Для автономного теплоснабжения зданий или сооружений, а также для обеспечения горячего водоснабжения без участия ТЭЦ, служат автономные котельные. Такие системы работают по принципу циркуляции разогретого теплоносителя, с распределением тепла по участкам. Для этого в котельной обязательно присутствует котел, например на твердом топливе, в процессе сгорания топлива в котором, энергия передается непосредственно теплоносителю через систему ребер и перегородок. Разогретый теплоноситель направляется в подающую трубу, связанную с распределительным узлом.
В простейшем виде, распределительный узел представляет собой часть трубы, в который врезаны контуры, либо распределитель может быть компланарным, который называют магистральным коллектором. Благодаря распределителю, нагретый до нужной температуры теплоноситель равномерно подается к каждому из контуров.
То есть распределитель устанавливается между потребителями и котлом, обеспечивая сбалансированную работу системы в целом, разделяя теплоноситель, например, на отопление по отдельности каждого этажа, на теплый пол и на горячее водоснабжение. Кроме этого, при распределении уменьшается гидравлическое сопротивление, благодаря чему система защищается от гидроудара.
Работа компланарного распределителя связана с функционированием котельной. В его отсутствие диаметр трубы не достаточен для надлежащей работы системы, а увеличенная труба коллектора, труба большего диаметра, позволяет отбирать нужный объем теплоносителя, чтобы на каждый потребитель приходилось его достаточное, оптимальное, количество.
Количество поступающего теплоносителя к каждому из потребителей регулируют соответствующие отдельные термостаты, на основе показаний которых включаются насосы, чередуясь и оптимизируя подмешивание.
Применение компланарного коллектора имеет большое преимущество, когда требуется подключить дополнительные котлы, так как не нужно врезать дополнительные трубы, не нужно останавливать систему, и не причиняется ни малейшего вреда гидравлике.
Основное назначение котельной — обеспечить сооружение или здание ровно таким количеством тепла, которое требуется, без перерасхода ресурсов, то есть тепло должно распределяться грамотно и точно, при этом управление должно быть достаточно простым, а обращение в целом - несложным.
Для этой цели устанавливают дополнительно запорную арматуру и контрольно-измерительные приборы, предохранительные узлы, автоматы сброса воздуха, манометры, термометры и прочее. Это делается как раз для удобного мониторинга и регулирования процесса работы котельной.
Итак, для надлежащей работы автономной котельной нужно установить ряд компонентов оборудования, а именно:
-
Система предварительной подготовки воды;
-
Основное котельное оборудование;
-
Насосы;
-
Бойлер косвенного нагрева;
-
Контрольно-измерительное оборудование (датчики, счетчики, термометры, манометры);
-
Запорная арматура;
-
Запорно-предохранительная арматура.
Главный элемент любой автономной котельной — котел, так как именно в нем происходит разогрев теплоносителя либо его получение, если котел паровой. Вообще, котлы бывают водогрейные, а также паровые и паро-водогрейные. Различаются котлы, конечно, и способом нагрева, они бывают твердотопливные, газовые или жидкотопливные, либо электрические (смотрите - выбор и подключение электрического котла отопления).
При выборе котла руководствуются следующими критериями:
-
Производительность котельной;
-
Количество потребителей;
-
КПД котла;
-
Протяженность трубопровода до потребителя;
-
Степень автоматизации котельной;
-
Химические характеристики топлива;
-
Стабильность работы с минимальной нагрузкой;
-
Габариты и надежность;
-
Доступность обслуживания и ремонта.
Выбирая топливный котел, важно обратить внимание на важнейший его рабочий элемент – горелку. Функция горелки здесь ключевая – подготовить топливо, перемешать его с воздухом, подать в камеру сгорания и сжечь для нагрева теплоносителя.
Насосы регулируют равномерную подачу воды, перекачивают ее по системе трубопроводов, создавая процесс циркуляции. То есть в системе именно насосы призваны обеспечить полный цикл в движении теплоносителя с соблюдением требуемого напора. Дополнительные насосы служат для восполнения системы.
Систему предварительной очистки воды (или иного теплоносителя) применяют для продления срока эксплуатации котельной. Производят очистку воды перед ее поступлением в систему нагрева. Для этого служат фильтры и вспомогательные установки для смягчения воды.
Для обеспечения длительного бесперебойного поступления горячей воды используют бойлер косвенного нагрева. Бойлер подпитывается от котла, и именно бойлер обеспечивает резерв горячей воды в относительно большом количестве.
Запорно-предохранительная арматура нужна для управления работой котельной путем регулирования процессов в узлах, находящихся под давлением. Включение и отключение, а также регулировка подачи теплоносителя — все это функции запорно-предохранительной арматуры. Таким образом, безопасность и надежность котельной неразрывно связаны с правильной работой запорно-предохранительной арматуры.
Контрольно-измерительные приборы делают работу автономной котельной не только безопасной, но и экономичной, ведь именно они ведут мониторинг, осуществляют в автоматическом режиме тепловой контроль, регулируют и управляют как технологическими процессами, так и защитой оборудования. Таким образом задаются и соблюдаются условия сохранения допустимых параметров для каждого узла котельной, для обеспечения непрерывности ее безопасной работы и исключения возможных аварий и любых других неполадок.
