Подбор водогрейного котла
Если мощность котельной известна — подберите модели из каталога сразу. Если нет — заполните опросный лист: инженер завода рассчитает тепловую нагрузку по исходным данным. Здесь же — расход воды и мощность котла при разных графиках и экономия газа от повышения КПД.
Подбор учитывает номинальную мощность, температуру и топливо. Каскад — до 4 одинаковых котлов, запас мощности не больше 35 %.
Расчёт по уравнению теплового баланса Q = G · c · Δt, где c — теплоёмкость воды при средней температуре графика. Объёмный расход — при температуре обратной воды. Режим «Мощность по расходу» показывает, сколько тепла котёл передаст в сеть при известном расходе и другом температурном графике.
Почему важен расход через котёл
При низкой скорости воды у поверхности нагрева возникает пристеночное кипение. В определённый момент отдельные пузырьки сливаются в сплошную паровую плёнку. Пар проводит тепло в десятки раз хуже воды, поэтому коэффициент теплопередачи резко падает, а металл трубы перегревается — вплоть до деформации и разрыва.
Поэтому водотрубные котлы гораздо надёжнее жаротрубных: вода движется по трубам с высокой скоростью, турбулентный поток максимально интенсифицирует теплопередачу и не даёт образоваться паровой плёнке. Расход воды через котёл должен быть не ниже паспортного — его указывает инженер завода при подборе.
КПД — по низшей теплоте сгорания, как в паспортах котлов. Цена газа в поле — пример: подставьте тариф вашей газоснабжающей организации. Средняя загрузка за отопительный сезон обычно заметно ниже номинальной мощности.
Почему КПД котла не может быть 100 %
Тепловой баланс котла: η = 100 − q₂ − q₃ − q₅. Главная потеря q₂ — тепло, которое уносят уходящие газы. Её снижают, охлаждая газы глубже: ориентировочно каждые 20 °C снижения температуры уходящих газов дают около 1 % КПД. Потеря q₅ — тепло через обмуровку и обшивку в помещение котельной — есть всегда, поэтому КПД реального котла ниже 100 % при любой конструкции.
Предел охлаждения газов задаёт точка росы. Продукты сгорания природного газа содержат много водяного пара, его точка росы — около 55–60 °C. Если стенка поверхности нагрева холоднее, пар конденсируется на металле. Конденсат поглощает CO₂ и оксиды азота и становится слабой кислотой: углеродистая сталь конвективных поверхностей, газоходов и дымовой трубы начинает корродировать. При жидком топливе в газах есть оксиды серы, и сернокислотная точка росы поднимается выше 100 °C — это ещё опаснее.
Температура стенки определяется прежде всего температурой обратной воды, поэтому для стальных котлов задают минимально допустимую температуру воды на входе — её указывает завод. Глубже охлаждать газы и получать КПД выше 100 % по низшей теплоте сгорания позволяют только конденсационные котлы: они утилизируют скрытую теплоту пара, но требуют коррозионностойких материалов, отвода и нейтрализации конденсата и обратной воды ниже точки росы. В тепловых сетях с графиками 115/70 и 150/70 такие условия обычно недостижимы, поэтому разумная цель для водогрейного котла — максимальный КПД без выхода за точку росы.
Ограничения подставляются по назначению, их можно изменить. Скорость 1,5 м/с — верхний предел по СП 60.13330 для систем отопления; в помещениях с низким допустимым уровнем шума он ниже. Удельные потери давления для тепловых сетей — ориентир технико-экономического расчёта, а не норма.
Как считается диаметр
Расход воды — из теплового баланса G = Q / (c · Δt). Для каждого стандартного диаметра считаются скорость v = 4V / (π d²) и удельные потери давления на трение R = λ / d · ρ v² / 2 по формуле Дарси — Вейсбаха. Коэффициент трения λ — по формуле Альтшуля для турбулентного режима, свойства воды — при средней температуре графика.
Эквивалентная шероховатость стальных труб по СП 124.13330.2012, п. 8.5: 0,5 мм для водяных тепловых сетей, 1,0 мм для сетей горячего водоснабжения. Внутренний диаметр труб тепловых сетей — не менее 32 мм (п. 8.7). Потери в местных сопротивлениях (отводы, арматура, тройники) учитываются отдельно — через эквивалентную длину.
Слишком маленький диаметр — это высокие потери давления, шум и лишняя мощность насосов. Слишком большой — дорогие трубы, изоляция и арматура. Окончательный диаметр выбирает проектировщик по гидравлическому расчёту всей системы.
Вопросы о подборе
Как подобрать котёл?
Пришлите нагрузки, температурный график, вид топлива и рабочее давление через форму запроса КП или заполните опросный лист. Инженер завода подберёт котлы, горелки и состав котельной. Предварительно разложить нагрузку на котлы можно в подборе котла.
Сколько стоит подбор?
Бесплатно. Подбор котельного оборудования и расчёт — часть работы завода с заказчиком, а не отдельная услуга.
Где взять чертежи, паспорт и техданные для проекта?
Каталоги, габаритные чертежи и сертификаты — в разделе «Документация». Актуальные чертежи и паспорт на конкретную модель завод присылает по запросу — запросить документацию.
Можно ли заменить в проекте котёл другого производителя на ROSSEN?
Да. Дадим техническое сравнение и данные для корректировки раздела ТМ: габариты, присоединительные размеры, гидравлическое и аэродинамическое сопротивление. Это упрощает согласование замены.