что это такое, устройство и принцип работы

Опубликовано: 13.08.2019

Время на чтение: 3 мин

22256

Экономайзер котла — это такое устройство, которое имеет большую историю эксплуатации. Название свое он берет от английского слова «economize» — «сберегать», а развитие получил в 1893 году месте с созданием в России первого водотрубного парового котла Шухова.

Сегодня такие агрегаты применяются повсеместно, когда вода подогревается в регенеративном цикле, начиная от индивидуального отопления до крупных энергетических систем генерации. Без использования этого простейшего устройства невозможно получить КПД котлоагрегатов на уровне 90-95 %.

СодержаниеПоказать

• 1 Для чего нужен экономайзер
• 2 Принцип работы
• 3 Как сделать своими руками
• 4 Установка экономайзера в системе

Для чего нужен экономайзер

Экономайзер экономит расход топлива, за счет использования тепла уходящих газов из топочного пространства котлоагрегата, при этом они теряют свою температуру на нагрев воды поступающей в котел. Чем больше температура питательной воды и меньше температура уходящих газов, тем выше КПД котла.

Рассчитывают поверхности нагрева экономайзера таким образом, чтобы температура газов на выходе из него была не ниже 55 С, во избежание образования конденсата в хвостовой части котла. Это очень негативное явление, поскольку при наличии воды из дымовых газов выделяется агрессивная серная кислота, разрушающая металлические поверхности нагрева.

Для увеличения теплосъема с единицы площади экономайзера, его трубную часть располагают в шахматном порядке или в виде пакетов змеевиков. Такая конструкция замедляет скорость движения уходящих газов, в связи, с чем увеличивается теплоотдача и газовая среда лучше нагревает воду.

Принцип работы

Для того чтобы максимально забрать теплоту дымовых газов разработчики решают две задачи:

1. Замедление скорости движения газов в межтрубном сечении поверхности нагрева.
2. Увеличение контакт дымовых газов через развитую поверхность нагрева экономайзера.

Для этого конструкционно экономайзер выполняют из пакетов труб с продольным оребрением. Такие трубы соединяются между собой по движению воды дугами. Пакеты устанавливаются в металлическом каркасе на расстоянии, достаточном для прохода газов.

В барабанных паровых котлах питательная вода в экономайзер поступает при помощи питательного насоса с давлением выше рабочего давления пара в котле. Вход осуществляется через специальные коллекторы. Вода и дымовые газы движутся по принципу противотока, то есть навстречу друг другу. Вода идет по трубному сечению, а газы по межтрубному.

Во фланцах оребренных труб устроены специальные канавки, в которые закладываются шнуровой асбест для защиты от перетоков газа. Движение уходящих газов принудительное и обеспечено разряжением, создаваемое дымососом.
Виды экономайзеров и их конструкция

В теплоэнергетике применяют различные виды экономайзеров, которые различаются по виду нагрева среды, материалу поверхности и вариантами компоновки:

1. Кипящего и некипящего типа.
2. Газовые промышленные, установленные в паровых или водогрейных котлах.
3. Изготовленные из стали или чугуна.
4. По взаимодействию с дымовыми газами — контактные и поверхностные.
5. По форме труб — ребристые и гладкотрубные.

Кипящие (стальные) и некипящие (чугунные) экономайзерные устройства различаются максимальной температурой нагрева питательной воды. Чугун отличается стойкими антикоррозионными и износостойкими качествами и способен вынести сильные гидроудары и механические усилия.

Но в нем нельзя нагревать воду до температуры кипения. Чугунные трубы при кипении воды лопаются. Процесс сопровождается резким снижением давления в паросиловом тракте котла, интенсивном парообразовании оставшейся воды, что приводит к взрыву парогенератора.

Стальные пакеты формируются трубами с диаметрами от 32 до 40 мм, установленных в шахматном порядке на общем каркасе, который не только закрепляет пакеты с необходимым просветом для прохода дымовых газов, но и несет весовую нагрузку многотонной конструкции.

На практике такая система способно выдержать повышенное давление и высокие скорости среды. Единственным недостатком, мешающим повсеместному использованию — является, низкие антикоррозионные свойства стали.

Поэтому для этого типа используются дорогостоящие марки нержавейки, их применение выбирают только, когда это экономически оправдано.

Как сделать своими руками

Монтаж экономайзера в домашних условиях вполне оправдан, поскольку в индивидуальных отопительных устройствах не используют среды с высокими параметрами по давлению и температуре, а значит, нет жестких требований по материалам и конструкции установки.

Технические условия для устройства экономайзера для автономного отопления:

1. Выбирают тип металла для конвекторной системы. Лучший вариант — пищевая сталь, которая увеличивается КПД и срок эксплуатации экономайзера. Не рекомендуется к использованию оцинкованной стали, поскольку при температуре свыше двухсот градусов, начинается процесс выделения токсических веществ.
2. Учитывают диаметр трубы, который обязан соответствовать размерам дымоотвода.
3. На внешней поверхности наваривают газовые карманы, для циркуляции. Их обычно выполняют из труб малого диаметра, пластин профиля.

Для выполнения монтажных работ используют сварочный агрегат и делают нарезку труб:

1. Основная труба для корпуса, с диаметром равным дымоходу – 0.5 м;
2. Труба вспомогательная диаметром 32-50 мм, длиною на 10 см короче основной, до 8 штук.

Порядок выполнения работ:

1. Трубы с меньшим диаметром приваривают по кругу на равном расстоянии внутри основной трубы.
2. Основную трубу термостойким герметиком соединяют с дымоходом и«надевают» для защиты базальтовый кожух.
3. Поверхность обрабатывают чёрной жаропрочной краской, для повышения теплоотдачи.
4. Можно для корпуса использовать трубу — 1 мм и лист металла — 0,5 мм. К трубе прикрепляют карманы из листа, сформировав равные волны и закрепив их клёпками. Работы проводят без использования сварочного агрегата.
5. Устройство размещают у основания дымохода.
6. Рядом с экономайзером не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы.

Установка экономайзера в системе

Поставка заводских экономайзеров происходит блоками. Перед монтажом изготавливают усиленный фундамент, способный нести нагрузку не только от трубных пакетов, но и от водяной среды. Блоки соединяют между собой по водному потоку калачами, а каркас закрепляется сваркой.

Импульсные камеры соединяются приваренными патрубкам. Безопасность газового короба усиливают взрывными предохранительными клапанами. Системы импульсной очистки устанавливается согласно проекту и расчетным схемам обвязки.

Во время монтажа между фундаментом и корпусом прокладывают асбест для плотности конструкции от поступления дымовых газов. Сверху приваривают по контуру стальную полосу, для противодействия выдувания уплотнений.

Порядок крепления экономайзера. Нижнюю раму приваривают к закладным элементам, установленным от камер газоимпульсной очистки. По окончанию монтажа устройства, проводят гидравлическое испытание.

Параметры давления в МПа и технология испытаний регламентируются заводом-изготовителем и должны соответствовать государственным нормам и правилам безопасной эксплуатации, предъявляемых к подобным сосудам.

Таким образом, подводя итог, можно отметить, что экономайзер служит для повышения эффективности котлоагрегата, конструкционно он не является сложным для изготовления его своими руками в домашних условиях.

Небольшие экономайзеры получили широкое распространение в отопительных бытовых системах бань, прачечных комплексах, больницах и общественных учреждениях.

Принцип работы экономайзера котла | Назначение

Экономайзеры служат в качестве теплообменников в системах котельного отопления. Их используют для предварительного нагрева воды перед поступлением в котел с помощью выходящих дымовых газов. В результате снижается объем потребляемого топлива и уровень парообразования, повышается эффективность отопления и исключаются гидравлические удары в системе.

Назначение устройств зависит от типа: индивидуальные применяют для одного котла, групповые — для двух и более.

Экономайзеры изготавливают из стальных или чугунных труб длиной два или три метра с оребрением, которые соединяют между собой дугами и объединяют в пакеты. Сформированные пакеты устанавливают в каркас на расстоянии 65 см друг от друга и крепят калачами.

Крепление проводят фланцевым способом. Чтобы исключить перетоки газа, в канавки фланцев дополнительно устанавливают шнуровой асбест. Каркас с внутренней стороны обшивают теплоизоляционным материалом и металлическими листами. Крышки и щиты крепят с помощью болтов по торцам оборудования с дополнительным уплотнением. Рабочая среда поступает в систему с помощью коллекторов, которые отвечают за прием и распределение воды.

Их устанавливают двумя способами:

• для котлов небольшой мощности используют одностороннее расположение;
• в системах с широкой лицевой стенкой крепят по двум сторонам симметрично или рядом с конвективной шахтой.

Снаружи стенки обкладывают кирпичами или обшивают стальными листами в два слоя с изоляцией. Для предотвращения преждевременного испарения всей воды предусматривают рециркуляционную линию, которая соединяет входной коллектор и барабан. Управление проводят с помощью регулировочного вентиля: открывают при отключении котла и его растопки, закрывают при работе.

Экономайзеры производят следующих видов.

• Контактные — используют в сетях гражданского и промышленного назначения для подогрева среды при организации горячего водоснабжения.
• Поверхностные разделяют на теплофикационные, которые применяют для подогрева воды в системах отопления, и питательные — для питания котлов.

Материал, из которого изготавливают устройства, зависит от максимального давления. При 2,4 МПа используют чугун, свыше 4,0 МПа — сталь.

Выделяют кипящие и не кипящие типы изделий. В первых допустимо закипание воды и ее испарение в объеме не больше 25%, а входная температура среды не должна опускаться ниже 65°С.

Монтаж

Блочные экономайзеры поставляют в виде отдельно собранных блоков, которые удобно транспортировать на большие расстояния. Их устанавливают на заранее подготовленное основание путем соединения калачами, сварки элементов и подключения системы очистки, газового короба, коллекторов.

Закрепляют на фундаменте путем приварки нижней рамы к закладным участкам. Предварительно прокладывают лист асбеста для обеспечения газоплотности, который фиксируют тонкой металлической лентой.

По завершению монтажа проводят гидравлические испытания и устраняют выявленные неточности и возможные участки разгерметизации. По завершению осуществляют финишную теплоизоляцию по проекту котельной.

Что такое экономайзер и какую пользу он может принести моей коммерческой установке HVAC?

Если вы являетесь управляющим недвижимостью, владельцем здания или управляющим коммерческим предприятием, вы, вероятно, заинтересованы в экономии денег на охлаждении вашего коммерческого здания. Дело в том, что многие владельцы коммерческих зданий просто слишком много платят за коммунальные услуги, потому что не знают о современных решениях. Одним из менее известных элементов системы HVAC, который может иметь огромное значение для ваших затрат на электроэнергию, является экономайзер HVAC.

Вы можете подумать, что «экономайзер» для HVAC, безусловно, звучит как хорошая идея, особенно в Сан-Антонио и других районах Центрального Техаса, где счета за коммунальные услуги могут сильно ударить по чистой прибыли бизнеса. Итак, что такое экономайзер и какую пользу он может принести вашему коммерческому объекту?

Что такое экономайзер?

Экономайзер является частью наружной системы, чаще всего устанавливаемой на крыше, системы ОВКВ для коммерческих зданий. Экономайзер оценивает температуру наружного воздуха и даже уровень влажности. Когда уровень наружного воздуха соответствует требованиям, он использует наружный воздух для охлаждения здания. Экономайзеры HVAC используют логические контроллеры и датчики для получения точных данных о качестве наружного воздуха. Поскольку экономайзер определяет правильный уровень наружного воздуха для подачи, он использует внутренние заслонки для контроля количества воздуха, который втягивается, рециркулирует и выбрасывается из вашего здания.

Почему экономайзер — хорошая идея для моей коммерческой недвижимости?

Экономайзеры ОВКВ имеют множество преимуществ, которые могут сделать их наиболее охраняемым секретом в мире коммерческого ОВКВ. На самом деле, в промышленности мы называем экономайзеры «свободным охлаждением». Вот почему мы рекомендуем экономайзеры для наших коммерческих заказчиков систем ОВКВ.

1. Экономайзеры снижают потребление энергии, что означает снижение затрат на энергию. Вместо того, чтобы полагаться на постоянное охлаждение вашего кондиционера, вы можете использовать наружный воздух, который сделает эту работу за вас. Чем меньше работает ваш кондиционер, тем меньше ваш счет за коммунальные услуги.
2. Экономайзеры сокращают объем работы, выполняемой вашим кондиционером, продлевая срок службы вашей системы. Помимо снижения затрат, снижение износа вашей системы HVAC означает меньшее техническое обслуживание, меньшее количество поломок и, в целом, более длительный срок службы вашей системы.
3. Экономайзеры улучшают качество воздуха в помещении за счет усиления вентиляции. Многие здания, особенно старые, не были спроектированы с учетом современной вентиляции. Экономайзер может улучшить качество воздуха, подавая свежий воздух и удаляя спертый воздух из вашего здания. Академическое исследование, опубликованное Университетом Северного Техаса, показало, что экономайзеры обеспечивают экономию до 16 000 долларов в год благодаря сокращению больничных дней из-за загрязнителей воздуха.

Какие существуют типы экономайзеров и как они работают?

Доступны различные типы экономайзеров в зависимости от потребностей здания и различных бюджетных требований.

• Сухой термометр – экономайзер самого простого типа. Он использует датчик для оценки разницы между внутренней температурой и температурой наружного воздуха. К сожалению, экономайзер с сухим термометром не лучший выбор для Сан-Антонио, учитывая нашу влажность. Экономайзеры с сухим термометром эффективны только в засушливом климате.
• Одинарная энтальпия (влажный термометр) – этот экономайзер является более совершенным, чем экономайзер с сухим термометром. Он оценивает температуру воздуха, а также влажность и используется в большинстве систем HVAC. Одиночный энтальпийный экономайзер составляет подавляющее большинство того, что мы рекомендуем и устанавливаем для коммерческих зданий в центральном Техасе.
• Дифференциальная энтальпия – Еще более продвинутый, этот экономайзер использует два или более датчиков для измерения возвратного воздуха, а также наружного воздуха. Мы ожидаем увидеть этот вариант в более сложных сценариях, где, например, одна большая система направляет воздух в любое место от пяти до двадцати зон через вторичные воздухообрабатывающие устройства.

Как узнать, есть ли у меня экономайзер?

Владельцу объекта или управляющему может быть трудно понять, есть ли у вас экономайзер и работает ли он точно так, как должен. Не продолжайте платить больше, чем вам нужно, чтобы ваша недвижимость была комфортной. Позвоните дружелюбным специалистам North East Air Conditioning, чтобы узнать больше о том, как экономайзер может помочь вам сэкономить деньги, увеличить срок службы вашего блока HVAC и улучшить качество воздуха в помещении.

Что такое экономайзер и как он работает?

По

• Роберт Шелдон
• Марк Фонтеккио

Что такое экономайзер?

Экономайзер — это механическое устройство, которое уменьшает количество энергии, используемой для охлаждения центра обработки данных или других зданий. Он интегрирован в системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) здания, поэтому его иногда называют экономайзером ОВКВ. Экономайзер использует наружный воздух для регулирования температуры в помещении и повышения энергоэффективности.

Экономайзеры

обычно используются в центрах обработки данных, чтобы снизить зависимость от охлаждающих устройств, таких как чиллеры, компрессоры или кондиционеры компьютерного зала. Экономайзеры могут помочь снизить энергопотребление центра обработки данных и связанные с этим расходы при переходе к более экологичной вычислительной среде. Экономайзеры также могут продлить срок службы охлаждающих устройств, что приведет к дополнительной экономии. Они могут даже улучшить качество воздуха в помещении, в зависимости от типа экономайзера.

Экономайзеры предлагают наибольшие преимущества в более прохладном климате, но их использование не ограничивается холодными регионами. Экономайзер может помочь снизить потребление энергии в более теплом климате в холодные месяцы или ночью, когда температура падает. Пока температура и влажность окружающей среды находятся в желаемом диапазоне, экономайзер может быть чрезвычайно полезным.

Государственные органы и профессиональные организации, такие как ASHRAE, предоставляют рекомендации и рекомендации по эффективному использованию экономайзеров. Среди них — Стандарт ANSI/ASHRAE/IES 90.1-2019 — Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых зданий, отраслевой стандарт энергоэффективного проектирования зданий. Стандарт также включает информацию о двух основных типах экономайзеров: на стороне воздуха и на стороне жидкости.

Центры обработки данных обычно используют экономайзеры, чтобы снизить зависимость от охлаждающих устройств.

Что такое экономайзер на стороне воздуха?

Экономайзер на стороне воздуха интегрирован в систему вентиляции здания. Когда наружная температура и влажность достигают заданных значений, экономайзер втягивает более холодный наружный воздух в центр обработки данных и направляет более теплый внутренний отработанный воздух наружу. В определенных обстоятельствах, например, в очень холодном климате, экономайзер может смешивать отработанный воздух с наружным воздухом для достижения оптимального уровня температуры и влажности.

Использование экономайзера на стороне воздуха требует тщательного контроля и регулирования уровня влажности. Обычно рекомендуется, чтобы в центре обработки данных поддерживалась относительная влажность от 40% до 60%. Однако, по данным 2020 отчет от ASHRAE, в среде с высоким уровнем коррозии меди и серебра может потребоваться поддержание более низкой относительной влажности, возможно, ниже 50%.

Экономайзер на воздушной стороне включает в себя систему автоматического управления регулировкой вентиляционных заслонок, регулирующих поток воздуха. Если экономайзер находится в центре обработки данных, он также обычно содержит фильтры для улавливания твердых частиц, которые могут повредить оборудование. Эти фильтры устанавливаются в воздуховоде, который соединяет внешнюю среду с внутренней частью центра обработки данных.

Экономайзеры уменьшают количество энергии, используемой для охлаждения центра обработки данных или других зданий. Организации могут использовать показатель, называемый эффективностью использования энергии (PUE), для определения энергоэффективности центра обработки данных.

Что такое жидкостный экономайзер?

Жидкостный экономайзер использует другой подход к охлаждению центра обработки данных. Вместо того, чтобы закачивать наружный воздух непосредственно в здание, он использует этот воздух для снижения температуры хладагента в системе охлаждения здания. Этот метод снижает потребность в механическом охлаждении для снижения температуры охлаждающей жидкости. Обычные жидкости, используемые в жидкостных экономайзерах, включают воду, гликолевые смеси и хладагенты. Именно из-за использования воды этот тип экономайзера часто называют водяным экономайзером.

Экономайзеры на стороне жидкости обычно используются в центрах обработки данных с установками водяного или воздушного охлаждения с водяным охлаждением. Они используют испарительную охлаждающую способность градирни, что позволяет использовать экономайзер вместо чиллера и, соответственно, снизить потребление энергии и затраты. Экономайзеры со стороны воды часто работают ночью или в зимние месяцы, используя более прохладный окружающий воздух для снижения температуры охлаждающей жидкости.

Экономайзеры на стороне жидкости имеют преимущество перед экономайзерами на стороне воздуха, поскольку они не закачивают наружный воздух в центр обработки данных. В результате нет необходимости обновлять системы вентиляции, обслуживать оборудование для фильтрации воздуха или контролировать уровень влажности. Однако экономайзеры на стороне воздуха можно использовать в более широком диапазоне температур, что позволяет использовать их чаще и в большем количестве мест.