Lò hơi ngưng tụ khí là gì?
Lò hơi ngưng tụ khí ngày càng phổ biến trên thị trường vì chúng đã được chứng minh là thiết bị rất hiệu quả. Nồi hơi ngưng tụ có hệ số hiệu quả khá nghiêm trọng. Nó gần như là 96%. Trong khi ở các lò hơi thông thường, hiệu suất hầu như không đạt 85%. Nồi hơi ngưng tụ rất kinh tế. Những lò hơi này rất phổ biến ở Châu Âu, vì người Châu Âu có một vấn đề khá gay gắt về tiết kiệm nhiên liệu. Mặc dù chi phí của một lò hơi ngưng tụ hơi cao hơn một chút so với lò hơi thông thường, các thiết bị sưởi ấm bằng khí ngưng tụ có hiệu quả khá nhanh. Lò hơi kiểu này đang tự tin nhìn vào tương lai, vì nguyên lý hoạt động của chúng là hứa hẹn nhất hiện nay.
Thuật ngữ "nồi hơi ngưng tụ" có nghĩa là gì?
Thuật ngữ này xuất hiện trong cuộc sống hàng ngày tương đối gần đây, nhưng ngày nay nhiều chủ sở hữu hiểu nguyên tắc hoạt động của lò hơi, vì vậy mà tên này được gán cho nó. Lò ngưng tụ sử dụng nhiệt không chỉ từ khí đốt mà còn từ hơi nước, được thải vào khí quyển qua ống khói trong thiết kế lò hơi thông thường.
Để tách nhiệt năng từ nước ngưng, lò hơi ngưng tụ khí đặt trên sàn hoặc treo tường được trang bị các bộ trao đổi nhiệt lớn.
Trong một số kiểu máy, một bộ trao đổi nhiệt thứ cấp bổ sung được cung cấp, bộ trao đổi nhiệt này tương tác riêng với hơi nước. Một thiết bị thiết bị như vậy cho phép bạn đạt được các chỉ số hiệu quả tuyệt vời.
Lịch sử xuất hiện của nồi hơi khí ngưng tụ
Vào những năm 50 xa xôi, lần đầu tiên các mô hình nồi hơi ngưng tụ bắt đầu xuất hiện. Những mô hình này không hoàn hảo như ngày nay và đã trải qua nhiều thay đổi trong quá trình phát triển của chúng. Vâng, đã có trong những năm xa xôi đó, các nồi hơi kiểu này đã chứng minh các chỉ số khá nghiêm trọng về tiết kiệm nhiên liệu. Yếu tố quan trọng này vẫn là yếu tố chính khiến lò hơi điều hòa rất thu hút người mua.
Trong những năm đó, bộ trao đổi nhiệt làm bằng gang hoặc thép đã được sử dụng, khiến chúng có tuổi thọ ngắn. Dưới ảnh hưởng của nước ngưng, các lò hơi nhanh chóng bị hỏng do bị ăn mòn nghiêm trọng. Chỉ trong những năm bảy mươi, các vật liệu và công nghệ mới đã thay thế gang từ thép. Nhiều bộ phận của lò hơi, bao gồm cả bộ trao đổi nhiệt, bắt đầu được làm bằng thép không gỉ. Việc hiện đại hóa như vậy đã kéo dài đáng kể tuổi thọ của lò hơi ngưng tụ. Nhiều chuyên gia đồng ý với ý kiến Nhất trí rằng các nồi hơi loại này ở dạng hiện đại là thiết bị sưởi đáng tin cậy, rất thân thiện với môi trường và rất hiệu quả về mặt hiệu suất. Các chuyên gia cũng tin rằng lò hơi điều hòa không khí có một tương lai rất hứa hẹn. Ở Liên Xô, nghiên cứu cũng được thực hiện theo hướng này, nhưng công nghệ này không nhận được bất kỳ sự phát triển nghiêm túc nào.
Các loại ống khói
Ba loại cấu trúc chính của ống khói, mỗi loại có một lĩnh vực ứng dụng cụ thể:
- tường đơn;
- hai lớp (bánh mì sandwich);
- đồng trục.
Ống khói tường đơn
Ngay từ cái tên, rõ ràng đây chỉ là những đường ống và phụ kiện được làm bằng vật liệu tương ứng. Nó chỉ có thể được sử dụng trong nhà hoặc trong các kênh cách nhiệt (ví dụ, ống khói trong quá trình xây dựng lại).Thường được sử dụng để thải khí thải khi không khí được hút từ phòng lò hơi.
Nó cũng thường được sử dụng để sản xuất kênh cung cấp khí đốt từ đường phố. Tất nhiên, các ống dẫn khí này không có các yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ, hóa chất và độ kín. Đó là, chúng có thể được làm từ hầu hết mọi vật liệu có sẵn. Tuy nhiên, từ quan điểm về tính đồng nhất và dễ lắp đặt, loại ống khói một vách tương tự thường được sử dụng để xả khí thải.
Ống khói một bức tường không bao giờ có thể được sử dụng ngoài trời. Vấn đề chính là sự hình thành liên tục của nước ngưng trong kênh. Từ quan điểm kháng hóa chất, như đã nói ở trên, điều này không đáng sợ, nhưng có một nguy cơ lớn là đóng băng chất lỏng bên trong ống khói và hậu quả là thu hẹp phần dòng chảy của ống. Việc giảm lượng gió lùa tự nhiên do làm mát khí thải không phải là yếu tố quan trọng đối với loại nồi hơi này, vì chúng có quạt mạnh cung cấp giá trị áp suất dư cao.
Ống khói hai vách (bánh mì sandwich)
Các phần tử của loại ống khói này bao gồm hai ống đồng tâm có đường kính khác nhau, không gian giữa được lấp đầy bằng vật liệu cách nhiệt, thường là len đá không cháy. Không có yêu cầu đặc biệt nào về khả năng chịu axit và nhiệt đối với ống bên ngoài, chỉ cần khả năng chống chịu với điều kiện khí quyển (lượng mưa, tia cực tím) và độ bền cơ học. Vì vậy, trong trường hợp ống khói inox hai vách, ống bên trong và bên ngoài thường được làm bằng các mác thép khác nhau để tối ưu hóa chi phí. Có các tùy chọn với việc thực hiện ống bên ngoài làm bằng nhôm.
Ống khói hai vách có thể được sử dụng cả trong nhà và ngoài trời.
Do nhiệt độ thấp của khí thải và không có khả năng bị bỏng, trong trường hợp nồi hơi ngưng tụ, chỉ phần bên ngoài của ống khói thường được thực hiện với phiên bản hai vách và đối với phần bên trong, bạn có thể sử dụng ống một vách thông thường.
Ống khói đồng trục
Một lần nữa, dựa trên tên gọi, rõ ràng ống khói này là gì: hai ống đồng tâm với một khoảng trống giữa chúng.
Đặc điểm chính của loại này là nó được sử dụng cho cả việc thải khí thải (qua đường ống bên trong) và hút khí đốt (thông qua khoảng trống giữa các đường ống). Theo đó, khi sử dụng không phải liên tục đảm bảo lưu lượng khí đốt vào buồng lò hơi. Ngoài ra, không khí đi vào được đốt nóng bởi khói lò, do đó làm tăng hiệu suất tổng thể của phòng lò hơi.
Đặt ống khói đồng trục cũng chỉ được phép trong nhà, chiều dài của phần ngoài trời trong điều kiện của chúng tôi không được quá một mét. Một vấn đề phổ biến trong mùa đông lạnh giá là đóng băng ở cuối ống khói. Điều này xảy ra do sự làm mát mạnh của khí thải ở đầu ra khi tiếp xúc với không khí lạnh đi vào quá trình đốt cháy qua khe hở giữa các đường ống. Để giải quyết vấn đề này, bạn có thể cắt phần ống bên ngoài ở khu vực cuối ống khói để phát tán khí thải và khí nạp; hoặc sử dụng các tùy chọn mùa đông của nhà máy cho phần cuối của đường ống đồng trục.
Loại ống khói này được làm từ cả nhựa và thép không gỉ.
Nguyên lý hoạt động của nồi hơi ngưng tụ
Nguyên lý hoạt động của nồi hơi ngưng tụ
Nguyên tắc hoạt động của nhiều lò hơi gia nhiệt rất đơn giản. Nó chỉ bao gồm một hành động - đốt cháy nhiên liệu. Như bạn đã biết, khi đốt cháy nhiên liệu, một lượng nhiệt năng nhất định sẽ được giải phóng.Với sự trợ giúp của bộ trao đổi nhiệt, năng lượng nhiệt được truyền đến chất làm mát, và sau đó, với sự trợ giúp của sự lưu thông, nó đi vào hệ thống sưởi ấm. Sự tuần hoàn có thể được thực hiện cả cưỡng bức và bằng trọng lực. Phần lớn các nồi hơi hiện đại sử dụng tuần hoàn cưỡng bức của chất làm mát.
Trong lò hơi thông thường, một lượng nhiệt năng nhất định được tỏa ra qua đường ống ống khói. Nhiệt này có thể được loại bỏ và tái sử dụng. Đơn giản, một lò hơi thông thường làm nóng một phần bầu khí quyển bằng hơi nước, hơi nước được hình thành khi khí đốt cháy. Tính năng quan trọng nhất được ẩn ở đây. Theo nguyên lý hoạt động của chúng, nồi hơi khí ngưng tụ có thể lưu trữ và gửi trở lại hệ thống sưởi ấm năng lượng hơi nước mà trong một nồi hơi thông thường chỉ đơn giản là đi vào ống khói. Toàn bộ bí quyết của lò hơi kiểu ngưng tụ nằm ở bộ trao đổi nhiệt của nó.
Lò hơi ngưng tụ tập trung vào việc hấp thụ năng lượng được giải phóng khi hơi nước ngưng tụ. Năng lượng nhiệt tương tự sẽ được nước hấp thụ, năng lượng này quay trở lại và làm lạnh trước hơi nước đến nhiệt độ điểm sương, do đó giải phóng nhiệt năng. Nhiệt năng này phải được trả lại cho hệ thống gia nhiệt, do đó làm tăng hiệu suất của lò hơi ngưng tụ.
Hiện nay, tất cả các bộ trao đổi nhiệt cho nồi hơi ngưng tụ đều được làm bằng vật liệu chống ăn mòn. Chúng bao gồm silumin hoặc thép không gỉ. Một thùng chứa đặc biệt được cung cấp để thu gom nước ngưng trong nồi hơi ngưng tụ. Nước ngưng tụ dư thừa được thải ra ngoài bằng đường ống dẫn đến hệ thống thoát nước thải.
Condensate được coi là một chất lỏng khá ăn mòn. Vì vậy, ở một số quốc gia, nước ngưng phải được trung hòa trước khi xả xuống cống. Có những chất trung hòa cho quy trình này. Chất trung hòa là một loại vật chứa chứa đầy các hạt đặc biệt. Những hạt này có thể chứa magiê hoặc canxi.
Cách hoạt động của nồi hơi ngưng tụ
Nguyên lý hoạt động của nồi hơi ngưng tụ đã được biết đến từ lâu, nhưng người ta không thể sử dụng nó trong các thiết bị nồi hơi bằng gang và thép, vì nước ngưng tụ, có tính axit cao và có chứa khí cacbonic, gây ra hiện tượng ăn mòn thép và vật đúc. nồi hơi bằng sắt. Chỉ với sự ra đời của hợp kim chống ăn mòn và thép không gỉ, người ta mới có thể đưa công nghệ này vào sản xuất thiết bị lò hơi.
Như chúng ta đã biết, khi nguội đi, hơi nước lại chuyển sang trạng thái lỏng và tỏa ra một lượng nhiệt nhất định. Nếu chúng ta coi một lò hơi thông thường, thì trong quá trình hoạt động của nó, có một cuộc đấu tranh với quá trình ngưng tụ, và trong các lò hơi ngưng tụ, sự ngưng tụ chỉ được hoan nghênh. Thiết kế của họ cung cấp một bộ trao đổi nhiệt đặc biệt, trong đó quá trình ngưng tụ diễn ra và nhiệt thoát ra trong quá trình này được đưa đi cho hệ thống sưởi
Lò hơi ngưng tụ có hiệu suất 108-109%. Làm thế nào điều này có thể thực hiện được nếu theo định luật vật lý, hiệu suất không thể vượt quá 100%, vì tổn thất năng lượng trong bất kỳ quá trình nào là không thể tránh khỏi.
Ở nồi hơi không ngưng tụ, trong quá trình đốt khí, không phải toàn bộ nhiệt năng bị lấy đi mà chỉ lấy đi một phần lớn. Dòng nhiệt trong bộ trao đổi nhiệt chỉ được làm mát đến nhiệt độ 140-160 ° C; khi nó được làm mát đến nhiệt độ thấp hơn, gió trong ống khói giảm, nước ngưng tụ tích cực được hình thành, gây ăn mòn các phần tử lò hơi. Năng lượng nhiệt có thể thu được trong quá trình ngưng tụ trong các lò hơi thông thường không được sử dụng, nó được gọi là tiềm ẩn.
Nồi hơi khí ngưng tụ trong công việc sử dụng năng lượng tiềm ẩn trong hơi nước ngưng tụ, do đó, hiệu suất của chúng, so với hiệu suất của nồi hơi thông thường, vượt quá 100%. Phần tử chính của bất kỳ lò hơi nào là bộ trao đổi nhiệt. Có hai bộ trao đổi nhiệt trong cấu tạo của nồi hơi ngưng tụ. Chúng có thể tách biệt hoặc kết hợp (hai giai đoạn).Bộ trao đổi nhiệt đầu tiên hoạt động theo cách tương tự như trong các nồi hơi thông thường. Một dòng nhiệt đi qua nó, nhưng không nguội đi dưới điểm sương. Thiết bị trao đổi nhiệt ngưng tụ thứ hai loại bỏ nhiệt từ khí thải và làm mát nó xuống nhiệt độ thấp hơn điểm sương.
Hơi nước ngưng tụ trên thành của thiết bị trao đổi nhiệt thứ hai và tỏa ra nhiệt năng tiềm ẩn cho nước. Tại thời điểm này, nhiệt bổ sung được lấy từ các sản phẩm cháy, nhiệt độ của chúng ở lối ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt chỉ cao hơn 10-15 ° C so với nhiệt độ của chất làm mát.
Để giải quyết vấn đề ăn mòn do chất ngưng tụ xâm thực, các nhà sản xuất sử dụng vật liệu có khả năng chống ăn mòn và tấn công hóa học trong sản xuất nồi hơi (thép không gỉ, silumin (hợp kim nhôm-silicon)).
Ở Châu Âu, và đặc biệt là ở Đức, có những quy định yêu cầu phải trung hòa nước ngưng trước khi thải vào cống. Chất trung hòa là một bình chứa với các hạt magiê và kali. Khi đi qua các thuốc thử kiềm này, nước ngưng được trung hòa, khi thải ra cống sẽ không gây nguy hiểm cho môi trường. Ở Nga, các tiêu chuẩn vệ sinh không yêu cầu trung hòa nước ngưng, vì vậy nó chỉ đơn giản được thu gom trong một bể đặc biệt được cung cấp trong thiết kế lò hơi, và do đó, được thải vào cống ở dạng ban đầu. Trong các lò hơi có công suất đến 30 kw, dùng để sưởi ấm nhà riêng, khoảng 30 lít nước ngưng được hình thành trong 24 giờ hoạt động.
Cách xác định hiệu suất của lò hơi ngưng tụ
Ngày nay có nhiệt độ thấp và hệ thống sưởi truyền thống. Hệ thống nhiệt độ thấp bao gồm hệ thống sưởi dưới sàn. Các thiết bị ngưng tụ tích hợp rất tốt vào các hệ thống sưởi ấm này và cho thấy kết quả hiệu quả cao trong các hệ thống đó. Điều này là do các hệ thống sưởi ấm này cung cấp các điều kiện rất tốt để ngưng tụ tốt nhất. Nếu bạn lắp một cách chính xác một cặp từ lò hơi ngưng tụ cộng với sàn ấm, thì trong trường hợp này, bạn hoàn toàn không thể sử dụng bộ tản nhiệt. "Sàn ấm" sẽ đối phó hoàn hảo với nhiệm vụ sưởi ấm một căn phòng, không tệ hơn một hệ thống sử dụng bộ tản nhiệt. Tất cả điều này nhờ vào hiệu suất cao của lò hơi ngưng tụ.
Người ta thường tin rằng nồi hơi khí ngưng tụ có hiệu suất đáng kinh ngạc, thậm chí vượt xa 100%. Tất nhiên là không phải vậy. Các định luật vật lý nổi tiếng hoạt động ở khắp mọi nơi và chưa có ai hủy bỏ chúng. Vì vậy, những tuyên bố như vậy từ các nhà sản xuất không có gì hơn là tiếp thị.
Tuy nhiên, nếu với tất cả sự khách quan để tiếp cận vấn đề đánh giá hiệu quả nồi hơi khí ngưng tụ, thì chúng ta đạt được hiệu suất khoảng 95%. Chỉ số này phần lớn phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của thiết bị này. Ngoài ra, hiệu quả có thể được tăng lên bằng cách sử dụng tự động hóa "phụ thuộc vào thời tiết". Với thiết bị này, có thể đạt được điều khiển lò hơi khác biệt dựa trên nhiệt độ trung bình hàng ngày.
Ưu và nhược điểm của máy sưởi ngưng tụ
Lò hơi ngưng tụ có nhiều ưu điểm hơn đáng kể so với các lò truyền thống, điều này giải thích cho việc chi phí cao hơn. Nói cách khác, mức giá cao hơn sẽ được bù đắp trong tương lai gần bằng hình thức tiêu thụ khí đốt thấp hơn.
Ưu điểm của nồi hơi ngưng tụ
- Hiệu quả cao Thông thường, hiệu suất trong lò hơi vượt quá 100% thông thường, tỷ lệ phần trăm bổ sung thu được do làm mát khí thải và ngưng tụ hơi nước trong phần thứ hai của bộ trao đổi nhiệt. Nhờ đó, tiết kiệm đáng kể năng lượng tiêu thụ, đạt 35%.
- Hoạt động yên tĩnh Lò hơi có độ ồn rất thấp, làm tăng mức độ thoải mái.
- Thân thiện với môi trường Khi so sánh với lò hơi đối lưu, lượng khí thải độc hại giảm 80%.
Nhược điểm của nồi hơi ngưng tụ
- Giá cao Giá thành sẽ cao hơn 30-50% so với các loại nồi hơi truyền thống.
- Xử lý nước ngưng Nhu cầu xử lý nước ngưng không hoàn toàn là một bất lợi, vì đối với nồi hơi có công suất nhỏ hơn 28 kw có thể thoát ra cống.
- Mất hiệu quả trong hệ thống nhiệt độ cao Trong các ứng dụng nhiệt độ cao, nơi nhiệt độ dòng chảy và dòng chảy trở lại là 80/60 ° C, các chỉ số hiệu quả sẽ giảm xuống 98-99%.
Trung bình, một lò hơi 25 kW tạo ra 70 lít nước ngưng mỗi ngày.
Ống khói
Việc loại bỏ khí thải và cung cấp không khí cho buồng đốt trong lò hơi ngưng tụ được thực hiện cưỡng bức, vì các lò hơi loại này có buồng đốt kín. Bình ngưng khá an toàn vì chúng không cần ống khói truyền thống để sử dụng. Nồi hơi loại này sử dụng hệ thống hút khói đồng trục hoặc hai ống. Các hệ thống này được làm bằng nhựa, do bể ngưng tụ có nhiệt độ khí thải không đáng kể. Việc sử dụng các vật liệu rẻ tiền trong sản xuất hệ thống khử khói có thể làm giảm đáng kể chi phí của lò hơi.
Cấu tạo các bộ phận chính của nồi hơi ngưng tụ
Cấu tạo bên trong của nồi hơi ngưng tụ có chức năng đun nóng có phần giống với loại đối lưu tương tự.
Nó, giống như các loại khác, có tất cả các thiết bị chính ở dạng mạch làm nóng tác nhân gia nhiệt và mạch cấp nước nóng, thiết bị gas và bảng điều khiển. Tuy nhiên, bên cạnh điều này, có những đơn vị khác có thể thực hiện sơ đồ gia nhiệt ngưng tụ trong thực tế. Danh sách đầy đủ các thiết bị nồi hơi ngưng tụ có dạng như sau:
- Buồng đốt kín;
- Đầu đốt gas;
- Bộ trao đổi nhiệt buồng đốt để sưởi ấm;
- Bộ trao đổi nhiệt buồng đốt để cấp nước nóng;
- Buồng ngưng tụ;
- Bộ trao đổi nhiệt buồng ngưng tụ cho hệ thống cấp nước nóng và sưởi ấm;
- Ống khói;
- Tua bin để phun khí vào buồng đốt;
- Tua bin để loại bỏ khí thải;
- Bẫy ngưng tụ với một ống thoát nước đến hệ thống thoát nước thải hoặc một khối bổ sung để thu thập chất xúc tác với chất trung hòa;
- Bơm tuần hoàn;
- Thiết bị khí đốt;
- Ban kiểm soát;
- Thiết bị an ninh;
- Thiết bị điện.
Tôi có cần mua một nồi hơi ngưng tụ không?
Giống như nồi hơi khí truyền thống, có một số loại nồi hơi ngưng tụ:
- Loại thứ nhất là nồi hơi đặt trên sàn. "Napolniki" có công suất cao hơn, đôi khi đạt tới 320 kW và hơn thế nữa.
- Loại thứ hai là nồi hơi treo tường, công suất lên đến 120 kW.
Nếu cần tăng công suất, thì có thể kết hợp nhiều lò hơi gia nhiệt thành một cụm lò sưởi duy nhất. Các đơn vị khí ngưng tụ có các mục đích khác nhau, và do đó chúng có thể là mạch kép hoặc mạch đơn. Ngoài việc sưởi ấm, nồi hơi ngưng tụ mạch kép cũng tham gia vào việc chuẩn bị nước nóng, trong khi nồi hơi ngưng tụ mạch đơn chỉ tham gia vào việc sưởi ấm cơ sở.
Lò hơi loại này có hiệu suất rất cao, đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu nghiêm trọng nhất do các cơ quan có liên quan đặt ra đối với lò hơi gia nhiệt. Lò hơi ngưng tụ rất phổ biến trong các khu nghỉ mát, nhà nghỉ và các điểm du lịch khác. Đó là tất cả về hiệu quả và tính bền vững.
Một lò hơi khí ngưng tụ có lượng khí thải độc hại ít hơn nhiều, ít hơn gần 10 lần so với một lò hơi khí đốt thông thường.
Ưu điểm của nồi hơi ngưng tụ
- Rất nhỏ gọn;
- Chúng có trọng lượng nhẹ;
- Nồi hơi loại này có hiệu suất cao;
- Tụ điện có độ điều chế khá sâu;
- Được trang bị hệ thống hút khói rẻ tiền;
- Lò hơi loại này có hiệu suất môi trường rất tốt và không gây ô nhiễm môi trường;
- Các nồi hơi này thực tế không có rung động;
- Tiếng ồn thấp và đặc tính này làm cho chúng rất thoải mái khi sử dụng;
- Nồi hơi ngưng tụ rất kinh tế. Tiết kiệm nhiên liệu đôi khi lên đến 40%, điều này sẽ làm hài lòng những người mua tiềm năng.
