что значит двухходовой котел

Одноходовое, двухходовое и трехходовое охлаждение – в чем разница?

Почему расход – это важно и как выбор охладителя может обеспечить максимальное использование всего хладагента, имеющегося в вашем распоряжении

Определение оптимальных параметров вашего теплообменника может значительно повлиять на производительность и предполагаемый срок службы оборудования. Ниже мы рассмотрим важность одно-, двух- и трехходового охлаждения.

Каждый кожухотрубный теплообменник пропускает поток охлаждающей воды через центральный трубный сердечник. При этом в зависимости от конструкции вода может протекать через теплообменник один, два или три раза для достижения оптимальной производительности охлаждения при имеющемся объеме охлаждающей воды.

Если полный объем охлаждающей воды проходит через все трубы теплообменника в один ход, эта схема охлаждения называется однопроходным, или одноходовым охлаждением. Охлаждающая вода буквально один раз проходит через теплообменник, передавая при этом тепло из первичного контура охлаждения. Для использования в условиях избытка охлаждающей воды, таких как охлаждение судового двигателя, эта схема является оптимальной.

Когда охлаждение необходимо организовать в условиях ограниченного пространства, наличие впускного и выпускного патрубков на противоположных сторонах теплообменника может создавать трудности с размещением из-за необходимости устройства трубопроводной системы. В таких случаях идеальным решением являются двухходовые теплообменники, так как их впускные и выпускные патрубки для воды установлены на одной торцевой крышке, поэтому охлаждающая вода поступает в теплообменник и покидает его в одном и том же месте. Двухходовые теплообменники также способны выдерживать более высокую скорость течения воды, которая характерна для систем охлаждения судового оборудования.

Однако во многих системах охлаждения промышленного или технологического оборудования количество охлаждающей воды может быть ограничено. В этих случаях оптимальным вариантом будет использование трехходового, или трехпроходного охлаждения. Как следует из названия, в трехходовых теплообменниках используются специально разработанные торцевые крышки, которые по сути разделяют трубный сердечник теплообменника на три отдельные секции. Охлаждающая вода поступает в нижнюю треть теплообменника и проходит через крышку в его противоположной части, где она направляется обратно через среднюю треть трубного сердечника. После этого вода проходит обратно через верхнюю треть и покидает теплообменник. Ограничение пространства, через который протекает поток воды, позволяет поддерживать скорость воды, имеющейся в системе, на уровне, обеспечивающем максимальную производительность теплообменника.

Расход и скорость охлаждающей воды крайне важны для производительности и срока службы теплообменника. Чтобы обеспечить оптимальный расход и избежать сложностей, связанных с чрезмерной скоростью воды, важно выбрать наиболее подходящую для конкретного применения схему теплообменника.

При увеличенном количестве охлаждающей воды оптимальнее использовать одно- или двухходовые теплообменники. При условии сохранения оптимальной скорости охлаждающей воды (см. нашу техническую литературу или статью, озаглавленную «Конечная скорость») теплопередача в теплообменнике должна улучшаться при меньшем количестве проходов воды через контур.

При условии поддержания подходящей скорости потока охлаждающей воды предпочтительно, чтобы он проходил через теплообменник как можно быстрее, чтобы исключить возможность нагрева воды и уменьшения эффективности охлаждения первичного контура охлаждения.

Источник

Двухходовые и трехходовые паровые котлы

В статье рассмотрены два подвида жаротрубных котлов: двух- и трехходовые модели с большим водяным объемом. Данный тип оборудования стал стандартным выбором для вновь строящихся и модернизируемых линий в пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической, фармацевтической промышленности, в производстве стройматериалов и сельском хозяйстве.

Развитие промышленности, связанное с необходимостью строительства новых производств и перевооружения старых привело к структурным изменениям на российском рынке парового котельного оборудования. Драйвером этих изменений по-прежнему остается процесс разделения систем теплоснабжения промышленных предприятий и жилого сектора. Теперь уже и в удаленных районах частные потребители переводятся с парового отопления на водяное, а бизнес ищет более экономичные решения в сфере выработки технологического пара. В отраслях, ориентированных на выпуск товаров повседневного спроса, большая часть изготавливаемой продукции приходится на средние и малые предприятия. Потребность в технологическом паре у таких производителей редко превышает 60-100 тонн в смену. В этом диапазоне мощностей широко распространенные ранее водотрубные парогенераторы уступили свои позиции жаротрубным паровым котлам.

Из истории появления жаротрубных котлов

Эффективная конструкция жаротрубных котлов стала возможной после освоения серийного выпуска жидкотопливных и газовых горелок. Совершенствование систем управления подачей топлива позволило производителям жаротрубных котлов уменьшить водяной объем без ущерба для безопасности. В сравнении с твердотопливными котлами модели с жаровой трубой обладали одновременно и более высоким КПД, и меньшими габаритными размерами. Эти параметры наряду со стремлением удешевить стоимость котла для потребителя легли в основу дальнейшей работы по совершенствованию жаротрубной конструкции. Ее результаты – двухходовые и трехходовые паровые котлы – можно найти в каталоге каждого производителя паропроизводящего оборудования.

Общими элементами конструкции двух- и трехходовых паровых котлов является топка цилиндрической формы и пучки дымогарных труб, выполняющих роль конвективных поверхностей. Топка и трубы размещаются в цилиндрическом теплоизолированном баке, который заполняется питательной водой.

Первое различие двух- и треххдовых паровых котлов обусловлено характером развития пламени в топке. В трехходовых котлах развитие факела проходное. В двухходовых котлах пламя движется реверсивно – не касаясь задней стенки топки факел разворачивается на 180 градусов. Правильный подбор горелки, исключающий даже малейший наброс пламени на стенку топки, является важнейшим фактором эффективной и долговечной работы парового котла.

Горелки для жаротрубных котлов оснащаются дутьевыми вентиляторами, задача которых – направить дымовые газы в поворотную камеру и дымогарные трубы. Двухходовые котлы имеют одну поворотную камеру и одну группу дымогарных труб, у трехходовых – две камеры и две группы. Каждое прохождение газов по дымогарным трубам с отдачей тепла водяному объему считается ходом. Первым ходом принято считать прохождение газов через топку. Иногда двух- и трехходовые паровые котлы называются соответственно котлами с двумя и тремя оборотами дымовых газов. Оборотом считается прохождение дымовых газов через поворотную камеру с изменением направления движения.

За счет большего количества конвективных поверхностей (наличия дополнительной группы дымогарных труб) трехходовые котлы удерживают внутри водяного объема больше теплоты уходящих газов, что позволяет достигать большей величины КПД, на 1-3 процентных пункта выше чем у котлов с двумя оборотами.

Критерии выбора двух- и трехходовых котлов

КПД – это лишь один из параметров, учитываемых при выборе подходящего типа жаротрубного котла. Во многих случаях задача упрощается требуемой величиной паропотребления. Дело в том, что применение двухходовой схемы оптимально в котлах производительностью до 5 тонн пара в час. Это объясняется особенностью тепловых процессов, возникающих в топках с реверсивным развитием факела. С одной стороны, разворот факела способствует более интенсивному теплообмену за счет более равномерного нагрева стенок жаровой трубы. Также за счет активной рециркуляции части продуктов сгорания в корне факела горелки уменьшается выброс оксидов азота. Однако при этом излишне интенсифицируется нагрев трубной доски и начальных участков дымогарных труб во фронтальной части котла, что может приводить к перегреву металла. Учитывая эти особенности большинство производителей жаротрубных котлов ограничивают область применения топок с реверсивным развитием факела котлами производительностью до 4-5 тонн пара в час. Соответственно, базой для котельных большой производительности служат только трехходовые паровые котлы с большим водяным объемом. В линейке ICI Caldaie – это серия GX.

Если не касаться темы выбора между паровым котлом с водяными объемом и прямоточным парогенератором, выбор котла для производств с малой потребностью в паре также предопределен. Чаще всего малые производства расположены на небольших пространствах, что предъявляет и такое требование к котлу, как компактность. Технологическое оборудование с паропотреблением от 100 до 500 кг в час эффективно обслуживается двухходовыми котлами в компактном моноблочном корпусе. Соответствующие модели можно найти у многих производителей. В их ряду оборудование ICI Caldaie выгодно представлено паровыми котлами серии FX в одиночном и сдвоенном исполнении (FX DUAL).

Сравнение моделей двух- и трехходовых паровых котлов

Более сложный выбор ожидает владельцев и проектировщиков производств с потреблением пара в интервале от 1 до 5 тонн в час. В этом интервале доступны как двух-, так и трехходовые котлы.

Мы рассмотрим только некоторые характеристики двух- и трехходовых котлов, на которые следует обратить внимание при выборе парового котла и сравним две серии паровых котлов ICI Caldaie.

Двухходовые паровые котлы SIXEN представлены 13 моделями

Серия трехходовых котлов GSX включает 12 моделей

В стандартном исполнении обе серии котлов рассчитаны на максимальное давление 12 и 15 бар. По запросу возможно изготовление моделей с максимальным давлением от 3 до 25 бар.

Двухходовые котлы серии SIXEN более компактны так как конструктивно рассчитаны на меньший водяной объем. Соответственно при выборе трехходовых котлов той же производительности большое значение будет иметь свободное пространство котельной и первоначальные затраты на строительство.

габаритный чертеж двухходового котла

габаритный чертеж трехходового котла

С эксплуатационной точки зрения существенным преимуществом трехходовых котлов является интервал регулирования мощности. Экономичная эксплуатация двухходового котла достигается при нагрузках в 60-100% от номинальной. При меньшем объеме выработки топка будет эксплуатироваться в более жестком режиме, что может сказаться на сроке службы котла.

Трехходовые котлы без какого-либо ущерба могут эксплуатироваться в интервале от 30 до 100% от номинальной паропроизводительности.

Поэтому знание нагрузок существенно облегчит выбор.

Если сравнивать двух- и трехходовые котлы по расходу топлива, разница будет несущественной.

В то же время разница в цене покупки на модели одной производительности может достигать 30-50%, что обусловлено разной металло- и трудоемкостью изготовления котлов, а также стоимостью доставки. Таким образом, на выбор котла будет влиять фактор объема начальных инвестиций в производство. Менее дорогие двухходовые котлы могут рассматриваться с позиций более быстрого возврата инвестиций, однако срок их службы – меньше. В то же время более высокая стоимость трехходового котла может быть компенсирована его долговечностью.

Какой бы выбор вы не сделали с паровыми котлами производства ICI Caldaie вы можете быть уверены в высоком качестве сборки и исключительной надежности оборудования. Если вам нужна помощь в подборе оборудования, инженеры представительства ICI Caldaie готовы направить свои технические предложения и расчеты по выбору двух- или трехходового котельного оборудования.

Источник

Двухконтурная система отопления для частного дома, схемы

Отправим материал на почту

Двухконтурная система отопления в частном доме подразумевает прокладку двойного ряда трубопровода. Первый используется для подачи разогретого теплоносителя от котла и носит название «подача». Второй – отводит остывшую жидкость (воду, антифриз), возвращает её в отопительный элемент для очередного подогрева. Эта ветвь называется «обратка».

Двухконтурная система отопления

Данный способ раскладки – самый популярный способ эффективного отопления частного дома. Он намного эффективнее, в сравнении с одноконтурным, так как теплоноситель распределяется более рационально, что обеспечивает лучшую отдачу тепловой энергии.

В отопительных системах двухконтурного типа присутствуют 2 соединённые с радиатором трубы, которые выполняют иное назначение. Одна переносит разогретый до заданной температуры теплоноситель, вторая – выводит остывшую жидкость и передаёт её в котёл для последующего нагревания. Это обеспечивает то, что в батарею, установленную следующей (в ветви), остывшая вода уже не попадает. В большинстве случаев теплоноситель циркулирует в одном направлении. Также существуют отопительные системы, в которых передача теплоносителя происходит навстречу друг другу. Но встречаются они не так часто, как односторонние.

Важно! Монтаж двухконтурной системы отопления считается трудоёмким и требует большего расхода труб, в сравнении с одноконтурной. Однако эти затраты отражаются лучшей эффективностью и практичностью в последующей эксплуатации.

Двухтрубная система отопления коттеджа даёт возможность поддержания комфортной температуры в конкретных комнатах по отдельности. Кроме того, она может быть автоматизирована таким образом, что будет отключаться при достижении заданного значения температуры. После остывания – запускается снова, снижает расход энергоносителя. Также это оптимизирует микроклимат внутри помещения, постоянно поддерживается определённый режим (отсутствуют резкие перепады: жарко или холодно).

Полезно! Отличительной чертой двухтрубных систем отопления является присутствие отдельной магистрали для подачи теплоносителя в каждую батарею. В таких схемах каждый радиатор снабжён двумя патрубками: подводящим и отводящим.

Разновидности разводки

Как уже упоминалось, существует множество различных способов раскладки. Каждая из них имеет определённые свойства и отличия. Поэтому рассмотрим их более подробно.

Открытая

Здесь подразумевается соединение трубопровода с открытым расширительным баком. Закрывающая его крышка не герметична и способна пропускать воздух из помещения. Размещается он в самой высокой точке, на чердаке или под потолком котельной.

Такая схема является самой простой, но и требующей постоянного внимания. Жидкость испаряется и регулярно приходится контролировать уровень и доливать новую. Недостаточное количество жидкости приводит к тому, что в трубопровод затягивается воздух, который становится причиной возникновения воздушной пробки и неправильной работы отопления.

Важно! Открытая двухконтурная система отопления, схема которой приведена чуть ниже, является самой простой и наименее затратной по количеству составляющих.

Закрытая

Здесь система построена по аналогичному принципу: с расширительным баком. Однако это уже не обычная ёмкость с крышкой, а специальный резервуар, внутри которого имеется упругая перегородка, мембрана. В одной половине находится вода, в другой – сжатый воздух с определённым давлением.

Принцип работы мембранного расширительного бака заключается в следующем. При возрастании давления воды (это происходит при её нагревании и соответствующем расширении, что отражается на давлении) происходит расширение водяного отсека, который наполняется большим объёмом воды. Одновременно с этим происходит пропорциональное сжатие «воздушной» камеры.

В результате снижения объёма, начинается возрастание давления воздуха до момента, пока не уравновесится давление воды. Когда разряжение системы снижается, начинается сокращение мембраны и уменьшение отсека, заполненного водой, в результате которого начинается «выталкивание» теплоносителя обратно в трубопровод, тем самым компенсирую снижение давления.

Такое устройство расширительного резервуара обеспечивает постоянную отдачу воды до момента, пока давление воды и воздуха не достигнут одинакового значения. Кроме того, мембранный расширительный бак снижает вероятность внезапного скачка давления (гидроудара).

Полезно! Гидроударом в системе отопления называют внезапное изменение скорости циркуляции теплоносителя, которое происходит при резком перекрытии трубопровода. Возросшее разрежение негативно сказывается на целостности труб или запорной арматуры.

Нижняя и верхняя

Отличие между этими схемами заключается в расположении труб относительно друг друга. Для двухконтурной системы отопления с верхней разводкой подразумевается монтаж трубы, подающей воду на максимальной высоте (над окнами, под потолком). «Обратка», трубы, возвращающие воду в котёл, размещаются как можно ниже (вдоль пола).

Расширительный бак для таких систем обязателен. Устанавливаться может как закрытый, так и открытый (не герметичный) резервуар. Преимущество такой схемы двухконтурной системы отопления заключается в большой скорости циркуляции теплоносителя, недостаток – в том, что практически половина тепла уходит вверх (так как «подача» находится очень высоко).

При проектировании двухконтурной системы отопления с нижней разводкой «подачу» монтируют непосредственно над «обраткой» (в крайнем случае – на уровне «под подоконником»). Здесь не наблюдается высоких давлений внутри трубопровода, поэтому допускается вариант образования «воздушных пробок». Проблема решается установкой кранов Маевского на каждом из этажей.

Монтаж расширительного бака возможен в любом месте: на чердаке или в котельной. Преимущество такого метода заключается в том, что нижняя разводка не так «бросается в глаза», что важно при соблюдении соответствующего интерьера помещения. Минус схемы в том, что она не сможет качественно работать без дополнительного циркуляционного насоса (встроенного в котёл или установленного отдельно).

Горизонтальная и вертикальная

Горизонтальные двухконтурные схемы отопления – наиболее популярный вариант раскладки для одноэтажных загородных коттеджей. Преимущество такого способа отражается целым спектром положительных качеств:

Полезно! Двухконтурная горизонтальная система отопления может быть закрытой или открытой. В её схеме может присутствовать обычный или мембранный расширительный бачок.

Вертикальная разводка применяется в коттеджах с двумя, тремя и более, этажами. Принцип её работы заключается том, что с помощью мощного циркуляционного насоса, теплоносящая жидкость подаётся на верхний этаж, откуда самостоятельно стекает вниз. Тем самым он попадает во все стояки и радиаторы, обеспечивая оптимальную температуру помещения. Расширительный бак размещается как можно выше. Например, это может быть чердак или мансардное помещение.

Важно! В сравнении с горизонтальной схемой, вертикальная разводка более эффективна, так как здесь нагнетается большее разряжение, что положительно сказывается на скорости циркуляции воды и быстром прогреве помещений.

Тупиковая

Двухтрубные тупиковые (плечевые) схемы – наиболее популярные варианты раскладки труб отопления для загородных домов. Она представляет собой следующее:

Наиболее популярной такая методика является в совокупности с нижней горизонтальной разводкой, где обе трубы проходят через батареи в открытую.

При необходимости деления теплоносителя на 2 и более частей большого строения, осуществляется деление на несколько отдельных ветвей, которые соединяются с одним стояком. Отличительной чертой такой схемы является то, что протяжённость каждого трубопроводов и их тепловые нагрузки могут быть разными. Конкретные параметры перечисленных условий определяются индивидуально и зависят от конструктивных особенностей дома.

Уравновешивание тепловой нагрузки ветвей, отличающихся протяжённостью и количеством радиаторов, происходит балансировкой – ограничение потока теплоносителя. В этой роли выступает регулировочная запорная арматура (краны, вентили). Монтируются они на выходном патрубке батареи или (в некоторых случаях), на всём плече.

Кольцо Тихельмана

Устройство такой двухконтурной системы отопления происходит по принципу аналогичному тупиковой схеме. Разница между ними проявляется лишь в нескольких признаках:

В таких системах подразумевается горизонтальная нижняя раскладка, которая «прячется» под напольным покрытием, в редких случаях – оставляется открытой и монтируется на стене. Третьим вариантом расположения кольца является вытягивание на потолочном перекрытии, которое в дальнейшем скрывается натяжным или подвесным потолком. Трубные ответвления опускаются к радиаторам.

Главная особенность кольцевых «попуток» заключается в идеальном гидравлическом равновесии. Важным является тот факт, что расстояние «до» и «от» радиатора одинаково. Такая конструкция контура способна поддерживать практически идеальный показатель гидравлического равновесия. Кроме того, в направлении к радиаторам и обратно, вода проходит одинаковое расстояние.

Лучевая схема

Не менее популярный способ разводки двухконтурной системы отопления коттеджа. Здесь подразумевается соединение трубопровода через специальные распределительные коллекторы. Их соединение с радиаторами происходит по кратчайшему пути (встраивается в пол или потолок).

Коллектор устанавливается в котельной. Его функция заключается в получении и возвращении теплоносителя в котёл по двум магистралям: «подаче» и «обратке». Регулировка температуры происходит за счёт регулировочной арматуры. Кроме того, при установке на клапан термоголовок RTL или сервоприводов, становится возможной автоматическая регулировка параметров прогрева помещения.

Встречная и попутная циркуляция воды

Принцип действия здесь объясняется самим наименованием систем. В попутной жидкость циркулирует в одном направлении. Особенностью встречных считается её циркуляция холодной жидкости в противоположном тому, которое она получает в сравнении с направлением движения от отопительного оборудования.

Варианты подключения к двухконтурному котлу

Двухконтурными котлами называют оборудование, способное работать с двумя ветками: системой отопления и системой горячего водоснабжения дома. Популярность таких раскладок объясняется их универсальностью и комфортом.

Схемы отопления с двухконтурным котлом разрабатываются по принципу, аналогичному вышеописанным примерам. Основное отличие здесь заключается в наличии ещё одной, дополнительной ветви, получившей название контура горячего водоснабжения. Простыми словами это трубопровод между нагревателем и краном (смесителем).

Полезно! Отличительной чертой раскладки с двухконтурным котлом считается то, что тепловая энергия в них расходуется для подогрева воды в отопительной системе и обеспечении горячим водоснабжением.

Практика подтверждает, что при последующей эксплуатации таких раскладок наблюдается такая статистика:

В больших по площади и качественно утеплённых домах режим работы двухконтурных котлов не имеет значения. Стены обеспечивают высокую инерционность, что отражается на продолжительном сохранении заданного значения температуры.

В небольших домах с плохой теплоизоляцией, важна инерционность котла. В этом случае необходимо добиться того, чтобы теплоноситель в трубах и радиаторах не остывал как можно дольше. Вопрос решается установкой элементов с большим сечением (внутренним объёмом).

Важно! Если ожидается увеличенное потребление горячей воды (ГВС), двухконтурный котёл лучше заменить обычным.

Заключение

В сравнении с одноконтурной, двухконтурная система отопления более прогрессивна и надёжна. Её основным недостатком являются большие затраты, связанные с приобретением материалов и их монтаже. Однако всё это положительно отражается в последующей эксплуатации и КПД работы. Кроме того, необходимо заметить, что подбор, расчёт и монтаж отопительной системы коттеджа – дело сложное и консультация профессионала здесь лишней не будет.

Источник