Водонагреватели проточные газовые с закрытой камерой сгорания: Газовые проточные водонагреватели с закрытой камерой сгорания в магазине MirCli.ru

Дренажный клапан резервуара

Бак для горячей воды со временем может накапливать отложения на дне бака, что приводит к ряду проблем. Водонагреватель, заполненный отложениями, не будет нагреваться эффективно, и вы можете услышать булькающие звуки, вызванные кипением насыщенных влагой отложений.Путем периодического опорожнения резервуара с помощью сливного клапана резервуара эти отложения удаляются и проблемы устраняются. Промыть резервуар не так уж и сложно.

1. Перевод клапана пилотного газа в положение «пилот».
2. Перекрыть подачу холодной воды к водонагревателю.
3. Откройте ближайший кран с горячей водой.
4. Присоедините садовый шланг к сливному клапану и поместите открытый конец шланга в слив в полу или в раковину.
5. Откройте сливной кран бака и дайте всей воде стечь из бака водонагревателя.Скорее всего, вы заметите обесцвечивание стекающей воды по мере того, как вымываются отложения. В крайнем случае вам может потребоваться наполнить резервуар свежей водой и слить второй раз, чтобы удалить все отложения.
6. Когда бак опустеет, закройте сливной кран бака и откройте кран подачи холодной воды, чтобы наполнить бак. Затем поверните газовый регулирующий клапан в положение ON и убедитесь, что газовая горелка загорелась.

Горючих газов в вашем доме – что вы должны знать о разливах продуктов сгорания

ПРОЛИВАЮТСЯ ЛИ ГАЗЫ СГОРАНИЯ В ВАШ ДОМ?

Есть ли в вашем доме какие-либо из этих устройств для сжигания топлива?

• Газовая печь, бойлер или водонагреватель
• Топка, котел или водонагреватель на жидком топливе
• Дровяная печь или камин
• Переносные обогреватели на пропане, природном газе или керосине
• Устройства для сжигания топлива прочие (например,грамм. газовая плита)

Если да, то при сгорании топлива будут выделяться тепло и газообразные продукты сгорания. Обычно эти продукты сгорания, которые могут включать как видимый дым, так и различные невидимые газы, выводятся наружу через дымоход или вентиляционную трубу. К сожалению, в некоторых случаях они могут вместо этого сбежать в ваш дом, где могут вызвать различные проблемы со здоровьем и другие проблемы.

Утечка продуктов сгорания – это термин, используемый для описания нежелательного потока продуктов сгорания в ваш дом.Используемые количества обычно небольшие; тем не менее, каждый год в некоторых домах случаются серьезные или долгосрочные разливы продуктов сгорания, что иногда приводит к серьезным или трагическим последствиям. Вам будет предоставлена ​​важная информация о разливе продуктов сгорания, которая предупредит вас о некоторых индикаторах и наметит практические шаги, которые вы можете предпринять для снижения рисков. Короче говоря, информация, представленная здесь, предназначена для того, чтобы научить вас, как не допускать попадания продуктов сгорания в ваш дом.

ПОЧЕМУ ТАКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ?

Поскольку токсичные соединения могут присутствовать в дымовых газах, присутствие этих газов в домашнем воздухе может привести к различным проблемам, от неприятных головных болей до серьезных заболеваний, отравлений угарным газом (CO) и даже смерти.

Токсичные и другие вредные вещества, которые могут быть обнаружены в дымовых газах, включают:

• Окись углерода (без цвета, запаха и чрезвычайно токсична)
• Полициклические ароматические углеводороды
• Альдегиды
• Несгоревшие углеводороды
• Оксиды серы
• Оксиды азота
• Твердые частицы (например, сажа)
• Двуокись углерода и водяной пар – оба присутствуют в больших количествах и, хотя и относительно безвредны, могут создавать дискомфорт в помещении или способствовать возникновению проблем с влажностью в доме

Точный состав и характеристики дымовых газов зависят от нескольких факторов.К ним относятся тип сжигаемого топлива, тип используемой горелки, тип используемой системы вентиляции и состояние вашей системы отопления. Серьезность их воздействия на ваш дом и жителей зависит от этих предметов, а также от того, сколько свежего воздуха циркулирует в вашем доме.

ПОНИМАНИЕ ВЫВОДА И ПРОЛИВОВ

Когда дела идут хорошо

Типичная масляная или газовая система воздушного отопления схематически показана на рисунке 1. Во время работы система генерирует два отдельных воздушных потока:

1) Воздух для горения

В зависимости от типа отопительного оборудования воздух, необходимый для горения, может поступать в оборудование из окружающей комнаты или отводиться прямо снаружи дома.Отопительное оборудование предназначено для полного удаления образующихся дымовых газов из вашего дома.

Рисунок 1 Расход воздуха в базовой системе принудительного воздушного отопления

Рисунок 1. Основные потоки воздуха в системе принудительного воздушного отопления: Изображение печи, на котором показаны синие стрелки, представляющие холодный воздух, возвращающийся из дома, текущий вверх через теплообменник, нагреваясь и подаваемый обратно в дом. Воздух для горения и циркулирующий воздух, показанные серыми и черными стрелками, проходят через печь во время ее работы, но никогда не смешиваются с потоками возвратного и приточного воздуха.

Рисунок 2 – Утечка продуктов сгорания через впускное отверстие для разрежающего воздуха печи с естественным тягловым газом

Рисунок 2 – Утечка сгорания из впускного отверстия разрежающего воздуха в печи с естественным тягловым газом: На изображении печи показаны синие стрелки, представляющие холодный воздух, возвращающийся из дома, протекающий вверх через теплообменник, нагреваясь и подавая обратно воздух в камеру. жилой дом. Воздух для горения в доме, показанный двумя серыми стрелками, а затем черными при прохождении через теплообменник, встречается с дымовыми газами, выходящими из дымохода, представленными большой белой стрелкой, в результате чего дымовые газы просачиваются в дом.

2) Циркуляционный воздух

Тепло, вырабатываемое оборудованием для обогрева помещений, передается в жилые помещения дома. В системе с приточным воздухом это достигается за счет циркуляции нагретого домашнего воздуха. Более холодный воздух возвращается в печь, нагревается в теплообменнике и возвращается в дом по отопительным каналам. В правильно работающей печи с принудительной подачей воздуха воздух для горения и циркулирующий воздух проходят через печь во время ее работы, но никогда не смешиваются (как показано на рисунке 1).

Системы водяного отопления – системы, которые обычно используют воду и радиаторы для распределения тепла – не имеют циркулирующего воздушного потока. Однако они требуют такой же подачи воздуха для горения и удаления дымовых газов, что и системы с принудительной подачей воздуха.

Аналогичным образом, газовые или масляные водонагреватели, камины и дровяные печи требуют воздуха для горения, и все дымовые газы должны выводиться наружу.

Когда дела идут не так

К сожалению, системы сжигания не всегда работают должным образом, и результатом может быть утечка топлива.

Иногда утечка очевидна – например, если у вас есть дровяная печь или камин, вы можете иногда увидеть, как дым выходит в комнату. Или если у вас есть темное пятно на стене над камином, это может указывать на утечку продуктов сгорания в комнату при запуске или во время использования. В других случаях утечка может быть не столь очевидной, отчасти потому, что оборудование для обогрева помещений и водонагреватель обычно расположены вдали от основных жилых помещений дома и горят относительно чисто.Кроме того, многие газообразные продукты сгорания, особенно из природного газа и пропана, трудно обнаружить, поскольку они невидимы и не имеют запаха или практически не имеют запаха.

Три основных фактора, действуя по отдельности или вместе, могут создать условия, способствующие разливу горения в вашем доме. В дополнение к этим факторам иногда могут быть виноваты необычные ветры.

Фактор 1: Проблемы с дымоходом / вентиляцией

Задача дымохода – выводить дымовые газы из дома. Однако дымоход не будет работать должным образом, если он плохо спроектирован, плохо установлен или в плохом состоянии.Есть много причин неадекватной работы или выхода дымохода из строя. Вот несколько примеров:

• Дымоход может быть неподходящего размера – слишком мал для работы или слишком велик для поддержания достаточной тяги.
• Препятствия, такие как птичьи гнезда, трупы животных, битые кирпичи, обрушившаяся облицовка и лед, могут блокировать поток воздуха в дымоходе.
• Неправильное окончание (расположение или высота) дымохода или отвода продуктов сгорания может привести к попаданию в зону высокого давления.
• Коррозия может стать проблемой из-за конденсации влаги или плохой конструкции или монтажа.
• Неизолированный дымоход на внешней стене вызывает особую озабоченность, поскольку в отсутствие дымовых газов он может стать очень холодным. Это может привести к конденсации влаги из воздуха. Когда дымоход сначала заполняется влажными дымовыми газами, конденсация может увеличиваться, по крайней мере, пока дымоход не прогреется. Конденсация может привести к повреждению материалов в дымоходе и образованию льда. Это, в свою очередь, приводит к таким проблемам, как крошащийся кирпич и керамические футеровки дымохода, деформированные металлические футеровки, трещины и утечки, засоры и плохая тяга.

Фактор 2: Проблемы с оборудованием

Приборы для сжигания в вашем доме состоят из нескольких компонентов, и, как и дымоходы, они должны быть хорошо спроектированы, правильно установлены и регулярно обслуживаться. В противном случае механические проблемы могут помешать правильному отводу продуктов сгорания.

Например, плохо обслуживаемая или поврежденная топка или горелка котла может вызвать неполное сгорание топлива, что приведет к низким температурам горелки. Это может привести к первоначальному разливу при запуске.В качестве альтернативы, частично заблокированный или очень холодный дымоход также может способствовать утечке (см. Рисунок 2).

Фактор 3: Проблемы с давлением

Зимой закрываем дома. В то же время у нас есть вытяжные вентиляторы и множество других устройств, которые выкачивают воздух из дома. Фактически, многие приборы, особенно камины, выбрасывают значительное количество воздуха, даже когда они не работают. В результате давление воздуха в помещении падает ниже давления воздуха на улице, и в доме происходит разгерметизация.Поскольку давление в помещении пытается уравняться с давлением на улице, свежий наружный воздух втягивается в дом через отверстия, такие как трещины и щели вокруг окон, дверей и преднамеренные отверстия в конструкции здания.

Если в вашем доме слишком большая разгерметизация, воздух может быть засосан обратно (т. Е. Поток воздуха будет реверсирован) через дымоход или вентиляционную систему, особенно в отопительном оборудовании с естественной тягой. Оборудование с естественной тягой использует плавучесть для перемещения нагретых продуктов сгорания вверх по дымоходу или вентиляционному отверстию без использования вентиляторов.Когда это происходит, воздух течет вниз по дымоходу, а не вверх – состояние, известное как обратная тяга (см. Рисунок 3). Если вы когда-либо открывали заслонку камина перед зажиганием камина и чувствовали, что в комнату проникает большой поток холодного воздуха, вы столкнулись с обратным тяготением.

Рисунок 3 – Вытяжка из-за разгерметизации

Рисунок 3 – Дом с обратной вытяжкой из-за разгерметизации Изображение двухэтажного дома с вытяжными вентиляторами для ванной и кухни, центральной системой вакуумирования и сушилкой для белья.Дом показан как сдавленный как разгерметизированный. Стрелки показаны спускающимися по дымовой трубе топки и бака горячей воды и представляют собой выхлопные газы, выходящие на нижний уровень.

Обратная вытяжка наиболее распространена во время цикла выключения топочного устройства. Если прибор запускается во время обратного тяготения, нисходящий поток воздуха в дымоходе может быть трудно повернуть вспять. Просыпание продуктов сгорания может продолжаться после пуска столько, сколько потребуется для устранения обратного вытягивания.В домах, где цикл включения короткий, а дымоход не изолирован или не обогревается, этот тип пускового разлива может происходить часто, так как дымоход имеет мало возможностей для нагрева и создания хорошей тяги. Например, при сжигании дров продукты сгорания во время запуска особенно грязны, поэтому даже незначительные утечки такого типа следует считать нежелательными. В некоторых случаях обратная тяга также может иметь место во время работы топочного устройства – например, в камине с тлеющим огнем.(См. Раздел А как насчет дровяных каминов ?)

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПРОТЕКАНИЯ СГОРАНИЯ

Как говорится, лучшее лекарство – профилактика. Некоторые из описанных ниже действий будет легче осуществить, если вы строите, ремонтируете или заменяете существующее оборудование. Даже если это не так, вы все равно можете многое сделать.

Обслуживание устройств для сжигания топлива

Начните ежегодное техническое обслуживание всех ваших топочных устройств.Обратитесь в этом за помощью к квалифицированному специалисту. Специалист по обслуживанию должен проверить герметичность теплообменника, наличие утечки при запуске и конденсацию в дымоходах.

Техническое обслуживание должно включать настройку – правильно настроенный прибор для сжигания редко производит CO, самую серьезную угрозу. При необходимости отрегулируйте нагревательное оборудование таким образом, чтобы оно работало в циклах продолжительностью шесть минут или дольше (чтобы минимизировать утечку при запуске). Помните, что тщательная проверка может стоить немного дороже, чем простая очистка, но это хорошо потраченные деньги.

Осмотр и уход за дымоходом

Забитый дымоход не будет выводить дымовые газы из вашего оборудования. Позаботьтесь о профессиональной проверке дымохода на предмет отсутствия трещин и препятствий, например осколков кирпича, льда или мертвых животных. Эта проверка должна выполняться регулярно в рамках ежегодного или двухгодичного обращения в службу поддержки.

Обновите дымоход

Поговорите со специалистами по дымоходам, чтобы узнать, как можно улучшить характеристики дымохода. Если вы строите или ремонтируете, постарайтесь расположить новый дымоход на внутренней стене, чтобы он оставался теплым.

Попросите специалиста оценить подачу воздуха для ваших топочных устройств. Помните, что даже правильно спроектированный воздуховод для воздуха для горения сам по себе не решит проблемы утечки или обратного вытягивания; Также следует решить проблемы с дымоходом и разгерметизацией.

Обновите свое устройство

При замене существующего оборудования или покупке нового оборудования инвестируйте в устройства, которые менее подвержены утечке. Устройства с принудительной тягой, которые используют вентилятор для принудительной вентиляции дымовых газов, более устойчивы к утечке.Герметичные устройства для сжигания, использующие технологию прямого сброса, изолируют воздух для горения и дымовые газы от жилых помещений с помощью отдельных герметичных трубопроводов, которые дополнительно ограничивают возможность утечки. Спросите совета у продавца.

Избегайте условий, которые приводят к возврату кредита

При небольшой осторожности условия, которые могут привести к обратному вытягиванию, можно свести к минимуму за счет уменьшения разницы давления внутри и снаружи.
Например:

• Остерегайтесь одновременного использования нескольких мощных вытяжных устройств, таких как кухонная вытяжка большой емкости и сушилка для белья.
• Если вы устанавливаете новую приставку с мощным вытяжным вентилятором, получите совет специалиста о том, как сбалансировать это на стороне подачи воздуха.
• Избегайте комбинаций приборов, которые могут создать условия пониженного давления, например, печи с естественной тягой и вытяжным вентилятором верхнего диапазона.
• Если ваша печь, бойлер или водонагреватель находятся в небольшом отдельном помещении, позвольте воздуху свободно перемещаться между механическим помещением и остальной частью дома. Решеткой могут быть решетчатые двери или установленные дверные / настенные решетки.
• Если у вас есть система воздушного отопления, убедитесь, что вы не забираете возвратный воздух из непосредственной близости от ваших приборов для сжигания. Также убедитесь, что дверца воздуходувки на вашей печи находится на месте, а отверстие воздушного фильтра достаточно закрыто рамой воздушного фильтра или герметично.

А ТАКЖЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КАМИНЫ?

Дровяные камины могут представлять значительную угрозу утечки продуктов сгорания, и к ним следует относиться с большим уважением. Большинство людей с камином испытали небольшие клубы дыма, когда он горит.Они могут не знать, что тлеющие угли угасающего огня могут выделять высокие концентрации CO. Это происходит потому, что когда огонь горит, выделяется мало тепла; тяга в дымоходе может быть очень слабой, и углекислый газ легко проливается в дом, иногда даже после того, как люди ушли спать.

Меры безопасности для камина включают техническое обслуживание дымохода, сигнальные устройства и предотвращение условий, способствующих вытяжке. Когда камин горит или тлеет, всегда следует подавать дополнительный воздух снаружи.Плотно закрытые дверцы камина во время пожара также могут помочь снизить вероятность утечки. Подумайте о том, чтобы добавить плотно прилегающие двери, если их нет, или, что еще лучше, установите энергоэффективную каминную топку.

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ ПРИ ОБОРУДОВАНИИ ОБОРУДОВАНИЯ

Если у вас дома есть газовая плита без вентиляции, обязательно используйте вытяжку с вентиляцией вне помещения и обеспечьте дополнительную вентиляцию, когда прибор работает. Вытяжки с рециркуляцией не удаляют продукты сгорания.Никогда не используйте прибор для приготовления пищи на природном газе без вентиляции в качестве прибора для обогрева помещения – существует реальная опасность отравления CO.

Невентилируемые переносные обогреватели не следует использовать внутри помещений. Никогда не используйте уголь или газ для барбекю в помещении.

ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОЛИВОВ СГОРАНИЯ

Даже при наличии хорошей программы предотвращения вы должны внимательно следить за утечкой дымовых газов.
Обратите внимание на предупреждающие знаки, такие как:

• Повторяющиеся головные боли, раздражение кожи и горла, одышка или нарушение двигательной функции
• Запахи горения в любой части дома
• Горячий и влажный воздух вокруг нагревательного оборудования
• Пятна сажи вокруг любого топочного прибора, воздуховода, регистров или необычный рокочущий звук во время его работы
• Фитинги из плавленого пластика в верхней части водонагревателя

Выполните тест на поток в дымоходе , быструю и простую процедуру, которая даст вам представление о том, насколько хорошо работает ваш дымоход, как показано на рисунке 4 – обратите внимание: этот тест невозможен для закрытых топочных устройств.

Установить сигнальные устройства. Сигнализаторы дыма и CO следует использовать всякий раз, когда присутствуют приборы для сжигания. Купите сигнализацию CO, сертифицированную в соответствии с действующим стандартом Канадской ассоциации стандартов (CSA) 6.19 для бытовых устройств сигнализации по угарному газу. Дымовая сигнализация и сигнализация CO должны быть установлены в соответствии с инструкциями производителя по установке и местными строительными нормами. Ваш местный отдел пожарной охраны или чиновник здания могут дать рекомендации по установке.

Имейте в виду, что отравление CO может произойти при воздействии большого количества CO в течение короткого периода времени или небольшого количества CO в течение длительного периода времени, особенно если организм человека имеет ограниченную способность использовать кислород (например.грамм. люди, страдающие астмой и другими респираторными заболеваниями). Также неплохо расположить детектор CO рядом со спальней или слышать из нее. Однако имейте в виду, что сигналы тревоги по CO могут не срабатывать в некоторых ситуациях, например, при длительном воздействии низкого уровня. Кроме того, хотя это и не связано с утечкой сгорания, автомобиль на холостом ходу в пристроенном гараже может вызвать срабатывание сигнализации CO в доме, когда выхлопные газы проходят через протекающие общие стены, двери и потолки. Избегайте холостого хода автомобиля в гараже.

Обратите внимание, что все дымовые извещатели и извещатели имеют срок годности и должны быть заменены в соответствии с инструкциями производителя.Кроме того, для блоков с батарейным питанием или блоков с электрическими блоками с резервным аккумулятором меняйте батареи ежегодно или в соответствии с инструкциями производителя. Сигнализация CO также должна иметь логотип CSA.

Рисунок 4 – Проверка потока в дымоходе

• Держите индикатор дыма (например, ароматическую палочку) рядом с вытяжным шкафом газовой печи или водонагревателя или возле барометрической заслонки масляной печи, когда ваша печь работает. Следите за направлением дыма.
• Теперь включите все вытяжные вентиляторы и другое вытяжное оборудование. Еще раз проверьте, нет ли движения дыма в вытяжном шкафу или заслонке.
• Если дым проникает в дом, возможно, у вас проблема с утечкой. Вам следует немедленно вызвать опытного профессионального подрядчика по отоплению для тщательного осмотра.

Рисунок 4 – Проверка потока в дымоходе Рука, держащая палочку ладана возле вытяжного колпака газовой печи

УСТРАНЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОБЛЕМЫ ПРОЛИВОВ СГОРАНИЯ

Если у вас возникла проблема с утечкой продуктов сгорания, важно как можно скорее ее решить.Часто для решения существующих проблем и предотвращения будущих проблем требуются аналогичные стратегии. После того, как вы определили, что у вас есть проблема или вы определили причину, подумайте о соответствующих действиях, описанных в разделе Предотвращение утечки продуктов сгорания. Убедитесь, что все необходимые ремонтные работы или улучшения выполняются как можно быстрее и опытными профессионалами. Если вы не уверены в своих возможностях, проконсультируйтесь в Интернете или в своем телефонном справочнике, чтобы найти профессионалов, специализирующихся, например, на воздуховоде, инспекции зданий, качестве воздуха в помещении, дымоходах и отопительном оборудовании.Ваша топливная компания также может оказать помощь.

Хотя этот информационный продукт отражает текущие знания специалистов по жилищным вопросам, он предоставляется только для общих информационных целей. Ответственность за любые действия или действия, предпринятые на основе описанной информации, материалов и методов, несет пользователь. Читателям рекомендуется обратиться к соответствующим профессиональным ресурсам, чтобы определить, что является безопасным и подходящим в их конкретном случае. Natural Resources Canada не несет ответственности за какие-либо последствия, возникшие в результате использования описанной информации, материалов и методов.

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии. Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами.Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Один из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, – это использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической). Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке.Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров за последние годы. Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на древесине.Кроме того, около 60 единиц используются для сушки табака и около 300 – для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них – нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила. Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе.В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

• Топка , камера, в которой сжигается топливо;
• A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
• Насос и трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
• Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
• Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

1. Горение . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
2. Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
3. Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения – топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения – это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) – это процесс, в котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней – вода, воск и масла – начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения – соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

По мере того, как температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева вся смола и газы улетучатся.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, насколько быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как слишком мало воздуха.

Подача слишком большого количества воздуха в камеру сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют водяными плитами.«В агрегатах этого типа стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топку с огнеупорным кирпичом. огнеупорным кирпичом замедляет движение тепла от огня и тем самым повышает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, подходит для облицовки топки не хуже, чем белый огнеупорный кирпич.Хотя красный кирпич не столь эффективным, оно стоит около одной пятой столько, сколько белого огнеупорного кирпича.

Конструкция топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного устройства. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была построена достаточно большого размера. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка уже не слишком мала, добавив огнеупоры подкладки может помочь, потому что это сделает огнь гореть более горячее. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения можно описать двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина достаточна. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие схемы и их комбинации:

• Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
• Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
• Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная мощность системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, требуемый объем воздуха составляет:

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб.фут / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

405 кубических футов в минуту x 1,5 = 608 кубических футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 куб. Футов в минуту = 1050 куб. Футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Статического давления воды в 1 дюйм будет более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является коробление дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на Рисунке 2, была сделана из стали ¹ ⁄ ₂ дюйма со значительным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что полностью решить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть мощности циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Конструкция решетки

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности необходимо не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200 000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетка шириной 2 фута и длиной 3 ¹ ⁄ ₂ фут будет достаточной для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от ¹ ⁄ _{2 от} дюйма до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх ногами, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии ¹ ⁄ ₂ на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если покупать их на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения – это бак для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Внимание: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и вентилирован. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака – смешать около 2 фунтов моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода – одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (BTU) – это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F – 65 ° F = 147 ° F

указывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, понижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

212 ° F – (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка определена как 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10714 фунтов

Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода идет к загрузке и от нее.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Очень хорошая идея – установить термометр на выпускной линии резервуара. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения – обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также хорошей идеей является установка термометра на линиях с обеих сторон нагрузки – например, на впускной и выпускной линиях радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в ​​последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость аккумулирования не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирования тепла в системе слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение – добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый накопительный бак чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции могут быть легко оправданы экономией на затратах на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более ¹ ⁄ ₂ дюйм трудно оправдать.

Один из вариантов – разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, можно удерживать на месте с помощью проволочной сетки с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, – это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано таким образом, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.

Правильный размер трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящей топкой такого объема может быть топка 1 ¹ ⁄ ₂ фут в длину, 2 фута в ширину и 3 фута в высоту. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Около 147 погонных футов 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовой трубы требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения затрат, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 ¹ ⁄ ₂ дюйма и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако большую трубу сваривать намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов – разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на дымовые трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду нужно поддерживать в движении. Один из способов – подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение – установить непрерывно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса мощностью ¹ ⁄ _{6 от} до ¹ ⁄ ₂ .

Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса – довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или помещений для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор – это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб – ХПВХ и полибутилен – предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ – это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы как к нагрузке, так и от нее были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно от длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы должны быть проложены над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает, если она защищена от солнечных лучей.

Гораздо труднее изолировать трубу, когда она проложена под землей. просто закапывать трубы в землю без изоляции – очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из пенопласта, таких как изоляция с разъемными трубками, изготовлены из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных трубопроводов, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы поддерживаются на расстоянии 2 или 3 дюймов от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, которая полностью окружает и покрывает трубы. После того, как утеплитель схватится, траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор с шириной 1 ¹ ⁄ ₂ фут и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать и может быть отключен вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что дымовые трубы являются теплообменниками, и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина – отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Древесина, хотя и является хорошим топливом, имеет недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, ее называют выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. Это значение называется равновесное содержание влаги (EMC). Фактическое процентное значение определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.

Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для обогрева древесины, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины – и, следовательно, больше тепловой энергии – в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных форм древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со стройплощадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 доллара за фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 доллара за миллион БТЕ

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион БТЕ

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них – системные затраты, а другой – эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, – это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, для системы недостаточно эффективно сжигать топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ – это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / час

Эффективность системы – это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.

Значения в Таблице 9 основаны на эффективности, показанной в Таблице 8, и на предположениях, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по использованию энергии на основе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах – 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах – 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет

Филип Моррис Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

р.В. Уоткинс

Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

Mobile Home Energy – Шаг 4: печи и водонагреватели

Шаг 4: Печи и водонагреватели

Это открытие страницы:

Печи

Как домовладелец, съемщик или арендодатель, вы должны знать, какой тип печи установлен в передвижном доме, и иметь представление о том, как работает система отопления. Прежде всего, это топка открытого или закрытого типа?

В старых домах часто есть печи открытого сжигания, в которых воздух для горения, воздух, необходимый для сжигания газа, поступает в печь через внешний канал или из комнатного воздуха в здании. В первом случае вы обычно можете найти открытый канал под печью в подвесном пространстве и экранированное отверстие в полу рядом с печью.Эти системы имеют зазор между впускным каналом и топкой, а также вытяжной колпак, который может обеспечивать раскатывание пламени, обратную вытяжку и высокий уровень окиси углерода внутри дома. В большинстве случаев приточный воздух проходит через камеру сгорания и выходит из дома через дымоход.

Гораздо более безопасный тип печи называется закрытой топкой. В этой системе наружный воздух для горения направляется прямо в топку. Этот впускной воздуховод может быть частью дымохода или отдельным воздуховодом.Все новые передвижные дома должны использовать герметичные устройства для сжигания, и все заменяющие печи также являются герметичными.

Также проверьте работу воздуховодов. В передвижных домах почти всегда есть печи с нисходящим потоком. Они втягивают воздух из помещения в верхнюю часть печи, нагревают его и направляют нагретый воздух вниз в систему воздуховодов под полом.

Распределительные системы в передвижных домах обычно представляют собой открытые системы с возвратным воздухом. В этой общей системе нагретый приточный воздух поступает в каждую комнату через напольный регистр.Этот воздух возвращается в печь через коридор, примыкающий к печи. Печь либо имеет решетки спереди и выходит в коридор, либо находится в чулане с двумя большими решетками на двери.

Если в каждой комнате имеется несколько регистров, и в полу рядом с печью имеется большое экранированное отверстие, то у вас может быть система возвратного воздуха с воздуховодом. В этом типе воздуховодов более холодный возвратный воздух обычно возвращается в печь через напольные регистры, полость балок пола, а затем использует нижнюю часть в качестве возвратной камеры.Эти системы воздуховодов обычно имеют огромные утечки и должны быть преобразованы в открытую обратную систему. Информационный бюллетень «Методы герметизации воздуховодов» содержит подробную информацию о том, как это сделать.

Оцените печь

Большинство проблем с печами должны решаться обученными специалистами. Однако есть ряд вещей, которые домовладелец может сделать, чтобы улучшить характеристики своего дома. Во-первых, убедитесь, что все напольные регистры открыты и не закрыты ковриками или мебелью.В противном случае вы не будете получать достаточное количество тепла в области, которые нуждаются в тепле, и здание и система отопления будут разбалансированы. Мы рекомендуем снять заслонки в регистрах с помощью плоскогубцев, чтобы воздух поступал в комнату должным образом и печь работала эффективно.

Точно так же необходимо убедиться, что возвратный воздух имеет открытый путь обратно в печь. В каждой комнате (например, в спальнях и ванных комнатах), где есть регистр снабжения, дверь должна быть открытой, в дверях должны быть решетки или подрезаны снизу, чтобы воздух мог выходить обратно в зону печи.

Важно регулярно проверять и заменять фильтры печи, возможно, раз в месяц в системе отопления. Откройте переднюю панель печи и визуально проверьте фильтр. Если он покрыт пылью, пропылесосьте его или замените.

Один из самых дешевых и простых способов сэкономить энергию – установить термостат на 10 градусов или около того ночью или когда в доме никого нет. Вы можете сделать это вручную или установить программируемый термостат.

Наконец, проверьте дымоход над топкой, где он выходит к потолку. Если между металлическим дымоходом и обшивкой потолка виден зазор, значит, необходимо установить металлический хомут. Вы можете сделать это сами. Просто убедитесь, что вы соблюдаете правильные процедуры, соблюдаете правильные зазоры и используете высокотемпературные материалы и герметики.

Испытания специалиста по печи / аудитора

Помимо этих мер, для оценки вашей печи необходим обученный аудитор или специалист по печи.Этот осмотр начинается с визуального осмотра дымохода, проводки, сантехнических соединений и теплообменника. Техник также должен проверить наличие CO, эффективность сгорания, повышение температуры в теплообменнике, вытяжку вниз, верхний предел и поток воздуха через систему воздуховодов.

Когда заменять

Печь следует заменить, если во время испытаний обнаруживаются проблемы безопасности, которые не могут быть устранены. Например, если при осмотре обнаруживается трещина в теплообменнике, что довольно часто встречается в старых печах, то печь следует заменить.Иногда старую печь невозможно отремонтировать из-за отсутствия деталей. Кроме того, если КПД печи очень низок, то замена на высокоэффективную герметичную печь для сжигания может иметь экономический смысл. Дополнительные расходы будут окупаться со временем за счет экономии на счетах за топливо.

Новые печи в передвижных домах должны быть одобрены HUD для мобильных домов и должны быть герметичными. Стоимость новой печи, включая установку, может варьироваться в широких пределах, поэтому уточняйте цены. Проверьте налоговые льготы и скидки для коммунальных услуг, чтобы оплатить новую печь.Подрядчик, вероятно, будет знать, что доступно в вашем районе. Убедитесь, что подрядчик имеет опыт установки передвижных домашних печей, и настаивайте на том, чтобы воздухозаборник печи был герметизирован по отношению к воздуховоду бутиловой лентой и мастикой.

Водонагреватели

Водонагреватели должны пройти аналогичную оценку. Доступ к этим обогревателям часто осуществляется через внешнюю дверь передвижного дома. Во-первых, водонагреватель электрический или газовый? С электронагревателями легче работать, у них меньше проблем с безопасностью, и они часто используются для замены.Если ваша вода нагревается газом, проверьте, является ли водонагреватель герметичным или открытым. Все заменяющие газовые водонагреватели должны быть одобрены для мобильных домов и должны быть герметичными.

Водонагреватели открытого горения используют наружный воздух для сжигания газа и имеют вытяжные колпаки. В определенных ситуациях, например, когда сушилка работает, эти обогреватели могут противодействовать сквозняку, в результате чего угарный газ попадает в комнату. У них должен быть специальный наружный воздуховод для подачи воздуха для горения.Иногда приточный воздуховод проходит через пол, иногда на внешней двери есть решетки. Первый подход предпочтительнее, так как дверь можно утеплить.

Герметичный водонагреватель для сжигания горячей воды имеет двойной концентрический дымоход, проходящий через крышу. Внешнее кольцо дымохода подает наружный воздух в камеру сгорания, а внутренний дымоход предназначен для отработанных газов сгорания.

Шкаф горячего водоснабжения часто требует капитального ремонта. Он должен быть герметизирован изнутри от утечки воздуха, чтобы газы сгорания не могли попасть в жилые помещения.Этот шкаф также должен быть обернут и заклеен гипсокартоном, чтобы обеспечить противопожарный барьер, хотя обычно это очень сложно сделать из-за ограниченного пространства. Часто пол отсека обрушивался от повреждений водой. Нагреватель, возможно, придется снять, чтобы восстановить отсек. Выполняя эту работу, убедитесь, что все остальные отверстия, такие как водопроводные выемки, отверстия для ванн и отверстия для проводки, заглушены.

При повторной установке нагревателя убедитесь, что установка соответствует нормам.Прикрепите обогреватель к стене для защиты от землетрясений. При подключении газовых, водопроводных и электрических линий соблюдайте правила сантехники и электрические правила.

Старые водонагреватели можно обернуть изоляционным одеялом. Более новые блоки имеют лучшую изоляцию и имеют маркировку, запрещающую установку дополнительной изоляции.