Как накачать расширительный бак в системе отопления: Как накачать давление в расширительном баке котла

Автор: | 15.09.2021

Содержание

Как накачать давление в расширительном баке котла

Расширительный бак в системе отопления предназначается для компенсации перепадов давления жидкого теплоносителя, которое происходит при пусках и остановках тепловой сети. Такое явление объясняется температурным расширением воды либо другого теплоносителя — антифриза.

Для того чтобы выполнять свои функции, внутренняя полость такого защитного устройства разделена на 2 части мембраной — воздушную и водяную.

Первая имеет предустановленные параметры по давлению, которые в процессе эксплуатации могут падать, поэтому пользователю нужно знать, как накачать давление в расширительном баке котла.

СодержаниеПоказать

Конструкция и назначение расширительного бака

Расширительный бак — навесной герметический металлической сосуд, внутренний объем которого поделен эластичной газоплотной мембранной на 2 области, верхнюю, наполненную воздухом или азотом и нижнюю — водяную, для сетевой воды.

В нижней части размещен патрубок для присоединения к системе.

В воздушной области установлен ниппель для поддержания расчетного давления.

В этих сосудах жидкий теплоноситель не имеет контакта с воздухом, в связи, с чем снижает его коррозионная активность. Допустимое давление в сосуде допускает их успешно интегрировать в любую гидростатическую схему.

Узлы расширительного бачка

Мембрана может устанавливаться как со сменным вариантом, так по постоянной схеме. Цена первых намного выше, зато такие установки более предпочтительны, так как при разрыве мембраны не потребуется менять весь агрегат.

При покупке расширительной емкости для отопления, нужно быть внимательным, чтобы ошибочно не приобрести модификацию для водоснабжения.

Правильное давление в расширительном баке

Показатель свободного объема воздушной области, при температуре окружающего воздуха 18-20 С, равен статическому давлению в расширительном бачке водного сектора. При этом мембрана находится в равновесном состоянии, а давление воды и воздуха скомпенсированы. На   10 м   напора сети отопления необходимо около 1 атм.

Для нормального функционирования системы теплоснабжения нужно создать давление в воздушной полости равным паспортному значению расширительного устройства.

Многие агрегаты поступают в сеть с уже созданным рабочим параметром в воздушном секторе, их накачивать перед установкой не требуется.

Основной массе расширителей для хорошей работы хватает 0.9 атм. Это объясняется давлением, создаваемым мембраной в процессе использования. Её усредненный показатель равняется 1.2 атм.

Если система теплоснабжения обустраивается не по традиционной схеме, перед тем как накачать расширительный бак выполняют индивидуальные расчёты: калькулируется объем  сетевой воды  и первоначальное давление заполнения воздушной камеры.

Бак в простейшей схеме

Норма для разных моделей

Расширительные устройства используются в новейших  системах теплоснабжения и практически заменили открытые расширители.

На рынке климатической техники достаточно таких предложений по маркам, как западных, так и отечественных производителей, в основном они рассчитаны под стандартные закрытые и открытые тепловые схемы, могут быть установлены в любом месте, неприхотливы к монтажу и исключают контакт теплоносителя с воздухом.

За давлением в баке нужно следить

Наиболее популярными моделями у российских покупателей считаются следующие модификации расширительных баков:

  • Россия STOUT, материал синтетический каучук, предел — 1.5 атм.
  • Германия, Reflex, материал: синтетический каучук, предел — 1.5 атм.
  • Италия, CIMM, материал: синтетический каучук, предел — 1.5 атм.
  • Россия, UNIGB, материал: синтетический каучук, предел — 1.5 атм.
  • Италия, Zilmet CAL — PRO 35 на ножках, материал: синтетический каучук, предел — 1.5 атм.
  • Россия-Нидерланды, Flamco Flexcon R 425 (FL 16416RU), материал мембраны: бутиловый каучук, предел — 1.5 атм.
  • Россия, Джилекс 80 В, материал мембраны: синтетический каучук, предел — 1.5 атм.
  • Италия, VRV 50 Aquasystem, материал мембраны: синтетический каучук, предел — 1.5 атм.

Обслуживание расширительного бака: проверка показаний, подкачка давления

На отопительной системе установлены манометры, при помощи которых проверяется давление в сети.

На расширительном бачке установлен ниппель для воздуха. Он  по форме  аналогичен, установленным на автошинах.

Поэтому закачивать воздух и откорректировать давление, можно  самым простым автомобильным насосным комплектом с манометром.

Перед тем, как проверить показание давления в воздушном секторе бака или качать воздух, нужно подготовить установку и учесть разницу единиц измерения давления.

Авто манометр показывает в МПа, поэтому показатель на шкале необходимо перевести в атмосферы/бары:

1Бар=1атм=0.1МПа.

Проверка работоспособности расширителя:

  • Контроль на внешние повреждения и коррозию — 1 раз/6 мес.
  • Проверка показаний параметров среды в воздушном секторе — 1 раз/6 мес.

Накачка давления в расширительный бак: пошаговое руководство

Для накачки бака пользуются манометром на насосе, можно прокачку выполнить и специальной компрессорной станцией.

Алгоритм действий:

  1. Отключается котел.
  2. Сливают воду из него, предварительно закрыв вентиля на подаче и обратке системы.
  3. Закрывают кран подпитки.
  4. Кран ГВС котла оставляют открытым, открывают вентиль ГВС на смесителе, через который будет сливаться котловая вода. Возможно, дренировать воду через нижний специальный котловой штуцер.
  5. Контролируют процесс дренажа по стрелке на манометре, оно должно показывать «0».
  6. К ниппелю, расширительного бака подключают насос.
  7. Поднимают давление в воздушном отсеке до 80% от допустимого — 1.5х 0.8 = 1.2 атм. Если накачать больше бак работать не сможет.
  8. После это запускают систему отопления в обратном порядке.

Причины снижения давления в расширительном баке

Когда настенная расширительная емкость заполнена верно, то стрелка манометра движется плавно без каких-то скачков. Если неправильно подкачивать, лишний воздух станет вытеснять избытки горячей воды из водяного сектора, тем самым увеличивая давление в отопительной сети.

Напротив, низкие показатели в воздушном отсеке, приведут к тому, что теплоноситель просто выгнет мембрану и наполнит весь объем. В результате при росте температуры воды в сети сработает сбросной защитный клапан.

Другие способы устранения неполадок

Проверка параметров в расширителе включена в перечень ежегодного техобслуживания котла. Когда в процессе испытания через дренажный вентиль идет воздух, а стрелка манометра в газовом секторе снизилась до атмосферного, значит, в баке пробита мембрана и её нужно поменять.

Склеиваться мембрану не рекомендуют, поскольку она работает циклично на растяжение/сжатие, что вызовет повторное разрушение склеенного соединения, причем в самый неподходящий для котла момент.

Допустимые неполадки расширительного бачка:

  1. Стрелка на манометре в отопительной системе сильно колеблется и имеет высокое значение даже при низкой температуре теплоносителя из-за отсутствия воздуха в полости — необходима подкачка воздухом расширителя.
  2. Повреждена мембрана — необходима замена на оригинальную в сервисном центре.
  3. Поврежден корпус, выполняют восстановление целостности в сервисном центре.
  4. Пропускает ниппель воздушного сектора –требуется продуть, и подкачать сосуд воздухом.
  5. Малый объем расширителя — нужно выполнить новый расчет и заменить устройство на новую модификацию.
  6. Утечка теплоносителя из воздушника из-за повреждения мембраны — необходима замена на оригинальную в сервисном центре.
  7. Давление теплоносителя низкое, он не поступает в верхнюю точку сети, из-за отсутствия воздуха (азота) в расширителе — потребуется заполнить воздухом установку.

Таким образом, подведя итог, нужно отметить, что требованиями эксплуатации тепловых сетей для компенсации температурного расширения теплоносителя в системах, как закрытого, так и открытого типа положено выполнять компенсацию температурного расширения сетевой воды с применением расширительных баков.

Их предварительно рассчитываются под технические характеристики внутридомовой системы отопления. В процессе эксплуатации такие устройства должны периодически обслуживаться и заполняться рабочим агентом: воздухом или азотом.

Как накачать расширительный бак котла отопления воздухом?

Расширительный бак в отопительном котле выполняет важную функцию – компенсирует скачки давления при изменении температурных значений теплоносителя, будь то обычная вода или антифриз. Сам бак состоит из двух частей, между которыми расположена мембрана. В одной части находится теплоноситель, в другой – воздух, посредством которого создается требуемое давление. И для нормальной работы нужно периодически накачивать бак. Далее вы узнаете, как накачать расширительный бак котла и как обнаружить, что нужно это сделать.

Частая ситуация: вы включаете воду и набираете ванну. Котел в это время переключается из режима отопления в режим горячего водоснабжения. За время, пока вода набирается, теплоноситель постепенно остывает, а расширительный бак в это время не функционирует. И вот когда вы уже закручиваете кран, котел должен вновь начать работать на обогрев, но этого не происходит. Причина – резко упавшее давление, вследствие чего автоматика просто все заблокировала. Это значит, что пришло время накачать воздуха и увеличить давление в баке.

Как накачать воздух в расширительный бак котла?

Обратите внимание, что вы будете нагонять воздух не в саму систему, а только в расширительный бак. Соответственно, смотреть на манометр котла нецелесообразно. Ваш главный ориентир – манометр на самом насосе. Можете использовать обычный насос, которым накачивают колеса автомобиля. Можно, конечно, использовать компрессор. Хотя и не обязательно. Ваша задача – накачать давление всего в 1 атмосферу. Обыкновенный насос с этим вполне справится.

Процесс закачивания состоит из четырех шагов:

  1. Сначала отключите систему от электросети, извлеките вилку из розетки. Это в первую очередь обезопасит вас.
  2. Далее слейте из котла воду. Если оборудование новое и установлено правильно, то сливать всю воду не нужно. Достаточно перекрыть подачу холодной воды, открыть кран подачи горячей, а также открыть вентиль подачи горячей воды на расположенном ближе всего смесителе. Таким образом содержащаяся в котле вода полностью уйдет. На большинстве современных котлов есть особые штуцеры для слива воды. Можно воспользоваться и ими, но это неудобно – вам придется спускать воду в ведра, тазики, большие миски, потом выливать ее и повторять процедуру. Первый способ быстрее и проще. Слив воды из газового котла нужен для того, чтобы удостовериться, что вы будете накачивать воздух именно в расширительный бак. Если в нем останется вода, это будет неэффективно.
  3. Накачайте бак. На каждом баке есть обычный ниппель, к которому можно легко подключить насос. В большинстве случаев для доступа к ниппелю не приходится снимать крышку котла. Когда будете накачивать бак, постоянно следите за показателями манометра на насосе. Ваша задача – накачать приблизительно до 1,2 атмосферы. Это оптимальное значение. Если получилось больше – нужно ослабить. Иначе система может просто не работать, пока давление не придет к нормальному значению. Если видите, что во время накачивания из смесителя все еще идет вода, это нормально.
  4. Подключите котел. Когда давление в расширительном баке достигнет нормы, можно вновь подключать котел. Сначала закройте кран подпитки, откройте кран холодной воды. При этом начнет литься грязная вода, воздушные пузыри. Когда это прекратится, кран можно закрывать. Далее кран подпитки снова нужно открыть, чтобы наполнить котел до его рабочего состояния. Здесь нужно смотреть на манометр, расположенный на корпусе.

После этого уже можно открыть краны подачи и обратки. Если видите, что давление ослабевает, можно добавить воды. Далее нужно удалить воздух из насоса. Выкрутите пробку на его торце и спустите воздух точно так же, как это делается на кранах Маевского.

Важный вопрос владельцев настенных и напольных котлов отопления: «как часто нужно накачивать расширительный бак?». Мы рекомендуем в новых котлах делать это каждые два года, а в уже отработавших несколько лет – каждый год. Оптимально – перед началом отопительного сезона.

Как выявить неисправность и почему падает давление в расширительном баке?

Самые распространенные признаки неисправности:

  1. «Скачущее» давление во время работы котла. Например, когда система работает на обогрев, оно растет, а при переключении на горячее водоснабжение падает. В последнем случае показатель и вовсе может опуститься до нуля.
  2. Приходится постоянно подпитывать отопительную систему, хотя обнаружить утечки не удается, а теплообменник работает нормально. Нередко проблема возникает при наличии в доме теплого пола.

В некоторых случаях причины падения давления можно обнаружить самостоятельно. Очень часто они возникают именно из-за протечек теплоносителя. Притом чаще при использовании антифриза в качестве теплоносителя. Антифриз в силу своей консистенции может проникать даже в самые маленькие трещины, давление падает. Чтобы исправить ситуацию, нужно найти утечку и устранить ее, после чего подкачать бак до нужного давления.

В процессе работы давление в самом котле может падать и приходить в норму после запуска. Если же оно не выравнивается, это признак неисправности. Далее система будет сбоить еще сильнее. В такой ситуации лучше всего сразу обращаться к мастеру для диагностики, сервиса и ремонта.

Если нужен ремонт или обслуживание котлов, звоните в «Профтепло»

Мы работаем в Калуге и регионе, диагностируем, обслуживаем, ремонтируем системы любой сложности. Выполняем как простые задачи по закачиванию воздуха в расширительный бак, так и сложный комплексный ремонт современных систем. Предоставляем гарантию на все виды работ.

Если нужна консультация или вы хотите воспользоваться услугой, просто звоните по номеру +7 (4842) 75 02 04 или оставьте запрос прямо на сайте. Мастер прибудет в день обращения и выполнит все нужные виды работ.

Давление воздуха в расширительном бачке системы отопления закрытого типа

Расширительный бачок, гидробак или демпфер в системе теплоснабжения если и не является основным устройством, то он очень важный элемент, который обеспечивает безопасность отопительной системы в целом. Данный аппарат выполняет компенсацию температурного расширения сетевой воды в момент пуска системы. По законам термодинамики, любая жидкость при нагревании увеличивается в объеме.

Для того чтобы закрытая система теплоснабжения работала, ее запитывают водой и полностью стравливают воздух. Без этого циркуляционный насос работать не будет.

При включении горелочного устройства котла, тепло от сгорания топлива передается нагреваемой воде, которая расширяясь, переходит в специальное устройство, где аккумулируется. При охлаждении системы она опять поступает во внутренний отопительный контур.

Содержание статьи:

Устройство

В торговой сети имеются два вида расширительных баков, — настенный, баллонного типа и, работающий, по мембранному принципу. Первые устанавливаются в низкотемпературных водопроводных системах, их окрашивают в синий цвет, а вторые, с красной маркировкой, используются в высокотемпературных водяных системах.

Гидробак выполняют в форме закрытого сосуда, в нем установлена разделительная мембрана, из особого резинового материала с повышенной эластичностью и прочностью.

За начальное рабочее давление в расширительном бачке отопления закрытого типа принимается давление (Р) в воздушном отсеке при 18 °С в пустом агрегате. Оно будет равняться статическому в заполненной внутридомовой трубной системе, при отсутствии воздушных пробок в трубах.

В этот момент, мембрана находится в равновесном состоянии, поскольку давление воздушной среды в камере стабилизируется водяной системой теплоснабжения, демпфер не может заполняться из сети, а рабочая емкость будет свободна для будущей температурной компенсации среды.

Функции расширительного бачка закрытой системы отопления. Компенсация увеличенного объема воды в системе теплоснабжения во время пусковых процессов. Благодаря своим физическим свойствам, при достижении Т воды порядка 100 C ее объем в трубах увеличивается на 4.30 %. Этот процесс сопровождается ростом Р, воздействующего на трубную систему и подключенное оборудование.

Давление может быть разрушительным и вывести систему теплоснабжения из строя.

Для предотвращения разрывов трубной системы, на обратный трубопровод перед котлом устанавливается гидробак, который наполняется излишками сетевой воды. Конструкция его гасит гидроудары в трубах отопления, возникающих при завоздушивании или резкого отключения сетей от котла арматурой на подающей линии.

Какое давление должно быть в демпфере

Важной характеристикой гидробака является рабочий объем устройства, пропорциональный Р и не превышающий сброс сетевой воды, при максимально допустимом температурном режиме. Прежде чем установить, какое давление должно быть в расширительном баке системы отопления, собирают технические данные отопительной системы.

Исходные данные для определения рабочих параметров демпфера:

  • Суммарный объем теплоносителя, литр;
  • водяной объем труб внутридомовой системы, литр;
  • объем батарей, литр;
  • водяной объем котла, литр.

Полученный общий объем умножают на поправочный коэффициент, установленный для конкретной жидкости. Таким образом определяют, какое давление должно быть в расширительном бачке системы отопления.

Так для трубной системы с объемом 100 л потребуется гидробак с объемом:

  • для водяного теплоносителя: 100х0,2 = 20 л;
  • для антифриза: 100х0,15 = 15 л.

Р начальное в гидробаке настраивают на заводе-изготовителе — 0.75 атм, но этого не достаточно для безаварийной работы сетей. Условия производителей оборудования определяет предельное давление, при котором допустимо эксплуатироваться твердотопливный котел и вспомогательные устройства — не выше 3 атм.

Если объём теплоносителя в демпфере «гуляет» от 20% до 80%, при том, что Р в сосуде = 3 атм., то это считается нормальным режимом эксплуатации. Расчет давления в расширительном баке газового котла, зависит от фактического показателя в трубах. Если Р = 1.4 атм, то демпфер должен заполняться при Т теплоносителя 18-20 С:

Р демпфера =1.4×0.8 = 1.12 атмосфер.

Это и будет являться рабочим параметром для гидробака, который обеспечит безаварийный режим работы при запуске отопления дома.

Как проверить давление

Проверку давления в демпфере проводят стандартным ручным манометром. Специально в нем производитель оборудовал вывод, оснащенный велосипедным ниппелем. Проверка согласно эксплуатационным нормам должна проводиться не реже 1 раза в году, лучше всего, если это будет выполнено в период проведения обязательного технического обслуживания теплового оборудования, во время которого будет проверяться работоспособность основного и вспомогательного котельного оборудования.

Ниппель располагается напротив входного патрубка котла. Для контроля или регулировки показателя используют стандартный автомобильный насос, идущий в комплекте с манометром. Перед тестированием уточняют единицы измерения на шкале прибора, если они указаны в МПа, результат потребуется рассчитать, сколько будет давление, выраженное в атмосферах:

1.0 ат =1.0 кгс/см2= 0.1 МПа

Важно! Если в процессе замеров, выяснится, что Р низкое, например, ниже 1.12 атмосфер проводят настройку гидробака. Иначе произойдет мгновенный рост его во внутридомовых трубах, что вызовет аварийную остановку котлоагрегата и всего вспомогательного оборудование. В данном случае сработает автоматика безопасности или выброс сетевой воды в помещение котельной произойдет через предохранительно-запорный клапан.

Как настроить давление

Выполняют «подкачку» демпфер при пустой рабочей емкости. Поскольку он устанавливается на обратной линии перед котлом, для этого достаточно с него слить воду. Подкачка выполняется стандартным велосипедным насосом, процесс контролируется манометром. Если устройство не может компенсировать Р в водяной сети, скорее всего аппарат неисправен, поскольку произошел разрыв мембраны/клапана.

Алгоритм измерения рабочего давления:

  1. Отключают котел и циркуляционный насос.
  2. Перекрываю запорно-регулирующую арматуру на участке, где размещен гидробак.
  3. Сливают воду через сбросную линию котла.
  4. Если бак размещен на котле, перекрывают подающую и обратную линию на входе/выходе из агрегата.
  5. Снимают ниппельный колпачок и подсоединяют автомобильный насос.
  6. Нагнетают воздух до 1.5 атмосфер и ожидают, пока с устройства не сольются все остатки воды, затем спускают воздух.
  7. Перекрывают запорно-регулирующую арматуру и насосом циркуляции доводят давление в демпфере до рабочего. Если оно в устройстве выше допустимого стравливают лишнее с использованием золотника.
  8. Снимают насос, одевают колпачок на ниппель и перекрывают дренажную линию.
  9. Открывают запорно-регулируюшие вентиля. Подпитывают систему и проверяют работу гидробака.

Последнюю операцию выполняется во время пусковых процедур на котлоагрегате. Во время этих процессов, стрелка манометра на подаче сетевой воды не должна вибрировать, а Р сети должно подниматься плавно, без рывков.

Рекомендации

Если настройка демпфера выполнена правильно, гидроударов в сети и не будет.
Тем не менее, если аварийная работа будет иметь место, необходимо воспользоваться советами и рекомендациями специалистов.

Причинами гидроударов при установленном бачке могут быть: неправильно подобранное устройство по давлению и объему, деформация или разрыв мембраны, неисправность ниппеля, нарушение монтажа при установке отопления на даче.

Обратите внимание! При покупке модели гидробака нужно обращать внимание на возможность регулировки аппарата, в противном случае устройство не стоит покупать.

Настройку проводят с учетом реальных водяных объемов в сети в соответствии с рекомендациями изготовителя демпфера и установленного котельного оборудования

Таким образом, демпфер в системе нагрева частного дома — важное устройство, отвечающее за безопасность эксплуатации котельной установки. Для теплоснабжения приобретают гидробаки красного цвета, имеющие встроенную систему регулирования. Такие устройства легко встраиваются в действующее отопление, просто настраиваются для конкретных температур, тем самым обеспечивают безаварийную работу теплосилового оборудования.


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.

Одним из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, является использование системы водяного отопления (часто называемой гидронной). 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 в 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. Проблемы в системе часто возникают из-за того, что не были учтены некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования.

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 использования тепла.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

  • А топка , камера, в которой сжигается топливо;
  • A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
  • А насосно-трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
  • Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
  • Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

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

Самой важной частью любой системы горячего водоснабжения является 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 древесина

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 знает, 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 составляют дым. Дым, выходящий 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 вся смола 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 максимум тепла.Медленный дымный огонь может растрачивать 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 недостаток воздуха.

Слишком большое количество воздуха в камере сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате сильного смешения воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может вытеснять 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 сгорании 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 такие 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 утеплить 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 Рисунке 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного устройства. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы не только принимать заряд топлива, но и оставлять место для полного сгорания расширяющихся газов сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее частых 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. Иногда, однако, 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 определенный период времени. Производительность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость, с которой топливо подается в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, что и добавлено. 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 целом, 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 обеспечивает большее перемещение пламени и лучшее перемешивание 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 (кубические футы)
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 влияют 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 скорость работы 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 зависимости от температуры. 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 куб. Футов в минуту = 1050 куб. 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 обычный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Допущение статического давления воды в 1 дюйм будет более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов для различных систем приведены в таблице 2.


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 деформация дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, в то время как другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на рисунке 2, была сделана из стали 1, 2 дюймов с существенным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что эту проблему нельзя полностью устранить, 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 выхода 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 сохраняет 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 ногами, 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 их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного горения может закупорить решетки и нарушить циркуляцию 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 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.
Емкость (галлонов) Диаметр Длина
500 48 из 64 в
560 42 из 92 из
1,000 49 1 2 дюймов 10 футов
2 000 64 в 12 футов
4 000 64 в 24 фута
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 дюйм
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. Внимание: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся 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.

Теплоемкость

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 заключается 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 приложений. 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 (БТЕ) ​​- это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия 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 сохранять вода без давления. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна содержаться 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 к нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, когда температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать более низкую 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.

Это 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 рекомендуется, 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 (накопитель в резервуаре), также можно хранить тепловую энергию в системе 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 уходом 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 бак. 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 довольно 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 накопительный бак чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Еще лучше то, что люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но накрыть куском 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 класс изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара на 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить примерно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные 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 6 900 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 можно легко оправдать за счет экономии затрат 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, может удерживаться на месте проволочной сеткой с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыленной 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. Существует ряд доступных коммерческих химикатов, предназначенных в первую очередь для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения средних размеров.

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 спроектированы 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 пожарных 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 футов x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 футов

Приблизительно 147 погонных футов 1 1 2 трубы дюймов 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 затрат, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 1 2 дюймов и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако сваривать трубу большего размера намного проще. Кроме того, необходимо время от времени очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить более короткую 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 выходят из пожарных трубок 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 бака, температура воды, забираемой из бака для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся рядом с дном резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, при этом самая теплая вода остается наверху. Стратификация может иметь место в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Подобно воздуху, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо 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.

Лучшим решением является установка непрерывно работающего вспомогательного циркуляционного насоса для перемещения воды из самой холодной части резервуара в самую горячую. 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 .

Рис. 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранения.

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 получать тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой загрузке 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, чтобы предотвратить обратный поток, когда тепло не требуется.

Насосы

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они обеспечивают 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 оно также 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 недорогие 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, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Для полибутиленовой трубы также требуются специальные соединители, но она гибкая и значительно e

Руководство по обслуживанию септиков

Знаете ли вы, что замена среднего септика стоит от 3000 до 7000 долларов? Имея это в виду, правильное обслуживание септической системы абсолютно необходимо для поддержания вашей септической системы в рабочем состоянии.Регулярное обслуживание септической системы не только избавит вас от больших затрат на дорогостоящий ремонт, но также поможет сделать вашу жилую среду здоровой и безопасной. К счастью, обслуживание септических систем — это не ракетостроение. От туалета и душа до мусора и стиральной машины — все, что попадает в канализацию, попадает в септик. Поэтому важно обращать пристальное внимание на то, какие предметы вы выбрасываете в канализацию, а также на эффективность ваших приборов.Для получения дополнительной информации о том, как поддерживать вашу септическую систему, прочтите наше руководство ниже.

Основы септической системы

Что такое септик?

Ваша септическая система содержит септик и дренажное поле. Контейнер для септика расположен под землей и отвечает за удержание твердых частиц и накипи, скопившихся из ваших сточных вод. Согласно EPA (Агентство по охране окружающей среды), «более чем одно из пяти домохозяйств в Соединенных Штатах зависит от индивидуальной локальной системы или системы небольшого сообщества для очистки сточных вод.«Домохозяйства, использующие систему септических ям, обычно расположены в сельской местности без доступа к городской канализации. Хотя потенциальные покупатели дома могут изначально рассматривать септик как отрицательный фактор, они должны знать, что при надлежащем обслуживании эти септики могут прослужить 30 и более лет.

Что такое дренажное поле?

Как только сточные воды выходят из септика, они попадают в канализацию. Согласно EPA, дренажное поле, являющееся частью септической системы, представляет собой «неглубокую крытую выемку» в почве.Иногда его называют «выщелачивающим полем». Если водосборное поле будет затоплено сточными водами и / или внешней жидкостью, оно может затопить. Это может привести к дублированию сточных вод.

Почему так важно обслуживание септической системы?

Учитывая, насколько дорого обходится замена септической системы, надлежащее обслуживание — важный шаг к поддержанию здоровья вашей септической системы (и ваших финансов). Чем активнее вы будете ухаживать за своей септической системой и поддерживать ее, тем дольше прослужит эта септическая система.При обслуживании септика цель состоит в том, чтобы предотвратить накопление твердых частиц, а также любое загрязнение грунтовых вод.

Как часто нужно откачивать септическую систему?

Размер вашего домохозяйства, общий объем образовавшихся сточных вод, количество присутствующих твердых частиц и размер резервуара — все это определяет, как часто вашу септическую систему нужно будет откачивать. EPA сообщает, что, хотя в среднем септическая система откачивается каждые три года, системы с «электрическими поплавковыми выключателями, насосами или механическими компонентами следует проверять чаще.«Как правило, мы рекомендуем проверять и откачивать вашу септическую систему один раз в год в целях безопасности. Ниже представлена ​​простая четырехэтапная программа технического обслуживания, которая при тщательном соблюдении предотвращает образование твердых отложений и гарантирует, что ваша система будет работать с максимальной эффективностью в течение многих лет.

4 этапа обслуживания септической системы

  • Шаг 1 — Ответственная откачка — В каждом домохозяйстве должен быть установлен регулярный график обслуживания септиков, чтобы предотвратить накопление твердых частиц в их системе.Частота обслуживания варьируется в зависимости от семьи, поэтому не забудьте узнать мнение своего техника о том, как часто нужно откачивать вашу септическую систему.
  • Шаг 2 — Водоструйная очистка под высоким давлением — Во всех септических системах, независимо от их правильной перекачки, в дренажных трубах накапливаются твердые частицы и другой мусор. Присутствие этих твердых частиц забивает трубы, соединяющие септик с водостоком. Поэтому мы рекомендуем проводить водоструйную очистку под высоким давлением каждые пять лет, чтобы удалить и очистить любой мусор, который может помешать вашей системе работать эффективно.
  • Шаг 3 — Используйте бактериальную добавку — Владельцы септиков должны использовать живые органические бактерии, которые разрушают присутствие неестественных веществ и твердых веществ, таких как моющие средства и мыло, которые иногда попадают в вашу септическую систему. Если эти обычные бытовые вещества проникают в вашу септическую систему, они убивают естественные бактерии, которые позволяют вашей системе функционировать должным образом. Бактериальные добавки — это недорогой страховой полис, обеспечивающий чистоту и прозрачность ваших труб, отсутствие запаха и правильное функционирование системы.
  • Шаг 4 — Установка фильтра для сточных вод — Фильтр, предотвращающий попадание твердых частиц в сливное поле, необходимо очищать или заменять при каждом обслуживании системы. Некоторые старые системы не имеют фильтра. Если в вашей септической системе нет фильтра, сообщите об этом своему технику.

Септическая система Dos

Выполнять регулярное техническое обслуживание

Чтобы ваша септическая система работала эффективно, мы рекомендуем ежегодно проверять вашу септическую систему специалистом по обслуживанию.По данным EPA, бытовые септические системы прокачиваются каждые три-пять лет. Профессионалы должны быть в состоянии сказать вам, как часто нужно откачивать вашу септическую систему. Прокачка септической системы при необходимости предотвратит ее выход из строя.

Поддерживайте свое дренажное поле

Чтобы поддерживать водосливное поле, не сажайте поблизости сады и деревья. Это предотвратит рост корней и их столкновение с септической системой. Вам также следует избегать парковки автомобилей над водостоком.

Ограничьте количество вещей, которые вы выбрасываете на свалку

Чем больше мусора вы выбрасываете в мусоропровод, тем выше вероятность того, что вы повредите свою септическую систему. Чтобы избежать засорения вашей системы, старайтесь не выбрасывать жир для жарки, кофейную гущу и жиры. Вместо этого выбрасывайте эти предметы в корзину.

Куплю ли высокоэффективную технику

Согласно EPA, эффективное использование воды может улучшить работу вашей септической системы.Это означает, что чем больше воды вы тратите (из-за дырявых туалетов, чрезмерного использования стиральной машины и т. Д.), Тем больше воды попадет в вашу септическую систему. Это может вызвать повреждение и возможное затопление дренажного поля. Самый простой способ не тратить воду впустую — использовать высокоэффективные приборы. Ищите приборы Energy Star, которые потребляют на 50 процентов меньше воды, чем обычные приборы.

Сохранять отчеты о проверках и протоколах технического обслуживания

Домовладельцы должны сохранять все записи о техническом обслуживании и отчеты о проверках при обслуживании своей септической системы.Инспекции должны включать подробные отчеты о потенциальных или существующих утечках, а также об уровне накипи и возможных повреждениях. Если сообщается о повреждении, вам следует нанять опытного ремонтника, чтобы исправить его как можно скорее.

Септическая система, чего нельзя делать

Не смывайте предметы в унитаз

Во избежание поломки вашей системы не смывайте в унитаз ничего, кроме туалетной бумаги. Туалетная бумага предназначена для разрушения и растворения внутри септиков, а другие предметы — нет.Даже предметы, описанные как «смываемые», нельзя смывать в унитаз. Согласно EPA, предметы, которые следует избегать смывания в унитазе, включают кулинарный жир или масло, смываемые салфетки, средства женской гигиены, зубную нить, подгузники, окурки, кофейную гущу, бумажные полотенца и наполнитель для кошачьих туалетов — среди многих других предметов, которые нельзя смывать.

Не нанимайте неквалифицированного мастера по ремонту септических систем.

Нужно нанять местного ремонтника? Чтобы найти опытного и сертифицированного специалиста, выполните поиск в базе данных специалистов по обслуживанию Национальной ассоциации по переработке сточных вод.

Не сливайте химикаты в канализацию

Находясь в раковине на кухне или в душе, не сливайте в канализацию химические средства для открывания слива, масло, жир и токсичные жидкости. Это предотвратит повреждение вашей септической системы.

Без сточных вод

Экономия воды — самый простой способ поддерживать эффективную септическую систему. Несколько простых способов избежать траты воды включают в себя приобретение техники Energy Star, ремонт протекающих кранов и ремонт работающих туалетов.

Не размещайте системы отвода дождевой воды рядом с водостоком

Хранение вещей подальше от вашего водосборного поля должно быть главным приоритетом. Агентство по охране окружающей среды сообщает, что избыток дождевой воды из дренажной системы, такой как водосток с крыши, может привести к скоплению лишней воды возле водосточного поля. В свою очередь, это только замедлит процесс лечения вашей септической системы.

Домашние особенности, влияющие на вашу септическую систему

Многие домовладельцы не знают, что бытовая техника может негативно повлиять на состояние их септической системы.Частое использование домашних приспособлений, таких как гидромассажные ванны, вывоз мусора, стиральные машины, туалеты и насадки для душа, может снизить эффективность вашей септической системы.

  • Гидромассажная ванна — Владельцы гидромассажных ванн должны осознавать, что слив воды сразу может повредить их септическую систему. Согласно Pipeline, «воду в гидромассажной ванне следует вместо этого охладить, а затем слить на газон или ландшафтные участки вашей собственности, вдали от септика, дренажного поля и дома в соответствии с местными правилами.”
  • Вывоз мусора — Если в вашем доме есть отдельная септическая система, мы вообще не рекомендуем использовать вывоз мусора. Отказ от использования вывоза мусора резко сократит количество твердых частиц и накипи в септике. Если вы все же используете мусоропровод, вам, скорее всего, придется откачивать свою септическую систему чаще, чем тем, кто не использует эту домашнюю функцию.
  • Стиральная машина — EPA сообщает, что средний односемейный дом использует около 70 галлонов на человека в день.Это много воды. К сожалению, чем больше воды использует ваша семья, тем больше будет перегружена ваша септическая система. Когда септическая система перегружена, это увеличивает риск выхода из строя. Чтобы этого не произошло, тем, у кого есть септическая система, следует ограничить количество стирки, которое они стирают за один день. Им также следует выбрать стиральные машины Energy Star, которые потребляют на 45 процентов меньше воды, чем обычные стиральные машины.
  • Туалет — Слышите, как работает ваш туалет? Согласно EPA, протекающий или негерметичный туалет может тратить до 200 галлонов воды в день.Ой. Это не только увеличит ваш счет за коммунальные услуги, но также увеличит количество воды в вашей септической системе. Замена старых туалетов на высокоэффективные — простой способ предотвратить это.
  • Насадка для душа — Возможно, пришло время заменить старую насадку для душа на более новую, высокоэффективную. Эти насадки для душа помогают ограничить поток воды и уменьшить количество воды, просачивающейся в вашу септическую систему.

Другие советы по обслуживанию септиков

Как узнать, нужно ли откачивать септическую систему?

По крайней мере, один раз в три года приглашайте в дом профессионального специалиста по септическим системам для проверки вашего резервуара.Когда прибудет техник, он запишет уровень накипи в резервуаре. Эти уровни должны указывать, когда и как часто вам нужно откачивать септическую систему. Агентство по охране окружающей среды сообщает, что «если верх слоя накипи находится в пределах 12 дюймов от выпускного отверстия, ваш бак необходимо откачать».

Как я узнаю, что моя септическая система дает сбой?

От вашей септической системы исходит неприятный запах? Страховая компания Allstate утверждает, что это может быть признаком того, что что-то не так. Когда септическая система забита твердыми частицами, она скорее выйдет из строя.Ежегодное техническое обслуживание может предотвратить это. Еще одной причиной выхода из строя септической системы могла быть ее особая конструкция и расположение. Если она расположена рядом с «неподходящими почвами, чрезмерными склонами или высокими уровнями грунтовых вод», септическая система может быть затоплена из внешних источников воды, сообщает EPA. Если вы начнете замечать мутные воды вокруг септической системы, это может быть признаком того, что в системе накопилось слишком много жидкости и работает резервное копирование.

Что мне делать, если моя септическая система не работает?

Меньше всего вам нужно (и кому угодно!), Чтобы сточные воды попадали в дом.Однако это может случиться, если не поддерживать септическую систему должным образом. В этом случае убедитесь, что вы и ваша семья избегаете контакта со сточными водами. Согласно EPA, сточные воды в вашем доме могут содержать вредные патогены и вредные бактерии. Вместо того, чтобы пытаться очистить его самостоятельно, позвоните в местный отдел здравоохранения и сообщите им о неисправности вашей септической системы. Вам нужно будет нанять профессиональную бригаду уборщиков, чтобы разобраться с беспорядком. После этого обязательно протрите и продезинфицируйте все вещи, которые соприкасались со сточными водами.

Чрезмерная потеря воды из расширительного бака пресной воды главного двигателя

Вода из расширительного бака пресной воды главного двигателя используется для охлаждения в главном двигателе судна. Вода в баке должна постоянно поддерживаться на необходимом уровне, чтобы обеспечить подачу достаточного количества воды в двигатель.

В этой статье описана специфическая ситуация, когда бак пресной воды главного двигателя нужно было пополнять пять или более раз в день для подачи необходимого количества пресной воды в двигатель — конечно, это чрезмерно.

В хорошо обслуживаемом машинном отделении, где техническое обслуживание главного двигателя проводится должным образом, подпиточная вода в расширительном баке главного двигателя составляет не более 0,5 куб. М в сутки (обычно 0,2 куб. М).

Чрезмерная негерметичность бака для чистой воды может быть вызвана несколькими причинами. Некоторые из основных перечислены ниже вместе с их устранением неисправностей:

1) Утечки через уплотнительные кольца ГБЦ

Это происходит в основном из-за недостаточного подогрева (ниже 45 ° C), но останавливается, когда двигатель работает, а температура охлаждающей воды на выходе из рубашки составляет 80-82 ° C из-за теплового расширения.

Регулярное обслуживание с использованием уплотнительного кольца правильного размера и типа и хорошая очистка поверхностей — ключ к решению этой проблемы.

В некоторых двигателях имеется промежуточная цилиндрическая деталь, которая является частью рубашки. Если он установлен неправильно (обратите внимание на установочный штифт и посмотрите, не больше ли размер резинового кольца), эта деталь может треснуть. Чтобы отключить этот блок, нам может потребоваться закрыть впускной и выпускной клапаны соответствующего цилиндра. Однако было замечено, что эти клапаны не выдерживают и вставлять бланк сложно.

Впускные и выпускные клапаны охлаждающей воды рубашки главного двигателя должны быть отремонтированы на всех агрегатах во время сухой док-станции. Инженеры также должны попрактиковаться в правильной подаче топлива в конкретный цилиндр. Пытаться разобраться в этом в последний момент — не лучшая идея.

2) Утечки из уплотнительных колец гильзы цилиндра.

Во время капитального ремонта цилиндра инженеры должны попытаться вытащить гильзу и заменить уплотнительные кольца после тщательной очистки посадочной поверхности.

Этот процесс требует времени и остановки судна в портах — одна из самых больших проблем в наши дни. Тем не менее, мы должны стараться выполнять эту работу, когда это возможно.

3) Утечка из корпуса с водяным охлаждением турбокомпрессора главного двигателя:

Корпус турбонагнетателя необходимо очистить химическим способом со стороны воды (не царапать и не стучать по корпусу) после 10 лет эксплуатации. Требуется ультразвуковой контроль обсадной колонны вверху (возле вентиляционного отверстия) и внизу (здесь скапливается грязь, и циркуляция в этой области недостаточна).

Если, к сожалению, в корпусе появляется трещина, ее очень трудно отследить и так же сложно отремонтировать. Можно применить систему воздушного охлаждения, чтобы температура масла не превышала 120 ° C (приставные насосы и отдельные отстойники).

4) Утечка из сальника насоса : Благодаря усовершенствованию конструкции насоса (Shinko) и использованию механических уплотнений утечка из сальников насоса в настоящее время минимальна.

Однако на более старых двигателях замените втулку насоса и используйте сальниковую набивку правильного размера, что обеспечит очень меньшую утечку через сальник (следуйте рекомендациям производителя).

5) Утечка в охладителе пресной воды: Охладитель пресной воды двигателя Мэн для охлаждающей воды рубашки необходимо регулярно очищать и проверять под давлением в соответствии с системой планового технического обслуживания машинного отделения. Любая протекающая трубка должна быть закрыта в соответствии с инструкциями производителя.

6) Охлаждающая вода с ухудшенным качеством Свойство: Поддержание качества охлаждающей воды имеет первостепенное значение. Раз в 6 месяцев инженеры должны отправлять на анализ образец охлаждающей воды, а также стараться поддерживать pH воды около 8.0-8,5 путем регулярного дозирования химикатов.

Поставщики химикатов предоставляют обучающие видеоролики, которые также следует просмотреть персоналу машинного отделения, чтобы лучше понять процесс.

7) Неправильное обслуживание и капитальный ремонт: Морские инженеры часто ремонтируют выпускные клапаны, но не обращают внимания на сторону охлаждающей воды, удаляя пробки.

Следует отметить, что со временем на головках цилиндров могут образовываться трещины, в основном вокруг клапана запуска воздуха.Руководители судов часто просят перевезти все головки цилиндров в мастерскую для очистки (во время сухого дока) и тщательного тестирования на наличие трещин на головке цилиндров с использованием современных методов.

Ищете электронные книги, написанные опытными морскими профессионалами?

Ознакомьтесь с нашими последними электронными книгами:

Теги: главный двигатель судовой двигатель судовой двигатель

Эксплуатационные расходы тепловых насосов (2020)

Что влияет на стоимость эксплуатации тепловых насосов?

Тепловые насосы — это универсальные и экологически чистые технологии , которые очень популярны среди клиентов, которым нужны устройства для обогрева и охлаждения.Тепловые насосы могут обеспечить значительную экономию по сравнению с традиционными системами отопления благодаря низким эксплуатационным расходам . Например, геотермальный тепловой насос может снизить счета за электроэнергию как минимум на 26% по сравнению с новым газовым котлом.

Некоторые из ключевых факторов, влияющих на эксплуатационные расходы бытовых тепловых насосов:

  • Коэффициент полезного действия ( COP ) — с типичными значениями от 3 до 4,3, может сэкономить до 52%. используется только для отопления помещений вместо газового котла.
  • Поощрение за возобновляемое тепло ( RHI ) — грант, предлагаемый правительством, который для дома с 2 спальнями принесет годовой доход в размере 2539 фунтов стерлингов.
Расчетные среднегодовые выплаты RHI для GSHP и ASHP
Размер домохозяйства Тип технологии Годовой платеж RHI
2-3 спальни Земляной тепловой насос 2539 фунтов стерлингов
2-3 спальни Воздушный тепловой насос £ 1 302

Полную разбивку см. Расчетные среднегодовые выплаты RHI за возобновляемые системы отопления

  • Изоляция — необходима для сокращения счетов за электроэнергию на указанные выше значения.

Цена на установку теплового насоса варьируется в зависимости от системы теплового насоса . Затраты на установку теплового насоса с воздушным источником могут варьироваться от 8000 до 18000 фунтов стерлингов, в то время как расходы на наземный тепловой насос могут варьироваться от 20000 до 35000 фунтов стерлингов. Но благодаря сбережениям и грантам домовладельцы через несколько лет начинают зарабатывать.

Вы заинтересованы в получении расценок на тепловые насосы? Сообщите нам о своих потребностях и предпочтениях, и мы свяжемся с вами как можно скорее, предоставив бесплатных необязательных предложений от наших квалифицированных поставщиков .

Коэффициент производительности и эффективности

По сути, необходимо учитывать три фактора , чтобы определить общие эксплуатационные расходы теплового насоса наземного и воздушного источников:

  1. КПД теплового насоса
  2. количество тепла необходимое для вашего дома
  3. температура источника тепла

Коэффициент производительности (COP) измеряет эффективность теплового насоса и делает это путем измерения количества потребляемой мощности по сравнению с величиной выходной мощности , производимой рассматриваемой системой.Следовательно, чем выше значение, тем эффективнее система.

Фактическая эффективность системы может быть рассчитана по количеству работы, которую она должна выполнить, учитывая разницу между внешней и внутренней температурой . Чем ближе две среды, тем меньше работы тепловому насосу необходимо выполнить, чтобы достичь желаемой температуры, и, таким образом, он будет более эффективным без нагрузки или использования большего количества энергии. Тепловые насосы могут достигать выходной температуры 65 градусов и более, если они предназначены для этого, но их эффективность снизится, а эксплуатационные расходы увеличатся.

Нормальным значением для теплового насоса является коэффициент COP, равный 4, что означает, что на каждый киловатт (кВт) потребляемой электроэнергии создается 4 кВт тепла. Часто указывается, что КПД составляет 400%, что может ввести в заблуждение.

Эффективность бытовых тепловых насосов варьируется в зависимости от производителя, но в определенных пределах. Тепловые насосы с водяным источником могут иметь КПД до 5 , а некоторые источники воздуха могут упасть ниже 2,5 , но эти значения обычно редки. Обычно значение COP находится в пределах 3.0 и 4.3 .

Расчет COP

COP рассчитывается каждым производителем по определенному набору критериев, которые могут включать или не включать такие вещи, как циркуляционный насос и циклы оттаивания, но не включают электрический нагреватель.

Определить точные эксплуатационные расходы тепловых насосов не так просто, как кажется. На эксплуатационные расходы такого оборудования влияют многие факторы, помимо характеристик самого теплового насоса. Например, следует принять во внимание программу поощрения использования возобновляемых источников тепла (RHI).RHI предлагает домовладельцам семилетний тариф на производство низкоуглеродного отопления.

Давайте посмотрим на все движущие факторы на практическом примере.

Тепловые насосы на испытаниях: производительность в Великобритании

Полевые испытания продолжительностью 12 месяцев, с 2008 по 2009 годы, были проведены Фондом энергосбережения для проверки эффективности теплового насоса . В ходе испытания было отслежено 83 тепловых насоса (29 тепловых насосов с воздушным источником и 54 с использованием грунтовых тепловых насосов) от установки до показателей производительности.Был сделан вывод, что, если они хорошо спроектированы и установлены, тепловые насосы могут эффективно работать в Великобритании.

Промышленность получила ценный опыт от клиентов, участвовавших в этом исследовании. Как и ожидалось, эксплуатационные расходы наземных и воздушных тепловых насосов могут сильно измениться из-за большого количества переменных, которые влияют на структуру затрат.

Например, первоначальные затраты на установку могут составлять от £ 3000 для солнечных тепловых панелей и до £ 23000 для современного котла на биомассе .Хотя первоначальные затраты могут быть высокими, через несколько лет у большинства людей счета за отопление существенно снижаются; Наибольшая экономия достигается в домохозяйствах, отключенных от газовой сети.

Результаты испытаний: примеры текущих затрат

Предположим, у вас есть двухэтажный дом площадью 200 м2, построенный в 2010 году по нормам строительных норм. Допустимая потребность в обогреве помещений составляет 125 кВтч / м2 / год, поэтому на 200 м2 нам потребуется 25000 кВтч в год .Кроме того, нам необходимо горячее водоснабжение, и если предположить, что в доме проживают 4 человека, нам потребуется 3,488 кВтч в день на человека , что соответствует примерно 60 литрам горячей воды на человека.

Довольно новый конденсационный газовый котел имеет КПД 95% , что означает, что общая необходимая энергия составит 26 316 кВтч / год . При нынешних ценах на газ 2,97 пенсов это будет стоить вам 782 фунта стерлингов в год .

Среднее потребление воды четырьмя людьми в доме будет примерно 5 093 кВт / ч в год для нагрева воды до 60 ° C.При 95% эффективности это даст 5 361 кВтч в год , что обойдется в 160 фунтов стерлингов в год .

Давайте посмотрим на тепловые насосы. Если предположить, что вам нужно 25000 кВт для отопления с помощью теплового насоса с COP 4,3, вам потребуется 5814 кВтч электроэнергии . При цене на электроэнергию в 13 пенсов за кВт · ч, это будет стоить 756 фунтов стерлингов в год на отопление помещений.

Чтобы рассмотреть возможность нагрева воды для бытового потребления с помощью теплового насоса, необходимо иметь в виду, что большинство тепловых насосов могут нагреваться только до 50 ° C без использования встроенного электрического нагревателя.Для четырех человек это составит в сумме 4054 кВтч в год потребления электроэнергии. Годовые затраты на это составят £ 123 . Однако, если вы хотите нагреть воду до 60 ° C, вы должны рассмотреть дополнительные £ 132 в год — это связано с дополнительным электричеством, используемым для нагрева воды с 50 ° C до 60 ° C.

В целом, это означает, что тепловые насосы имеют несколько на более высокие эксплуатационные расходы на , чем новый конденсационный газовый котел, если требуется 60 ° C.

Однако при инвестировании в тепловые насосы настоятельно рекомендуется подать заявку на участие в программе поощрения за использование возобновляемых источников тепла, чтобы снизить эксплуатационные расходы. С RHI вы зарабатываете деньги в течение 7 лет за энергию, которую вы производите. Текущий тариф для тепловых насосов с воздушным источником составляет 10,85 пенсов / кВтч , а для наземных тепловых насосов — 21,17 пенсов / кВтч .

Принимая во внимание приведенный выше пример, это может означать, что из 6762 кВтч электроэнергии, используемой в год для теплового насоса, вы можете зарабатывать 734 фунта стерлингов в год для ASHP и 1432 фунта стерлингов в год для GSHP.

Для среднего теплового насоса с воздушным источником, такого как тепловой насос воздух-воздух или тепловой насос воздух-вода, когда наружная температура выше 7 градусов Цельсия, он будет работать с COP 3,2 при распределении тепла в системе подогрева полов.

Данные Метеорологического бюро

показали, что средняя температура в Великобритании с ноября по март (1971-2001) постоянно ниже 7 градусов, а среднемесячная величина колеблется от 4,2 до 6,9 градусов, таким образом, COP будет ниже обычного. КС будет около 2.8, учитывая колебания наружной температуры.

Из-за погодного сценария тепловому насосу потребуется 3 928 кВтч электроэнергии для отопления помещений по цене 510 фунтов стерлингов и еще 460 фунтов стерлингов для производства горячей воды, что в итоге составит 970 фунтов стерлингов в год. Снижение эксплуатационных расходов теплового насоса с воздушным источником составит всего 3,5% по сравнению с газовым котлом.

Если вы используете тепловой насос для производства горячей воды , ваши эксплуатационные расходы увеличатся на . Как указано выше, когда геотермальный тепловой насос используется только для отопления помещений, эксплуатационные расходы снижаются на 52%.Когда тепловой насос также должен обеспечивать ГВС, сокращение составляет всего 26%.

В сквозном доме с плохой изоляцией потребуется более высокая температура потока для обеспечения желаемого тепла в помещении. Это увеличит рабочую нагрузку, а снизит эффективность теплового насоса. Чаще всего именно здесь источник воздуха выходит из строя, что приводит к довольно высокой стоимости теплового насоса с воздушным источником в Великобритании.

Годовая разбивка потребности в тепле и текущих затрат
Размер домохозяйства 1 спальня 2-3 спальни 4+ спальни
Расчетная годовая потребность в тепле * 8000 кВтч 12000 кВтч 17000 кВтч
Газ £ 290 £ 435 £ 615
Электроэнергия £ 1,145 £ 1,720 £ 2435
Масло £ 325 £ 490 £ 690
СНГ £ 525 £ 785 £ 1,110
Уголь £ 325 £ 485 £ 685

* Годовая потребность в тепле соответствует типичным значениям внутреннего потребления

Однако основной причиной высоких затрат на GSHP является плохая установка или установка в неподходящих свойствах.Для геотермальных тепловых насосов проблема может заключаться в массиве заземления, так как может быть недостаточно трубопроводов в земле, или трубы могут быть расположены слишком близко друг к другу .

Определенное количество тепла задерживается под землей, и тепловой насос будет усерднее работать, чтобы отобрать тепло, если требуется большое количество тепла, требуется быстрая подача или тепло меньше, чем необходимо. Отныне COP резко падает, а затраты на геотермальные тепловые насосы резко возрастают.

Эксплуатационные расходы воздушного теплового насоса зависят от ряда факторов. Они работают с максимальной эффективностью при использовании вместе с системой напольного отопления или системой конвекционного отопления , и если здание уже хорошо изолировано .

Кроме того, при установке воздушного теплового насоса необходимо учитывать, где вы его физически разместите. Вы сократите эксплуатационные расходы теплового насоса с воздушным источником, если разместите тепловой насос в зоне, где много солнечного света и не загромождено , что позволит воздуху свободно течь.Если вы изучаете затраты на тепловые насосы с воздушным источником в Великобритании, вы должны убедиться, что учтены эти четыре фактора, поскольку они облегчат процесс отвода тепла и приведут к снижению эксплуатационных расходов теплового насоса с воздушным источником.

В заключение, правила правильного использования теплового насоса остаются следующими:

  • Их применять в хорошо утепленном доме
  • Б / у или с напольным отоплением или низкотемпературные радиаторы потока
  • Было бы полезно иметь отдельный источник тепла для ГВС , в идеале солнечные тепловые панели

Если вы не обратите внимание на эти правила, вы рискуете получить дорогую машину с высокими эксплуатационными расходами и выбросами CO 2 .

Что такое стимул для возобновляемого тепла?

Подробная информация о программе поощрения за использование возобновляемых источников тепла (RHI) была обнародована правительством Великобритании в апреле 2014 года для Англии, Шотландии и Уэльса. Программа поощрения использования возобновляемых источников тепла имеет две схемы:

  • Внутренний RHI — не облагается налогом. Он состоит из субсидии, выплачиваемой ежеквартально в течение 7 лет.
  • Non-Domestic RHI — Это субсидия, выплачиваемая через 20 лет.

Эти планы имеют отдельные тарифы, разные условия подключения, правила и процессы подачи заявок.

Расчетный годовой платеж RHI внутри страны
Тип технологии * 1 спальня 2-3 спальни 4+ спальни
Земляной тепловой насос £ 1 693 2539 фунтов стерлингов £ 3,597
Воздушный тепловой насос £ 868 £ 1 302 1845 фунтов стерлингов
Котел на биомассе £ 550 £ 836 £ 1,185
Гелиотермический ** £ 186 £ 310 £ 475

* Показатели RHI основаны на расчетной годовой потребности в тепле, указанной выше

** Плата RHI за солнечную тепловую энергию основана на предполагаемых цифрах годовой выработки, указанных в сертификатах схемы сертификации микрогенерации (MCS).В данном примере оценки составляют 900 кВтч, 1500 кВтч и 2300 кВтч

Ежегодно 1 апреля тарифная ставка изменяется в соответствии с индексом розничных цен. Ofgem отвечает за администрирование обеих программ. Чтобы присоединиться к схеме RHI, требуется внутренний сертификат энергоэффективности (EPC). EPC предлагает информацию об использовании энергии в домашнем хозяйстве, а также дает рекомендации о том, как уменьшить потери энергии и сэкономить деньги.

Как подать заявку?

Вы можете подать заявку в Ofgem онлайн или по телефону .Когда вы делаете это по телефону, вы можете попросить приложение с цифровой поддержкой. Вы можете заполнить заявку с помощью консультанта, а затем получить необходимую информацию по почте.

Этот сертификат необходим каждый раз при продаже, покупке или аренде недвижимости. Он также является частью оценки зеленого курса и представляет собой требование для большинства людей, желающих присоединиться к отечественному RHI. Во время вашей оценки «зеленого дела» консультант проинформирует вас о , сколько денег вы можете сэкономить и о технологии возобновляемого тепла , которая лучше всего подходит для вашего дома .

Что касается установки, каждый городской совет имеет разные правила для систем возобновляемого тепла. Если вы сомневаетесь, не стесняйтесь обращаться в местный совет, и он определит, нужно ли вам разрешение на строительство перед началом установки.

Какие источники энергии покрывает RHI?

Согласно схеме RHI, существует 4 различных технологии возобновляемого тепла , которые могут участвовать в программе. Потребители получат другой тариф за киловатт-час произведенной тепловой энергии.Сумма, которую вы получите, зависит от технологии, которую вы выберете для своего дома. Это последние тарифы на одобренные возобновляемые технологии:

  • Воздушные тепловые насосы — 10,85 л / кВтч.
  • Земляные тепловые насосы — 21,16 л / кВтч.
  • Котлы на биомассе — 6,97л / кВтч.
  • Солнечные тепловые панели — 21,36 л. / КВтч.
Расчетные средние выплаты RHI за 7 лет
Технология Тип Стоимость установки 1 спальня 2-3 спальни 4+ спальни
Воздушный тепловой насос 8 000–18 000 фунтов стерлингов £ 6 076 £ 9 114 £ 12 915
Земляной тепловой насос 20 000–40 000 фунтов стерлингов £ 11 851 £ 17 773 £ 25 179
Котел на биомассе 10 000–19 000 фунтов стерлингов £ 3 850 £ 5 852 £ 8 295
Солнечное тепловое 3 900–5 000 фунтов стерлингов £ 1 302 £ 2 169 £ 3 326

* Выплаты RHI основаны на цифрах в таблице «Расчетный годовой платеж RHI»

Внутренние RHI — это платежи, учрежденные Правительством.Таким образом, Министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) ввело ограничения на потребление тепла, которые вступили в силу с 20 сентября 2017 года, чтобы гарантировать, что субсидии представляют собой хорошее соотношение цены и качества. Эти требования применимы к тепловым насосам с воздушным источником, тепловым насосам с грунтовым источником и установкам на биомассе.

Эти пределы потребности в тепле относятся к потребности в тепле вашей собственности. Любая недвижимость, потребность в тепле которой превышает соответствующий лимит потребности в тепле, будет оплачиваться так же, как если бы ее потребность в тепле была равна соответствующему лимиту потребности в тепле.Цифры представлены в таблице ниже:

Годовой лимит тепловой нагрузки
Технология Тип Годовой лимит потребности в тепле
Воздушный тепловой насос 20 000 кВтч
Земляной тепловой насос 30 000 кВтч
Котел на биомассе 25000 кВтч

Сравните предложения на тепловые насосы с GreenMatch!

Если вас интересуют наземные или воздушные тепловые насосы или вы не уверены, какой вариант лучше для вас, мы готовы помочь! Сообщите нам о своих потребностях и предпочтениях, заполнив контактную форму вверху этой страницы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.