ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Газовые контактные водонагреватели Общие сведения о газовых контактных водонагревателях из "Газовые контактные водонагреватели" Работами Академии коммунального хозяйства, ЛНИИ АКХ, НИИСТ УССР и других организаций установлено, что наиболее экономичный нагрев воды происходит в контактных аппаратах, в которых вода нагревается не через металлическую стенку, а за счет непосредственного соприкосновения с высокотемпературными продуктами газового топлива. [c.6] Однако при эксплуатации контактных водонагревателей невозможно всегда использовать 100% тепла конденсации водяных паров, ибо глубина охлаждения продуктов сгорания зависит от температуры поступающей в аппарат воды, плотности орошения контактной камеры, времени контакта газов с водой и т. д. На рис. 1 показано, какое количество скрытой теплоты конденсации водяных паров используется в контактном водонагревателе при охлаждении продуктов сгорания до 60, 50, 40° С и т. д. [c.7] Рассмотрим устройство и принцип работы газового контактного водонагревателя. Он состоит в основном из трех узлов топки, контактной камеры и дымовой трубы с вытяжным вентилятором (рис. 2). Кроме того, в котельной, имеющей контактные аппараты, всегда устанавливается сборный бак. [c.8] Топка аппарата представляет собой металлический цилиндр, снаружи охлаждаемый водой, а изнутри футерованный огнеупорным шамотным кирпичом радиационные поверхности нагрева (за исключением надтопочного диска) отсутствуют. [c.8] Третий основной узел контактного аппарата — дымовая труба с низконапорным отсасывающим вентилятором. Последний создает стабильное разрежение за аппаратом в любое время года и обеспечивает выброс продуктов сгорания через дымовую трубу в атмосферу. Без вентилятора, только за счет естественной тяги, аппарат работать не может, ибо сумма гидравлического сопротивления его газового тракта достаточно велика и составляет величину от 10 до 25 мм вод. ст. [c.10] В связи с тем, что разрежение в аппарате создается отсасывающим вентилятором, отпадает необходимость в установке высокой дымовой трубы. Если в непосредственной близости от котельной не имеется жилых зданий, то дымовую трубу над кровлей можно выполнять в виде патрубка длиной не более 1,4—1,5 м. [c.10] Сборный бак должен иметь также дегазационное устройство, которое необходимо по следующим причинам. Вода, нагреваясь в контактной камере, одновременно абсорбирует углекислоту из продуктов сгорания. Интенсивное насыщение воды углекислотой происходит за счет большой разницы в парциальных давлениях СОг между потоком продуктов сгорания и пленками воды. Например, вода, нагретая в контактной камере до 70° С, содержит углекислоты около 65—70 л г/л. Горячая вода, содержащая коррозионно-агрессивные агенты в виде избыточной углекислоты и определенного количества кислорода (Ог = 2- -2,5 мг/л), может вывести из строя в течение короткого срока отдельные участки системы горячего водоснабжения. Для того чтобы уменьшить общее содержание углекислоты в нагретой воде, в сборном баке монтируется дегазационное устройство. [c.11] В результате действия дегазатора горячая вода, подаваемая в систему горячего водоснабжения, имеет в среднем 11—12 мг л углекислоты и 2—2,5 лг/л кислорода. В то же время следует отметить, что холодная вода, поступающая из водопровода в контактный аппарат, содержит примерно 16—20 жг/л углекислоты н 4—6 мг л кислорода. Из приведенных цифр становится ясно, что контактный водонагреватель вместе с дегазатором уменьшает коррозионную агрессивность исходной водопроводной воды. Для сравнения укажем, что вода, нагретая до 78—98° С в существующих водогрейных котлах и не прошедшая химводоочистки, содержит углекислоты 14—15 мг л, а кислорода 4—5 лгг/л. [c.12] Исследования качества воды, нагретой непосредственным контактом с высокотемпературными продуктами сгорания, показали, что она удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям и может применяться для различных хозяйственных. и бытовых нужд. В заключениях по качеству воды, данных Московской городской санитарно-эпидемиологической станцией и Ленинградским НИИ санитарии и гигиены, указано, что в воде, нагретой контактным способом, не обнаружено никаких существенных химических или физических изменений по сравнению с исходной водопроводной водой. [c.12] В связи с тем, что внутри контактных водонагревателей не создается давления, они являются взрывобезопасными устройствами и не подлежат регистрации в Котлонадзоре. В этих аппаратах нет радиационных поверхностей нагрева, за исключением надтопочного диска, поэтому отпадает возможность образования накипи и необходимость ее удаления со стенок топки. Контактные водонагреватели не требуют вспомогательного котельного оборудования бойлеров, насосов для подпитки, установок для химводоочистки, которые включают Ыа-или Н-катионитовые фильтры и термические деаэраторы. Эксплуатационный к. п. д. контактных водонагревателей в системах горячего водоснабжения составляет 95—97% в независимости от колебаний тепловой нагрузки. [c.13] Технико-экономические расчеты применительно к одной котельной показывают, что на изготовление контактных аппаратов (вместе со сборным баком) требуется примерно в 2 раза меньше металла, чем на изготовление котлов с соответствующим вспомогательным оборудованием. [c.13] Общая стоимость строительства и оборудования котельной с контактными водонагревателями в 1,5 раза меньше по сравнению с общей стоимостью котельной той же мощности, но с секционными чугунными котлами. [c.13] Таким образом, сейчас можно считать доказанным, что контактные водонагреватели являются несомненно перспективными конструкциями и с течением времени найдут широкое распространение во многих областях народного хозяйства. [c.14] Контактная камера по своему устройству и принципу действия существенно отличается от работы поверхностных теплообменников. Эти отличия заключаются в следующем. [c.14] Разберем подробнее эти отличия. [c.14] Теоретически доказано, что максимальная температура воды, нагретой контактным способом, может быть равна температуре мокрого термометра (/м). [c.14] Пример. Рассчитаем, до какой температуры можно предельно нагреть воду контактным способом при начальной температуре газов /н=800°С и начальной влажности продуктов сгорания с/н= =0,15 кг кг. [c.16] равного 1 аг, находим теплосодержание насыщенного водяного пара, нас =638,7 ккал/кг и температуру насыщения iвa =99,09° С. Удельную теплоемкость насыщенных водяных паров принимаем Ср=0,47 ккал1кг °С. Удельная теплоемкость сухих газов в зависимости от температуры при г н = 800° С, Сс.т=0, 26 ккал/кг град а для =80°С, Сс.г=0,24 ккал/кг °С. Подставляя все указанные величины в формулу (2), получаем в левой части 386, а в правой 373. В связи с заметным расхождением между левой и правой частями формулы (2) задаемся новым значением температуры мокрого термометра м = 81°С. В этом случае опять наблюдается несоответствие, т. е. 390 фА . [c.16] Охлаждение нагретых продуктов сгорания водой в контактной камере сопровождается взаимным массооб-меном между ними. Для рассмотрения этого процесса воспользуемся I— -диаграммой влажного воздуха, составленной проф. Л. К. Рамзиным. На оси абсцисс этой диаграммы (рис. 4) показаны значения влагосодержа-ний (с ), т. е. количество влаги в г, приходящейся на 1 кг сухого воздуха. Вертикальные линии являются линиями постоянного влагосодержания. На оси ординат отложены значения теплосодержаний продуктов сгорания (/) в килокалориях на 1 кг сухого воздуха. Наклонные линии этой диаграммы являются линиями постоянного теплосодержания. Линии постоянной температуры (изотермы) расположены под некоторым углом к оси абсцисс. Из рис. 4 видно, что чем выше температура газов, тем больше угол наклона изотерм к оси абсцисс. На I— -диаграмме имеются также линии постоянной относительной влажности ф, -пунктирные линии температур мокрого термометра нанесена кривая парциального давления водяных паров Рд. [c.18] Вернуться к основной статье