Экономайзеры. Что такое экономайзер котла отопления. Что такое экономайзер котла отопления?

Особенности монтажа и основные ошибки

Чтобы устройство в полном объеме выполняло свои функции, обеспечивая максимальный приток тепловой энергии в помещение, при монтаже стоит учитывать некоторые важные нюансы.

Во-первых, установка экономайзера производится в нижнюю часть дымохода строго вертикально.

Обратите внимание! Экономайзер монтируется только на металлический дымоход, на трубы керамической системы его установить не получится.

Большая часть конвекторных труб заводского производства имеют в комплекте специальные дополнительные модули, дающие возможность при необходимости регулировать длину устройства. Если такой детали в комплекте нет, трубу можно нарастить при помощи простой гофротрубы из нержавеющей стали.

Рекомендуем ознакомиться: Какую газовую горелку выбрать для пайки медных труб — обзор лучших

Во-вторых, особое внимание стоит уделить стыковке экономайзера с основным дымоходом. Места стыков должны быть полностью герметичны, чтобы исключить вероятность проникновения в помещение опасных для жизни продуктов сгорания.

Конвекторный дымоход чрезвычайно прост в вопросах установки и эксплуатации, процедура его монтажа не потребует больших усилий. И все же могут возникнуть некоторые проблемы, явившиеся следствием неверного выбора длины изделия, либо его диаметра.

Самые распространенные ошибки:

• Неверный выбор высоты расположения устройства относительно уровня пола.
• Плохая герметичность в области стыковки конвекторной трубы и основного дымохода.
• Несоблюдение вертикального расположения устройства относительно стен отапливаемого помещения.

Для чего нужен экономайзер

Экономайзер экономит расход топлива, за счет использования тепла уходящих газов из топочного пространства котлоагрегата, при этом они теряют свою температуру на нагрев воды поступающей в котел. Чем больше температура питательной воды и меньше температура уходящих газов, тем выше КПД котла.

Рассчитывают поверхности нагрева экономайзера таким образом, чтобы температура газов на выходе из него была не ниже 55 С, во избежание образования конденсата в хвостовой части котла. Это очень негативное явление, поскольку при наличии воды из дымовых газов выделяется агрессивная серная кислота, разрушающая металлические поверхности нагрева.

Для увеличения теплосъема с единицы площади экономайзера, его трубную часть располагают в шахматном порядке или в виде пакетов змеевиков. Такая конструкция замедляет скорость движения уходящих газов, в связи, с чем увеличивается теплоотдача и газовая среда лучше нагревает воду.

Зачем нужен

Рассматривая, что это такое и для чего нужен экономайзер в котле, можно сказать, что данный прибор является опциональным элементом, предназначенным добавить возможность предварительного прогрева теплового носителя без применения основной энергии, которая освобождается в процессе сгорания топлива в приборе, что дает возможность оптимизировать работу оборудования.

Зачем предназначен экономайзер:

• Он снижает финансовые затраты на отопительную систему. Снижение потребления энергетических носителей (на 5-19%) в результате позволяет значительно сэкономить денежные средства.
• Увеличивает время эксплуатации котельного оборудования. Быстрый прогрев и сохранение тепла дают возможность избежать негативно сказывающихся для агрегата резких температурных перепадов.
• Снижает уровень загрязнения воздушного пространства. Предотвращение выхода в атмосферу угарных газов позволяет сохранить гигиеническую чистоту и не загрязнять окружающую среду.

Вместе с работой автономной котельной системы повышенной мощности стоимость экономайзера может окупиться уже через несколько лет регулярной эксплуатации.

Как сделать своими руками

Со сбором и подключением конструкции проблем возникнуть не должно. Но будет ли она действительно приносить пользу или все усилия пойдут насмарку вопрос сложный. При неправильном расчете можно не только не добиться положительного эффекта, но и испортить всю систему отопления.

В бытовых условиях чаще всего народные умельцы пробуют создать экономайзер для газового котла. Именно приборы подобного действия наиболее распространены, поэтому и экспериментируют в основном на них. Но если агрегат оснащен современной горелкой с продвинутым контролем пламени, то уровень сжигания топлива находится на высоком показателе, а количество выбросов в атмосферу сильно снижается. Так что добиться сколь-нибудь значимого эффекта от установки дополнительной аппаратуры будет невозможно.

Из конструкции ясно, что в агрегате попросту нечему ломаться. Единственно возможная неисправность – это нарушение герметичности системы. В этом случае ремонт экономайзера котла будет состоять в применении сварки для заделывания дыр, которые не позволяют эксплуатировать устройство ввиду невозможности поддержания рабочего давления и вытекания горячей воды из труб.

В зависимости от размеров цена экономайзера для котла колеблется в районе 20-100 тысяч рублей. При оформлении индивидуального заказа стоимость оговаривается отдельно.

Как сделать экономайзер своими руками

Изготовить устройство самостоятельно совсем несложно.

Потребуется:

• Несколько листов металла подходящей толщины.
• Напильник.
• Ножницы по металлу.
• Сварочный аппарат.

Для изготовления конвекторного дымохода подойдет нержавеющая пищевая сталь. Такой материал имеет устойчивость к агрессивным воздействиям, легко выдерживает большую температуру, обладает длительным сроком службы.

Обратите внимание! Часто используется оцинкованная сталь, хотя ее лучше применять в бытовых теплосистемах, где температура не превышает 200°С, т.к при превышении этого порога оцинковка выделяет токсичные соединения.

Некоторые умельцы делают упрощенные схемы экономайзеров, используя вместо внешних стальных труб отрезки металлического профиля, либо и вовсе приваривая вдоль трубы дымохода толстые железные полосы. КПД таких конструкций обычно ниже, да и внешний вид не столь эстетичный.

Рекомендуем ознакомиться: Как самостоятельно прочистить водопроводную трубу от засора?

Экономайзер, сделанный своими руками, после монтажа рекомендуется покрыть жароустойчивой черной краской. Это не только улучшит внешний вид изделия, но и повысит показатели теплопроводности, а также обеспечит дополнительную антикоррозийную защиту.

Карбюратор устройство для обеспечения подачи топлива

Карбюратор К-126ГМ (рис. 42) предназначен для автомобилей «Волга» ГАЗ-2401. Карбюратор — двухкамерный, двухдиффузорный, с последовательным открыванием камер, с падающим потоком горючей смеси. Карбюратор имеет общую поплавковую камеру, экономайзер с механическим приводом, УН поршневого типа, винт токсичности и поплавковый механизм с верхним подводом топлива.

Поплавок карбюратора латунный, паяный. Система пуска холодного двигателя содержит воздушную заслонку 8 и систему рычагов, образующих полуавтоматическое пусковое устройство. Система XX размещена только в первичной камере. Она состоит из топливного и воздушного 9 жиклеров и имеет три отверстия в смесительной камере.

В каждой камере карбюратора имеется ГДС, которая состоит из большого 17 и малого 4 диффузоров и двух главных жиклеров: топливных 2 и воздушных 3 и 11. Через главные воздушные жиклеры воздух поступает в эмульсионные трубки, в которых имеется ряд отверстий.

Переходная система включает в себя топливный 5, воздушный жиклеры и отверстие в смесительной камере. При открытии дроссельных заслонок 21, близкому к полному, под действием разрежения дополнительное количество топлива через жиклер эконостата и его распылитель 6 поступает во вторичную камеру, обогащая горючую смесь.

Карбюратор К-126Г

Положение поршня УН регулируется изменением зазора между регулировочной гайкой поршня и планкой привода. Тяга 1 привода снабжена балансировочным каналом. В корпусе поплавковой камеры находится топливный клапан 15 с иглой 16, поплавок 13 и смотровое окно 14.

Во входном штуцере расположен топливный фильтр 12. Между смесительной камерой 22 и корпусом поплавковой камеры размещена прокладка. Карбюратор К-151 (рис. 43) предназначен для двигателей ЗМЗ-402.10, -4021 автомобилей «Волга» ГАЗ-24-10, ГАЗ-3110. Карбюратор — двухкамерный, двухдиффузорный, с падающим потоком и последовательным механическим открыванием дроссельных заслонок вторичной камеры, сбалансированной поплавковой камерой, поплавковым механизмом с нижним подводом топлива, АСХХ, ЭПХХ, закрытой регулируемой системой вентиляции картера, системой рециркуляции ОГ, полуавтоматическим пусковым устройством, переходной системой, УН диафрагменного типа, эконостатом и латунным паяным поплавком.

Карбюратор К-151

В первичной камере размещены: воздушная заслонка 12 с полуавтоматическим диафрагменным приводом и ручным управлением; главный топливный жиклер 18, сообщенный с эмульсионной трубкой 17, в которую через главный воздушный жиклер 13 поступает воздух; воздушные жиклеры 14 и 16 СХХ; эмульсионный жиклер 15 системы холостого хода; нагнетательный клапан 11 с распылителем УН, а также винт 26 качества горючей смеси.

Ускорительный насос содержит рычаг привода 24, кинематически связанный с мембраной 23, обратный клапан 22 с ограничителем 19 и перепускной жиклер 21 с ограничителем (винтом регулировки) 20. Экономайзер ПХХ 25 снабжен винтом 27 качества и винтом 28 количества горючей смеси.

Во вторичной камере размещены воздушный 5 и топливный 6 жиклеры переходной системы, эмульсионная трубка 7 с главным воздушным жиклером 9, связанная с главным топливным жиклером 32 вторичной камеры, распылитель 8 и малый диффузор 10. Поплавковый механизм выполнен с нижним подводом топлива и снабжен штуцером подвода топлива 1, клапаном подачи топлива 3 с эластичным запирающим элементом, топливным фильтром 2 и поплавком 4.

СХХ выполнена автономной, с двойным эмульсированием топлива в канал карбюратора. В корпусе смесительной камеры карбюратора размещены трубка 29 подвода разрежения к пневматическому электроклапану, трубка 30 отбора вакуума к вакуум-корректору распределителя зажигания, а также трубка 33 отбора вакуума к клапану рециркуляции ОГ.

Конструкция экономайзера

В простейших исполнениях экономайзер представляется комплексом трубчатых элементов, проходя по которым, вода или пар нагревается. Причем трубы имеют не прямые, а извилистые змеевидные и зигзагообразные формы. Несколько труб формируют один пакет. В каждом пакете набор трубчатых элементов располагается по одной общей конфигурации.

Присутствует в конструкции и предохранительный клапан, который устанавливается непосредственно перед входной линией. Данная заслонка предназначена для защиты от гидроудара. В некоторых моделях котел отопительный имеет и предохранительный клапан в верхней части экономайзера. С этой стороны наличие защиты обуславливается риском повышения давления, при котором вода должна выпускаться наружу.

Подготовка к работе.

Блочный экономайзер поставляется собранным в отдельные транспортабельные блоки.

Монтаж экономайзера сводится к установке его на фундамент, соединению отдельных блоков между собой по воде калачами, сварке каркасов и приварке импульсных камер к патрубкам, изготовлению и установке подводящего газового короба с взрывными предохранительными клапанами, подключению его к питательным трубопроводам котла. Монтаж системы импульсной очистки – в соответствии с проектом котельной и паспортом.

Сварные работы по монтажу экономайзера и элементов системы ГИО должны выполняться согласно подразделу 5.3 “Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов” (в дальнейшем “Правил”). Стыковые сварные швы, соединяющие между собой камеры импульсные с патрубками, пламенепроводами, демпфером и смесителем, при монтаже подвергаются внешнему осмотру, контролю неразрушающими методами и механическим испытаниям в соответствии с “Правилами”. Исправление их дефектов должно соответствовать статье 5.12 “Правил”.

При соединении блоков экономайзера калачами могут возникнуть несовпадения отверстий фланцев труб и калачей под болты или шпильки. Для устранения этого необходимо приподнять верхнюю или нижнюю секции труб с установкой под них прокладки соответствующей толщины.

При монтаже верхних и нижних коллекторов с двумя и тремя подводами может возникнуть непараллельность фланцев, коллекторов и выходных колен. Для устранения этой непараллельности необходимо использовать стальные конусные прокладки (с установкой с каждой стороны) и паронитовые прокладки.

При подготовке экономайзера к работе, в случае необходимости разъединения болтовых соединений труб с дугами, для предотвращения выпадения болтов при последующей сборке, необходимо закрепить болты М20Х85 стопорными кольцами. При использовании шпилек для соединения труб с дугами и калачами, стопорные кольца не используются.

Для обеспечения газоплотности между экономайзером и фундаментом должен прокладываться листовой или шнуровой асбест. В качестве упора, предотвращающего выбивание асбеста при работе ГИО, необходимо по контуру экономайзера приварить прерывистым швом стальную полосу.

Крепление экономайзера к фундаменту выполняется приваркой нижней рамы экономайзера к закладным элементам, установленным со стороны камер газоимпульсной очистки.

Верхний газовый короб приваривается к экономайзеру сплошным швом. У двухколонковых экономайзеров перегородки экономайзера и газового короба должны быть сварены между собой.

После окончания монтажа экономайзер должен быть подвергнут гидравлическому испытанию пробным давлением в соответствии с “Правилами”. Все обнаруженные неплотности должны быть устранены. Верхний газовый короб, импульсные камеры, пламенепроводы и демпфер должны быть изолированы теплоизоляцией в соответствии с проектом котельной.

Преимущества устройства и недостатки

Экономайзер обладает рядом достоинств:

• Простота конструкции. Устройство лишено сложных узлов или механизмов, способных выйти из строя.
• Легкость монтажа. Чтобы установить экономайзер, достаточно просто присоединить устройство с двух сторон к системе дымоудаления.
• Экономичность. Экономайзер повышает КПД отопительной системы, поскольку тепло не уходит в трубу напрямую.
• Пожаробезопасность. Внешние элементы экономайзера не будут прогреваться больше, чем основная труба дымохода. Впрочем, выдерживать рекомендованное нормативами удаление от стен и легковоспламеняющихся предметов следует непременно.
• Большой срок службы, при условии, что устройство изготовлено из качественных материалов.
• Малая стоимость.

Обратите внимание! Некоторые модели экономайзеров дополнительно оснащаются устройством перекрытия дымоотводящего канала, что позволяет регулировать теплоотдачу системы.

Несмотря на явную пользу экономайзера, существуют и некоторые недостатки приспособления:

• Незначительное усложнение конструкции отопительной системы.
• Увеличение габаритов дымохода.
• Усложнение процедуры очистки дымохода за счет появление двух дополнительных стыков.

Принцип работы и конструктивные особенности

Экономайзер в своем базовом варианте – это многоступенчатая система труб, которая имеют зигзагообразное или змеевидное расположение. Все трубки объединены секциями в общий блок. Последний для безопасной работы защищен теплоизоляционным каркасом.

Снизу всей системы расположена впускная труба, требующаяся для подвода теплоносителя, сверху – выпускная, необходимая для забора жидкости. При этом перед самим впускным механизмом устанавливается клапан предохранителя. Его основная задача – защитить участки соединения трубопровода от сильных перепадов давления (гидравлического удара).

Принцип работы экономайзеров состоит в организации противоточной системы передвижения обогреваемого теплоносителя и выходящих дымовых газов: жидкость принудительным способом (насосным оборудованием) попадает в прибор и постепенно уходит кверху, а продукты горения при этом переходят вниз, что позволяет повысить теплообмен и КПД котла отопления.

Разновидности по материалу изготовления

В основном используются чугунные и стальные конструкции. Чугун хорош тем, что имеет прочную износостойкую структуру, которая способна выносить гидроудары и механические воздействия. Но в таком корпусе не может использоваться высокотемпературный экономайзер.

Стальные модели формируются трубами с диаметрами в среднем от 30 до 40 мм. Их устанавливают в шахматном порядке на едином каркасе, который наделяет всю конструкцию прочностью. На практике котел отопительный с интегрированным стальным экономайзером способен выдерживать повышенные температуры и немалое давление.

Разновидности экономайзеров

Особенность контакта с тепловым носителем, отличающегося в различных видах экономайзеров, дает возможность классифицировать их по двум отдельным направлениям:

• Контактные прогревают тепловой носитель благодаря прямому соприкосновению высокотемпературных дымовых составов с жидкостью. Последняя деаэрируется и используется для горячего снабжения водой, в том числе, технической.
• Поверхностные прогревают жидкость до ее попадания в котельное оборудование, поступающую в саму отопительную систему за счет передачи тепловой энергии от поверхности стен труб.

С учетом температуры теплоносителя такой прибор может являться как устройством для дополнительного обогрева, так и полноценным обогревателем.

При этом экономайзер котла отличается по типам:

• некипящий ограничивается температурой теплоносителя на подходе на 7-9 градусов выше точки дымной конденсации, а также на выходе ниже точки кипения на 45-55 C для группового оборудования и на 25-35 градусов для индивидуального;
• кипящий позволяет довести температуру жидкости на выходе до точки кипения (которая соответствует уровню давления в котельном оборудовании), а при ее достижении начинается частичное (20-30%) образование пара.

Вышеописанные экономайзеры в котельной требуют наличия различного технического оборудования. Например, «некипящие» устройства в обязательном порядке нужно дополнять термостатами, манометрами давления, коллекторами, реле управления и иными приспособлениями. «Кипящий» – обводными и сходными системами, которые освобождают путь прохода в барабан котельного оборудования.

А еще экономайзеры отличаются с учетом материала производства труб. Именно этим параметром определена их возможность работать с повышенными температурами.

Разновидности по материалу изготовления:

1.       Чугунный. Такой экономайзер устойчив к химическому и физическому действию, но может использоваться только для котла с давлением не больше 24 Па. Он изготавливается исключительно «некипящим», так как кипение разрушает его целостность. В конструкции подобного экономайзера находятся оребренные трубки диаметром 6-8 см, компонующиеся на поверхности обогрева в одну или две колонки.

2.       Стальной. Он монтируется для котельного оборудования с любым давлением. Бывает «некипящим» и «кипящим». Делается из змеевиков диаметром 2-4 см, которые размещаются, как правило, в шахматном порядке (в редких случаях – в коридорном). Но стальной экономайзер имеет один существенный недостаток. И это — склонность к коррозийным процессам.

Для увеличения тепловосприятия, а также с целью изготовления экономайзеров с максимально компактными размерами, производители предусматривают вариант усовершенствования схемы стального оборудования. В связи с этим выделяют:

• Мембранный экономайзер. Такой тип прибора собирается вручную из гладких труб в виде змеевиков, при этом их ровные участки закрываются металлическими листами.

• Плавниковый экономайзер. Он изготавливается вначале из трубок плавникового профиля с закрепленными плавниками прямоугольной формы.

Вышеуказанные экономайзеры парового котла имеют несколько общих достоинств: за счет особенностей конструкции их размеры и масса уменьшаются в сравнении со стандартным приборами приблизительно на 45%.А еще, полосовой металл заметно дешевле трубного, что также немаловажно.

Советы по сборке

Компоновать самодельный экономайзер котла советуют по 4-8 трубок в ряду. Причем в одну общую систему рекомендуется подсоединять лишь по 6-8 рядов, высотой не более 1 м для плотной установки и 1,5 м для редкого монтажа трубок.

Между системами нужно организовать лазы по 55-60 см, что упростит осмотр водяного экономайзера парового котла. Помимо этого, необходимо рассчитывать сборку таким образом, чтобы обдувочному агрегату не нужно было захватывать больше 4 горизонтальных трубок и свыше 8 рядов. Это позволит обеспечить нормальное очищение поверхности обогрева.

Способы очистки экономайзера

Внешняя очистка агрегата осуществляется обдувочным аппаратом, а для внутренней очистки был изобретён специальный способ – «продувка водой»:

1. В барабан котла подаётся горячая питательная вода, вырабатывается пар.
2. Продувочная вода по трубопроводу подаётся в обмывочный аппарат.
3. Аппарат в свою очередь направляет воду на внутреннюю поверхность нагрева.
4. Под давлением поверхность очищается от слипшихся топливных отложений.

Использование продувочной воды повышает экономичность и надежность оборудования, а также снижает риск образования сернокислотной коррозии.

В заключении стоит отметить, что экономайзер водогрейного котла – это, конечно, сравнительно новое в бытовом плане устройство, но, как показывает опыт промышленного использования, именно концепция его развития является наиболее перспективой для повышения прямой теплоотдачи даже небольших котлов.

Схемы экономайзера

Базовые конструкции приборов набирают из змеевиков длиной 1,82 см, сечением 2,8×3 см и радиусом изгиба 5 см. Непосредственно участки гибки должны отклоняться в угол на 5 градусов, что даст возможность установить друг с другом ряд змеевиков, создавая так высокоплотный пучок с дистанцией S1=7 см и S2=5 см.

Чертежи и расчеты

Чтобы устройство вписывалось в общую схему отопительной системы, процедуре изготовления должен предшествовать этап тщательных и точных замеров.

При составлении схемы обязательно учитываются такие моменты:

• Диаметр внутренней трубы экономайзера должен точно совпадать с сечением основного дымохода.
• Длина внешних модулей должна быть несколько меньше протяженности внутренней трубы.
• Если внешний модуль будет выполнен из нескольких мелких трубок, стоит заранее просчитать их количество, чтобы они по всей длине окружности опоясывали внутренний модуль.
• Для внешнего модуля, представляющего одну трубу большого диаметра предусматриваем дополнительные элементы – усеченные конусы с проделанными в них отверстиями.
• Диаметр внешнего патрубка (если выбрана такая схема экономайзера) выбирается таким образом, чтобы зазор между ним и внутренней трубой составлял несколько сантиметров.