котлов. В разных регионах можно встретить сжигание как природного газа – метана (СН4), так и сжиженного: пропана С3Н8 либо в смеси с бутаном С4Н10.
Чаще встречается сжигание биогаза и попутного газа.
Колеблется также и теплота сгорания различных газов, так как природный газ имеет Qph от 8,5 до 11,5 кВт · ч/м3, а сжиженный – от 25 до 34 кВт · ч/м3.
Преимущества природного газа относительно других видов топлива – дешевизна и компактное газовое хозяйство. Правда, следует учитывать строгость норм по установке оборудования.
2.2. По наличию функции ГВС
Практически все бытовые котельные, устанавливаемые в жилых домах, так или иначе пригодны для решения задачи подогрева бытовой воды. Поскольку независимо от обеспечения горячей водой функция отопления в котлах присутствует, то подогрев бытовой воды осуществляется в теплообменниках, встроенных либо пристроенных к котлам.
Котлы, используемые только для подогрева теплоносителя, называются одноконтурными. В них теплоноситель, нагретый в топке котла продуктами сгорания топлива, циркулирует в теплообменниках системы отопления (радиаторах, калориферах и т. д.). Котлы, имеющие кроме отопительной функции, функцию подогрева бытовой воды, называются двухконтурными (по наличию контуров отопления и горячего водоснабжения). В таких устройствах часть теплоносителя циркулирует в системе отопления, а часть – подогревает бытовую воду до необходимой температуры в теплообменниках. Известны два основных вида теплообменников: проточные и емкостные.
В проточном теплообменнике нагреваемая вода проходит однократно внутри змеевика сквозь поток греющей среды.
Рис. 2. Проточный теплообменник
Для обеспечения комфортной производительности такие котлы должны иметь увеличенные поверхность нагрева либо тепловую мощность.
Проточный водонагреватель нагревает в минуту 16 л (16 кг) холодной воды от 15 до 40 °С. Какова величина тепловой мощности, необходимой для нагрева?
Решение:
m = 16 кг/мин × 60 мин/ч = 960 кг/ч;
Q = m · c · At, где с – теплоемкость воды (1, 163 Вт·ч/кг·К).
Q = 960 кг/ч × 1,163 Втч/кгК × 25° = 27 912 Вт;
Q = 28 кВт.
В емкости теплообменника нагреваемая бытовая вода находится внутри сосуда неподвижно в течение всего времени нагрева (происходит лишь гравитационное перемешивание).
Рис. 3. Емкостный теплообменник
Достоинство – возможность использовать в пиковых режимах, недостаток – длительное время нагрева.
Накопительный бойлер емкостью 150 л нагревается тепловой мощностью 18 кВт от 10 до 55 °С. Каково время нагрева?
Решение:
Q = m × c × Δt;
Δt = 55–10 = 45°;
Q1 = 150 кг × 1,163 Втч/ кгК × 45° = 7850 Втч = 7,85 кВтч;
τ = Q1 /Q0;
τ = 7,85 кВтч/18 кВт = 0,4364 ч.
10
