Трехходовой котел принцип работы

Обновлено: 02.07.2024

Как проверить трехходовой клапан в газовом котле: инструкции по проверке клапана своими руками

Трехходовой клапан – устройство, широко применяемое в самых различных конструкциях бытовых и промышленных аппаратов. Соответственно, такого же рода устройство применяется в составе бытового газового оборудования. Наряду с различными неисправностями бытовых газовых котлов пользователи нередко встречаются с поломкой трехходового клапана. Согласитесь, неплохо бы выяснить, по какой причине выходит из строя это устройство и попытаться починить его своими силами.

Между тем установить потерю работоспособности устройства «с первого взгляда» удается далеко не всегда даже профессиональным механикам. Для этого требуется соответствующая проверка. Поэтому в рамках нашей статьи рассмотрим, как проверить трехходовой клапан в газовом котле, когда есть подозрения на неисправность этого механизма. Также поговорим о разновидностях устройства и его функциональных возможностях.

Кратко о механизме трехходового клапана

Устройство трехходового клапана бытового газового котла и другого газового оборудования является достаточно простым, несмотря на сложную, на первый взгляд, форму. Следует отметить, у каждого производителя конструктивное исполнение клапанов существенно отличается, но принцип действия фактически остаётся неизменным.

Традиционно корпус прибора изготавливают из бронзы. Рабочие элементы, например, шток, пружины – выполняются из стали. Мембрана обычно изготовлена из резины Для уплотнения штока используется двойной кольцевой элемент. Соединительные детали (штуцеры) могут иметь исполнение под резьбу или пайку, в зависимости от модели трехходового клапана.

Один из широко распространенных вариантов исполнения трехходового клапана: 1, 2 – угловой проходной транспортный канал; 1, 3 – прямой проходной транспортный канал; 4 – головка привода; A – транспорт потоков в режиме отопления; B – транспорт потоков в режиме ГВС

Обычно совместно с прибором используется электромеханический привод. Благодаря его работе осуществляется двухточечное регулирование.

Так, привод у трехходового клапана может быть ручным, электромеханическим (термостатический, с термоголовкой), электрическим, гидравлическим.

Принцип работы трехходового клапана для схемы газового котла, примерно, следующий: когда устройство находится в режиме нормально открытого транспорта, прямой проходной транспортный канал, соответственно, открыт. Угловой проходной канал остаётся закрытым.

Иное состояние механизма обеспечивает открывание углового транспортного канала и блокировку прямого транспортного канала, соответственно. Также возможны промежуточные положения штока и заслонки трехходового клапана.

Подробнее об устройстве и принципе работы трехходового клапана мы говорили в следующем материале.

Функциональное применение устройства

Если рассматривать механизм коммутации потоков с точки зрения возможной функциональности, следует отметить различие устройств по принципу действия:

Разделительный.
Переключающий.
Смесительный.

Разделительный принцип работы предполагает деление потока, направляя его в два контура.

Переключающей функцией предусматривается организация переключения между приборами, потребляющими тепловую энергию. Например, переключение между контуром ГВС и отопления двухконтурного газового котла.

Переключающий функционал клапана (классическая схема): П – первичный контур; В – вторичный контур; 1, 2 – прямой транспортный канал; 3, 2 – угловой транспортный канал

Переключающий функционал позволяет организовать эффективное переключение между различными приборами, генерирующими тепловую энергию:

водяными нагревателями; ;
солнечными батареями и т.д.

Другая функция трехходового клапана для бытового газового котла – смесительная. Она позволяет организовать регулируемое смешивание потоков рабочей жидкости (подмешивание обратки в нагретый теплоноситель).

Для этого достаточно установить трехходовой клапан на обратной трубе отопительной системы.

Смесительный функционал клапана (классическая схема): П – первичный контур; В – вторичный контур; 2, 1 – прямой транспортный канал; 2, 3 – угловой транспортный канал

Теперь, после краткого ознакомления с конструктивными деталями прибора, можно рассмотреть особенности проверки работы трехходового клапана, установленного в схеме газового котла.

Как выполняется проверка трехходового клапана?

Нарушение работы прибора сказывается на эксплуатации газового котла в целом. К примеру, если подача теплоносителя недостаточна, газовый котел может попросту отключиться из-за перегрева. Или же, неисправность трехходового клапана может сопровождаться отсутствием должной температуры нагрева теплоносителя в системе отопления.

В любом случае, устройство требуется проверить на работоспособность. При этом для исполнения диагностических мероприятий, регулирующий прибор газового котла, как правило, приходится демонтировать. Демонтаж относительно несложен, поэтому такая работа вполне может выполняться своими силами.

Далее рассмотрим пошагово процесс проверки, начав с проверки привода. Рассмотрим особенности диагностики клапанов с различным типом привода.

Диагностика электропривода трехходового клапана

Шток клапана традиционно управляется электроприводом. Поэтому целостность, наличие питания, и работоспособность электропривода следует проверить в первую очередь.

Целостность внешней части проверяется визуально путем внимательного осмотра, а наличие питания и целостность внутреннего механизма — соответствующими приборами.

Диагностика приводной части трехходового клапана газового котла при помощи широко распространенного электрического прибора – тестера

Привод и все элементы этой части конструкции обычно диагностируются электрическим тестером. Этим прибором можно проверить как целостность цепей, так и наличие питающего напряжения. Исправный привод при подаче/отключении питающего напряжения должен демонстрировать рабочий процесс – движение толкателя штока клапана.

Проверку работы электропривода допустимо выполнить непосредственным подключением механизма к сети электрического тока, используя для этого разъём, которым комплектуется привод. Наглядно этот момент осветлен в видеоролике, расположенном в конце статьи.

Проверка термостатической головки

Если конструкция трехходового клапана не предусматривает наличия электропривода, но управляется термостатической головкой, нужно проверить эту часть системы путём приложения температурного воздействия непосредственно к баллону датчика.

Термостатическая головка, дополненная температурным баллоном. На некоторых моделях газовых котлов конструкции трехходовых клапанов оснащаются таким типом привода

Например, можно нагреть баллон термостатической головки с помощью электрического фена.

Исправная термоголовка должна реагировать на изменения температуры и толкать/вытягивать шток клапана аналогично тому, как эту работу выполняет электропривод.

Проверка устройства с гидравлическим приводом

Если в системе газового котла используется клапан, регулирующий потоки и действующий по принципу гидравлического управления штоком, диагностику работоспособности такого устройства непосредственно в системе котла проводить достаточно сложно.

Конструкция разделительного устройства газового бытового котла, наделённого гидравлическим приводом управляющего штока. Этот вид прибора довольно широко распространен

Обычно такого рода конструкция подлежит демонтажу и разборке, с последующей проверкой целостности:

пружины;
уплотнений;
мембраны;
колец.

Подозрения на неработоспособность трехходового клапана, в данном случае, можно подтвердить запуском газового котла в тестовом режиме. Если при этом отмечается нарушение теплового распределения по рабочим контурам системы, на 90% клапан работает некорректно.

Механизм устройства по мере эксплуатации способен изнашиваться. К тому же при транспортировке теплоносителя характерным является скопление в системе различного мусора, отложений и т.п.

Всё это способно блокировать работу устройства. Поэтому в первую очередь требуется провести визуально проверку всех доступных деталей.

Детали трехходового клапана одной из выпускаемых конструкций, которые подлежат проверке в случае подозрений на неисправность регулирующего устройства

Далее выполняется проверка нормальности хода штока мембраны. Как правило, будучи в рабочем состоянии, шток движется плавно, с некоторым натягом. Корректность хода можно проверить, воздействуя с небольшим усилием на концевую часть штока (выход под привод), выходящую через отверстие капсулы корпуса клапана.

Если не отмечается факторов клина хода штока по всей длине и шток самостоятельно возвращается в исходное положение от упорной точки, значит, эта часть распределительного прибора работоспособна.

Наконец, проверяются элементы уплотнений – шаровые или мембранные, в зависимости от конструктивного исполнения. Если на резиновых уплотнительных мембранах дефекты обычно проявляются в виде порывов, то шаровые уплотнения со временем могут деформироваться. Фактор деформации приводит к утрате полноценного уплотнения, соответственно, нарушается алгоритм регулировки потоков прибором.

Выводы и полезное видео по теме

Ниже предоставляется для ознакомления полезный видеоматериал, где демонстрируется разборка устройства, регулирующего тепловые потоки в газовом котле. Причём дана практика разборки своими руками.

Устройство распределения, описываемое видеороликом, оснащается гидравлическим приводом штока. Ознакомление с данной практикой ремонта поможет понять, как проверять приборы аналогичного типа и ремонтировать в случае наличия дефектов.

Таким образом, трехходовой клапан для бытового газового котла может проверяться практически в любой конструкции, независимо от индивидуального исполнения. Главный момент – правильно определить, с каким именно приводом используется распределительное устройство газового котла. Информацию по этому вопросу можно получить из документации на оборудование или же опираясь на примеры демонстрации приводов в этой статье.

Двухходовые и трехходовые паровые котлы

В статье рассмотрены два подвида жаротрубных котлов: двух- и трехходовые модели с большим водяным объемом. Данный тип оборудования стал стандартным выбором для вновь строящихся и модернизируемых линий в пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической, фармацевтической промышленности, в производстве стройматериалов и сельском хозяйстве.

Развитие промышленности, связанное с необходимостью строительства новых производств и перевооружения старых привело к структурным изменениям на российском рынке парового котельного оборудования. Драйвером этих изменений по-прежнему остается процесс разделения систем теплоснабжения промышленных предприятий и жилого сектора. Теперь уже и в удаленных районах частные потребители переводятся с парового отопления на водяное, а бизнес ищет более экономичные решения в сфере выработки технологического пара. В отраслях, ориентированных на выпуск товаров повседневного спроса, большая часть изготавливаемой продукции приходится на средние и малые предприятия. Потребность в технологическом паре у таких производителей редко превышает 60-100 тонн в смену. В этом диапазоне мощностей широко распространенные ранее водотрубные парогенераторы уступили свои позиции жаротрубным паровым котлам.

Из истории появления жаротрубных котлов

Эффективная конструкция жаротрубных котлов стала возможной после освоения серийного выпуска жидкотопливных и газовых горелок. Совершенствование систем управления подачей топлива позволило производителям жаротрубных котлов уменьшить водяной объем без ущерба для безопасности. В сравнении с твердотопливными котлами модели с жаровой трубой обладали одновременно и более высоким КПД, и меньшими габаритными размерами. Эти параметры наряду со стремлением удешевить стоимость котла для потребителя легли в основу дальнейшей работы по совершенствованию жаротрубной конструкции. Ее результаты – двухходовые и трехходовые паровые котлы – можно найти в каталоге каждого производителя паропроизводящего оборудования.

Общими элементами конструкции двух- и трехходовых паровых котлов является топка цилиндрической формы и пучки дымогарных труб, выполняющих роль конвективных поверхностей. Топка и трубы размещаются в цилиндрическом теплоизолированном баке, который заполняется питательной водой.

Первое различие двух- и треххдовых паровых котлов обусловлено характером развития пламени в топке. В трехходовых котлах развитие факела проходное. В двухходовых котлах пламя движется реверсивно – не касаясь задней стенки топки факел разворачивается на 180 градусов. Правильный подбор горелки, исключающий даже малейший наброс пламени на стенку топки, является важнейшим фактором эффективной и долговечной работы парового котла.

За счет большего количества конвективных поверхностей (наличия дополнительной группы дымогарных труб) трехходовые котлы удерживают внутри водяного объема больше теплоты уходящих газов, что позволяет достигать большей величины КПД, на 1-3 процентных пункта выше чем у котлов с двумя оборотами.

Критерии выбора двух- и трехходовых котлов

КПД – это лишь один из параметров, учитываемых при выборе подходящего типа жаротрубного котла. Во многих случаях задача упрощается требуемой величиной паропотребления. Дело в том, что применение двухходовой схемы оптимально в котлах производительностью до 5 тонн пара в час. Это объясняется особенностью тепловых процессов, возникающих в топках с реверсивным развитием факела. С одной стороны, разворот факела способствует более интенсивному теплообмену за счет более равномерного нагрева стенок жаровой трубы. Также за счет активной рециркуляции части продуктов сгорания в корне факела горелки уменьшается выброс оксидов азота. Однако при этом излишне интенсифицируется нагрев трубной доски и начальных участков дымогарных труб во фронтальной части котла, что может приводить к перегреву металла. Учитывая эти особенности большинство производителей жаротрубных котлов ограничивают область применения топок с реверсивным развитием факела котлами производительностью до 4-5 тонн пара в час. Соответственно, базой для котельных большой производительности служат только трехходовые паровые котлы с большим водяным объемом. В линейке ICI Caldaie – это серия GX.

1700 ÷ 25000 кг/ч 3 – 25 бар Данная серия промышленных котлов обеспечивает высокую производительность при КПД близком к 90%. Котлы автоматизированы и при условии комплектации соответствующей системой безопасности могут работать в безнадзорном режиме до 72 часов. Для дополнительной оптимизации энергозатрат котлы могут комплектоваться экономайзерами, обеспечивающими увеличение КПД с 90 до 95%.

Если не касаться темы выбора между паровым котлом с водяными объемом и прямоточным парогенератором, выбор котла для производств с малой потребностью в паре также предопределен. Чаще всего малые производства расположены на небольших пространствах, что предъявляет и такое требование к котлу, как компактность. Технологическое оборудование с паропотреблением от 100 до 500 кг в час эффективно обслуживается двухходовыми котлами в компактном моноблочном корпусе. Соответствующие модели можно найти у многих производителей. В их ряду оборудование ICI Caldaie выгодно представлено паровыми котлами серии FX в одиночном и сдвоенном исполнении (FX DUAL).

50 ÷ 300 кг/ч 5 бар Котлы этого модельного ряда – одно из самых компактных решений на рынке. Сдвоенная модель FX DUAL позволяет спроектировать котельную с резервным котлом на весьма ограниченном пространстве. Котлы востребованы предприятиями сферы услуг – прачечными, химчистками, сервисными мастерскими. Вопрос компактного размещения на арендуемых площадях является для подобного рода компаний ключевым фактором снижения постоянных издержек. Дополнительные возможности для сокращения производственных затрат открывает экономичный расход топлива.

Сравнение моделей двух- и трехходовых паровых котлов

Более сложный выбор ожидает владельцев и проектировщиков производств с потреблением пара в интервале от 1 до 5 тонн в час. В этом интервале доступны как двух-, так и трехходовые котлы.

350 ÷ 5000 кг/ч 3 – 25 бар

350 ÷ 6000 кг/ч 3 – 25 бар Подходящую модель следует выбирать, опираясь на тщательный анализ технологического процесса и расчет максимальных нагрузок. Обычно эта работа выполняется проектировщиками на основе соответствующих рекомендаций поставщиков технологических линий.

Мы рассмотрим только некоторые характеристики двух- и трехходовых котлов, на которые следует обратить внимание при выборе парового котла и сравним две серии паровых котлов ICI Caldaie.

Двухходовые паровые котлы SIXEN представлены 13 моделями

Модели	SIXEN 350	SIXEN 500	SIXEN 650	SIXEN 800	SIXEN 1000	SIXEN 1350	SIXEN 1700	SIXEN 2000	SIXEN 2500	SIXEN 3000	SIXEN 3500	SIXEN 4000	SIXEN 5000
Паропроизводительность, кг/ч	350	500	650	800	1000	1350	1700	2000	2500	3000	3500	4000	5000

Серия трехходовых котлов GSX включает 12 моделей

Модели	GSX 350	GSX 500	GSX 650	GSX 850	GSX 1100	GSX 1500	GSX 2000	GSX 2500	GSX 3000	GSX 3500	GSX 4000	GSX 5000
Паропроизводительность, кг/ч	350	500	650	850	1100	1500	2000	2500	3000	3500	4000	5000

В стандартном исполнении обе серии котлов рассчитаны на максимальное давление 12 и 15 бар. По запросу возможно изготовление моделей с максимальным давлением от 3 до 25 бар.

Двухходовые котлы серии SIXEN более компактны так как конструктивно рассчитаны на меньший водяной объем. Соответственно при выборе трехходовых котлов той же производительности большое значение будет иметь свободное пространство котельной и первоначальные затраты на строительство.

габаритный чертеж двухходового котла

габаритный чертеж трехходового котла

Модель		H, мм		L, мм		L2, мм		P, мм		?C, мм		N1, DN/in		N2, DN/in		Полный вес, кг
SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX
350	350	1825	2226	1760	2040	1180	1200	1840	3345	250	250	32	65	1”1/2	40	1500	3800
500	500	1825	2226	1760	2040	1180	1200	2120	3345	250	250	32	65	1”1/2	40	1600	3800
650	650	1930	2226	1880	2040	1300	1200	2130	3345	300	250	40	65	1”1/2	40	2000	3800
800	850	1943	2486	1675	2300	1300	1400	2350	3425	300	250	40	65	1”1/2	40	2150	5700
1000	1100	2150	2486	1900	2300	1510	1400	2350	3425	350	250	50	65	1”1/2	40	2720	5700
1350	1500	2150	2586	1880	2400	1510	1400	2760	3477	350	400	50	80	1”1/2	40	3020	6850
1700	–	2300	–	2040	–	1660	–	2790	–	400**	–	65	–	1”1/2	–	3600	–
2000	2000	2300	2586	1990	2400	1660	1400	3150	3906	400**	400	65	80	2"	50	4700	7650
2500	2500	2460	2958	2215	2650	1840	1550	3200	4106	450**	450	80	100	2"	50	5000	9450
3000	3000	2540	2958	2215	2650	1840	1550	3700	4676	450**	450	80	100	2"	50	5650	10450
3500	3500	2710	3073	2350	2800	1980	1700	3791	4676	500**	550	80	100	2"	50	7100	13150
4000	4000	2850	3073	2470	2800	2100	1700	4360	5209	550**	550	100	125	2"	50	8600	13750
5000	5000	2970	3073	2730	2900	2220	2000	4740	5832	600**	600	125	125	2"	50	10150	15550

С эксплуатационной точки зрения существенным преимуществом трехходовых котлов является интервал регулирования мощности. Экономичная эксплуатация двухходового котла достигается при нагрузках в 60-100% от номинальной. При меньшем объеме выработки топка будет эксплуатироваться в более жестком режиме, что может сказаться на сроке службы котла.

Трехходовые котлы без какого-либо ущерба могут эксплуатироваться в интервале от 30 до 100% от номинальной паропроизводительности.

Поэтому знание нагрузок существенно облегчит выбор.

Если сравнивать двух- и трехходовые котлы по расходу топлива, разница будет несущественной.

Модельный ряд		Расход газа, нм3/ч		Расход дизельного топлива, кг/ч		Расход мазута, кг/ч
SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX	SIXEN	GSX
350	350	27,1	49,8	22,3	41	23,5	43,2
500	500	38,8	38,3	31,9	31,6	33,6	33,2
650	650	50,4	49,8	41,5	41	43,6	43,2
800	850	62	65,2	51,1	53,7	53,7	56,4
1000	1100	77,5	84,3	63,8	69,4	67,1	73
1350	1500	104,6	115	86,2	94,7	90,6	99,6
1700	–	131,8	–	108,5	–	114,1	–
2000	2000	155	153,3	127,7	126,3	134,2	132,8
2500	2500	193,8	191,7	159,6	157,8	167,8	166
3000	3000	232,5	230	191,5	189,4	201,4	199,2
3500	3500	271,3	268,3	223,4	221	234,9	232,4
4000	4000	310	306,6	255,3	252,5	268,5	265,5
5000	5000	387,6	383,3	319,2	315,7	335,6	331,9

В то же время разница в цене покупки на модели одной производительности может достигать 30-50%, что обусловлено разной металло- и трудоемкостью изготовления котлов, а также стоимостью доставки. Таким образом, на выбор котла будет влиять фактор объема начальных инвестиций в производство. Менее дорогие двухходовые котлы могут рассматриваться с позиций более быстрого возврата инвестиций, однако срок их службы – меньше. В то же время более высокая стоимость трехходового котла может быть компенсирована его долговечностью.

Трехходовой жаротрубный котел

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплотехнике. Трехходовой жаротрубный котел имеет корпус, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания. Пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение. Жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая, при разборке фланцевого соединения, может быть вынута из корпуса. Изобретение обеспечивает снижение габаритов котла и работоспособность котла в условиях, когда имеют место нарушения водного режима работы и при питании водой без химобработки. 2 ил.

Изобретение относится к котлам, а более конкретно к трехходовым жаротрубным котлам.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по патенту RU 2206022 C1, F22B 7/12, 10.06.2003, в котором описан трехходовой жаротрубный котел, имеющий корпус котла, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания, при этом пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение.

Недостатками конструкций данного вида котлов является то, что они имеют завышенные габариты, и жаротрубная часть недоступна для ремонта и осмотра. К котлам подобной конструкции предъявляются жесткие требования по качеству котловой воды, что трудновыполнимо в реальных условиях эксплуатации.

Целью изобретения является снижение габаритов котлов, повышение надежности в работе при нарушениях водного режима работы.

Данным изобретением предлагается конструкция трехходового жаротрубного котла, имеющего корпус котла, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания, при этом пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение, также согласно изобретению жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая, при разборке фланцевого соединения, может быть вынута из корпуса, при этом завихрители, для лучшего охлаждения продуктов сгорания, устанавливаются в жаровые трубы второго хода со стороны выхода охлаждаемых продуктов сгорания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез жаротрубного котла в сборе, а на фиг.2 - вынимаемая жаровая часть котла.

Трехходовой жаротрубный котел включает: горелочное устройство 1, топочную жаровую трубу 2, плавающую головку, состоящую из трубной решетки 3 и штампованного днища 4, жаровые трубы второго хода 5, завихрители 6, трубную решетку с фланцем 7. Далее котел имеет: переднюю крышку 8, фланец корпуса котла 9, корпус котла 10 с наружным оребрением 11, патрубок подвода охлажденной воды 12, патрубок отвода нагретой воды 13, патрубок предохранительного клапана 14, наружную оболочку 15, трубу отвода продуктов сгорания 16.

Вынимаемая жаровая часть состоит из топочной жаровой трубы 2, плавающей головки, состоящей из трубной решетки 3, штампованного днища 4, жаровых труб второго хода 5 с завихрителями 6, трубной решетки с фланцем 7.

Принцип работы котла заключается в следующем:

- смесь топлива с воздухом горелкой 1 подается в топочную жаровую трубу 2, где сгорает, отдавая часть тепла охлаждающей трубу воде;

- продукты сгорания из жаровой топочной трубы поступают в плавающую головку, откуда по жаровым трубам второго хода 5 с завихрителями 6, где охлаждаются и поступают в переднюю камеру, образованную крышкой 8;

- далее продукты сгорания поступают в пространство, ограниченное корпусом котла 10 с наружным оребрением 11 и наружной оболочкой 15, где далее охлаждаются, и охлажденные, через трубу 16, отводятся из котла в газоход котельной;

- охлажденная вода через патрубок 12 поступает в водяную часть котла, где нагревается. Нагретая в котле вода отводится через патрубок 13.

Трехходовой жаротрубный котел, имеющий корпус котла, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания, при этом пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи для лучшей теплопередачи имеет оребрение, отличающийся тем, что жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая при разборке фланцевого соединения может быть вынута из корпуса, при этом завихрители, для лучшего охлаждения продуктов сгорания, устанавливаются в жаровые трубы второго хода со стороны выхода охлаждаемых продуктов сгорания.

Устройство и принцип работы жаротрубного котла

Одним из наиболее распространённых видов промышленного теплового оборудования является жаротрубный котёл. Они отличаются несложной конструкцией, высокой надёжностью и возможностью переоснащения.

Имея небольшие габариты они отличаются высокой теплопроизводительностью при этом будучи безопасными. Существует несколько моделей, отличающихся конструкцией, мощностью, потребляемым топливом.

Содержание Показать

Устройство жаротрубного котла

Простой принцип работы определяет конструктив. Форма корпуса может быть разнообразной, но наиболее часто встречается форма цилиндра. С одной стороны располагается камера сгорания, а с обратной система дымоудаления. Горение поддерживается принудительным дутьевым устройством.

Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения.
Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Первым каналом считается топка, а два других находятся выше один над другим. Вентилятор обеспечивает необходимую тягу, а также существует естественная тяга через колосники и вентиляционные отверстия.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

каналы воздухоотвода;
манометр для пара;
термометр для теплоносителя;
управляющий блок;
контроллеры давления;
аварийная защита.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см.
Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное.
Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо.
На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные котлы разделяются на две большие категории:

паровые. Образуют пар в специальной ёмкости, который используется как рабочее тело в системе отопления;
водогрейные. В таких происходит нагрев воды, которая используется как теплоноситель. Использование пара в этих котлах исключается во избежания перегрева и разрушения труб.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Теплогенерирующие котлы большой производительности по своей конструкции разделяются на жаротрубные и водотрубные.
Особенность жаротрубных в том, что поверхность нагрева состоит из трубок, по которым движется сгораемое топливо. А нагрев теплоносителя, находящегося за пределами трубок, происходит путём теплообмена.
Жаротрубные котлы делятся также на пролётные – газы проходят без поворотов и оборотные – газы поворачивают в камере при движении.
Чаще всего это оборудование изготавливается в виде горизонтального цилиндра. Водогрейные котлы, такие как КВР или КВА, содержат нагретую воду внутри. Поверхность нагрева располагается в центре котла или ниже.

Трехходовой жаротрубный котел

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход.
По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла.
В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

простая конструкция;
изготавливаются из недорогого метала;
компактность;
простое обслуживание;
легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
высокое аэродинамическое сопротивление;
необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива.
Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.

Преимущества водотрубных котлов следующие:

нет опасности взрыва;
быстрый теплообмен;
небольшой вес оборудования;
надёжная конструкция;
нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

качество швов и соединений должно быть высоким;
более сложное устройство;
сложное техобслуживание.

На российском рынке больше всего представлено жаротрубное оборудование. Это следствие более простой технологии и несложного обслуживания. Однако благодаря своим преимуществам, часть рынка всё же принадлежит водотрубным котлам, несмотря на низкую популярность.

Особенности работы трехходового клапана для твердотопливного котла

В современных системах теплоснабжения трехходовой клапан для твердотопливного котла выполняет функции регулировки температуры теплоносителя.

Подача тепла в прибор отопления должна выполняться в соответствии с температурой наружного воздуха и обеспечивать санитарный режим внутри помещения.

Тогда можно получить экономную эффективную систему отопления, избежать недогрева или вскипания теплоносителя, которые считаются самыми злободневными проблемами твердотопливного агрегата.

Содержание Показать

Конструкция и функционал устройства

Трехходовые клапана (ТК) отличаются по размерам и материалам:нержавейка и бронза. Корпус может быть выполнен, как из металла, так и полимерного материал. Хотя последний не очень популярный.

Типы клапанов

Конструкция имеет 3 отверстия: входное и два выходных , внутри расположен привод, управляющий потоками для получения заданной температуры.

Конструктивно изделие выполняют взаимосвязь действия пары двухходовых клапанов. Главное отличие состоит в том, что ТК не останавливает проток среды, а регулирует его интенсивность. 3х-ходовые устройства распределяются на группы по системе регулировки: "шток-седло" и "шарик-гнездо", и могут работать в паре с термоголовкой Херц.

Управление движением штока как правило выполняется приводом электромеханического типа, и используются для установки в автоматических системах управления тепловыми процессами котла Протерм и других современных твердотопливников.

Конструкция клапана

Принцип действия ТК основан на смешении 2-х температурных потоков теплоносителя на подаче и обратке, в общий поток, с установленной пользователем показателем температуры.

Среда во внутренней полости устройства движется от одного патрубка к другому, до тех пор, пока ее температурный показатель не изменится до нужного размера.

Типы приводов клапанов и принцип действия

Все модификации изделий различаются друг от друга определенными показателями:

Механизмом затвора: натяжной или сальниковой;
конфигурацией заглушки: L/T/S-образные;
видом затвора: цилиндр, шар, конус;
тип присоединения к системе: муфта, фланец или сварка.

Распределение теплоносителя осуществляется приводом, которые группируются по следующим видам:

Гидравлического действия;
ручного управления;
электромеханического перемещения;
пневматического срабатывания.

Электромеханические приводы изготавливаются термостатическими и головчатыми. В них сигнал для процесса смешения разно температурных сред поступает с блока управления.

В сервоприводных модификациях управление осуществляется контроллерами напрямую. Ручное управление ТК функционирует путем вращения регулировочного колпачка.

Критерии выбора

От правильности выбора трехходового смесительного клапана для твердотопливного котла будет зависеть в целом работа системы теплоснабжения.

Важным показателем выбора считается расход теплоносителя или пропускная способность ТК, то есть объем воды, который сможет пропустить вентиль за час.

Кроме того перед покупкой 3х-ходового устройства знакомятся с такими характеристиками:

Диаметр подсоединения к системе. Для твердотопливных агрегатов он находится в диапазоне 20-40 мм.
Вариант включения сервопривода, для автоматического регулирования.
Материал изделия. Предпочтительные медные либо чугунные модификации.
Температурный диапазон работы изделия, обычно это 90 С.

Оценка пропускной способности

Расход теплоносителя потребуется знать затем, чтобы выполнить выбор изделия по его пропускной способности. Обычно такие данные есть в паспорте на тепловую систему, котел или их можно установить по производительности циркуляционного насоса.

Если таких данных нет, расчет выполняют по формуле:

Р = 3600М / с (dТ), где:

Р – часовой расход теплоносителя, кг/ч;
М – мощность системы теплоснабжения, кДж;
с – удельная теплоемкость водяного теплоносителя, 4.187 кДж/(кгС);
dТ – разность температур на подаче и обратке.

Рассчитав расходный показатель, сопоставляют его с паспортной пропускной способностью изделия.

Необходимость размещения

Трехходовой клапан и его привод должен согласоваться с тепловой схемой отопления. Более просто установить термостатический вариант, например, разделительный клапан Герц.

В нем теплоноситель циркулирует от 3-го патрубка к первому, котлоагрегат нагревает воду по малому контуру циркуляции до требуемой температуры, кран приоткрывает поток из второго патрубка для смешивания горячей и холодной воды, после чего теплоноситель нужной температуры поступает в систему отопления.

Правила установки

При установке термосмесительного клапана для твердотопливного котла учитывают направление движение греющей воды в сети. Она, как правило, помечается указателем прямо на корпусе изделия. Необходимо обозначить, что такой вентиль допускается ставить в отопительную схему, как вертикально, так и горизонтально.

Схема подключения клапана при обвязке

В то же время, при обвязке схемы имеет большое значение соблюдение установленных правил, с тем, чтобы в будущем система теплоснабжения функционировала исправно:

Обязательная установка манометров до и после ТК.
Перед клапаном устанавливают фильтр, чтобы грязь не забила рабочие отверстия.
Корпус устройства не должен переносить любые нагрузки.
Для качественной регулировки перед ним врезают дросселирующее устройство.
При монтаже корпус должен располагаться под приводом.

Дополнительно потребуется обеспечить до и после зх-ходового устройства прямолинейные участки труб, согласно заводским рекомендациям. В противном случае клапан не сможет обеспечить заявленные производителем технические параметры. Также будут нарушены гарантийные обязательства на изделие.

Правила эксплуатации

При эксплуатации трехходового клапана требуется исполнять установленные правила, чтобы обеспечить безаварийную работу системы теплоснабжения.

Порядок эксплуатации трехходовых клапанов в системах отопления твердотопливного котла, рекомендуется применять для российских терморегулирующих устройств, а также марки Barberi, Esbe, Icma:

Установку и наладку изделия проводят только в соответствии с инструкцией завода изготовителя.
Осмотр технического состояния проводят ежедневно с контролем температуры теплоносителя.
Разборку фильтров выполняют перед каждым отопительным сезоном.
Техобслуживание электропривода выполняют соответственно правилам эксплуатации на привод.
Корпус привода обязан быть заземлен медным проводом 1.5 мм.
Уровень звука, создаваемые устройством во время работы, должны не превышать 45 дБ.

Итак, подводя итог вышесказанному, можно констатировать следующее: трехходовой клапан — является вариацией запорно-регулирующей арматуры.

Принцип функционирования его состоит в регулировке потоков теплоносителя в системе отопления. Современные схемы теплоснабжения обязаны комплектоваться такими регулирующими устройствами, для повышения экономичности работы и достижения требуемого санитарного режима в жилом помещении.

Читайте также: