контактні водонагрівачі

Концепція автономного теплопостачання промислових підприємств не виключає використання в якості теплоносія гарячої води і передбачає використання індивідуальних компактних водонагрівачів для отримання гарячої води, як для технологічних цілей, так і для опалення виробничих площ. Такі водонагрівачі мають бути позбавлені недоліків, властивих водогрійних котлів, що використовуються в традиційних централізованих системах опалення та гарячого водопостачання. До таких основних недоліків відносяться:

- низький ККД системи;

- громіздкість і великі експлуатаційні витрати;

- наявність великого перепаду температур між водою, що нагрівається і беруть участь в теплообміні продуктами згоряння палива, що спалюється, що генеруються встановленими на котлах пальниковими пристроями, що вимагає обов'язкової водопідготовки.

Спосіб нагріву води шляхом прямого контакту продуктів згоряння з водою, що нагрівається відомий давно і широко використовувався в теплообмінної техніці.

Контактні водонагрівачі мають відмітними перевагами:

- високий ККД до 97%;

- мала металоємність, підвищена надійність, простота конструкції;

- екологічна чистота;

- можливість нагріву води без її пом'якшення;

- вибухонебезпечність в експлуатації.

До недоліків контактного способу нагрівання, що послужило підставою для обмеження його застосування, відносяться:

-освіту шкідливих сполук в процесі прямого контакту продуктів горіння з водою, що нагрівається;

- можливість нагріву води не більше 85 ° С.

Мета розробки полягала в тому, щоб при створенні автономних водонагрівачів для опалення і побутових потреб максимально використовувати переваги контактного способу нагріву і звести до мінімуму його недоліки.

Конструкція контактного нагрівача повинна відповідати таким вимогам. По-перше, максимально використовуючи переваги контактного способу нагрівання, локалізувати можливі утворюються шкідливі речовини в межах конструкції водонагрівача. По-друге, виключити прямий контакт води, що нагрівається, яка подається споживачу, з продуктами горіння. По-третє, конструкція водонагрівача повинна мати мінімально можливі розміри, легко поєднуватися в єдиний технологічний агрегат з теплопотребітелей. На рис. 1 представлена схема водопідігрівача ВК. Водонагрівач являє собою агрегат моноблочною конструкції, підставою якого є бак оборотної води 1, розділений на дві секції. У нижній секції встановлені багатоходові теплообмінники 10. У верхній секції встановлений скруббер 2 для контактного нагріву оборотної води, що складається з керамічної насадки - кілець Рашига і колектора зрошення 8. У насадку вставлений пальниковий тунель 7, до якого пристикована блокова пальник ГГБК 5 необхідної теплової потужності. На перегородку 11 встановлений теплообмінник підігріву 12 з захисним коробом 13. На верхній стінці бака встановлений запобіжний взривклапан 9, димосос 20, на вихідному патрубку якого змонтований влагоотделитель 3. З торця бака встановлені насоси: робочий 16 і резервний 17. Бак, насоси, прилади КВП монтуються на загальній рамі.
Конструкція контактного нагрівача повинна відповідати таким вимогам Оборотна вода з бака насосом 16 подається під тиском в колектор зрошення 8, з якого через розбризкують пристрою рівномірним потоком надходить на розвинену поверхню насадки. Оборотна вода в противотоке з продуктами горіння, проходячи насадку, нагрівається за рахунок прямого контакту з високотемпературними продуктами горіння. З насадки вода стікає в теплообмінник підігріву 12, де догрівається до температури кипіння. Нагріта в скрубері 2 і теплообміннику підігріву 12 оборотна вода насосом подається в міжтрубний простір теплообмінників 10, віддавши тепло нагрівається воді, що проходить всередині труб теплообмінника 10, оборотна вода подається в колектори зрошення для нагріву і цикл безперервно повторюється. Конструкція контактного нагрівача дозволяє відключати по одному теплообміннику для їх очищення, при цьому водонагрівач може продовжувати працювати в номінальному режимі.

Розроблено схему теплового пункту, виконаного на базі контактних водонагрівачів ВК. Основними вузлами теплового пункту є водонагрівач контактний ВК-500 тепловою потужністю 500 кВт, застосовуваний для нагріву води, використовуваної в системі опалення, і водонагрівач ВК-1500 тепловою потужністю 1500 кВт, застосовуваний для нагріву води, використовуваної в системі гарячого водопостачання. До складу теплового пункту входять також:

-Теплообмінник пластинчастий, застосовуваний для резервного теплопостачання від водонагрівача ВК-1500;

- насосна група;

- вузол обліку витрати мережної води з грязьовики і системою запірної арматури;

- вузол обліку витрати газу, що споживається;

- вузол обліку витрат теплоносія;

- система автоматики безпеки, контролю та регулювання;

- система з'єднують трубопроводів з запірною і регулюючою арматурою.

Принцип дії теплового пункту полягає в наступному: мережева вода подається в тепловий пункт і, пройшовши через систему запірних органів, пристрій механічної очистки (грязевик) і вузол обліку витрати мережної води, розділяється на два потоки і надходить на вхід водонагрівачів ВК-500 і ВК 1500.

Нагріта у водонагрівачі ВК-500 вода, яка використовується в системі опалення, через вузол обліку теплоносія подається в систему опалення споживачам. Віддала тепло вода із системи опалення через пристрій механічного очищення водонагрівача повертається в теплообмінник ВК-500 для повторного нагріву до заданої температури.

Нагріта у водонагрівачі ВК-1500 вода, яка використовується в системі гарячого водопостачання, через вузол обліку теплоносія подається в бак-накопичувач для подальшої роздачі споживачам. Бак-накопичувач акумулює нагріту воду в разі неповного розбору нагрітої води споживачами. При тривалому знаходженні нагрітої води в баку-накопичувачі і зниженні її температури нижче допустимого

рівня, вода надходить через систему трубопроводів повторно в водонагрівач ВК-1500 для нагріву до необхідної температури.

При аварійній зупинці водонагрівача ВК-500 вироблення теплоносія на опалення виконує водонагрівач ВК-1500.

В цьому випадку системою електромагнітних клапанів проводиться відсічення води, яка подається на підживлення водонагрівача ВК-500. Зворотна вода, поступаемая з системи опалення, за допомогою ручних запірних органів подається на пластинчастий теплообмінник. Одночасно подається в бак-накопичувач гаряча вода після водонагрівача ВК-1500 направляється оператором через теплообмінник для підігріву зворотної води із системи опалення. Нагріта вода після теплообмінника подається в систему опалення, виконуючи функцію чергового опалення.

Система автоматики забезпечує виконання таких функцій:

- дистанційне вмикання і вимикання системи і переведення її в робочий стан за заданою програмою;

-регулювання теплопроизводительности;

- контроль параметрів безпеки і захисне відключення водонагрівачів при неприпустимих відхиленнях контрольованих параметрів;

- звукову та світлову сигналізацію при неприпустимих відхиленнях контрольованих параметрів.
РосТепло.RU