Котлы на солярке
На постсоветском пространстве котлы на солярке долгое время были единственной альтернативой газовым котлам и котлам на твердом топливе, сохранили свою популярность и в наши дни, хотя ассортимент эффективных теплогенераторов на разных видах и типах топлив, в том числе на возобновляемых источниках энергии сегодня достаточно емкий и расширяется буквально каждый год.
В Европе, США, Канаде в сегментах частных домовладений, а также предприятий малого и среднего бизнеса при ограниченном доступе к природному газу котлы на солярке интенсивно вытесняются геотермальными тепловыми насосами схем воздух-вода, вода-вода, рассол-вода, перспективными цеолитовыми, адсорбционными, абсорбционными тепловыми насосами на жидком или газообразном топливе, тепловыми насосами с первичной энергией от двигателей внутреннего сгорания, когенерационными установками типа микро-ТЭЦ, системами энергетического менеджмента SmartGrid/SmartHome, солнечными батареями, а также водогрейными котлами и воздухонагревателями на отработанных маслах.
Популяризация и продвижение новых типов теплогенераторов на возобновляемых источниках энергии в ЕС, США и Канаде поддерживается на государственном уровне в виде государственных преференций на реализацию проектов, дотаций и льгот финансовым структурам, предоставляющим кредиты на покупку теплогенерирующего оборудования нового поколения, фискальных льгот производителям и т.д. Поэтому новые виды отопления становятся доступными жителям этих стран и котлы на солярке постепенно теряют свою конкурентоспособность, хотя сегодня это в основном эффективные низкотемпературные и конденсационные водогрейные котлы с впечатляюще высоким КПД и полной автоматизацией с возможностью управления дистанционно с пульта и удаленно с ПК, Netbook, AppleMacBook, Notebook, iPhone, iPodTouch, смартфонов по внешним каналам связи Интернет через шлюзы Ethernet, Ethernet-Fast, Ethernet-Arcnet, Ethernet-FDDI, Wi-Fi, Wi-Max, а также каналы 4G, 3G, EDGE по протоколам Modbus, BACnet, CAN, LON, PLR, DP, Ext. Off, Ext. Min., SBM, Ext. Off/SBMIndustrialEthernet (см. видео здесь и в этом материале).
В России с ее спецификой поддержки потребителя и производителей, выпускающих инновационный продукт, котлы на солярке входят в пятерку самых востребованных из-за финансовой доступности теплогенераторов наряду с газовыми, твердотопливными, электрическими котлами и водогрейными котлами на отработанных маслах. Причем отечественный производитель продолжает поставлять на национальный рынок отопительного оборудования специализированные котлы на солярке типа АОЖВ с газификационными или испарительными горелками и цилиндрическими стальными теплообменниками, отделенными от топочной камеры воздушными полостями для выхода дымогарных газов, что существенно снижает эффективность теплообмена и КПД котла.
Импортируемые из Европы и США котлы на солярке, как правило, универсальные теплогенераторы с топочной камерой «в водяной рубашке» теплообменника из чугуна, жаропрочной нержавеющей стали или сплава алюминия с кремнием (см. видео запатентованной конструкции теплообменника из алюминиево-кремниевого сплава котла Loganoplus GB212 Buderus Bosch Thermotechnik в этом материале), двумя-тремя ходами дымогарных газов и дверкой с унифицированным посадочным местом, позволяющим интегрировать в котел на солярке, как монотопливную дизельную, так и мультитопливную горелку, работающую на керосине, дизельном или печном топливе, мазутах, а также отработанных маслах — моторных, индустриальных, турбинных, гидравлических, трансмиссионных, маслах растительного/животного происхождения и их смесях.
Водогрейные котлы на солярке импортного производства.
На российский национальный рынок отопительного оборудования котлы на солярке поставляют производители разных стран мира, но наиболее популярной стала продукция компаний Vaillant, Giersch, BoschThermotechnik с брендами Bosch, Buderus и Junkers, Viessman, Weishaupt, Ecoheat, DanVex, EnergyLogic и Protcherm. Самый емкий сегмент импортируемых котлов на солярке формируют универсальные котлы и котлоагрегаты разной мощности и целевого назначения (промышленные и бытовые), в которых комплектная топливная горелка, по сути, определяет перечень возможных к использованию энергоресурсов.
Промышленные котлы на солярке могут комплектоваться монотопливной, мультитопливной или двухтопливной (газодизельной) факельной горелкой, как правило, вентиляторно-компрессорной, иногда ротационной (см. здесь).
Обычно они имеют трубчатый многоходовой теплообменник из жаропрочной нержавеющей стали и одну или две топочных камеры, в дверки которых интегрируются топливные горелки. Промышленные котлы на солярке полностью автоматизированы, блок управления электронный с микропроцессором, управляющим подачей топлива, первичного и вторичного воздуха для горения, скоростью истечения дымогарных газов по показаниям системы датчиков.
Котлы на солярке бытового назначения в основном универсальные или специализированные конденсационные, в которых топливная горелка конструктивно размещается сверху в вертикальной топочной камере (см. этот материал) или традиционно сбоку в горизонтальной топочной камере. В конденсационных котлах на солярке в конструкцию интегрирован дополнительный теплообменник – конденсационный блок, где происходит конденсация паров дымогарных газов с забором тепла теплоносителем, что повышает КПД котла на солярке до 96-98%.
Справка: По факту сегодня любой жидкотопливный котел (дизельный, на отработанном масле или универсальный) по эффективности работы можно вывести на уровень специализированного конденсационного котла с помощью дополнительного автономного теплообменника (см. видео дополнительного теплообменника в этом материале). Этот теплообменник коммутируется с выходом дымогарных газов водогрейного котла и формирует отдельный контур отопления, как правило, низкотемпературного напольного.
Отдельные небольшие сегменты импортируемых котлов на солярке формируют smart-котлы для яхт и мощные гидронные котлы для промышленных предприятий и коммунальных котельных, и частных домов, исполняемые с оребренными теплообменниками из медного сплава и скоростной прокачкой теплоносителя.
Компания «БиКомс Холдинг» реализует на рынке отопительного оборудования экономичные по стартовым вложениям и эксплуатационным затратам (см. здесь) водогрейные котлы на отработанных маслах, которые при комплектации мультитопливной горелкой могут эффективно работать на дизельном топливе, керосине, отработке и мазутах. Владельцам предприятий малого и среднего бизнеса компания «БиКомс Холдинг» предлагает, как водогрейные котлы большой мощности, так и воздухонагреватели на отработке, ориентированные на формирование экономичных систем централизованного или зонированного отопления.
Отопление дизелем
Отопление дизельным топливом
Отопление дизтопливом
Котел на солярке принцип работы и особенности эксплуатации
Гражданам, чьи дома еще не подключены к централизованной системе газоснабжения, приходится выбирать между твердотопливными и жидкотопливными котлами.
Многие делают выбор в пользу второй разновидности по ряду причин.
Давайте посмотрим, какими достоинствами обладает котел на солярке для дома, сколько он потребляет топлива и как можно изготовить простенькую версию такого отопителя своими руками.
Внутреннее устройство и особенности работы
В корпусе дизельного котла располагается всего несколько элементов:
- Устройство розжига. Имеет два электрода, между которыми при включении возникает искровой разряд.
- Теплообменник. Емкость особой конфигурации, подключаемая к системе отопления. В ней происходит нагрев теплоносителя. В двухконтурных котлах помимо основного имеется еще один теплообменник — для приготовления горячей воды.
- Система автоматики, обеспечивающая работу котла и отключающая его при аварийных ситуациях.
- Также котел комплектуется системой топливоподачи с электронасосом.
- Горелка с форсункой, которая при подаче в нее топлива под большим давлением превращает его в туман.
Горелки на солярке бывают:
- монотопливные (работают только с жидким топливом),
- битопливные (могут сжигать и солярку, и природный газ).
А также:
- одноступенчатыми (имеют постоянную мощность, работают в режиме «старт-стоп» и характеризуются наибольшим расходом топлива),
- двуступенчатыми, с промежуточной ступенью порядка 40% мощности (являются более экономичными),
- модулированными, с возможностью плавного регулирования мощности в диапазоне 10% 100%: самая экономичная, но и самая дорогостоящая горелка.
Важной частью горелки является камера предварительного нагрева топлива, которая обеспечивает существенное понижение вязкости последнего.
Для работы дизельного котла очень большое значение имеет качество поступающего топлива. Если оно окажется чересчур грязным, то даже несмотря на наличие фильтра форсунка засорится. Это приведет к резкому падению КПД и образованию большого количества нагара, который еще больше усугубит ситуацию.
Преимущества и недостатки
Попробуем оценить сильные и слабые стороны этих теплогенераторов.
Начнем с хорошего:
- Дизтопливо является высококалорийным и к тому же сгорает почти полностью (КПД жидкотопливных котлов в среднем составляет 92%), так что его запас на зиму занимает гораздо меньший объем, чем дрова или уголь.
- Процессы розжига и регулировки мощности легко можно автоматизировать. Топливо также подается автоматически, а удалять золу после его сжигания не нужно. Таким образом, участие пользователя сводится к минимуму.
- Котел обладает низкой тепловой инерционностью, то есть имеется возможность быстро понизить его мощность либо вообще затушить. Отсюда следует, что вероятность перегрева теплоносителя чрезвычайно низка (только в случае отказа системы автоматики). Соответственно, упрощается обвязка котла: отпадает необходимость устраивать аварийный контур или узел подмеса холодной воды в теплообменник, как в случае с твердотопливными котлами.
- Процедура оформления является гораздо более простой, чем в случае с газовым котлом.
- Дизельный котел легко можно переоборудовать под природный газ. А в случае использования битопливной горелки для этого вообще ничего не придется делать (правда, она имеет невысокий КПД).
Дизельный котел в разрезе
Теперь о плохом:
- Дизельный котел не может функционировать без электроснабжения — оно требуется для работы топливного насоса. Таким образом, для перехода на полностью автономный режим работы придется приобрести еще и электрогенератор.
- При тех же параметрах котлы этого типа стоят дороже, чем газовые и твердотопливные. Правда, более правильным будет сравнивать жидкотопливный котел не с твердотопливным в чистом виде, а с пеллетным — он также имеет низкую тепловую инерционность и является полностью автоматизированным. В этом случае разница в цене окажется несущественной.
- Топливо также является сравнительно дорогим, тем более что к его качеству предъявляются повышенные требования.
- Более сложными, чем в случае с твердым топливом, являются меры по предотвращению возгорания на месте хранения солярки. В частности, если ее запас располагается в помещении, последнее нужно будет оборудовать вентиляционной системой.
- Продукты сгорания жидкого топлива имеют резкий неприятный запах.
Поскольку дизельным котлам однозначно требуется электричество, почти все они являются турбированными (камера сгорания закрытого типа) и, соответственно, вместо полноценного вертикального дымохода могут оснащаться коаксиальной трубой, выводимой наружу через стену.
К тому же они оснащаются электронной автоматикой, которая по сравнению с энергонезависимой является более точной и функциональной.
Дизельный отопитель менее экономичный, чем газовый, но менее затратный, чем электрический. Обогреватель на дизельном топливе плюсы и минусы прибора.
Инструкцию по изготовлению дизельной горелки своими руками вы найдете тут.
Знать, как устроен газовый котел, не помешает владельцу оборудования. По ссылке все об устройстве газовых котлов и элементов системы.
Расход топлива на отопление
Количество солярки, которую котел будет ежечасно потреблять в самый холодный период года, следует рассчитывать по формуле:
P = Q / (q * КПД),
где
- P – часовой расход топлива, л/ч,
- Q – теплопотери здания при наинизшей температуре на улице, кВт,
- Q – наименьшая теплота сгорания 1-го литра дизтоплива, принимаем q = 12 кВт*ч/л,
- КПД — коэффициент полезного действия установки, принимаем КПД = 0,92.
Определение теплопотерь Q — непростая задача. Сегодня широкое распространение получило ошибочное мнение о том, что для этого достаточно умножить площадь здания на 0,1 кВт. То есть дом площадью 100 кв. м будет терять 10 кВт тепла, площадью 200 кв. м — 20 кВт и т.д.
Чтобы понять, что эта методика крайне неточна, достаточно учесть хотя бы тот факт, что для зданий, расположенных на разной широте и, соответственно, находящихся в различных климатических условиях, величина удельных теплопотерь просто физически не может быть одинаковой.
Полноценный расчет теплопотерь учитывает целый ряд факторов:
- наименьшую температуру зимой,
- теплопроводность ограждающих конструкций (зависит от свойств основного материала и утеплителя),
- суммарную площадь оконных проемов,
- ориентацию постройки относительно сторон света (от этого зависит количество поступающего через окна солнечного тепла),
- количество тепла, выделяемого находящимся в здании оборудованием.
Правильнее всего заказать такой расчет опытному инженеру — сотруднику строительной или проектной фирмы. Но при желании худо бедно освоить его можно и самостоятельно. Для этого нужно будет почитать специализированную литературу или заглянуть в СНиПы «Отопление, вентиляция и кондиционирование», «Строительная климатология» и др.
Если котел используется еще и для подогрева воды, то к теплопотерям Q нужно будет добавить затрачиваемую для этого теплоту Qв. Эта величина определяется по простой формуле:
Qв = (с * m * dT) / (3600 * 1000),
где
- Qв — средние затраты тепла на нагрев воды, кВт,
- С — удельная теплоемкость воды, Дж/кг*С,
- M — массовый среднечасовой расход горячей воды, кг/ч (суточный расход нужно разделить на 24),
- dT — разность температур между нагретой водой и холодной, поступающей в дом, С.
Приведенную формулу нельзя применять для расчета общего расхода топлива за сезон, так как она учитывает только самую низкую температуру зимы. Чтобы определить запас солярки на зиму, расход Р обычно уменьшают вдвое. К примеру, если величина теплопотерь в самый холодную пятидневку по результатам расчета составила 18 кВт и часовой расход топлива при этих условиях равен
P = 20 / (12 * 0.92) = 1.81 л/ч,
то общий расход за отопительный период продолжительностью 200 дней составит:
Робщ = (Р/2) * 200 * 24 = (1,81 / 2) * 200 * 24 = 4344 л.
Заметим, что точность этой методики тоже оставляет желать лучшего. Более правильным было бы определить расход в расчете на среднюю температуру зимы, характерную для данного региона.
Как самостоятельно сделать печь на солярке?
Для отопления одного помещения без постоянного проживания людей, к примеру, мастерской или гаража, можно изготовить самодельную дизельную печь. В народе наибольшее распространение получили два варианта:
«Чудо-печь»
Этот агрегат похож на гантелю, установленную вертикально: две емкости располагаются одна над другой и соединяются при помощи трубы, в которой просверлено несколько отверстий.
Идея состоит в следующем:
- В нижнюю емкость через врезанную в нее горловину заливается дизтопливо или отработанное масло (до половины объема), которое затем поджигается.
- Вследствие горения в резервуаре повышается температура, из-за чего жидкое топливо начинает интенсивно испаряться.
- Горючие пары устремляются вверх и попадают в трубу, где смешиваются с воздухом, поступающим через проделанные в ней отверстия.
Чудо печь
Далее топливно-воздушная смесь поступает в верхнюю емкость печи, где и сгорает.
Печь-капельница
Несколько более сложно устроенный агрегат, но зато и более практичный. Собирается в следующей последовательности:
- Берется отрезок трубы и заваривается наглухо с одной стороны, с другой же устанавливается крышка. Это будет корпус, который нужно установить вертикально крышкой вверх.
- Внутрь устанавливается отрезок трубы меньшего диаметра — это будет дожигатель.
- В дожигатель ставится чаша, в которую по шлангу из подвешенной на определенной высоте емкости самотеком поступает топливо. Для его дозирования можно применить вентиль, но есть и более простой вариант: шланг можно пережимать до нужного сечения при помощи струбцины.
Далее в печи устанавливается вентилятор, который будет нагнетать воздух в дожигатель.
Если нет возможности использовать газовое отопление, домовладельцы прибегают к жидкотопливному варианту. Дизельный котел отопления для частного дома конструктивные особенности, достоинства и недостатки.
Как изготовить газовую горелку для пайки своими руками, читайте далее.
Особенности эксплуатации
Первый вариант печи имеет ряд недостатков, которые обязательно следует учитывать:
- часть выхлопа поступает в помещение,
- при использовании в качестве топлива отработанного масла с примесью воды печь начинает «стрелять» огненными каплями через отверстия в трубе,
- КПД устройства чрезвычайно низок.
С учетом сказанного такой отопитель допускается использовать только в нежилых помещениях, удалив при этом горючие материалы на безопасное расстояние. Поблизости должен находиться углекислотный огнетушитель.
Печь-капельница расходует топливо в 3 – 4 раза более эффективно и весь выхлоп полностью удаляется в дымоход. Но для ее функционирования должно быть в наличии электроснабжение.
Clique Solar-ARUN Solar Boiler and Concentrated Solar Thermal Company
Нам очень приятно сообщить, что Clique Solar была выбрана в качестве одной из двух инновационных индийских компаний в области изменения климата и приглашена для демонстрации своих решений на Париж во время политической международной конференции по изменению климата (COP 21), крупнейшего международного мероприятия 2015 года, на которое соберутся правительства, официальные лица и компании со всего мира. Clique Solar будет выставляться в Большом дворце (центральный Париж), на стенде Национального института промышленной собственности Франции (INPI) с 4 по 10 декабря 2015 г.
Для получения более подробной информации нажмите здесь.
Тарелка ARUN® представляет собой параболоидный солнечный концентратор Френеля с точечным фокусом. Это может обрабатывать различные теплоносители, включая пар, горячее масло, горячую воду или даже горячим воздухом при температуре до 350°C и давлении до 25 бар. Низкий площадь, необходимая для установки, делает его идеальным для производств с пространством ограничения.
ARUN® в настоящее время используется для нагрева различных промышленных процессов. приложения, такие как производство пара для технологического нагрева в различных отраслях промышленности включая прачечную, пищевую промышленность, автомобильную, молочную, фармацевтическую, химическую, гостиничную, среди других.
Он также был установлен для комфортного охлаждения, промышленного приготовление пищи в столовой, стерилизация, пастеризация молока, выпаривание сточных вод и т. д. Clique Solar предлагает комплексное решение «под ключ» от дизайна до разработка, установка, интеграция с существующей системой, пуско-наладка а также пожизненная эксплуатация и техническое обслуживание системы.Clique Solar — индийская организация, занимающаяся производством солнечной энергии. на основе обогатительных технологий (CST) со штаб-квартирой в Мумбаи, Индия. Клика Компания Solar производит солнечные концентраторы, которые вырабатывают тепловую энергию в форма пара низкого/среднего давления или горячей воды для использования в различных областях, например, в промышленности.
технологический нагрев, приготовление пищи и комфортное охлаждение. Он обеспечивает единый подход «под ключ» решение от дизайна, разработки продукта, установки, интеграции с существующая система, ввод в эксплуатацию, а также пожизненная эксплуатация и техническое обслуживание система. Clique Solar является торговым партнером Министерства новых и возобновляемых источников энергии. Энергия (МНРЭ). Компания имеет патент на гениальную технологию ARUN®.Больше видео о технологии, тематических исследованиях, отзывах и наградах, пожалуйста Кликните сюда.
Компания Clique Solar получила разработку поддержка со стороны Министерства новых и возобновляемых источников энергии (MNRE) и I.I.T. Бомбей для технологии ARUN Solar Boiler Technology
Солнечная печь с высоким потоком | Концентрация солнечной энергии
Высокопоточная солнечная печь NREL (HFSF) представляет собой уникальную 10-киловаттную оптическую печь, использует концентрированный солнечный свет для тестирования высокотемпературных процессов или приложений требующие высокой скорости нагрева или концентрации солнечного света.
На вершине кампуса NREL в Южной Столовой горе находится уникальный пользовательский центр HFSF. для тестирования высокотемпературных процессов и приложений. HFSF содержит отслеживание гелиостат и 25 шестиугольных вогнутых зеркал, которые концентрируют солнечное излучение для доставки 10 киловатт тепловой мощности на фокусную площадь около 4 дюймов (~ 10 см) в диаметре. в диспетчерской лаборатории.
HFSF может создавать пиковые солнечные потоки до 250 Вт/см 2 или 2500 солнц, что эквивалентно 10 кВт солнечной энергии, или выше при использовании вторичного концентраторы.
Солнечная печь может быстро концентрировать солнечное излучение до 10 киловатт на 10-см диаметр (2500 «солнц»), достигая температуры 1800 ° C — и до пиковых солнечных потоков 20 000 солнц со специализированной вторичной оптикой для получения температур до 3000°С. Вторичные концентраторы могут изменять фокусную точку и настраивать уровни потока. и распределения в соответствии с потребностями каждой исследовательской деятельности.
Объект HFSF оснащен приборами для контроля уровня солнечной радиации, автоматизированное управление для регулировки мощности концентрированного солнечного света, сбора данных инструменты и видеонаблюдение за внешним оборудованием. Поскольку HFSF концентрирует фактические солнечного света, он предлагает энергоэффективную альтернативу солнечным симуляторам, с тестами выполняются в реальных, а не в смоделированных условиях.
HFSF доступен для тестирования университетами, предприятиями, Министерством энергетики, Министерство обороны, национальные лаборатории и другие партнеры. Он подходит для мелкомасштабные технико-экономические обоснования и испытания широкого спектра технологий с разнообразный набор экспериментальных требований. Возможности исследования включают в себя:
- Расчетные условия или ускоренные условия сильного потока для исследований солнечного термохимического производства водорода
- Испытание функциональных компонентов и материалов на воздействие высоких температур при воздействии солнечных лучей. материалы, перовскиты, солнцезащитные покрытия и компоненты, используемые в обогащении солнечные энергетические системы, такие как приемники, коллекторы и отражающие материалы
- Оценка и разработка современных систем измерения экстремальных солнечных среды
- Испытания прототипов усовершенствованных преобразователей и химических реакторов для солнечных электростанций и приложения солнечной химии
- Космические применения, включая теплозащитные экраны и добычу полезных ископаемых на Луне.
Инструмент моделирования SolTrace от NREL может определять требования и конфигурацию вторичного концентратора. Объект также включает в себя ультра-ускоренную систему выветривания для испытаний на открытом воздухе.