Caractéristiques de l'installation de chaudières à gaz et d'équipement de four
L'installation de chaudières à gaz doit être réalisée conformément aux exigences des documents réglementaires. Les locataires eux-mêmes, les propriétaires de l'immeuble ne peuvent pas installer d'équipement au gaz. Il doit être installé conformément à un projet qui ne peut être développé que par une organisation autorisée à le faire.
Les chaudières à gaz sont également installées (connectées) par des spécialistes d'une organisation agréée. Les sociétés commerciales, en règle générale, ont des permis pour le service après-vente d'équipements à gaz automatisés, souvent pour la conception et l'installation. Par conséquent, il est pratique d'utiliser les services d'une seule organisation.
Ci-dessous, à titre informatif, les exigences de base pour les endroits où les chaudières fonctionnant au gaz naturel peuvent être installées (raccordées à la conduite de gaz) sont données. Mais la construction de telles structures doit être réalisée conformément au projet et aux exigences des normes.
Différentes exigences pour les chaudières à chambre de combustion fermée et ouverte
Toutes les chaudières sont classées selon le type de chambre de combustion et la façon dont elle est ventilée. La chambre de combustion fermée est ventilée de force à l'aide d'un ventilateur intégré à la chaudière.
Cela vous permet de vous passer d'une cheminée haute, mais uniquement avec une section horizontale du tuyau et de prendre l'air pour le brûleur de la rue à travers un conduit d'air ou la même cheminée (cheminée coaxiale).
Par conséquent, les exigences pour le site d'installation d'une chaudière murale de faible puissance (jusqu'à 30 kW) avec une chambre de combustion fermée ne sont pas aussi strictes. Il peut être installé dans une buanderie sèche, y compris la cuisine.
L'installation d'équipement à gaz dans les salons est interdite, dans la salle de bain est interdite
Les chaudières avec un brûleur ouvert sont une autre affaire. Ils fonctionnent pour une cheminée haute (au-dessus de la crête du toit), qui crée un tirage naturel à travers la chambre de combustion. Et l'air provient directement de la pièce.
La présence d'une telle chambre de combustion entraîne la principale limitation - ces chaudières doivent être installées dans des locaux séparés qui leur sont spécialement alloués - four (chaufferies).
En savoir plus sur les caractéristiques des chaudières avec différentes chambres de combustion. Et apprenez également à choisir une chaudière économique et à créer un système de chauffage économique.
Ensuite, nous examinerons plus en détail les exigences relatives au placement des chaudières dans le four et pour cette pièce.
Où la fournaise (chaufferie) peut-elle être située
La pièce pour l'installation des chaudières peut être située à n'importe quel étage d'une maison privée, y compris au sous-sol et au sous-sol, ainsi que dans le grenier et sur le toit.
Ceux. sous le four, vous pouvez adapter une pièce à l'intérieur de la maison avec des dimensions non inférieures à la norme, dont les portes mènent à la rue. Et également équipé d'une fenêtre et d'une grille de ventilation d'une certaine zone, etc. Le four peut être situé dans un bâtiment séparé.
Quoi et comment peut être placé dans le four
Le passage libre depuis la face avant de l'équipement à gaz installé doit avoir une largeur d'au moins 1 mètre. La fournaise peut accueillir jusqu'à 4 unités d'équipement de chauffage au gaz avec des chambres de combustion fermées, mais avec une capacité totale ne dépassant pas 200 kW.
Dimensions du four
La hauteur des plafonds dans le four (chaufferie) n'est pas inférieure à 2,2 mètres, la surface au sol n'est pas inférieure à 4 mètres carrés. pour une chaudière. Mais le volume du four est régulé en fonction de la puissance de l'équipement à gaz installé: - jusqu'à 30 kW inclus - pas moins de 7,5 mètres cubes; - 30 à 60 kW inclusivement - pas moins de 13,5 mètres cubes; - 60 - 200 kW - au moins 15 mètres cubes
Qu'est-ce qui est équipé d'un four
Le four est équipé de portes donnant sur la rue d'une largeur d'au moins 0,8 mètre, ainsi que d'une fenêtre pour l'éclairage naturel d'une superficie d'au moins 0,3 mètre carré. 10 mètres cubes. fourneau.
La fournaise est fournie avec une alimentation électrique monophasée 220 V, réalisée conformément au PUE, ainsi qu'un système d'alimentation en eau relié au chauffage et à l'eau chaude, ainsi qu'un système d'égouts pouvant recevoir de l'eau en cas d'urgence. inondation, y compris dans les volumes d'une chaudière et d'un ballon tampon.
La présence dans la chaufferie de matériaux combustibles et dangereux d'incendie, y compris la finition sur les murs, n'est pas autorisée. La conduite de gaz à l'intérieur de la fournaise doit être équipée d'un dispositif d'arrêt, un pour chaque chaudière.
Comment la fournaise (chaufferie) doit être ventilée
La fournaise doit être équipée d'une ventilation par extraction, éventuellement reliée au système de ventilation de l'ensemble du bâtiment. L'air frais peut être fourni aux chaudières par la grille de ventilation, qui est installée au bas de la porte ou du mur.
De plus, la surface des trous de cette grille ne doit pas être inférieure à 8 cm carrés pour un kilowatt de puissance de chaudière. Et si l'afflux de l'intérieur du bâtiment est d'au moins 30 cm carrés. pour 1 kW.
Cheminée
Les valeurs du diamètre minimum de la cheminée en fonction de la puissance de la chaudière sont données dans le tableau.
Mais la règle de base est la suivante: la section transversale de la cheminée ne doit pas être inférieure à la surface de la sortie de la chaudière.
Chaque cheminée doit avoir un trou d'inspection situé à au moins 25 cm sous l'entrée de cheminée.
Pour un fonctionnement stable, la cheminée doit être au-dessus du faîte du toit. De plus, le tronc de cheminée (partie verticale) doit être absolument droit.
Ces informations sont fournies à titre informatif uniquement pour se faire une idée générale du four dans les maisons privées. Lors de la construction d'une pièce pour placer des équipements à gaz, il est nécessaire de se laisser guider par les solutions de conception et les exigences des documents réglementaires.
Détermination des dimensions de la chambre de combustion, du conduit de convection et de l'emplacement des brûleurs
La chambre de combustion de la chaudière conçue est un parallélépipède (à - largeur, bt - profondeur, ht - hauteur)
Le volume de la chambre de combustion est limité par le plan axial des tubes de paroi et de plafond. La section du four selon les axes des tuyaux des écrans fт est déterminée sur la base de la densité de dégagement de chaleur testée en pratique le long de la section du four qf
fт =, m2 (9)
La largeur et la profondeur de la chambre de combustion sont choisies en fonction des dimensions de la flamme des brûleurs et de leur puissance calorifique. Le projet de cours utilise des brûleurs automatiques Weishaupt []. Les dimensions de la section de la chambre de combustion sont déterminées selon le nomogramme de la figure 9.1.
Graphique 9.1
Puissance calorifique du brûleur
, kW (9,1)
où Вр est la consommation volumétrique de gaz naturel, en m3 / h;
- la chaleur la plus basse de combustion du gaz, kJ / m3.
Dans les chaudières à faible productivité (jusqu'à 25 t / h), un brûleur est installé par chaudière. Le type de brûleur approprié est sélectionné dans le catalogue [].
Le résultat du choix du brûleur est présenté dans le tableau. 9,1
Tableau 9.1
| Type de brûleur | montant |
| Gazole Monarh 1000 ... 1000 kW |
Le volume de la chambre de combustion de la chaudière est choisi en fonction de la contrainte thermique admissible du volume de combustion.
, m3 (9,2)
Les résultats du calcul de la section, du volume et de la hauteur de la chambre de combustion sont présentés dans le tableau. 9.2
Tableau 9.2
| , m3 / s | , kJ / m3 | , kW / m2 | , m2 | , kW / m2 | , m3 | ht, m |
La plus petite section du conduit de gaz convectif est déterminée en fonction du volume de gaz à l'entrée de la mine et de leur vitesse économiquement optimale
, m2 (9,3)
où Fk est la section, m2; - température des gaz de combustion à l'entrée du conduit de gaz, оС; K est le coefficient de la zone d'écoulement libre; - vitesse optimale des fumées, m / s.
Rapport de surface d'écoulement libre
, (9.4)
où S1 est le pas du tuyau dans la section transversale à l'écoulement de gaz, mm; d - diamètre extérieur des tuyaux, mm.
S1 S1 d
flux du gaz
Présélectionné d = 51 mm, S1 = 100 mm. Les résultats des calculs sont présentés dans un tableau. 9,3
Tableau 9.3
| , m3 / h | , m3 / s | Vg, m3 / m3 | , oC | , Mme | S, millimètre | d, mm | À | , m2 |
La surface calculée des parois de la chambre de combustion
, m2 (9,5)
Volume estimé de la chambre de combustion
, m3 (9,6)
Le résultat de la détermination est présenté dans le tableau. 9.4
Tableau 9.4
| , m | , m | , m | , m2 | , m2 |
Calcul thermique de la chambre de combustion
10.1. Dissipation thermique utile dans la chambre de combustion
, kJ / m3 (10)
où est le pouvoir calorifique net du gaz naturel sec, en kJ / m3; - la chaleur de l'air extérieur. Puisque l'air froid n'est pas préchauffé
, kJ / m3 (10,1)
Les résultats des calculs sont donnés dans le tableau. 10.1
Tableau 10.1
| , kJ / m3 | , % | , kJ / m3 | , kJ / m3 | , kJ / m3 |
Température de combustion théorique (adiabatique) du carburant.
La température, υa est déterminée à partir du tableau. 7.3 par interpolation de l'enthalpie des gaz de la chambre de combustion à l'aide de la formule
, оС (10.2)
Le résultat du calcul est présenté dans le tableau. 10.2
Tableau 10.2
| , kJ / m3 | , оС | , оС | , kJ / m3 | , kJ / m3 | , оС |
Avantages et inconvénients d'une chaudière avec échangeur de chaleur squelettique
Les poêles équipés d'un circuit d'eau, qui servent à chauffer un chalet individuel, présentent à la fois des avantages et des inconvénients. Le propriétaire doit en tenir compte avant de décider d'installer une telle source de chauffage.
De plus, vous devrez choisir la taille de la chambre de combustion, qui, en termes d'indicateurs thermiques, fournira un chauffage fiable de la maison. Lors de l'utilisation de combustible solide, le volume de la chambre de combustion doit assurer le fonctionnement de la source pendant 8 à 12 heures à partir d'une charge.
Avantages du four à échangeur de chaleur squelettique:
- Faible taux de consommation de combustible spécifique pour la production de chaleur par rapport aux fours conventionnels.
- L'efficacité d'une fournaise avec chauffage à eau peut atteindre l'efficacité d'une chaudière à combustible solide.
- Faibles coûts d'installation et d'installation en raison de l'utilisation du poêle et des conduits de fumée existants.
- Possibilité de canalisation du circuit de chauffage avec un système de chauffage interne.
- Capacité constructive à intégrer le four dans la conception de la pièce existante.
Les inconvénients des fours à échangeur de chaleur squelettique fonctionnant aux combustibles solides comprennent la nécessité d'un entretien constant du four pour le chargement du combustible, l'absence de système de protection et de régulation. A cet égard, des zones de surchauffe ou de surchauffe peuvent être créées dans la pièce.
Dépendance du rendement de la chaudière à la surface de chauffe
Lors de la conception d'une maison de campagne ou d'un chalet d'été, vous devez penser à l'avance à la manière de mettre en œuvre des conditions de température confortables dans toutes les pièces, c'est-à-dire de prévoir l'équipement du système de chauffage. Les poêles conventionnels deviennent progressivement une chose du passé, ils sont remplacés par des chaudières à vapeur conçues pour un combustible plus économique pour une installation donnée. Afin d'utiliser raisonnablement, avec des pertes minimales, le combustible acheté, il est nécessaire de vous armer de quelques connaissances sur la conception des appareils de chauffage et sur l'effet sur l'efficacité du transfert de chaleur de la surface de chauffage des chaudières, indépendamment de le type de carburant utilisé.
Schéma des chaudières de chauffage.
Pour ce faire, nous devrons considérer comment la vapeur est produite dans les chaudières à vapeur, qui mettent en mouvement de l'eau chaude dans le système de chauffage, lorsqu'elle est correctement calculée et installée.
Qu'est-ce qui est considéré comme une surface chauffante de chaudière?
Le système, situé directement dans le corps de la chaudière, au-dessus de la chambre de combustion et sur ses côtés et représentant, dans la plupart des cas, une structure de tuyaux métalliques à travers laquelle passe le liquide de refroidissement (eau), est la principale zone de travail des chaudières à vapeur. La surface extérieure des tubes rincés au gaz chaud est la surface chauffante des chaudières à vapeur.
Plus la surface chauffée totale est grande, plus l'agent chauffant (eau) est chauffé efficacement à la température requise dans les chaudières à vapeur.
Circuit de chauffage de surface de la chaudière.
Plus familier à un profane, le nom de ce système est un échangeur de chaleur, car c'est grâce à son dispositif que le transfert direct de chaleur du combustible brûlant à l'eau est effectué.
Pourquoi les surfaces sont-elles prises en compte, et non le volume d'eau dans l'échangeur de chaleur des chaudières à vapeur? Avec une température de combustion suffisante du carburant, 1 litre d'eau atteindra plus rapidement le point d'ébullition s'il est chauffé non pas dans un seul récipient, mais dans plusieurs, autour des parois de chacun desquels passent des gaz chauds. Ainsi, le volume du liquide de refroidissement, divisé en flux plus étroits, du fait que des tuyaux de petit diamètre sont utilisés dans la conception, se réchauffera plus rapidement, ce qui augmente considérablement l'efficacité de la chaudière et contribue à une consommation de carburant économique. De plus, des tuyaux de petit diamètre peuvent être utilisés aux augmentations de pression assez importantes qui peuvent être atteintes dans les chaudières à vapeur.
Dans les chaudières à vapeur, des tuyaux de petit diamètre sont utilisés comme échangeur de chaleur séparant l'eau (caloporteur) et les gaz le chauffant et en même temps, presque sans pertes, transférant la chaleur du four à l'eau à travers les parois des tuyaux métalliques. Ces tuyaux sont en fonte, en acier, en acier inoxydable ou en cuivre. Les matériaux sont donnés par ordre de coût croissant et d'augmentation relative de la durée de vie de la chaudière, à l'exception des deux premiers éléments (les tuyaux en fonte sont plus durables, mais plus fragiles, ils ont peur des chocs et les tuyaux en acier ont peur de la corrosion) .
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Schéma de chauffage de la surface convective de la chaudière.
La conception d'un échangeur de chaleur est plus courante dans les petites chaudières, lorsque la vaporisation se produit en raison de la montée des gaz chauds et du chauffage de l'eau. Les systèmes de tuyaux situés au-dessus de la chambre de combustion (dans les conceptions les plus simples de chaudières à vapeur, il s'agit d'un conteneur d'une seule pièce) représentent une surface de chauffage par convection (soufflée).
Les surfaces chauffantes de l'écran reçoivent la chaleur directement dans la chambre de combustion, située dans ses parties droite, gauche et arrière. Leur échauffement est dû au rayonnement thermique lors de la combustion du carburant. Pour la fabrication de surfaces chauffantes à tamis pour chaudières, comme celles à convection, des tuyaux en fonte, en acier ou en cuivre (presque éternels) sont utilisés.
Dans les chaudières artisanales (les principes de base de leur fabrication sont donnés ci-dessous), les surfaces chauffantes de l'écran sont représentées par le côté du réservoir ou de l'échangeur de chaleur sous la forme d'un réservoir situé dans la zone du four, car, en plus du flux ascendants d'air chauffé, son chauffage est assuré par le rayonnement thermique du four lui-même, dont la température peut atteindre plusieurs centaines de degrés.
Schéma de chauffage de la surface de l'écran de la chaudière.
Dans les chaudières à combustibles solides ou liquides, ainsi que dans celles combinées, les surfaces de chauffage, à la fois à tamis et à convection, peuvent être exposées au fil du temps à des dépôts de cendres, ce qui réduit l'efficacité de la chaudière. Les surfaces de chauffage dans les chaudières à vapeur à combustible solide nécessitent plus d'attention pendant le fonctionnement. Étant donné que ces surfaces constituent des tuyaux, il est très important de s'assurer que l'air chaud circule librement entre elles.
Lors du choix d'une chaudière, vous devez faire attention au fait que dans les caractéristiques du passeport pour certains types de chaudières, ce n'est pas la surface de chauffage qui est indiquée, mais le volume de l'échangeur de chaleur en litres. Reste à faire confiance au fabricant, qui était censé répartir correctement ce volume donné dans le passeport dans les tubes et écrans latéraux (là où ils se trouvent). Ce n'est que conditionnellement que nous pouvons convenir qu'il existe une relation directe entre la surface totale des surfaces de chauffage de la chaudière et le volume de l'échangeur de chaleur.
Les chaudières industrielles ont des surfaces de chauffage de 25 mètres carrés, les domestiques sont beaucoup plus petites, par exemple, les chaudières d'une puissance de 18 kW ont une surface de chauffage d'un peu plus d'un mètre carré, ce qui permet de fournir de la chaleur à une maison d'une superficie d'environ 100 mètres carrés.
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Schéma de la construction d'une chaudière de chauffage maison.
En utilisant des connaissances théoriques sur l'influence de la surface des surfaces chauffantes sur le rendement de la chaudière, il est possible d'obtenir le transfert de chaleur maximal possible lors de l'installation d'une chaudière de chauffage, combinée à un four existant, afin d'installer un chauffage à vapeur dans la maison.
La chaudière la plus simple pour le chauffage ou l'alimentation en eau chaude, construite sur la base d'un poêle, peut être réalisée de deux manières: monter le corps de la chaudière autour de la cheminée ou installer un échangeur de chaleur directement au-dessus (ou derrière) de la chambre de combustion. La première option est plus facile à mettre en œuvre - la construction d'un réservoir cylindrique au-dessus de la chambre de combustion avec une cheminée traversant sa partie centrale. Bien entendu, dans ce cas, la partie de la cheminée qui évacue les produits de combustion de la chambre de combustion doit être constituée d'un tuyau en fonte ou en acier (à paroi épaisse). Autrement dit, le rééquipement d'un poêle à ventre en une chaudière «assise» sur son tuyau est tout à fait faisable.
Dans le second cas, une place pour l'échangeur de chaleur est aménagée directement dans le four. Théoriquement, il est possible d'obtenir un transfert de chaleur maximal pour l'eau de chauffage du système de chauffage si le réservoir de l'échangeur de chaleur est placé de telle manière que les courants chauds ascendants le traversent de tous les côtés, mais cela nécessitera la reconstruction du poêle. Ce n’est pas mal si ce n’est pas un cube soudé à partir de tôles métalliques, mais une sorte de structure faite de sections de tuyaux: il faudra beaucoup moins de temps pour réchauffer le système de chauffage.
En plus de placer des tuyaux ou un cube au-dessus de la chambre de combustion, certains d'entre eux peuvent être placés le long des parois latérales de la chambre de combustion, organisant ainsi des surfaces grillagées qui serviront à augmenter l'efficacité du système.
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Qu'est-ce que le vide dans le four de la chaudière
Le vide dans le four de la chaudière est une diminution de la pression sous l'influence d'une différence de température, à la suite de laquelle des masses d'air frais sont naturellement entrées dans la chambre de combustion et les produits de combustion sont déplacés à travers la cheminée.
Représentation schématique du processus sous vide dans le four de la chaudière.
En termes simples, la densité de l'air dépend de la température: plus elle est élevée, plus la densité de l'air est faible. D'où le terme «vidage», souvent confondu avec «vidage». En conséquence, l'air s'écoule vers la zone à faible densité (four chaudière) à partir de la zone à densité plus élevée (pièce), car la pression y est plus élevée. Les masses d'air chauffé et les produits de combustion tendent vers le haut et sont en outre déplacés par les masses d'air frais à travers la cheminée. En d'autres termes, le phénomène s'appelle le tirage naturel de la chaudière.
Méthodes et unités de mesure
Unités de mesure du vide dans le four de la chaudière - Pascals (Pa). L'indicateur est mesuré par des dispositifs dont le principe de fonctionnement repose sur la sensibilité d'un capteur de pression à liquide ou à ressort: un manomètre ou un vacuomètre. Des anémomètres sont également utilisés, qui mesurent directement la force de traction naturelle.
Pour une chaudière à eau chaude sanitaire avec une cheminée verticale traditionnelle, la norme est de 10-20 Pa.
