодную воду, а не воздух, что позволяет использовать его с системами лучистого теплого пола в режиме обогрева.

    Геотермальные (грунтовые или водные) тепловые насосы достигают более высокой эффективности за счет передачи тепла между вашим домом и землей или близлежащим источником воды.Хотя их установка и стоит дороже, геотермальные тепловые насосы имеют низкие эксплуатационные расходы, поскольку они используют преимущества относительно постоянной температуры земли или воды. Геотермальные (или наземные) тепловые насосы имеют несколько основных преимуществ. Они могут снизить потребление энергии на 30-60%, контролировать влажность, прочные и надежные, и подходят для самых разных домов. Подходит ли вам геотермальный тепловой насос, будет зависеть от размера вашего участка, грунта и ландшафта. Тепловые насосы, работающие на грунте или воде, могут использоваться в более суровых климатических условиях, чем тепловые насосы, работающие на воздухе, и удовлетворенность клиентов системами очень высока.

    Новым типом теплового насоса для бытовых систем является абсорбционный тепловой насос, также называемый газовым тепловым насосом. Абсорбционные тепловые насосы используют тепло в качестве источника энергии и могут работать от самых разных источников тепла.

    Для получения дополнительной информации об этих конкретных типах тепловых насосов перейдите по ссылке:

    Гликолевые пакеты для макияжа | Компания Wessels

    Наборы для макияжа с гликолем

    Наборы для подпитки на основе гликоля

    работают за счет автоматической подачи воды под давлением или смеси воды и гликоля в систему отопления помещений с замкнутым контуром, охлажденную воду, таяние снега, лучистое отопление или систему управления технологическим процессом.Разработанный пакет разработан для обеспечения поддержания критических минимальных уровней давления в системе. Пакет GMP предлагает несколько преимуществ, предотвращая крупные наводнения в случае разрыва системы, устраняя необходимость в системе предотвращения обратного потока, защищая систему от замерзания за счет использования заранее определенного решения, обеспечивая соответствие EPA и поддерживая давление в системе. . Базовый комплект для подпитки гликоля состоит из резервуара для раствора и станции контроля наддува насоса.Предварительно смешанная жидкость хранится в резервуаре, поддерживается вручную и изолирована от водопровода здания, что исключает возможность перекрестного загрязнения питьевой воды здания. Станция контроля наддува насоса хранит часть жидкости под давлением и дозирует ее в систему отопления или управления технологическим процессом с точным требуемым давлением.

    Wessels предлагает четыре типа гликольных систем, включая Glymatic (единый системный пакет), GMP (одинарный системный пакет), GMPD (одинарный / двойной системный пакет) и GMPT (сдвоенный насос с генератором).

    Глиматическая система

    Система Wessels Glymatic состоит из отдельно стоящего резервуара для раствора, который содержит раствор гликоль / вода или водный раствор при атмосферном давлении. Узел повышения давления устанавливается на полимерную крышку резервуара с растворами высокой плотности, удерживая узел повышения давления над полом.

    Узнать больше

    Разделитель

    Симплексная система

    Одиночная система Wessels GMP предназначена для автоматического обслуживания одной системы с обратной связью.Эта серия GMP доступна с резервуарами емкостью 50 или 100 галлонов и станцией контроля наддува насоса мощностью 1/3 и ½ л. С. С магнитным пускателем.

    Узнать больше

    Разделитель

    Дуплексная система

    Двойная система Wessels GMP предназначена для автоматического обслуживания двух отдельных систем с обратной связью. Эта серия GMPD доступна с резервуарами емкостью 50 или 100 галлонов и станцией контроля наддува насоса мощностью 1/3 и ½ л. С. С магнитным пускателем.

    Узнать больше

    Разделитель

    Двойная система

    Система с двумя насосами Wessels GMP предназначена для автоматического обслуживания одной системы с обратной связью. Эта серия GMP доступна с резервуарами емкостью 50 или 100 галлонов и станцией контроля наддува насоса мощностью 1/3 и ½ л. С. С магнитным пускателем.

    Узнать больше

    Рециркуляционные системы для горячего водоснабжения и отопления

    Раннее утро, и твоя рутина начинается.Насколько холодным кажется пол в ванной под босыми ногами? Как долго длится душ до того, как на самом деле выльется горячая вода? Сколько холодной и прохладной воды только что ушло в канализацию? Это беды, которые могут раздражать многих ежедневно. Однако есть те, кто никогда с ними не разбирается. Полы и комнаты нагреваются равномерно, а горячая вода по трубам доставляется быстро, если не мгновенно: войдите в мир рециркуляции.

    Используя насосы или естественную конвекцию (в пассивной системе), системы рециркуляции продвигают поток горячей воды из вашего бойлера или водонагревателя через ваш дом и обратно к источнику тепла.Эти системы чаще всего используются для водяного отопления полов и плинтусов или для уменьшения или даже устранения ожидания горячей воды в светильниках по всему дому. Понятно, что главное преимущество здесь — экономия воды. Рециркуляция экономит много галлонов воды, которые тратятся впустую из кранов для горячей воды, а водяное отопление обеспечивает циркуляцию одной и той же воды снова и снова. Комфорт и удобство обеспечивают быстрое горячее водоснабжение даже в самом дальнем уголке дома. Добавьте к этому, что большинство пользователей полов с подогревом, похоже, более чем удовлетворены этим, и вы даже можете начать рассматривать рециркуляцию для своего дома.Однако речь идет не только об экономии воды, необходимо учитывать ряд важных моментов, касающихся энергоэффективности, удобства и производительности.

    Есть два типа рециркуляционных систем: закрытые и открытые.


    Закрытые системы: водяное отопление

    Насосы чугунные предназначены для закрытых систем. Закрытые системы обычно ассоциируются с системами водяного отопления и охлаждения, такими как теплые полы и системы плинтусов. Это системы, в которые не вводится пресная вода, а избыток кислорода удаляется с помощью какого-либо вентиляционного отверстия, воздухоотделителя или воздухоочистителя.Если бы это не было так и пресная вода циркулировала регулярно (как в открытой системе), железо быстро ржавело бы, в конечном итоге загрязняя воду, достигающую арматуры, и приводил к отказу насоса. Вот почему чугунные насосы не следует использовать для питья в циркуляционных (открытых) системах горячего водоснабжения.

    В системе отопления дома насос подсоединяется к бойлеру и пополняет горячую воду в трубопроводе системы отопления, одновременно возвращая более холодную воду в бойлер.Многие считают, что водяные системы обогрева полов и плинтусов более удобны, чем стандартные системы с принудительной подачей воздуха. Во многом это связано с тем, что тепло в этих системах распределяется по большой площади пола и / или стены, создавая, по сути, один большой радиатор. Тепло медленно перемещается по воздуху, мягко и эффективно согревая тело. Это контрастирует с большинством систем с принудительной подачей воздуха, где основная часть тепла быстро отводится к потолку, что приводит к неудобному расслоению температуры в помещении.Некоторые пользователи этих типов гидронных систем также отмечают улучшение качества воздуха из-за отсутствия пыли и других частиц, проникающих в воздух их дома. Тем не менее, многие системы приточного воздуха можно фильтровать, а в гидравлических системах пыль просто оседает вокруг дома, и с ней все еще нужно бороться.

    Лучистому напольному отоплению часто требуется больше времени для повышения температуры в комнате, чем воздушному отоплению, особенно если система была отключена в течение некоторого времени. Однако качество тепла, которое в конечном итоге вырабатывается — сбалансированное, равномерно распределяемое и не содержащее аллергенов — обычно бывает достаточно, чтобы компенсировать временные неудобства.При использовании этих систем особое внимание следует уделять материалу пола, под которым они находятся. В частности, деревянные и ламинатные полы могут быть повреждены из-за слишком высокой температуры воды. Теплый пол обычно не рекомендуется для полов с ковровым покрытием, так как изоляция ковра затрудняет отвод тепла через пол.

    Гидравлическое отопление не защищено от замерзания и разрывов. В холодном климате пропиленгликоль часто смешивают с водой в отопительной системе в качестве антифриза.Это важно для домов с трубопроводами, которые потенциально могут подвергаться воздействию отрицательных температур, а также для домов, которые какое-то время могут пустовать. Многие циркуляционные насосы могут безопасно обрабатывать смесь воды и пропиленгликоля в соотношении 50/50.

    Системы водяного отопления могут быть довольно сложными, а проектирование и установка — непростыми. По этой причине мы настоятельно рекомендуем тем, кто рассматривает такую ​​систему, поручить проектирование и установку профессионалу, хорошо разбирающемуся в водяном отоплении.


    Открытые системы: циркуляция горячей воды

    Открытая система подключается к основной системе водоснабжения через водонагреватель. Пресная вода подается регулярно, так как вода используется в светильниках. Насосы, используемые в этих системах, изготовлены из бронзы или нержавеющей стали — материалов, которые не ржавеют. Для возврата охлажденной воды для повторного нагрева можно использовать выделенную линию возврата к водонагревателю или существующую линию холодной воды в доме. Эти системы в первую очередь предназначены для использования в системах горячего водоснабжения, например, для обеспечения «мгновенной» горячей водой всех бытовых приборов.Вместо того, чтобы ждать минуты, пока горячая вода достигнет душа в дальнем конце дома, ее можно доставить мгновенно или за несколько секунд. Холодная вода, которая обычно уходила в канализацию, возвращается обратно в обогреватель. Эти системы чаще всего используются в больницах, гостиницах и крупных зданиях, но они нашли применение в большем количестве домов благодаря большей эффективности и более низким ценам.

    Пример традиционной системы рециркуляции воды

    Специальный обратный или байпасный клапан?

    Открытые системы со специальной возвратной линией обычно используются в старых домах или встраиваются в новые дома на этапе строительства.Монтаж возвратной линии в существующую конструкцию сложен и часто является непомерно дорогостоящим. Однако обратные линии идеальны, поскольку они не зависят от линий подачи и не смешивают теплую воду с холодной. Когда обратный трубопровод невозможен, трубопровод холодной воды можно использовать для подачи воды обратно в водонагреватель с помощью насоса, установленного на водонагревателе, и специального перепускного клапана, установленного под арматурой, наиболее удаленной от водонагревателя. Хотя такие системы удобны и просты в установке (и часто являются единственным вариантом модернизации), они могут немного изменить исходную проблему: для получения действительно холодной воды крану может потребоваться немного поработать.Байпасные клапаны закрываются при установленной температуре, поэтому любая вода ниже этого порога будет течь в линию холодной воды: если клапан настроен на закрытие при 103 ° F, около 102 ° F воды будет смешиваться с подающей холодной водой. Хотя ожидание горячей воды не вызывает такого раздражения, об этом следует помнить.

    Как и в случае любого механического устройства, перепускной клапан может выйти из строя. Хотя это может быть редкостью, но стоит помнить: если это произойдет, возможно, что вода непосредственно из водонагревателя — с температурой до 140 ° — потечет через линию холодной воды, не оставив ничего, кроме очень горячей воды. ваши приспособления.В качестве меры безопасности вы можете рассмотреть возможность добавления регулирующего клапана в линию горячей воды перед байпасным клапаном. В случае выхода из строя байпасного клапана это гарантирует, что вода, поступающая в холодную линию, будет иметь приемлемую температуру (то есть не обжигающую). Установка обратного клапана между холодной линией и клапаном темперирования гарантирует, что дополнительная горячая вода не попадет в холодную линию.

    Также стоит отметить, что когда холодная вода используется в приборе, где установлен специальный перепускной клапан, давление в этой линии падает.Если в это время байпасный клапан открыт, через него будет течь теплая вода. Это, в свою очередь, приведет к выходу воды из нагревателя, которая заменяется водой из основного источника и нагревается. Таким образом, даже когда используется только холодная вода, водонагреватель может включиться, тратя энергию.

    Бесконтактный? Если у вас есть водонагреватель без резервуара, необходимо провести дополнительные исследования, если рассматривается возможность использования системы рециркуляции. Циркуляционные насосы обычно имеют низкую скорость потока и могут не иметь мощности, необходимой для активации некоторых безбаквальных нагревателей, и может потребоваться включение в систему небольшого накопительного резервуара.Что еще хуже, установка некоторых насосов может привести к повреждению или аннулированию гарантии на безбаковый водонагреватель.

    Опции управления

    Насосы, используемые в системах рециркуляции воды, могут работать непрерывно или активироваться таймером, термостатом, панелью управления или датчиком движения. Какой тип управления используется, зависит от желаемой экономии энергии и удобства. Постоянно работающий насос гарантирует мгновенную подачу горячей воды в каждом приспособлении, но при постоянной и регулярной работе насоса для нагрева воды будет использоваться энергия, даже если в этом нет необходимости, и это может сократить срок службы насоса.

    У тех, кто стремится к эффективности, есть несколько вариантов. Таймеры позволяют насосу работать только в заданное время, когда потребность в горячей воде максимальна. Это часто бывает по утрам и вечерам для душа и мытья посуды. В остальное время спрос значительно снижается (или отсутствует, если в течение дня никого нет дома). Это снижает нагрузку на насос и водонагреватель, но может быть неудобно, если горячая вода необходима вне установленного времени: насос нужно будет включить вручную или кран должен будет работать.Дистанционные переключатели доступны для многих насосов, что позволяет включать насос из любой точки дома.

    Термостат можно использовать в дополнение к таймеру или отдельно. Термостат отключает насос, когда в трубопроводе горячей воды достигается высокая температура, и включает его снова, когда температура падает ниже определенной точки. При использовании с таймером термостат будет управлять насосом только во время цикла таймера, что делает систему еще более эффективной. В системах со специальной возвратной линией термостат обычно устанавливается на этой линии, а не на линии горячей воды, чтобы гарантировать, что насос не отключится преждевременно.

    Для максимальной эффективности рециркуляции горячей воды с приводом от насоса нужно отказаться от мечты о мгновенном нагреве воды и довольствоваться ожиданием в течение нескольких секунд, используя систему по запросу. Системы по требованию полагаются на то, что пользователь активирует насос на арматуре, когда потребуется горячая вода. Это можно сделать с помощью кнопки или переключателя на стене или с помощью датчиков движения, которые включают насос, когда кто-то входит в комнату. Поскольку горячая вода подается в линии только при активации, ей потребуется немного времени, чтобы добраться до прибора, в котором вы находитесь.

    Одним из самых популярных предложений по запросу является система управления ACT D’MAND. Эта инновационная установка включает рециркуляционный насос, настенный выключатель активации и термодатчик, расположенный на главной линии горячей воды, который выключает насос, когда температура воды, проходящей через него, повышается на 6 градусов. Включение этого термодатчика делает систему более безопасной при использовании холодной линии в качестве обратной, поскольку по-настоящему горячая вода никогда не может попасть в нее. А поскольку насос работает не дольше, чем необходимо, также экономится энергия.

    При работе только тогда, когда есть потребность в горячей воде, потребление энергии значительно сокращается. Фактически, системы по требованию — единственный тип рециркуляции горячей воды в доме, принятый программой EPA WaterSense, и многие штаты и округа даже предлагают скидки на новые установки.

    Стоит ли рециркуляция?

    Какими бы ни были опции или элементы управления, эти системы действительно экономят воду. Трудно определить, сколько они экономят, и варьируется в зависимости от каждого домохозяйства. Вы можете получить представление о том, сколько воды тратится впустую, если потратите на это день.Вместо того, чтобы слить холодную воду в канализацию, переложите краны в ведро и используйте воду для домашних животных, растений, смыва туалетов и т. Д. Вы будете иметь представление о типичных расходах воды и о том, что вы делаете с этой информацией. — это суждение: во многих местах вода дешевле, чем энергия, и добавление стоимости насоса, установки, электричества и потенциально более широкого использования водонагревателя может свести на нет любую экономию денег, которая изначально считалась возможной. Энергопотребление современных рециркуляционных насосов минимально, некоторые потребляют всего 65 Вт.Однако, пожалуйста, также учтите, что основной проблемой, связанной с использованием энергии в любой системе водяного отопления, являются потери тепла из труб горячей воды и последующий повторный нагрев этой воды. Изоляция линий горячей воды имеет решающее значение для предотвращения максимально возможных потерь тепла.

    Как всегда, существует компромисс между эффективностью и удобством. Те, кто больше озабочен мгновенной подачей горячей воды и уменьшением потерь воды, могут найти больше преимуществ в непрерывном насосе, приводящем в действие их систему рециркуляции.Хотя счета за электроэнергию могут возрасти, комфорт и роскошь от того, что никогда не придется ждать горячей воды, могут того стоить. Другие могут согласиться на короткое ожидание — особенно если в противном случае им пришлось бы слишком долго — своего горячего душа. И чем лучше будет изолирована линия горячего водоснабжения, тем короче будет ожидание.

    Системы рециркуляции — не единственный способ ускорить подачу горячей воды и не единственный способ ее экономии. В зависимости от ситуации они могут оказаться слишком дорогими, неэффективными или непрактичными.Если вы слишком долго ждете горячей воды, устали тратить ее впустую или беспокоитесь о потере энергии из-за потери тепла, есть ряд простых и недорогих вещей, которые вы можете сделать, прежде чем окунуться в рециркуляцию. Если ваши водопроводные линии не изолированы, немедленно устраните это. Попробуйте использовать низкотехнологичные подходы, например, налейте в ведро прохладную воду, пока вы ждете горячей; вы, вероятно, найдете все виды использования этой потенциальной сточной воде.

    Новые дома могут обладать теми же преимуществами, что и рециркуляционная система, используя только конструктивные особенности, такие как размещение светильников как можно ближе к водонагревателю.Если вы строите дом, проконсультируйтесь с архитектором и подрядчиком, чтобы узнать, что можно сделать, чтобы минимизировать потери воды и сократить время доставки горячей воды. Если выбрана система рециркуляции, обязательно установите выделенную обратную линию, пока это все еще несложно. Пассивная рециркуляция (или «гравитационная петля») часто упоминается как вариант при некоторых обстоятельствах, но мы не рекомендуем ее. Вместо насоса эти системы используют конвекцию и гравитацию для поддержания постоянного потока горячей воды к вашим светильникам.В этих системах водонагреватель должен быть на более низком уровне, чем домашняя арматура (обычно в подвале). Пассивные системы постоянно возвращают воду в нагреватель, заставляя его работать круглосуточно. Это расходует энергию и может привести к ненужному износу нагревателя.


    Все мы знаем, что много воды тратятся каждый день, ожидая, пока она нагреется. Системы рециркуляции экономят эту воду и обеспечивают дополнительное преимущество в виде почти мгновенной подачи горячей воды во все приспособления в доме.Мы изучили некоторые предостережения, преимущества и альтернативы, предоставив вам информацию, необходимую для принятия наилучшего решения для вашего дома. Всегда помните: как бы вы ни решили это сделать, экономия воды жизненно важна, и ваши усилия в этом направлении вознаграждают не только вашу семью и кошелек, но и ваше сообщество!

    Готовы купить новый циркуляционный насос Grundfos?

    Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

    Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии.Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

    Один из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, — это использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической).Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основное преимущество этих систем заключается в том, что они обеспечивают постоянный нагрев с относительно нечастыми загрузками. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

    Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров за последние годы.Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используется для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены.

    Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

    В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

    • Топка, камера, в которой сжигается топливо;
    • Бак для воды, в котором поглощается и хранится тепло;
    • Насос и система трубопроводов для транспортировки нагретой воды;
    • Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
    • Система управления для контроля скорости использования тепла.

    При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

    1. Горение.Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
    2. Теплопередача. Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
    3. Сохранение тепла. Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

    Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

    Как горит дерево

    Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит 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 сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. 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 летучие вещества, содержащиеся в ней — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было 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 образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

    По мере того, как температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

    В какой-то момент во время горения куска дерева все смолы и газы улетучатся.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

    Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить 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 пределы того, насколько быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как слишком мало воздуха.

    Подача слишком большого количества воздуха в камеру сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

    Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме 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, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 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 плитами.«В агрегатах этого типа стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топку с огнеупорным кирпичом. огнеупорным кирпичом замедляет движение тепла от огня и тем самым повышает эффективность сгорания.

    Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, работает не хуже, чем белый огнеупорный кирпич для облицовки топки.Хотя красный кирпич не столь эффективно, он стоит около одной пятой столько, сколько белого огнеупорного кирпича.

    Конструкция топки

    На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного устройства. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

    Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка уже не слишком мала, добавив огнеупоры подкладки может помочь, потому что это сделает огнь гореть более горячее. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

    Мощность системы горячего водоснабжения можно описать 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 мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

    С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина достаточна. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

    Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер решетки составляет 5 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 и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.


    Таблица 1. Зависимость производительности системы от объема камеры сгорания.
    Производительность системы (БТЕ / ч) 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 дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие схемы и их комбинации:

    • Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
    • Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
    • Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

    Использование вентиляторов для подачи 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 выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

    Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная мощность системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

    2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

    Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

    .

    6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

    Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

    .

    1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб. Футов / мин)

    Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

    405 кубических футов в минуту x 1,5 = 608 кубических футов в минуту

    Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

    Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

    608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

    Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

    При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

    760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

    Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Статического давления воды в 1 дюйм будет более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

    Вышеприведенные расчеты можно применить к системам самых разных размеров. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.


    Таблица 2. Размеры стеклопакетов для различных систем.
    Производительность системы (БТЕ / ч) Размер стекового вентилятора (куб. Фут / мин при 1 дюйм.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 в системах водяного отопления является коробление дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на рис. 2, была сделана из стали 1, 2 дюймов с существенным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

    Опыт показал, что полностью решить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери 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-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть мощности циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

    Конструкция решетки

    Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, 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 необходимо не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200 000 БТЕ / час потребуется:

    200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

    Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 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.

    Создать удовлетворительную решетку сложно. 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 от дюймов до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх дном, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии 1 2 на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если покупать их на свалке металлолома.

    Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

    Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

    Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

    Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это бак для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.


    Таблица 3. Типоразмеры металлических резервуаров для хранения.
    Вместимость (галлонов) Диаметр Длина
    500 48 из 64 в
    560 42 из 92 из
    1 000 49 1 2 дюйм 10 футов
    2 000 64 в 12 футов
    4 000 64 в 24 футов
    6 000 8 футов 16 футов 1 дюйм
    8,000 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 созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Осторожно: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит горючие материалы, если он не будет тщательно очищен и проветрен. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — смешать около 2 фунтов моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

    Емкость накопления тепла

    Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. 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 в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

    По определению, одна британская тепловая единица (BTU) — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 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 на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

    Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается 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

    указывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

    На самом деле, снижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

    .

    212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

    Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

    Если заданная тепловая нагрузка определена как 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

    200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

    Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

    .

    1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10714 фунтов

    Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

    На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

    Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода идет к загрузке и от нее.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

    Очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии резервуара. 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 — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

    Также хорошей идеей является установка термометра на линиях с обеих сторон нагрузки — например, на впускной и выпускной линиях радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, 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 максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

    Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

    Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. 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 реальной эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в ​​последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, 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 выделять ее с контролируемой скоростью.

    Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость аккумулирования не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирующей тепло системы слишком мала.

    Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

    Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, 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. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

    Изоляция

    Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.


    Таблица 4. Эффективность изоляции трех толщин на большом резервуаре для горячей воды.
    Толщина изоляции (дюймы) Значение «R» Тепловые потери (БТЕ / ч) 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 1 000
    2,0 ​​ 14,5 6900 13.25 2 000
    Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов.
    1 При разнице температур воды и окружающей среды 100 ° F.
    2 При условии, что древесина стоит 40 долларов за шнур.
    3 Предполагается, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут на дюйм толщины.

    Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции могут быть легко оправданы экономией на затратах на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более 1 / 2 дюймов трудно оправдать.

    Один из вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, можно удерживать на месте с помощью проволочной сетки с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

    Защита от ржавчины

    Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

    Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

    Пожарные трубы

    Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано так, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

    Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, 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 около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

    Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.


    Таблица 5. Линейные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.
    Номинальный размер трубы (дюймы) Внешний диаметр (дюймы) линейных футов 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 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. Подходящей топкой такого объема может быть топка 1 1 2 футов в длину, 2 фута в ширину и 3 фута в высоту. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

    Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 1 2 -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

    73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

    Около 147 погонных футов 1 1 2 -дюймовой трубы 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 фут

    Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения стоимости, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 1 2 дюймов и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако сваривать большую трубу намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

    Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на дымовые трубы нанесено покрытие.

    Стратификация

    Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

    Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду нужно поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

    Лучшее решение — установить непрерывно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо 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 мощностью 1 6 от до 1 2 .

    Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

    Трубопровод

    Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, 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 и 300 футов от резервуара.
    Нагрузка (БТЕ / ч) Расход (галлон / 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 трубы из ХПВХ подходит следующий меньший размер

    За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или помещений для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 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 могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

    По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах 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. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, аналогичная 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 нагрузке, так и от нее были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

    Если трубы будут прокладываться над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает, если она защищена от солнечных лучей.

    Гораздо труднее изолировать трубу, когда она проложена под землей. просто закапывать трубы в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из вспененного пенопласта, например, из пенопласта, изготовлено из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается 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 на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных трубопроводов, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы поддерживаются на расстоянии 2 или 3 дюймов от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, которая полностью окружает и покрывает трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

    Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

    Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

    Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен 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 распределительной системе.

    Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.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 насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

    Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, 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. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в 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 их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор размером 1 1 2 футов шириной и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

    Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

    Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать, и его можно отключить вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходуется, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что пожарные трубы являются теплообменниками и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

    Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

    Древесина, хотя и является хорошим топливом, 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 спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называют зеленой древесиной.После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, она называется выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. Это значение называется равновесной влажностью. (ЭМС). Фактический процент определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из топливной древесины.

    Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы.Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

    118-84 = 34 унции воды

    34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

    Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины. Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

    Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося 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, является ли он зеленым или сухим. 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 различной влажности.


    Таблица 7. Энергетическая ценность древесины при различной влажности.
    Влагосодержание во влажном состоянии (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 90 215
    15 (правильно приправленные) 7,160 3,482
    20 6 680 3,700
    25 6 200 3 947
    30 5,720 4 229 90 215
    40 4,760 4 933
    50 (зеленый) 3,800 5,920

    Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

    Плотность

    Опыт показал, что дуб — лучшая древесина для обогрева, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

    Другие виды топлива

    Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

    Помимо более традиционных форм древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со стройплощадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

    Сравнение стоимости топлива

    Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

    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 правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

    Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

    Мазут: 0,13 доллара за фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 доллара за миллион БТЕ

    Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион БТЕ

    Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того 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 за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

    При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует 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 нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

    Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, недостаточно, чтобы система эффективно сжигала топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

    Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

    Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

    7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

    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, отдаваемая системой, составляет:

    2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / час

    Эффективность системы — это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

    Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

    E = 859 050 / 1,432 000

    E = 0,60 или 60%

    Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

    Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

    При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.


    Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.
    Тип системы КПД (в процентах)
    Электрический резистивный нагреватель 98
    Обогреватель сжиженного или природного газа 75
    Масляная печь 65
    Система горячего водоснабжения на древесном топливе 60

    Значения в таблице 9 основаны на показателях эффективности, показанных в таблице 8, и при предположении, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7,160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.


    Таблица 9. Сравнение безубыточной стоимости древесного топлива по сравнению с мазутом и сжиженным нефтяным газом с учетом относительной эффективности системы.
    Расходы на топливо
    Дерево (на шнур) Мазут (на галлон) Сжиженный газ (на галлон)
    $ 10 0,06 доллара США 0,043 долл. США
    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

    Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

    Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, «Руководство по энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий».Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

    Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

    Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

    Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

    Древесина как энергия, обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

    Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

    Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

    Майк Бойет

    Philip Morris Professor
    Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

    р.В. Уоткинс

    Профессор
    Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

    Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

    Дата публикации: янв.1, 1995
    AG-398

    N.C. 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.

    Что такое тепловой насос? : MNGHPA

    Тепловой насос — это устройство, в котором для передачи тепловой энергии используется хладагент и процесс охлаждения.В большинстве домов уже используются тепловые насосы. Это холодильники, кондиционеры, льдогенераторы и осушители. Каждое из этих устройств использует один и тот же принцип перемещения тепла по сравнению с созданием тепла от сжигания ископаемого топлива. Очень интересным аспектом процесса охлаждения является то, что он оптимизирует используемую электрическую энергию, умножая эту энергию в 5 раз. Поскольку источник энергии геотермального теплового насоса настолько обширен и стабилен, тепловой насос может легко достичь соотношения 1 единица купленной энергии к 5 единицам поставленной энергии.

    Тепловой насос состоит всего из нескольких компонентов, составляющих систему, как показано на схеме ниже. Компрессор является основным компонентом теплового насоса, который добавляет некоторую тепловую энергию за счет сжатия, но также перемещает хладагент, чтобы он мог поглощать тепловую энергию в других областях, а затем отдавать всю энергию в других. В системе теплового насоса всегда есть два теплообменника. Один теплообменник будет поглощать тепловую энергию, а другой выделять тепловую энергию на протяжении всего процесса.В зависимости от типа теплового насоса они могут быть выполнены по-разному, например, змеевик теплообменника воздух-хладагент или змеевик теплообменника вода-хладагент.

    Последние две основные части — это терморегулирующий клапан, который изолирует хладагент высокого давления от хладагента низкого давления. Это очень важно, так как давление хладагента необходимо снизить, чтобы хладагент мог кипеть или поглощать тепловую энергию при очень низкой температуре (ниже 50 ° F, что является температурой земли), и последняя часть — это реверсивный клапан, который позволяет то же самое. устройство для нагрева и охлаждения, просто меняя направление потока энергии.Поскольку у теплового насоса не так много движущихся частей, а детали очень похожи на холодильник, срок службы теплового насоса составляет более 20 лет.

    Как работают тепловые насосы | HowStuffWorks

    Если вы регулярно пользуетесь тепловым насосом, вам следует менять фильтр примерно раз в месяц. Возможно, вам удастся заменить фильтр только один раз в три месяца, если вы будете запускать устройство только периодически. Следите, чтобы вентиляторы и змеевики были чистыми и свободными от мусора, а ваш тепловой насос должен проверять профессионал раз в год или два.

    Общие проблемы с тепловыми насосами включают слабый воздушный поток, негерметичные или шумные воздуховоды, проблемы с температурой, использование неправильной заправки хладагента, дребезжание, скрип и скрежет. Если можете, попытайтесь определить место возникновения проблемы. Слабый воздушный поток выходит из одного регистра или все регистры имеют низкий воздушный поток? Неприятный шум исходит из воздуховодов или внутри самого теплового насоса?

    Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы определить и, возможно, устранить проблему теплового насоса, прежде чем обращаться за профессиональной помощью.Во-первых, если устройство не работает, попробуйте перезагрузить его двигатель. Проверьте систему зажигания насоса на наличие проблем и убедитесь, что у вас нет сработавшего прерывателя цепи или перегоревшего предохранителя. Проверьте термостат, чтобы убедиться, что он работает правильно. Замените фильтр, если он грязный, и убедитесь, что нет препятствий для воздушного потока. Если воздуховоды издают шум при расширении и сжатии, вы можете попробовать сделать вмятину на боковой стороне воздуховода, чтобы сделать поверхность более жесткой. Погремушки можно устранить, закрепив незакрепленные детали, и если вы слышите скрип внутри устройства, вам может потребоваться заменить или отрегулировать ремень вентилятора, соединяющий двигатель и вентилятор.Скрежетание может указывать на износ подшипников двигателя, для устранения которого потребуется помощь профессионала.

    Имейте в виду, что если у вас нет склонности к механике, вам, вероятно, не стоит пытаться выполнять такого рода ремонтные работы. А поскольку тепловые насосы могут содержать опасные материалы, это еще одна веская причина для получения профессиональной помощи. Утечка химического вещества — плохая новость, и вы можете легко пораниться, взяв сломанное устройство.

    Тепловой насос должен прослужить от 10 до 30 лет, а геотермальные установки — лидеры по долговечности.Фактически, некоторые компоненты геотермальных тепловых насосов могут служить даже дольше. Имейте в виду, что технология может измениться до того, как ваш тепловой насос выйдет из строя, поэтому вы можете обнаружить, что срок службы вашего теплового насоса превышает возможности технического специалиста по его обслуживанию. Новые технологии могут сделать тепловые насосы более безопасными или более эффективными, поэтому вы можете следить за новыми видами тепловых насосов.

    Чтобы узнать больше о тепловых насосах, воспользуйтесь ссылками на следующей странице для получения дополнительной информации.

    Первоначально опубликовано: 13 мая 2009 г.

    CGC Group — Гибридная система с тепловым насосом

    Varipak Make Up Air

    VPA 0 XX 4000 куб. Футов в минуту до 20 тонн 46 дюймов Ш x 94 дюйма
    VPA 1-3 XX 5,000 — 10,000 кубических футов в минуту до 20-28 тонн 79 дюймов Ш x 94 дюйма
    VPA 4-7 XX 12000 — 25000 кубических футов в минуту до 30-56 тонн 91 дюйм Ш x 118 дюймов
    Все оборудование доступно на R410A.