Климатични камери с газово отопление, газови въздухонагреватели СВЯТ НА КЛИМАТА № 67 (2011) Архив

Основният акцент е върху захранващи агрегати с газово въздушно отопление.

Директни газови нагреватели за въздух

Директното нагряване е нагряването на въздух директно от пламъка на горелката. Устройствата за директно нагряване (наричани също въздушни нагреватели от смесителен тип) нямат горивни камери или топлообменници (фиг. 1).

Диапазон на топлинна мощност - 40–1500 (2000) kW.

Поради по-ниския разход на метал, смесителните газови нагреватели са по-евтини от рекуперативните. Голям диапазон на модулация на мощността. Липсата на комин, продуктите от горенето веднага се смесват с нагрятия въздух - няма нужда да мислите за кондензата на продуктите от горенето при работа с отрицателни температури на външния въздух.

Широко разпространен в САЩ, Канада, Великобритания. Има производители във Франция, Германия и Холандия. В България все още се използват сравнително рядко, въпреки че имаме и няколко родни производители.

Индиректни газови нагреватели за въздух (рекуперативни)

Устройствата за индиректно нагряване от своя страна се разделят на въздухонагреватели с вградена атмосферна горелка (с тръбен топлообменник) (фиг. 2, 3, 4) и топлообменни модули с допълнителна вентилаторна (надуваема, бластна) горелка (фиг. 5).

Схематична диаграма на агрегатите от първия тип (фиг. 3): на входа има атмосферна горелка, т.е. работеща под атмосферно налягане и състояща се, като правило, от няколко дюзи / дюзи (подобни на тези на всяка домашна газова печка). Освен това, след тръбния (пластинчат) топлообменник на изхода има вентилатор за изпускане на дим, благодарение на който продуктите от горенето преминават през топлообменника.

Слабости:

малък диапазон на топлинна мощност: 15–150 (200) kW. За осигуряване на повече топлинна мощност тези топлообменни модули се монтират последователно и/или паралелно, което води до оскъпяване на това решение;
трудности, ако е необходимо, да работят в режим на кондензация на продукти от горенето. Принципна схема на въздухонагревател с вентилаторна горелка: Вентилаторна горелка (т.е. с вентилатор) е монтирана в горивната камера на топлообменния модул. Благодарение на налягането, създадено от горелката, продуктите от горенето преминават през горивната камера и топлообменните тръби (канали).

Междинно заключение: в момента, поради малкия диапазон на топлинна мощност, е препоръчително да се използват газови нагреватели с атмосферна горелка за малки климатични камери или моноблокови (покривни) климатици. За големи централни климатици и климатични камери по-конкурентоспособни са газовите нагреватели (топлообменни модули) с допълнителна вентилаторна горелка. Освен това, по-подробно за версията на газовите отоплителни секции, състоящи се от топлообменен модул (въздушен нагревател) и вентилаторна (надуваема) горелка.

Материали, използвани за производството на топлообменния модул

Топлообменният модул за вентилаторната горелка условно се състои от горивна камера и след това топлообменник. Повечето производители използват следните материали:

Горивната камера е изработена от неръждаема стомана AISI 430 (GOST - 12X17) при работа с въздух, нагрят до максимум 120 ° C. Топлоустойчива неръждаема стомана се използва за горивни камери и различни връзки, когато въздухът се нагрява до температури от 120° до 280/300 °C и когато степента на нагряване на въздуха (dT) е над 80 °CAISI 310 (GOST - 20X23 H18) Понякога при различни налягания и температури на въздуха се използват различни дебелини на стомана за горивни камери.
С изключение на кондензацията на продуктите от горенето вътре в топлообменния модул, топлообменните тръби могат да бъдат направени от въглеродна стомана, например стомана S235JR (GOST - St3 sp) или алуминизирана стомана. В случай на възможна кондензация на продукти от горенето в топлообменника е необходимо да се закупи въздухонагревател с топлообменник от киселинноустойчива неръждаема стомана: AISI 316 (GOST - 08X17 H13 M2), AISI 441 (без аналог в GOST по DIN X2CrTiNb18), AISI 304 (GOST - 08X18 H10) и в екстремни случаи AISI 409 (няма аналог в GOST съгласно DIN X2CrTi12), в които трябва да се осигури дренаж на конденза.

Един от начините за намаляване на количеството кондензат на продуктите от горенето вътре в топлообменния модул е организирането на байпасна линия, която работи в зависимост от температурата на продуктите от горенето в комина (фиг. 6).

Горивото за газови нагреватели може да бъде, първо, втечнен петрол или въглеводородни газове (LHG): пропан и бутан. Те се наричат още тежки въглеводороди, защото за разлика от природния газ са по-тежки от въздуха. В случай на течове те са по-опасни, тъй като не се изпаряват, а се разпространяват по пода, запълвайки ниши. Това е смес от пропан и бутан, която се продава за битови нужди в бутилки.

Втечнените въглеродни газове могат да се използват от почти всяка горелка, когато дюзата се смени и преконфигурира съответно. Въпреки това, поради факта, че пропан-бутанът не е много по-евтин от дизеловото гориво, това е много рядък вариант за промишлени съоръжения.

Второ, горивото за горелките може да бъде втечнен природен газ (LNG), т.е. втечнен метан. По-евтино е от пропан-бутан, но в България със своя развитмрежа от газопроводи, използването му е екзотично.

Газопроводите за природен газ са разделени на мрежи с ниско (до 0,05 kgf / cm2), средно (от 0,05 до 3 kgf / cm2) и високо (от 3 kgf / cm2) налягане.

Атмосферните горелки и горелките за предварително смесване са проектирани за ниско - 20 mbar - налягане на входния газ; при свързването им към газопровод по правило трябва да се използват допълнителни редуктори.

Входното налягане на вентилаторните горелки (фиг. 7) може да бъде различно в зависимост от използвания газов механизъм (мултиблок) (фиг. 7). Долната граница зависи от характеристиките на рампата и топлообменния модул. Горният праг за горелките обикновено е фиксиран: 100, 360 или 500 mbar. Така вентилаторните горелки могат да работят в мрежи с ниско и средно налягане.

Трябва да се каже, че дизеловите горелки също могат да бъдат включени в състава на газовите топлинни генератори. Освен това има комбинирани горелки, които работят както на газ, така и на дизелово гориво. Но такова решение е доста скъпо, следователно, ако е необходимо, в съоръженията се монтира дизелова горелка, а след това се купува газова горелка.

При използване на дизелови горелки трябва да се избягва работа в режим на кондензация на продуктите от горенето.

Газови и дизелови вентилаторни горелки, автоматика

Въздушните нагреватели (топлообменни модули) са оборудвани с термостатен блок, който осигурява вътрешна логика на работа и безопасност на отоплителната секция, но не контролира температурата в отопляваното и/или вентилирано помещение. Автоматиката за контрол на температурата в помещението (във въздуховода) е отделен въпрос, в зависимост от задачата и използваната горелка.

Характеристики на разположение на климатични камери с газово отопление

Аковъздухонагревателят се поставя във вентилационната камера (фиг. 9), тогава тук трябва да видите нормите на SNiP II 35-76 * "Котелни инсталации".

Най-лесният вариант по отношение на одобренията и регулаторните документи е външното разположение. В същото време не забравяйте за обслужване на открито.

Стандартните европейски външни топлогенератори за външен въздух (въздухонагреватели) са предназначени за работа при температури до -15 (20) °С. Автоматичната горелка позволява да се включва при температура не по-ниска от -15 °C. Обикновено горелката и електрическият панел просто се покриват отгоре с обшивка от сандвич панели (фиг. 10).

На фиг. 11 можете да видите пример за по-задълбочено изпълнение на секцията за газов нагревател: секцията с горелката е изолирана от всички страни, направени са решетки за вентилация на секцията.

В региони, където температурите падат под -30°C през зимата, секцията на горелката трябва да се загрее. Най-често за това се монтира допълнителен електрически нагревател, понякога топъл въздух се подава от отопляема стая или вентилационен канал.

Възможността за използване на газови нагреватели и ситуацията на пазара

Като цяло газовият нагревател за въздух (захранващ блок с газова отоплителна секция) е по-скъп от гледна точка на капиталовите разходи на подобна инсталация с водно (електрическо) отопление, но от друга страна, газовият нагревател за въздух винаги е по-евтин от котелно помещение + водоснабдителен агрегат със същата топлинна мощност.

Тоест, на базата на газови нагреватели за въздух се изгражда единна система за отопление и вентилация на въздуха: производствено помещение, склад, търговски център, кино или фитнес зала. Като правило, в този случай, в доставкатаагрегатите (въздухонагреватели) са снабдени със смесителни камери за едновременна работа с подаващ и рециркулиран въздух. Възможно е да се отопляват и/или вентилират особено пожароопасни помещения чрез подаване на прегрят 100% захранван въздух, но такива инсталации са по-скъпи и сложни. Първоначално основната цел на газовите нагреватели за въздух е отоплението на въздуха. За помещения, отоплявани с газови инфрачервени нагреватели (лъчисто отопление) или навесни газови нагреватели (газови охладители за въздух), се използва газов нагревател в режим на чист захранващ блок, който решава само проблема с вентилацията.

В момента на пазара има няколко вида агрегати с газово отопление на въздуха. Първият тип са подови въздушни топлогенератори (газови нагреватели за въздух). Такива устройства обикновено се състоят само от топлообменен модул и вентилаторна секция. Вторият са моноблок покривни климатици (на английски се наричат Roof Top), които освен секция за охлаждане могат да имат и секция за отопление на вода, електричество или газ. И накрая, третият е поръчкови захранващи и захранващи и изпускателни агрегати с газова отоплителна секция.

Ясно е, че използването на стандартни решения означава по-ниски капиталови разходи, но понякога единственият приемлив вариант са изработени по поръчка агрегати, оборудвани например със секция за възстановяване, овлажняване и друго допълнително оборудване.

Смятаме тази тема за отворена. По-добре е да изясните някои нюанси за конкретна задача, като се свържете с специализиран специалист.

Статията е подготвена от Дмитрий Лосев