Настенный газовый конвекционный котел с атмосферной горелкой двойной модуляции

Введение.

Для отопления квартир требуется тепловая мощность не более 1,0-2,5 кВт, для подготовки горячей воды 15-25 кВт. Конвекционные газовые котлы не могут обеспечить эффективную работу в диапазоне изменения плавной модуляции в 20 раз. В режиме «отопление» их работа переходит в дискретную модуляцию, сопровождающуюся значительным повышением выбросов парниковых газов и резким снижением энергетической эффективности. Для теплоснабжения таких помещений нужны теплогенераторы, работающие в двух диапазонах тепловой мощности.

Материалы и методы.

Исследовалась работа настенного конвекционного газового котла с атмосферной горелкой с трехсекционным коллектором, обеспечивающим работу в режиме «отопление» в диапазоне плавной модуляции 2,4-6 кВт и в режиме горячего водоснабжения (ГВС) с модуляцией мощности 15-24 кВт.

Результаты.

Получены графики КПД работы котла в режимах «отопление» и «ГВС» для установившихся режимов работы и в режимах дискретной модуляции с постоянным чередованием включения-выключения котла. Определение показателей энергетической эффективности проводилось прямым способом с фиксацией расхода газа, теплоносителя, температур на входе и выходе в котел.

Выводы.

Применение традиционных конвекционных настенных газовых котлов для теплоснабжения при размерах помещений до 60 м2 приводит к работе котлов в режиме дискретной модуляции тепловой мощности, которая сопровождается значительным снижением энергетической эффективности системы теплоснабжения и повышенными выбросами парниковых газов. Использование показателей эффективности при установившихся режимах работы котлов не соответствует реальному режиму работы котла в отопительный период и является значительно завышенным. Применение для поквартирного теплоснабжения настенных конвекционных котлов с атмосферной горелкой с двумя диапазонами плавной модуляции тепловой мощности позволяет использовать их с высокой эффективностью.

1. Pardo G. N., Vatopoulos K., Krook-Riekkola A., Moya R. J., Perez L. A. Heat and cooling demand and market perspective. EUR 25381 EN. Luxembourg (Luxembourg) : Publications Office of the European Union, 2012. JRC70962. DOI: 10.2790/56592

2. Ibrahim O., Fardoun F., Younes R., Louahlia-Gualous H. Review of water-heating systems: General selection approach based on energy and environmental aspects // Building and Environment. 2014. Vol. 72. Pp. 259-286. DOI: 10.1016/j.buildenv.2013.09.006

3. Andrić I., Pina A., Ferrão P., Lacarrière B., Le Corre O. On the performance of district heating systems in urban environment: an emergy approach // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 142. Pp. 109-120. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.05.124

4. Vignali G. Environmental assessment of domestic boilers: A comparison of condensing and traditional technology using life cycle assessment methodology // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 142. Pp. 2493-2508. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.11.025

5. Zheng G., Bu W. Review of heating methods for Rural houses in China // Energies. 2018. Vol. 11 (12). P. 3402. DOI: 10.3390/en11123402

6. Наумов Н. Р., Марьяндышев П. А., Попов А. Н., Любов В. К. Исследование работы газовых котлов малой мощности // Вестник Череповецкого государственного университета. 2017. № 4 (79). С. 27-33. DOI: 10.23859/1994-0637-2017-4-79-4

7. Табунщиков Ю. А. Конденсационные котлы в автономном теплоснабжении // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2016. № 4. C. 26-31.

8. Хаванов П. А., Чуленев А. С. Климатические параметры и эффективность конденсационных котлов // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2016. № 3. C. 56-63.

9. Хаванов П. А., Чуленев А. С. Результаты испытаний конденсационного котла при различных режимах эксплуатации // Научное обозрение. 2015. № 10-1. C. 45-49.

10. Khavanov P. A., Chulenyov A. S. The dependence of the efficiency of the condensing boiler by use and climatic zone // Biosciences, Biotechnology Research Asia. 2015. Vol. 12. Issue 3. Pp. 3019-3026. DOI: 10.13005/bbra/1985

11. Khavanov P. A., Chulenyov A. S. Physical model of a heat mass transfer in condensation surfaces and its compliance to skilled data // Global Journal of Pure and Applied Mathematics. 2016. Vol. 12. Pp. 545-558.

12. Aksenov A. K., Kosorukov D. P. Application of condensation economizers in order to increase the energy efficiency of gas boilers of a traditional type // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon). 2020. DOI: 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271452

13. Adan H., Fuerst F. Do energy efficiency measures really reduce household energy consumption? A difference-in-difference analysis // Energy Efficiency. 2016. Vol. 9. Pp. 1207-1219. DOI: 10.1007/s12053-015-9418-3

14. Rosenow J., Galvin R. Evaluating the evaluations: Evidence from energy efficiency programmes in Germany and the UK // Energy and Buildings. 2013. Vol. 62. Pp. 450-458. DOI: 10.1016/J.ENBUILD.2013.03.021

15. Nord N., Sjøthun S. F. Success factors of energy efficiency measures in buildings in Norway // Energy and Buildings. 2014. Vol. 76. Pp. 476-487. DOI: 10.1016/j.enbuild.2014.03.010

16. Торопов А. Л. Вопросы эффективности работы конвекционных настенных газовых котлов при поквартирном теплоснабжении // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2021. № 6. С. 42-45.

17. Пилипенко Н. В. Тепловые потери и энергетическая эффективность зданий и сооружений : учебное пособие. СПб. : Университет ИТМО, 2016. 54 c.

18. Хаванов П. А. Атмосферные газовые горелки автономных теплогенераторов // АВОК: Вентиляция. Отопление. Кондиционирование. 2003. № 1. С. 54-56.

19. Торопов А. Л. Исследование работы газовых клапанов конвекционных котлов малой мощности // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2020. № 3. С. 58-71.

20. Пухкал В. А. Исследование инерционности отопительных приборов // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. С. 269.