Testo del libro "Caldaie di centrali termiche e protezione dell'atmosfera"

Caratteristiche dell'installazione di caldaie a gas e apparecchiature del forno

L'installazione di caldaie a gas deve essere eseguita in conformità con i requisiti dei documenti normativi. Gli stessi inquilini, i proprietari dell'edificio non possono installare apparecchiature a gas. Dovrebbe essere installato in conformità con un progetto che può essere sviluppato solo da un'organizzazione autorizzata a farlo.

Le caldaie a gas vengono anche installate (collegate) da specialisti di un'organizzazione autorizzata. Le società commerciali, di regola, hanno autorizzazioni per il servizio post-vendita di apparecchiature automatizzate per il gas, spesso per la progettazione e l'installazione. Pertanto, è conveniente utilizzare i servizi di un'organizzazione.

Di seguito, a titolo informativo, vengono forniti i requisiti di base dei luoghi in cui possono essere installate le caldaie a metano (allacciate alla rete del gas). Ma la costruzione di tali strutture deve essere eseguita in conformità con il progetto e i requisiti degli standard.

Requisiti diversi per caldaie con camera di combustione chiusa e aperta

Tutte le caldaie sono classificate in base al tipo di camera di combustione e al modo in cui è ventilata. La camera di combustione chiusa è ventilata forzatamente tramite un ventilatore incorporato nella caldaia.

Ciò consente di fare a meno di una canna fumaria alta, ma solo con una sezione orizzontale del tubo e di prelevare l'aria per il bruciatore dalla strada attraverso un condotto dell'aria o lo stesso camino (camino coassiale).

Pertanto, i requisiti per il sito di installazione di una caldaia murale a bassa potenza (fino a 30 kW) con una camera di combustione chiusa non sono così rigorosi. Può essere installato in un ripostiglio asciutto, compresa la cucina.

È vietata l'installazione di apparecchiature a gas nei soggiorni, in bagno è vietata

Le caldaie con un bruciatore aperto sono un'altra questione. Funzionano per un camino alto (sopra il colmo del tetto), che crea un tiraggio naturale attraverso la camera di combustione. E l'aria viene presa direttamente dalla stanza.

La presenza di una tale camera di combustione comporta la limitazione principale: queste caldaie devono essere installate in stanze separate appositamente assegnate per loro - forno (locali caldaie).

Scopri di più sulle caratteristiche delle caldaie con diverse camere di combustione. E impara anche a scegliere una caldaia economica e creare un sistema di riscaldamento economico.

Successivamente, considereremo più in dettaglio i requisiti per il posizionamento delle caldaie all'interno del forno e per questa stanza.

Dove può essere posizionato il forno (locale caldaia)

Il locale per l'installazione delle caldaie può essere posizionato su qualsiasi piano di una casa privata, anche nel seminterrato e nel seminterrato, nonché in soffitta e sul tetto.

Quelli. sotto la fornace, è possibile adattare una stanza all'interno della casa con dimensioni non inferiori allo standard, le porte da cui si accede alla strada. E anche dotato di una finestra e una griglia di ventilazione di una certa area, ecc. Il forno può essere situato in un edificio separato.

Cosa e come si può mettere nella fornace

Il passaggio libero dal lato anteriore dell'attrezzatura a gas installata deve essere largo almeno 1 metro. Il forno può ospitare fino a 4 unità di apparecchiature di riscaldamento a gas con camere di combustione chiuse, ma con una capacità totale non superiore a 200 kW.

Dimensioni del forno

L'altezza dei soffitti nel forno (locale caldaia) non è inferiore a 2,2 metri, la superficie del pavimento non è inferiore a 4 metri quadrati. per una caldaia. Ma il volume del forno è regolato in base alla capacità dell'apparecchiatura a gas installata: - fino a 30 kW inclusi - non meno di 7,5 metri cubi; - 30-60 kW inclusivamente - non meno di 13,5 metri cubi; - 60-200 kW - almeno 15 metri cubi

Ciò che è dotato di una fornace

Il forno è dotato di porte su strada con una larghezza di almeno 0,8 metri, nonché di una finestra per l'illuminazione naturale con una superficie di almeno 0,3 metri quadrati. da 10 metri cubi. forno.

Il forno viene fornito con un'alimentazione monofase a 220 V, realizzata secondo il PUE, nonché un sistema di approvvigionamento idrico collegato al riscaldamento e alla fornitura di acqua calda, nonché un sistema fognario che può ricevere acqua in caso di emergenza allagamenti, anche nei volumi di una caldaia e di un serbatoio di accumulo.

Non è consentita la presenza nel locale caldaia di materiali combustibili pericolosi per l'incendio, compresa la finitura delle pareti. Il condotto del gas all'interno del forno deve essere dotato di un dispositivo di intercettazione, uno per ogni caldaia.

Come deve essere ventilato il forno (locale caldaia)

Il forno deve essere dotato di ventilazione di scarico, eventualmente collegata al sistema di ventilazione dell'intero edificio. L'aria fresca può essere fornita alle caldaie attraverso la griglia di ventilazione, che è installata nella parte inferiore della porta o della parete.

Inoltre, l'area dei fori in questa griglia non deve essere inferiore a 8 cm quadrati per un kilowatt di potenza della caldaia. E se l'afflusso dall'interno dell'edificio è di almeno 30 cm quadrati. per 1 kW.

Camino

In tabella sono riportati i valori del diametro minimo del camino in funzione della potenza della caldaia.

Ma la regola di base è questa: l'area della sezione trasversale del camino non deve essere inferiore all'area dell'uscita nella caldaia.

Ogni camino deve avere un foro di ispezione situato almeno 25 cm sotto l'ingresso del camino.

Per un funzionamento stabile, il camino deve essere sopra il colmo del tetto. Inoltre, il tronco del camino (parte verticale) deve essere assolutamente diritto.

Queste informazioni sono fornite solo a scopo informativo per formare un'idea generale del forno nelle case private. Quando si costruisce una stanza per il posizionamento delle apparecchiature a gas, è necessario essere guidati dalle soluzioni di progettazione e dai requisiti dei documenti normativi.

Determinazione delle dimensioni della camera di combustione, del camino di convezione e della disposizione dei bruciatori

La camera di combustione della caldaia progettata è un parallelepipedo (a - larghezza, bt - profondità, ht - altezza)

Il volume della camera di combustione è limitato dal piano assiale dei tubi della parete e del soffitto. La sezione del forno lungo gli assi dei tubi degli schermi fт è determinata in base alla densità di rilascio del calore testata in pratica lungo la sezione del forno qf

fт =, m2 (9)

La larghezza e la profondità della camera di combustione sono scelte in base alle dimensioni della fiamma dei bruciatori e alla loro potenza termica. Il progetto del corso utilizza bruciatori automatici Weishaupt []. Le dimensioni della sezione della camera di combustione sono determinate secondo il nomogramma in Figura 9.1.

Figura 9.1

Potenza termica del bruciatore

, kW (9,1)

dove Вр è il consumo volumetrico di gas naturale, m3 / h;

- il calore di combustione più basso del gas, kJ / m3.

Nelle caldaie a bassa produttività (fino a 25 t / h) viene installato un bruciatore per caldaia. Il tipo di bruciatore adatto è selezionato dal catalogo [].

Il risultato della scelta del bruciatore è presentato in tabella. 9.1

Tabella 9.1

Il volume della camera di combustione della caldaia viene selezionato in base allo stress termico ammissibile del volume di combustione.

, m3 (9,2)

I risultati del calcolo della sezione, del volume e dell'altezza della camera di combustione sono presentati nella tabella. 9.2

Tabella 9.2

La sezione più piccola del condotto del gas convettivo è determinata in base al volume dei gas all'ingresso della miniera e alla loro velocità economicamente ottimale

, m2 (9,3)

dove Fk è la sezione, m2; - temperatura dei fumi all'ingresso del condotto del gas, оС; K è il coefficiente dell'area di flusso libero; - velocità ottimale dei fumi, m / s.

Rapporto area di flusso libero

, (9.4)

dove S1 è il passo del tubo nella sezione trasversale al flusso di gas, mm; d - diametro esterno dei tubi, mm.

S1 S1 d

flusso di gas

Preselezione d = 51 mm, S1 = 100 mm. I risultati del calcolo sono presentati nella tabella. 9.3

Tabella 9.3

La superficie calcolata delle pareti della camera di combustione

, m2 (9,5)

Volume stimato della camera di combustione

, m3 (9,6)

Il risultato della determinazione è presentato nella tabella. 9.4

Tabella 9.4

Calcolo termico della camera di combustione

10.1. Utile dissipazione del calore nel focolare

, kJ / m3 (10)

dove è il potere calorifico netto del gas naturale secco, kJ / m3; - il calore dell'aria esterna. Poiché l'aria fredda non viene preriscaldata

, kJ / m3 (10,1)

I risultati del calcolo sono riportati nella tabella. 10.1

Tabella 10.1

Temperatura di combustione teorica (adiabatica) del carburante.

La temperatura, υa è determinata dalla tabella. 7.3 interpolando l'entalpia dei gas della camera di combustione con la formula

, оС (10.2)

Il risultato del calcolo è presentato nella tabella. 10.2

Tabella 10.2

Pro e contro di una caldaia con scambiatore di calore scheletrico

Le stufe dotate di un circuito idraulico, che vengono utilizzate per riscaldare un singolo cottage, presentano sia vantaggi che svantaggi. Il proprietario della casa deve tenerne conto prima di decidere di installare una tale fonte di riscaldamento.

Inoltre, dovrai scegliere la dimensione del focolare, che, in termini di indicatori termici, fornirà un riscaldamento affidabile della casa. Quando si utilizza combustibile solido, il volume della camera di combustione deve garantire il funzionamento della sorgente per 8-12 ore da un carico.

Vantaggi del forno con scambiatore di calore scheletrico:

1. Bassi tassi di consumo specifico di combustibile per la generazione di calore rispetto ai forni convenzionali.
2. L'efficienza di un forno con riscaldamento dell'acqua può raggiungere l'efficienza di una caldaia a combustibile solido.
3. Bassi costi di installazione e installazione grazie all'utilizzo della stufa e delle canne fumarie esistenti.
4. Possibilità di convogliare il circuito di riscaldamento con impianto di riscaldamento interno.
5. Capacità costruttiva di integrare il forno nel design della stanza esistente.

Gli svantaggi dei forni con scambiatore di calore scheletrico funzionante a combustibile solido includono la necessità di una costante manutenzione del forno per il caricamento del combustibile, l'assenza di un sistema di protezione e regolazione. A questo proposito, nella stanza possono essere create zone di surriscaldamento o surriscaldamento.

Dipendenza del rendimento della caldaia dalla superficie riscaldante

Quando si progetta una casa di campagna o un cottage estivo, è necessario pensare in anticipo a come implementare condizioni di temperatura confortevoli in tutte le stanze, ovvero prevedere l'attrezzatura del sistema di riscaldamento. Le stufe convenzionali stanno gradualmente diventando un ricordo del passato, vengono sostituite da caldaie a vapore progettate per un combustibile più economico per un dato insediamento. Per utilizzare ragionevolmente, con perdite minime, il combustibile acquistato, è necessario munirsi di una certa conoscenza sulla progettazione dei dispositivi di riscaldamento e sull'effetto sull'efficienza di trasferimento del calore della superficie di riscaldamento delle caldaie, indipendentemente da il tipo di carburante utilizzato in essi.

Schema caldaia riscaldamento.

Per fare ciò, dovremo considerare come viene prodotto il vapore nelle caldaie a vapore, che mette in moto l'acqua calda nell'impianto di riscaldamento, quando è correttamente calcolato e installato.

Quali sono le superfici riscaldanti delle caldaie?

L'impianto, posto direttamente nel corpo caldaia, sopra il focolare e sui suoi lati e che rappresenta, nella maggior parte dei casi, una struttura di tubi metallici attraverso cui passa il liquido di raffreddamento (acqua), è la principale area di lavoro delle caldaie a vapore. La superficie esterna dei tubi di scarico del gas caldo è la superficie di riscaldamento delle caldaie a vapore.

Maggiore è la superficie riscaldata totale, più efficacemente l'agente riscaldante (acqua) viene riscaldato alla temperatura richiesta nelle caldaie a vapore.

Circuito di riscaldamento superficiale caldaia.

Più familiare a un laico, il nome di questo sistema è uno scambiatore di calore, poiché è grazie al suo dispositivo che viene effettuato il trasferimento diretto del calore dal combustibile in fiamme all'acqua.

Perché vengono considerate le superfici e non il volume d'acqua nello scambiatore di calore delle caldaie a vapore? Con una temperatura di combustione sufficiente del carburante, 1 litro di acqua raggiungerà il punto di ebollizione più velocemente se viene riscaldato non in un recipiente, ma in diversi, attorno alle pareti di ciascuna delle quali passano gas caldi. Pertanto, il volume del liquido di raffreddamento, suddiviso in flussi più stretti, a causa del fatto che nella progettazione vengono utilizzati tubi di piccolo diametro, si riscalderà più velocemente, il che aumenta significativamente l'efficienza della caldaia e contribuisce a un consumo di carburante economico. Inoltre, è possibile utilizzare tubi di piccolo diametro agli aumenti di pressione piuttosto significativi che possono essere raggiunti nelle caldaie a vapore.

Nelle caldaie a vapore, i tubi di piccolo diametro vengono utilizzati come scambiatori di calore che separano l'acqua (portatore di calore) e i gas che la riscaldano e allo stesso tempo, quasi senza perdite, trasferiscono il calore dal forno all'acqua attraverso le pareti dei tubi metallici. Questi tubi sono realizzati in ghisa, acciaio, acciaio inossidabile o rame. I materiali sono indicati in ordine di costo crescente e relativo aumento della durata della caldaia, ad eccezione dei primi due elementi (i tubi in ghisa sono più resistenti, ma più fragili, hanno paura degli urti e i tubi d'acciaio hanno paura della corrosione) .

Torna al sommario

Schema di riscaldamento della superficie convettiva della caldaia.

Il design di uno scambiatore di calore è più comune nelle piccole caldaie, quando la vaporizzazione si verifica a causa dei gas caldi che salgono e riscaldano l'acqua. I sistemi di tubi situati sopra il focolare (nei modelli più semplici di caldaie a vapore questo è un contenitore monopezzo) rappresentano una superficie di riscaldamento convettiva (soffiata).

Le superfici riscaldanti dello schermo ricevono calore direttamente nel focolare, situato nelle sue parti destra, sinistra e posteriore. Il loro riscaldamento avviene a causa della radiazione termica durante la combustione del carburante. Per la produzione di superfici di riscaldamento dello schermo per caldaie, come quelle convettive, vengono utilizzati tubi in ghisa, acciaio o rame (quasi eterni).

Nelle caldaie fatte in casa (i principi di base della loro fabbricazione sono riportati di seguito), le superfici di riscaldamento dello schermo sono rappresentate dal lato del serbatoio o dello scambiatore di calore sotto forma di un serbatoio situato nella zona del forno, poiché, oltre al flussi ascendenti di aria riscaldata, il suo riscaldamento è fornito dall'irraggiamento termico del forno stesso, la cui temperatura può raggiungere diverse centinaia di gradi.

Schema di riscaldamento della superficie dello schermo caldaia.

Nelle caldaie a combustibili solidi o liquidi, così come in quelle combinate, le superfici riscaldanti, sia schermanti che convettive, possono nel tempo essere esposte a depositi di cenere, cosa che riduce l'efficienza della caldaia. Le superfici riscaldanti nelle caldaie a vapore a combustibile solido richiedono maggiore attenzione durante il funzionamento. Poiché queste superfici costituiscono i tubi, è molto importante assicurarsi che l'aria calda scorra liberamente tra di loro.

Quando si sceglie una caldaia, è necessario prestare attenzione al fatto che nelle caratteristiche del passaporto per alcuni tipi di caldaie, non viene fornita la superficie di riscaldamento, ma il volume dello scambiatore di calore in litri. Resta da fidarsi del produttore, che avrebbe dovuto distribuire correttamente questo volume dato nel passaporto nei tubi e negli schermi laterali (dove si trovano). È solo condizionatamente possibile concordare sul fatto che esiste una relazione diretta tra l'area totale delle superfici riscaldanti della caldaia e il volume dello scambiatore di calore.

Le caldaie industriali hanno una superficie riscaldante da 25 mq, quelle domestiche sono molto più piccole, ad esempio le caldaie con una potenza di 18 kW hanno una superficie riscaldante di poco più di un metro quadrato, il che permette di fornire calore ad un'abitazione con una superficie di circa 100 mq.

Torna al sommario

Schema della costruzione di una caldaia per il riscaldamento fatta in casa.

Utilizzando le conoscenze teoriche sull'influenza dell'area delle superfici riscaldanti sull'efficienza della caldaia, è possibile ottenere il massimo trasferimento di calore possibile quando si installa una caldaia di riscaldamento, combinata con un forno esistente, al fine di installare il riscaldamento a vapore in la casa.

La caldaia più semplice per il riscaldamento o la fornitura di acqua calda, costruita sulla base di una stufa, può essere realizzata in due modi: montando il corpo caldaia attorno al camino o installando uno scambiatore di calore direttamente sopra (o dietro) la camera di combustione. La prima opzione è più facile da implementare: la costruzione di un serbatoio cilindrico sopra il focolare con un camino passato attraverso la sua parte centrale. Naturalmente, in questo caso, la parte del camino che asporta i prodotti della combustione dal forno deve essere costituita da un tubo in ghisa o acciaio (con una parete spessa). Cioè, la riattrezzatura di una stufa a ventosa in una caldaia "seduta" sul suo tubo è abbastanza fattibile.

Nel secondo caso, un posto per lo scambiatore di calore è disposto direttamente nel forno. Teoricamente, è possibile ottenere il massimo trasferimento di calore per il riscaldamento dell'acqua per l'impianto di riscaldamento se il serbatoio dello scambiatore di calore è posizionato in modo tale che le correnti calde ascendenti lo lambiscano da tutti i lati, ma ciò richiederà il rifacimento della stufa. Non è male se non è un cubo saldato da lamiere, ma una sorta di struttura fatta di sezioni di tubo: ci vorrà molto meno tempo per riscaldare il sistema di riscaldamento.

Oltre a posizionare dei tubi o un cubo sopra il focolare, alcuni di essi possono essere posizionati lungo le pareti laterali del focolare, organizzando così superfici schermanti che aumenteranno l'efficienza del sistema.

1poteply.ru

Cos'è il vuoto nel forno della caldaia

Il vuoto nel forno della caldaia è una diminuzione della pressione al suo interno sotto l'influenza di una differenza di temperatura, a seguito della quale le masse d'aria fresca vengono naturalmente immesse nella camera di combustione ei prodotti della combustione vengono spostati attraverso il camino.

Rappresentazione schematica del processo sottovuoto nel forno caldaia.

In parole semplici, la densità dell'aria dipende dalla temperatura: più è alta, minore è la densità dell'aria. Da qui il termine "svuotamento", che spesso viene confuso con "svuotamento". Di conseguenza, l'aria viene fornita alla zona a bassa densità (forno caldaia) dalla zona a densità maggiore (stanza), poiché la pressione è più alta lì. Le masse d'aria riscaldate e i prodotti della combustione tendono verso l'alto e vengono inoltre spostati dalle masse d'aria fresca attraverso il camino. In altre parole, il fenomeno è chiamato tiraggio naturale della caldaia.

Metodi e unità di misura

Unità di misura del vuoto nel forno della caldaia - Pascal (Pa). L'indicatore viene misurato da dispositivi, il cui principio di funzionamento si basa sulla sensibilità di un sensore di pressione del liquido o della molla: un manometro o un vacuometro. Vengono utilizzati anche anemometri, che misurano direttamente la forza di spinta naturale.

Per una caldaia per acqua calda sanitaria con camino verticale tradizionale, la norma è 10-20 Pa.