Газовый котёл. Характеристики и его влияния на окружающую среду

Министерство науки и образования Республики Казахстан

Карагандинский Государственный Технический Университет

РЕФЕРАТ

На тему: «Газовый котёл. Характеристики и его влияния на окружающую среду»

Выполнил: студент гр.ТЭ12-2

Баймуханбетова Назиля

                                                                      Проверила: Цешковская Е.А.

Караганда 2016

Введение	3
1 Газовый котёл	3
1.1 Газовые котлы отопления. Характеристики	3
2 Классификация бытовых котлов	4
3  Газовый двухконтурный котел характеристики	8
4  Плюсы и минусы газовых котлов	9
5 Список литературы	10

Введение

1.     Газовый котёл — устройство для получения тепловой энергии в целях, главным образом, отопления помещений (объектов) различного назначения, нагрева воды для хозяйственных и иных целей, путем сгорания газообразного топлива. Газообразным топливом для газовых котлов чаще всего является природный газ — метан или пропан-бутан. На сегодняшний день, во многих регионах газ является наиболее предпочтительным видом топлива вследствие его основных качеств: дешевизна, экономичность, легкости пользования и доступности автоматизации газовых котлов.

Принцип работы котлов заключается в том, что при подаче газа к котлу включают пьезо- или электронный розжиг. От искры зажигается запальник, который всегда горит. Подача газа к горелке при не горящем запальнике недопустима из-за возможности взрыва газа. От запальника загорается основная горелка, она греет теплоноситель в котле до заданной термостатом температуры, после чего автоматика отключает горелку. При падении температуры в котле, термодатчик (термопара) дает команду клапану на открытие подачи газа и горелка зажигается снова.

Следует, однако, учитывать то, что газы (и природный, и сжиженный) являются пожаро- и взрывоопасными. Кроме того, при нарушении воздухообмена (недостаточном притоке или плохой тяге в дымоходе) часть продуктов сгорания может оставаться в помещении. Это может повлечь отравление людей угарным газом (оксидом углерода, СО). Газовые водонагреватели требуют наличия дымохода для безопасного отвода продуктов сгорания и достаточного количества приточного воздуха. Соотношение объемов приточного воздуха к объему сжигаемого природного газа можно приблизительно оценить как 10:1

1.1 Газовые котлы отопления. Характеристики

Различают котлы, которые эксплуатируются на природном или сжиженном газе, но, как правило они мало отличаются. В целом все котлы делятся по таким параметрам:

§  по месту расположения— напольные, настенные или парапетные;

§  по виду розжига — электророзжиг и пьезоэлемент;

§  по числу контуров;

§  по мощности — бывают двухступенчатыми и одноступенчатыми;

§  по виду тяги устройства подразделяются с принудительной и естественной тягой;

§  по разновидности горелки — надувная и атмосферная;

§  по материалу теплообменника газовые котлы бывают чугунные, силуминовые, медные и стальные;

§  по типу камеры сгорания котлы делятся: с закрытой и открытой камерой;

§  по типу теплоносителя: вода с антифризом и просто вода;

§  по отличию камеры сгорания котлы подразделяются на: турбинированные и дымоходные;

§  по электро зависимости.

2.     Классификация бытовых котлов

Напольные газовые котлы характеристики

Напольные — размещаются на полу или специальной платформе; элементы обвязки обычно в комплект поставки не входят. Теплообменники напольных котлов изготавливают из стали и чугуна.

Чугунные теплообменники имеют большой срок службы и имеют неограниченную мощность, основные их минусы это хрупкость (могут лопнуть при ударе, а также если в горячий теплообменник попадёт холодная вода) и большой вес (100-150кг.).

Стальные теплообменники легче и дешевле чугунных, но срок службы у них меньше.

Стальные жаротрубные котлы — характеризуются повышенной мощностью (до нескольких МВт), достаточным значением КПД; теплообменник такого котла цилиндрической формы, сварной, состоящий из стальных труб для циркуляции теплоносителя, камеры сгорания газа (внутренняя часть цилиндра), а точнее — сгорания газо-воздушной смеси, которая приготавливается и подается специальной дутьевой горелкой (часто такие котлы из-за вида горелок называют также дутьевыми). — чугунные газовые котлы — котлы с чугунным теплообменником чаще всего секционного типа, трубчатыми или дутьевыми горелками; со средней полезной мощностью (до нескольких сотен кВт), ограниченной значительным весом теплообменника; благодаря материалу теплообменника имеют наибольший в сравнении с другими типами срок службы, однако чугун из-за физических свойств (хрупкости) предусматривает и определенные требования к температурным режимам работы устройства; из-за значительного веса теплообменник нередко поставляется в секциях (в разобранном виде). Такие устройства пользуются особой популярностью, так как позволяют отапливать разные типы зданий с различной площадью. Они удобны в использовании, энергонезависимы, имеют небольшое гидравлическое сопротивление и имеют отличные технические показатели. Котлы такого типа просты в эксплуатации, выполняются чаще всего из чугуна, который имеет отличные изоляционные характеристики. Горелки напольных котлов огнестойки и имеют операцию предварительного смешивания. Циркуляция воды в подобных устройствах происходит без насосов, что обеспечивает их эффективность в 2 раза большую в сравнении с обычными агрегатами. Конструкция оборудования требует определенных мероприятий защиты, которые не влекут за собой уменьшение температурных режимов.
Бывают двухконтурные и одноконтурные котлы. От этого зависят и характеристики устройства:

§  мощность;

§  вид топлива;

§  камера сгорания;

§  количество контуров ;

§  площадь отопления;

§  кпд газового котла;

§  способность нагрева воды;

§  расход воды;

§  количество используемого газа.

Технические характеристики настенных газовых котлов

Настенные — размещаются на стене или специальной раме, компактные, маломощные (до 100 кВт), с трубчатой горелкой и медным либо стальным теплообменником. Настенные (навесные) котлы изготавливают, как правило, с медным теплообменником. Наличие такого теплообменника позволяет уменьшить вес котла до 35-40кг., но ограничивает его мощность до 35кВт. Минус такого теплообменника – ограниченный срок службы.

К преимуществам настенных котлов относят экономию места; наличие в составе котла необходимых элементов обвязки (фактически, это не просто котел, а мини-котельная) и пульта управления. Такие котлы имеют ряд преимуществ по сравнению с напольными устройствами. В одном корпусе находятся все узлы и устройства для обеспечения тепла в доме. Не требуется подбирать к котлу дополнительное оборудование. Настенные котлы компактны и предназначены для обогрева небольших помещений. Их дизайн намного разнообразнее в отличии от напольных котлов, поэтому они будут уместны в любом интерьере. Параметры подобных котлов мало отличаются от характеристик, присущих напольным агрегатам и включают в себя:

§  мощность;

§  используемое топливо;

§  кпд настенного котла;

§  диапазон температуры получаемой воды;

§  объем бака;

§  расход газа;

§  давление газа;

§  потребляемая электроэнергия;

§  диаметр дымохода;

§  отапливаемая площадь;

§  размеры настенного газового котла.

В этот список могут входить и другие параметры. Все зависит от конкретной модели и производителя газового устройства.

По типу тяги

С естественной тягой (с атмосферной горелкой, с открытой камерой сгорания) - котлы, в которых забор воздуха для горения осуществляется из помещения, где расположен котел (котельная), а продуктов горения происходит за счёт естественной тяги. Такие котлы необходимо размещать в специальных помещениях, соответствующих нормативам.

С принудительной тягой (наддувные, турбо, с закрытой камерой сгорания) — котлы, в которых забор воздуха для горения и отвод продуктов сгорания производится с улицы или, реже, другого помещения, при помощи встроенного вентилятора через особые воздуховоды малого диаметра (коаксиальный либо раздельный варианты). К преимуществам данного типа котлов относят возможность размещения в любом месте дома, в том числе в квартире (поквартирное отопление), отсутствие предварительно оборудованного стандартного вертикального дымохода большого сечения, возможность горизонтального вывода воздуховодов через стену.

По типу розжига

Котлы с пьезорозжигом включают вручную, нажатием кнопки. Они энергонезависимы, поэтому незаменимы там, где имеются перебои со светом.

Котёл с электронным розжигом запускается сам, автоматически. Плюс — экономия газа, так как запальник не горит постоянно.

По полноте использования энергии топлива

Конвекционные (традиционные) — используют лишь низшую теплоту сгорания. Главным принципом при проектировании системы отопления с традиционным котлом является недопущение конденсации водяных паров с растворенными в них кислотами на стенках теплообменника, топки и дымохода. Для этого необходимо, чтобы температура подающей и обратной линий различалась незначительно. Лучше всего использовать радиаторное отопление с температурными параметрами не ниже 80 °C (подающая линия) / 60 °C (обратная линия). Это гарантированно предотвратит конденсацию, которая для воды начинается при температуре 55-57 °C. Можно также использовать четырёхходовой смеситель для подмешивания теплоносителя из подающей в обратную линию котельного контура.

Конденсационные — используют высшую теплоту сгорания топлива путем конденсации продуктов сгорания на стенках экономайзера. Для полноценной реализации эффекта конденсации необходимо добиться понижения температуры подающей, а особенно обратной линии до точки росы. Идеальным вариантом является низкотемпературное отопление типа «тёплый пол». Можно также использовать устройства, понижающие температуру обратной линии, например, использование обратного теплоносителя радиаторного контура в качестве подающего теплоносителя для контура «тёплый пол».

Во всех котлах применяется встроенная автоматика для обеспечения безопасности при отключении газа, пропадании тяги, снижении уровня воды в системе ниже нормы, и др.

Котлы выбираются по мощности, которая, в свою очередь, зависит от размера отапливаемого помещения . Расчёт производится на основании теплопотерь отапливаемого помещения. Для этого необходимо учесть следующие данные: отапливаемая площадь, площадь остекления (окна) и проёмов (двери, люки), толщина и материал стен, крыши (для верхнего этажа), пола (для нижнего этажа), высота потолков, тип остекления (например, двойной стеклопакет, деревянные рамы), наличие подвала, местоположение каждого помещения в доме (например, угловое) и по сторонам света. Кроме того, потребуется информация о регионе (средняя и минимальная наружные температуры в зимний период) и личные предпочтения (желаемая температура в помещении, потребность в горячем водоснабжении).

3.     Газовый двухконтурный котел характеристики

§  кпд — он, как правило, бывает порядка 80 — 92 %. Этот показатель для конденсационных котлов может быть и 92 — 109%;

§  производительность водоснабжения горячей водой. Она зависит от количества воды, которое нагревается котлом за минуту до определенной температуры. Этот показатель может быть в пределах 2,5 — 17 литров в минуту. Мощные котлы могут иметь подобный показатель порядка 30 литров, при этом температура воды может составлять 55 градусов;

§  давление воды (максимальное) – обычно он составляет 6 бар;

§  температура в системе (максимальная) – составляет примерно 80-90 градусов;

§  давление в магистралях отопления – оно колеблется в пределах 1 -10 бар;

§  объем встроенного бака составляет около 17 литров и больше;

§  расход природного газа — зависит от мощности агрегата;

§  возможная потребляемая электроэнергия.

В технических параметрах могут встречаться и другие характеристики, например — защита от заклинивания насоса, защита от перегрева или замерзания, автодиагностика, дисплей и др.

Газовые котлы получили наибольшее распространение в Казахстане потому, что газ является в настоящий момент одним из самых дешёвых видов топлива.

4.     Плюсы и минусы газовых котлов

Газовые котлы имеют как свои плюсы, так и свои минусы.

Плюсы газовых котлов таковы:

-Экономичность, по сравнению с другими видами топлива.

-Простота эксплуатации (Эксплуатация котла полностью автоматизирована).

-Высокая мощность (Можно обогреть большую площадь).

-Возможность установки оборудования на кухне (Если мощность котла до 30кВт.).

-Компактные размеры.

-Экологичность (В атмосферу выделяется мало вредных веществ).

Минусы газовых котлов таковы:

-Перед установкой необходимо получить разрешение Газгортехнадзора.( Государственный Комитет Республики Казахстан по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору.)

-Опасность утечки газа.

-Определённые требования к помещению, где установлен котёл.

-Наличие автоматики, перекрывающей доступ газа при утечке или недостатке вентиляции.

Список литературы:

СНиП РК 2.02-05-2002

Соколов Б.А.,2005 «Котельные установки и их экстплуатация»

Павлов И.И., Федоров М.Н.,1972 «Котельные установки и тепловые сети»