ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КРЫШНЫХ ГАЗОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ

Минин А.А.¹, Матрунчик А.С.²

¹ORCID: 0000-0002-9785-6686, студент, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, ²ORCID: 0000-0003-0874-2933, старший преподаватель, Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КРЫШНЫХ ГАЗОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ

Аннотация

В настоящей статье рассмотрены перспективы использования автономного теплоснабжения, использующего в качестве источника тепловой энергии крышные автономные газовые котельные. Представлены достоинства и недостатки данных систем, а также приведены сравнения некоторых видов котельного оборудования, применяемого для такого вида теплоснабжения. Приведены решения, позволяющие сводить некоторые проблемы к минимуму. Представлены проблемы, которые могут откладывать использование данной технологии в настоящее время.

Ключевые слова: автономное теплоснабжение, крышная котельная.

Minin A.A.¹, Matrunchik A.S.²

¹ORCID:0000-0002-9785-6686, student, Perm National Research Polytechnic University, ²ORCID: 0000-0003-0874-2933, senior lecturer, Perm National Research Polytechnic University

INVESTIGATION OF QUANTUM CHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE PORTION OF THE MOLECULE BIOLOGICALLY ACTIVE ADDITIVE OF CHITOSAN

Abstract

This article reviews the perspectives of autonomous heating, roof used in the autonomous gas boiler as a heat source. Presents the advantages and disadvantages of these systems, and provides a comparison of some types of boiler equipment used for this type of heating. The solutions allowing to reduce some problems to a minimum. It presents problems that can delay the use of this technology at the moment.

Keywords: autonomous heating, roof boiler.

Вышедший в 2009 году Федеральный закон "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" от 23.11.2009 N 261-ФЗ, утвердил несколько целей развития страны, одной из которых стало повышение энергоэффективности потребляемых ресурсов, в том числе и тепловой энергии. Повысить энергетическую эффективность можно разными способами: можно уменьшить тепловые потери самого объекта, но также можно уменьшить расстояние от источника  до потребителя [2]. В данной статье будут рассмотрены достоинства и недостатки перехода от централизованной системы теплоснабжения к автономному виду.

Одним из вариантов автономной системы может стать крышная котельная. Фотография крышной котельной в стадии возведения приведена на рис. 1.

Рис. 1 - Крышная газовая котельная в стадии монтажа

 

К достоинствам такой котельной можно отнести:

1. Под такую котельную не нужно выделять дополнительных территорий, так как зачастую площади кровли в нашей стране не используются и служат лишь местом расположения вытяжных каналов и вентиляторного оборудования;
2. Котельная располагается выше потребителей, следовательно, отсутствует статическое давление на сами агрегаты и на арматуру;
3. Более выгодные условия для отвода дымовых газов;
4. Подвергается постоянному проветриванию и, как следствие, более безопасна при попадании в помещение котельной вредных веществ (дымовых газов).

Основными недостатками крышной котельной являются:

1. Шум, создаваемый котлом в процессе работы.
2. Ограничение выбора котлов по их весу из-за необходимости обустройства дополнительного постамента.

При этом некоторые недостатки можно свести к минимуму. Например, большую часть шума получается нет от самого котла, а от горелки, установленной в нём. В настоящее время наиболее широкое применение нашли горелки вентиляторного или атмосферного типов. В горелках вентиляторного типа подача  воздух в камеру сгорания происходит принудительно, также количество подаваемого воздуха регулируется автоматически и зависит от режима работы. Такие горелки способны работать в широком диапазоне давления газа, но эти горелки производят объемное шумовое загрязнение. В отличии от надувных, которые навешивают на котёл, атмосферные являются частью котла. Процесс смешивания газа с воздухом, как и скорость, задаётся давлением газа. Таким образом, нормальные условия для газовой горелки Европейского производства будет обеспечено при давлении в 1,5 кПа. К сожалению, данный вид горелок будет нормально работать не на всей территории России: согласно ГОСТ 5542-87 природный газ поступает к абонентам под номинальным давлением в 1,3 кПа и в 2,0 кПа. Но не для всех горелок установлен такой предел работоспособности, например, в котлы марки Camus устанавливаются атмосферные горелки, выполненные из жаропрочной стали. Толщина щелей для выхода пламени составляем 0,5 мм. Таким образом, пламя не может проникнуть в горелку, а котёл даже при давлении в 0,6 кПа может работать.  Также котлы, оснащенные атмосферной горелкой, производят меньше шума, чем надувные.  Стоит заметить, что не все надувные горелки являются шумными. Компания Camus Hydronics Ltd смогла снизить уровень шума своих котлов и теперь уровень шума их котлов не превышает 45-50 дБ(А) [1]. Секрет успехов конструкторов данной марки заключается в том, что они смогли уменьшить размер пламени, а значит и главного источника шума. Причём уменьшение размеров пламени не как не повлияло на содержание NO_X в сжигаемом газе. Повысить концентрацию NO_X стало возможным благодаря сжиганию заранее подготовленной смеси газа и воздуха. К тому же процесс сжигания происходит в пористом огнестойком материале. Также к плюсам котлов компании Camus Hydronics Ltd можно отнести то, что процесс сжигания газа происходит ступенчато. То есть у абонента есть возможность регулирования мощности газовой горелки в зависимости от внешних температур. Особенно это актуально для России, когда в течение зимы температура бывает и отрицательной, и положительной. Регулирование мощности подачи теплоносителя является огромным плюсом, как для крышных котельных, так и для всего автономного теплоснабжения.

Для большей эффективности регулирования мощности теплоисточника, вся система должна обладать минимальной инерционностью, в том числе и сами котлы. Инерционность котла напрямую зависит и от материала, из которого он сделан. У каждого материала есть своя теплопроводность. Наиболее популярные материалы для теплообменников и коэффициенты средней теплопроводности представлены в таблице 1:

Таблица 1 - Теплопроводность основных материалов котельных агрегатов

Материал	Средняя теплопроводность Вт/(м⋅град)
Медь	400-410
Сталь	80-85
Чугун	18-20

 

Благодаря хорошей теплопроводности, котлы сделанные из меди будут легче чугунных аналогов: для передачи одинакового количество теплоты через медь и через чугун придётся увеличивать площадь теплообмена чугунного агрегата и, как следствие, это приведёт к увеличению массы котла и всей котельной. Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее пригодными для крышных котельных будут являться котлы, с медными теплообменниками. Для сравнения (см. Табл. 2) можно взять два вида котлов, являющихся одними из наиболее популярных: немецкий котел Viessmann Vitoplex 200 и канадский котел фирмы Camus Hydronics Ltd. серии Blue Flame BFH1020.

Таблица 2 - Показатели газовых котлов для крышной котельной

Название	Viessmann Vitoplex 200	Blue Flame BFH1020
Максимальная мощность, кВт	270	267
Вес, кг	720	255,8
Объем, м3	3,25	0,96
Цена, тыс. руб.	996	257,6

 

Из данных таблицы видно, что, не смотря на свой малый объём, котел Blue Flame BFH1020 опережает аналогичный по всем показателям.

Ограничение в выборе по массе котла стоит лишь при установке котельных на крыши уже построенных домов. Если же рассматривать новое строительство, то в таком случае вопрос усиления перекрытий решается проще. Еще одним достоинством такой крышной котельной, как и всех автономных источников энергии, является свободный выбор заказчиком выходных параметров теплоносителя для системы.

В настоящее время наметилась тенденция децентрализации получения тепловой энергии. На смену ТЭЦ приходят блочно-модульные котельные, а при отсутствии места под их постройку можно использовать крышные котельные. Крышные котельные и блочно-модульные котельные работают на одном из самых дешёвых видов топлива: природном газе. У природного газа есть множество плюсов. Он находится в свободном доступе в центральной России. Газовое топливо экологичнее угольного и нефтяного топлив.

Строительство домов с автономными котельными увеличивает капитальные затраты компаниям-застройщикам, ведь подключение к центральной сети дешевле установления придомовых котельных и, как следствие, строительство таких котельных приводит к увеличению себестоимости квартир. Управляющим компания тоже может быть не выгоден переход к автономному теплоснабжению, ведь это дополнительные финансовые затраты на обслуживание системы. В итоге получается, что децентрализация отопления необходима лишь собственникам жилья. Но если принятие законов и правил по применению энергосберегающих технологий продолжится, то переход на автономное теплоснабжение в ближайшее десятилетие будет повсеместным.

Список литературы / References

1. Авдиенко А.А. Подомовое отопление как объективная реальность / А.А. Авдиенко // Журнал С.О.К. – 2013. – №12. –  С. 36–37.
2. Пуринг С.М. Оптимизация выбора способа теплоснабжения жилых многоквартирных домов / Пуринг С.М., Ватузов Д.Н. // Инновационные стратегии развития экономики и управления. – 2015. – С. 313-316.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Avdienko A. A. Podomovoe otoplenie kak ob"ektivnaia real'nost' [Each house heating as an objective reality] / A. A. Avdienko // Zhurnal S.O.K. [Journal S.O.K.]. – 2013. №12. P. 36–37. [in Russian]
2. Puring S.M. Optimizatsiia vybora sposoba teplosnabzheniia zhilykh mnogokvartirnykh domov [The use of chitosan to obtain a film-forming coating sausage products] / S.M. Puring, D.N. Vatuzov // Innovatsionnye strategii razvitiia ekonomiki i upravleniia [Innovative Development Strategy of Economics and Management]. – 2015. – P. 313–316. [in Russian]