غلاية غاز التكثيف: تفاصيل التشغيل والإيجابيات والسلبيات + الفرق عن النماذج الكلاسيكية

يزعم بائعو المولدات الحرارية من نوع التكثيف أن كفاءة المعدات المبتكرة المقدمة لنا تتجاوز 100%. لكن يجب أن تعترف بأن هذا يتعارض قليلاً مع قانون الحفاظ على الطاقة، المألوف لنا جميعًا من دورة الفيزياء المدرسية. إذن ما هو اللغز؟

فمن ناحية، تعتبر مثل هذه التصريحات خدعة من قبل المسوقين. ومع ذلك، من ناحية أخرى، هناك ذرة من الحقيقة في تأكيداتهم التي تقنع المشتري. سنحلل بالتفصيل كيفية عمل غلاية التكثيف: المزايا والعيوب والتشغيل المحدد والتصميم يستحق دراسة مفصلة.

من أجل الحصول على فهم كامل لنوع معدات التكثيف، دعونا نقارنه بالنوع الكلاسيكي لمولدات الطاقة الحرارية. فيما يلي ميزات اتصالها وتشغيلها. دعونا نكشف أسرار الأداء الفائق.

غلاية تكثيف الغاز

يتم ضمان الكفاءة العالية لمولد حرارة غاز التكثيف من خلال وجود مبادل حراري إضافي في تصميمه. تقوم أول وحدة تبادل حراري قياسية لجميع غلايات التدفئة بنقل طاقة الوقود المحترق إلى المبرد. والثاني يضيف إلى ذلك الحرارة الناتجة عن استخلاص غاز العادم.

غلايات التكثيف تعمل على “الوقود الأزرق”:

• رئيسي (مخاليط الغازات مع غلبة الميثان) ؛
• خزان أو أسطوانة غاز (خليط من البروبان والبيوتان مع غلبة المكون الأول أو الثاني).

من المقبول استخدام أي نوع من الغاز.الشيء الرئيسي هو أن الموقد مصمم للعمل بنوع أو آخر من الوقود.

تعد غلايات غاز التكثيف أكثر تكلفة من نماذج الحمل الحراري التقليدية، ولكنها تتفوق عليها في تكاليف الوقود عن طريق تقليل استهلاك الغاز بنسبة 20-30٪.

يُظهر مولد حرارة التكثيف أفضل كفاءة عند حرق غاز الميثان. خليط البروبان والبيوتان أدنى قليلاً هنا. علاوة على ذلك، كلما ارتفعت نسبة البروبان، كلما كان ذلك أفضل.

وفي هذا الصدد، يعطي الغاز "الشتوي" لخزان الغاز كفاءة إنتاج أعلى قليلاً من الغاز "الصيفي"، لأن مكون البروبان في الحالة الأولى أعلى.

على عكس غلاية غاز التكثيف، في غلاية الحمل الحراري، يذهب جزء من الطاقة الحرارية إلى المدخنة مع منتجات الاحتراق. ولذلك فإن التصميمات الكلاسيكية تتمتع بكفاءة تصل إلى حوالي 90%. من الممكن رفعه إلى مستوى أعلى، لكنه صعب للغاية من الناحية الفنية.

اقتصاديا هذا غير مبرر. لكن في المكثفات، يتم استخدام الحرارة الناتجة عن احتراق الغاز بشكل أكثر عقلانية وكاملة، حيث يتم تجميع الحرارة المنبعثة أثناء معالجة البخار ونقلها نظام التدفئة. يؤدي ذلك أيضًا إلى تسخين سائل التبريد، مما يجعل من الممكن تقليل استهلاك الوقود لكل 1 كيلووات من الحرارة الواردة.

التصميم ومبدأ التشغيل

يشبه تصميم غلاية التكثيف في كثير من النواحي نظيره الحراري مع غرفة احتراق مغلقة. فقط بداخله يتم استكماله بمبادل حراري ثانوي ووحدة استرداد.

الملامح الرئيسية لتصميم مولد حرارة التكثيف هي وجود مبادل حراري ثان وغرفة احتراق مغلقة مع مروحة

تتكون غلاية تكثيف الغاز من:

• غرف احتراق مغلقة مع شعلة معدلة؛
• مبادل حراري أولي رقم 1؛
• غرف تبريد غاز العادم تصل إلى +56-57 ⁰ج (نقطة الندى)؛
• مبادل حراري للتكثيف الثانوي رقم 2؛
• مدخنة؛
• مروحة إمداد الهواء
• خزان المكثفات ونظام الصرف الخاص به.

يتم تجهيز المعدات المعنية دائمًا تقريبًا بمضخة دوران مدمجة المبرد. الخيار المعتاد مع التدفق الطبيعي للمياه عبر أنابيب التدفئة ليس له فائدة تذكر هنا. إذا لم يتم تضمين المضخة في المجموعة، فسوف تحتاج بالتأكيد إلى توفيرها عند إعداد مشروع أنابيب الغلاية.

تتشكل نسب إضافية من الكفاءة في غلاية التكثيف نتيجة تسخين الراجع عن طريق تبريد غازات العادم في المدخنة

تشمل غلايات التكثيف المعروضة للبيع دائرة واحدة و دائرة مزدوجةوكذلك في إصدارات الأرضية والجدران. في هذا فهي لا تختلف عن نماذج الحمل الحراري الكلاسيكية.

مبدأ تشغيل غلاية غاز التكثيف هو كما يلي:

1. يتلقى الماء الساخن الحرارة الرئيسية في المبادل الحراري رقم 1 من احتراق الغاز.
2. ثم يمر المبرد عبر دائرة التسخين ويبرد ويدخل إلى وحدة التبادل الحراري الثانوية.
3. نتيجة لتكثيف منتجات الاحتراق في المبادل الحراري رقم 2، يتم تسخين الماء المبرد باستخدام الحرارة المستردة (توفير ما يصل إلى 30% من الوقود) ويعود إلى الرقم 1 في دورة دوران جديدة.

للتحكم بدقة في درجة حرارة غاز المداخن، يتم تجهيز غلايات التكثيف دائمًا بموقد تعديل بنطاق طاقة يتراوح من 20 إلى 100% ومروحة إمداد بالهواء.

الفروق الدقيقة في التشغيل: المكثفات والمدخنة

في غلاية الحمل الحراري، يتم إنتاج منتجات احتراق الغاز الطبيعي CO₂يتم تبريد أكاسيد النيتروجين والبخار إلى 140-160 فقط ⁰ج. إذا قمت بتبريدها بالأسفل، فسوف ينخفض ​​تيار الهواء في المدخنة، وسيبدأ التكثيف الشديد في التشكل، وسوف ينطفئ الموقد.

في هذا التطور للوضع، جميع الشركات المصنعة مولدات حرارة الغاز الكلاسيكية نسعى جاهدين لتجنب ذلك من أجل تحقيق أقصى قدر من السلامة التشغيلية، وكذلك إطالة عمر معداتهم.

في غلاية التكثيف، تتقلب درجة حرارة الغازات الموجودة في المدخنة حوالي 40 ⁰ج. من ناحية، هذا يقلل من متطلبات المقاومة للحرارة للمادة أنبوب المدخنةولكن من ناحية أخرى يفرض قيودا على اختياره من حيث مقاومة الأحماض.

عند تبريدها، تشكل غازات العادم الصادرة عن غلاية الغاز مكثفات شديدة الحموضة تؤدي بسهولة إلى تآكل حتى الفولاذ

تصنع المبادلات الحرارية في مولدات الحرارة المتكثفة من:

• الفولاذ المقاوم للصدأ؛
• سيلومين (الألومنيوم مع السيليكون).

تتمتع كل من هاتين المادتين بخصائص مقاومة للأحماض. الحديد الزهر والفولاذ العادي غير مناسبين تمامًا لخزانات المكثف.

لا يجوز تركيب أنبوب المدخنة الخاص بغلاية التكثيف إلا من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك المقاوم للأحماض. الطوب والحديد والمداخن الأخرى ليست مناسبة لمثل هذه المعدات.

أثناء الاسترداد، يتكون المكثف في المبادل الحراري الثانوي وهو محلول حمضي ضعيف ويجب إزالته من سخان الماء

عند تشغيل غلاية تكثيف بقوة 35-40 كيلوواط، يتم تشكيل حوالي 4-6 لترات من المكثفات. بشكل مبسط، يصل إلى حوالي 0.14-0.15 لتر لكل 1 كيلو واط من الطاقة الحرارية.

في الواقع، هذا حمض ضعيف، محظور سكبه في نظام صرف صحي مستقل، لأنه سيدمر البكتيريا المشاركة في معالجة النفايات. وقبل تفريغه في نظام مركزي، يوصى أولاً بتخفيفه بالماء بنسبة تصل إلى 25:1.وبعد ذلك يمكنك إزالته دون خوف من إتلاف الأنبوب.

إذا تم تركيب المرجل في كوخ به خزان للصرف الصحي أو المركبات العضوية المتطايرة، فيجب أولاً تحييد المكثفات. وإلا فإنه سيقتل جميع النباتات الدقيقة في نظام العلاج المستقل.

يتم تصنيع "المعادل" على شكل حاوية بها رقائق رخامية يبلغ وزنها الإجمالي 20-40 كجم. ومع مرور المكثفات من الغلاية عبر الرخام، يزداد الرقم الهيدروجيني الخاص به. يصبح السائل محايدًا أو منخفض القلوية، ولم يعد يشكل خطورة على البكتيريا الموجودة في خزان الصرف الصحي وعلى مادة الحوض نفسه. يجب تغيير الحشو الموجود في هذا المعادل كل 4-6 أشهر.

من أين تأتي الكفاءة التي تزيد عن 100٪؟

عند الإشارة إلى كفاءة تشغيل غلاية الغاز، يأخذ المصنعون كأساس مؤشر القيمة الحرارية المنخفضة للغاز دون مراعاة الحرارة المتولدة أثناء تكثيف بخار الماء. في مولد الحرارة بالحمل الحراري، يتم فقدان الأخير تمامًا مع ما يقرب من 10٪ من الطاقة الحرارية أنبوب المدخنة، لذلك لا يؤخذ في الاعتبار.

ومع ذلك، إذا قمت بإضافة حرارة التكثيف الثانوية والحرارة الرئيسية من الغاز الطبيعي المحترق، فسوف تحصل على كفاءة تزيد قليلاً عن 100%. لا يوجد احتيال، مجرد أرقام صعبة قليلا.

عند حساب الكفاءة على أساس القيمة الحرارية العالية لغلاية الحمل الحراري، ستكون حوالي 83-85%، وبالنسبة لغلاية التكثيف ستكون حوالي 95-97%.

في جوهرها، فإن الكفاءة "الخاطئة" التي تزيد عن 100٪ تنشأ من رغبة الشركات المصنعة لمعدات توليد الحرارة في مقارنة المؤشرات المماثلة.

إنه مجرد أنه في جهاز الحمل الحراري لا يتم أخذ "بخار الماء" في الاعتبار على الإطلاق، ولكن في جهاز التكثيف يجب أن يؤخذ في الاعتبار. ومن هنا جاءت التناقضات الطفيفة مع منطق الفيزياء الأساسية التي يتم تدريسها في المدرسة.

إيجابيات وسلبيات سخان التكثيف

تشمل مزايا غلاية التكثيف ما يلي:

1. تقليل الانبعاثات الضارة بنسبة 60-70% (معظم ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين تذهب إلى المكثفات).
2. بالمقارنة مع نماذج الحمل الحراري، يتم توفير ما يصل إلى 30% من وقود الغاز لكل 1 كيلوواط يتم توليده.
3. أبعاد أصغر لمعدات تسخين الغاز بنفس القوة.
4. درجة حرارة منخفضة لمنتجات الاحتراق في المدخنة (فقط حوالي 40 ⁰مع).
5. إمكانية تركيب سلسلة من عدة غلايات.
6. تعدد الاستخدامات (مناسب لكل من مشعات التدفئة و"الأرضيات الدافئة").
7. وجود الأتمتة الذكية والاستقلالية الكاملة لمولد حرارة الغاز دون تدخل بشري.

يتيح لك النظام المتتالي المكون من مولدين أو ثلاثة مولدات حرارية تركيب غلايات منخفضة الطاقة تصدر ضوضاء واهتزازًا أقل أثناء التشغيل مقارنة بالطرز الأكثر قوة.

يؤدي ذلك إلى تبسيط عملية تركيب نظام التدفئة بالكامل ويسمح بتقليل الأبعاد. غرفة المرجل المنزلية. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل إمكانية التنظيم الأكثر مرونة لعملية توليد الحرارة، تزداد الكفاءة الإجمالية لاستخدام معدات توليد الحرارة.

يتم استرداد تكاليف غلاية التكثيف، مقارنة بغلاية الحمل الحراري التقليدية، في غضون 5 إلى 6 سنوات بسبب التوفير في الغاز الطبيعي

تشمل عيوب مولدات الحرارة التكثيفية ما يلي:

1. سعر مرتفع للمعدات (أعلى بمقدار 1.5 إلى 2 مرات من نماذج الحمل الحراري الكلاسيكية ذات القوة المماثلة).
2. مشاكل مع التخلص من المكثفات.
3. انخفاض الكفاءة عند استخدام المرجل في أنظمة التدفئة ذات درجة الحرارة العالية.
4. الاعتماد على الطاقة - تتطلب المروحة والأتمتة ومضخة الدوران الكهرباء للتشغيل.
5. يحظر استخدامه مع مضاد التجمد.

على الرغم من التكاليف الأولية الكبيرة، فإن غلاية التكثيف لها ما يبررها تماما من وجهة نظر اقتصادية. أثناء التشغيل، يتم إرجاع أكثر من جميع الأموال التي تم إنفاقها في البداية.

في روسيا، لا تزال هذه المعدات غير منتشرة على نطاق واسع. لا تزال غلاية الغاز ذات الاسترداد غير عادية للغاية ولم تتم دراستها إلا قليلاً في سوقنا. لكن الاهتمام بمولدات الحرارة هذه يتزايد تدريجياً.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

كيف يعمل مولد حرارة التكثيف:

بناء غلايات الغاز مع استخلاص بخار الماء:

جميع مزايا غلايات التكثيف:

إذا فهمت بعناية كيف وبأي مبادئ تعمل غلاية تكثيف الغاز، فمن للوهلة الأولى تصبح الكفاءة "غير الصحيحة" بنسبة 108-110٪ مفهومة تمامًا ومبررة بالأرقام.

يعد مولد الحرارة مع استعادة غاز العادم أكثر كفاءة بالفعل مقارنة بالتصميم الكلاسيكي. عيبها الخطير الوحيد هو المكثفات شديدة الحموضة، والتي يجب التخلص منها في مكان ما.

يرجى كتابة التعليقات في نموذج الكتلة أدناه. من الممكن أن يكون لديك معلومات يمكن أن تكمل مخزون المعلومات المقدمة في المقالة. اطرح الأسئلة وشارك تجربتك الخاصة في اختيار وتشغيل الغلايات من نوع التكثيف ونشر الصور حول موضوع المقال.