Крышная котельная для административного здания

Размер имеет значение. Иногда это относится и к котельному оборудованию. Причём требования к габаритам и весу котлов могут возникать и при оснащении квартир и частных домов, где нехватка места — частая проблема, и при работе над котельными, питающими целые здания. Мы рассмотрим объект, на котором в силу сложившихся обстоятельств пришлось вручную поднимать котлы на крышу — и только благодаря малым размерам и весу конденсационных моделей удалось решить поставленные задачи.

Крышная котельная здания должна была обеспечивать нагрев теплоносителя для системы отопления, для подогрева воздуха в системе вентиляции, а также нагрев бытовой горячей воды

Объект — административное здание, расположенное в историческом центре Саратова по адресу ул. Московская, д. 49. Это шести­этажное строение с подвалом, спроектированное как здание коридорного типа. Общая площадь постройки — 4735,3 м2, строительный объём — 20 451,5 м3. Котельная должна была обеспечивать нагрев теплоносителя для системы отопления, для подогрева воздуха в системе вентиляции, а также нагрев бытовой горячей воды.

По плану здания котельная располагается на крыше, над перекрытием шестого этажа. Однако возводить котельную и оснащать её начали в период завершения строительства самого здания, и к этому моменту работавший на стройке кран уже был демонтирован. Без крана доставить на такую высоту крупногабаритное и тяжёлое котельное оборудование невозможно. Оставался только один выход — поднять котлы наверх через здание. В таких условиях ключевыми факторами становились их размеры и вес.

Котельная в здании расположена на крыше, над перекрытиями шестого этажа

Поэтому в качестве теплогенераторов для котельной были выбраны котлы Baxi Power HT 1.320 тепловой мощностью 294 кВт каждый. Размеры котла — 1455 мм в высоту, 692 мм в ширину, 1357 мм в глубину, вес — 344 кг. Хотя для своей производительности котлы весьма компактные и лёгкие, всё равно для подъёма без лифта и крана, по лестнице груз тяжеловат. И здесь очень к месту пришлась особенность конструкции Baxi Power HT 1.320: если снять внешний кожух котла, под ним открываются сквозные отверстия в корпусе, куда можно продеть стальные трубы. Это решение предусмотрено специально для облегчения транспортировки котлов, чем и воспользовались на рассматриваемом объекте. В результате на крышу были успешно подняты три котла.

Теплогенераторы

Baxi Power HT 1.320 — напольные одноконтурные конденсационные котлы, вертикально ориентированные, что облегчает их размещение в помещении. Каждый котёл оснащён современным и высокоэффективным теплообменником, изготовленным из силумина — сплава алюминия и кремния. Этот сплав устойчив к воздействию кислот, образующихся на теплообменнике при работе котла в конденсационном режиме. В модели установлена горелка полного предварительного смешивания, которая гарантирует низкий уровень выбросов NOx в отходящих газах. Горелка котла поддерживает модуляцию в диапазоне 1:6,5, поэтому он в состоянии снижать мощность в периоды неполной нагрузки и сжигать меньше газа. При работе в конденсационном режиме КПД Baxi Power HT 1.320 может достигать 110 %.

Монтаж котельной. Три котла Baxi Power HT 1.320 будут работать в каскаде

Котлы на объекте работают в каскаде. В зависимости от нагрузки они нагревают теплоноситель поочерёдно или все вместе, что уменьшает расход газа и снижает износ каждого отдельного котла. Каждый котёл оборудован BUS­интерфейсом OCI345, который обеспечивает информационный обмен между платами управления котлов. При этом один из них подключён к внешнему контроллеру Siemens AVS75 — он объединяет их в единую систему каскадного управления и служит для управления отопительными контурами.

Система отопления

Благодаря установленной автоматике в котельной реализовано погодозависимое регулирование температуры подачи. При этом изменение температуры контура вентиляции происходит за счёт изменения каскадного включения котлов и температуры в них. В отопительном контуре, питающем радиаторы, за регулирование температуры отвечает трёхходовой смесительный клапан с электроприводом, управляемым автоматикой котельной. Подмешивая к теплоносителю остывший из обратной линии, он понижает температуру подачи относительно контура вентиляции. Температура в третьем контуре — ГВС — постоянная.

На заднем плане — бойлер Baxi Premier Plus 500, нагревающий воду для системы ГВС здания

Поскольку котельная должны была обеспечивать также горячее водоснабжение здания, в её помещении установили бойлер Baxi Premier Plus 500 объёмом 500 л. Это водонагреватель промышленной линейки Baxi, оснащённый теплообменником­«змеевиком» с высокой площадью теплообмена. Внутренний бак из нержавеющей стали устойчив к коррозии, не требует дополнительной анодной защиты и рассчитан на долгий срок службы. Снаружи водонагреватель заключён в огнеупорный теплоизолирующий кожух из вспененного полиуретана толщиной 100 мм.

Каскад из трёх конденсационных котлов Baxi Power HT 1.320. Система отопления и вентиляции специально спроектирована таким образом, чтобы у котлов была возможность работать в конденсационном режиме

Максимальной энергоэффективности конденсационные котлы достигают при низких температурах обратного теплоносителя. В этом случае процесс конденсации водяных паров из продуктов сгорания на поверхности теплообменника протекает активнее, и котёл получает больше дополнительного тепла. Добиваясь снижения температуры обратного теплоносителя в высокотемпературном контуре вентиляции, специалисты установили теплообменники для нагрева воздуха с большим водозаполнением, а также подобрали такой расход теплоносителя через них, чтобы контур отдавал больше тепла и работал при параметрах 80/50 оС. Это позволило котлам работать в конденсационном режиме и за счёт повышенного КПД потреблять меньше газа.

Процесс пуско­наладки оборудования котельной и ввод в эксплуатацию не заняли много времени, поскольку режимную наладку котлов специалисты на заводе Baxi выполнили заранее.

Редакция благодарит начальника проектного отдела ООО НПО «Поволжская Энергетическая Компания» Антона Васильева за предоставленный материал.

Сайт компании ООО НПО «ПЭК»: www.pecsar.ru

Сайт компании ООО «БДР Термия Рус»: www.baxi.ru

Антон Васильев, начальник проектного отдела ООО НПО «Поволжская Энергетическая Компания»

Антон, расскажите, пожалуйста, о своей компании.

ООО НПО «Поволжская Энергетическая Компания» специализируется на выполнении комплекса работ по реконструкции энергетических хозяйств производственных и коммунально-бытовых объектов и по созданию новых мощностей.

Компания основана в 1999 году на базе Производственного объединения «Поволжская Энергетическая Компания» и Университетского научно-технического центра «Поволжская Энергетическая Компания» при Саратовском государственном техническом университете.

Компания располагает высококвалифицированными сотрудниками различных специальностей, а также необходимой материальной базой для проведения энергоаудита, проектирования, конструирования, изготовления нестандартного оборудования, монтажа, наладки и обслуживания энергетического оборудования.

Перечислю основные виды деятельности ООО НПО «Поволжская Энергетическая Компания»: проектирование систем теплоснабжения, отопления, кондиционирования, вентиляции, холодоснабжения, газоснабжения; проектирование паровых и водогрейных котельных, теплонасосных станций; проектирование мини-ТЭЦ на базе газо-поршневых, газотурбинных двигателей; проектирование и изготовление нестандартного энергетического оборудования; монтажные работы «под ключ» систем теплоснабжения, паровых и водогрейных котельных, мини-ТЭЦ, систем газоснабжения; энергетический аудит предприятий, энергетических сетей, анализ состояния эффективности энергопотребления.

Как давно работаете с оборудованием Baxi и De Dietrich? Какие преимущества моделей этих брендов могли бы отметить?

Первый опыт работы с оборудованием De Dietrich был около 15 лет назад и заключался в монтаже и вводе в эксплуатацию котельной с чугунными секционными котлами серии GT. Стоит отметить, что это была одна из первых котельных, реализованная нами с использованием каскадного управления котлами с помощью штатной автоматики. В последнее время наша компания отдаёт предпочтение конденсационной технике именно этих производителей. Её отличительная особенность — удобный и быстрый ввод котлов в эксплуатацию.

В статье мы рассмотрели крышную котельную здания. Есть ли какие-либо особенности в оснащении таких котельных, ограничения в применении в них того или иного оборудования? В чём «»плюсы и «минусы» размещения котельных на крыше?

Широкое применение крышные котельные получили в начале 2000‑х. Это было связано с появлением нормативных документов, разрешающих их использование (изменение № 1 СНиП II‑35–79 введено в действие в 1998 г.), и экономическими преимуществами крышного размещения котельной по сравнению с отдельностоящей, а именно экономией затрат на здание котельной, дымовые трубы, строительство тепловых сетей и т. д. Также применение крышных котельных более энергоэффективно по сравнению с отдельностоящими — за счёт снижения тепловых потерь при транспортировке теплоносителя, сокращения мощности насосного оборудования и пр. В тот период в крышных котельных устанавливали все возможные типы котлов: стальные водотрубные и жаротрубные, чугунные секционные. На сегодняшний день часть котельного оборудования, установленного в начале 2000‑х, выработала свой ресурс и нуждается в замене. При этом отметим, что применение жаротрубных котлов показало их высокую ремонтопригодность в условиях крышной котельной, так как все составляющие части котла без особых проблем можно поэлементно доставить в котельную на пассажирском лифте. Противоположные показатели ремонтопригодности у стальных водотрубных котлов, которые при выходе из строя необходимо менять на новые котлы. В данном случае единственным решением является применение современной конденсационной техники — она обладает малыми габаритами, а также допускает посекционную доставку в помещение крышной котельной с использованием лифта.

В настоящее время в крышных котельных работают как конденсационные котлы, так и низкотемпературные жаротрубные. В ноябре 2018 года вступил в силу новый нормативный документ СП 373.1325800.2018, регламентирующий требования к крышным котельным. Он вводит весовые ограничения на котельное оборудование, тем самым ограничивая применение жаротрубных котлов. Также данное ограничение по весу не позволяет использовать максимально эффективное (с развитой поверхностью теплообмена и большим водонаполнением) конденсационное оборудование.

При этом данный документ не является обязательным к применению при проектировании котельных установок, и в крышных котельных допустима установка любого типа водогрейного котла при обеспечении надёжности несущих конструкций теплоснабжаемого здания.

Востребованы ли конденсационные котлы в котельных большой мощности?

Котельные большой мощности, как правило, не являются индивидуальным источником тепла и применяются для теплоснабжения комплекса объектов, что приводит к необходимости использования тепловых сетей для транспортировки теплоносителя, а следовательно — к высоким температурным графикам. В данном случае конденсационные котлы либо невозможно применить в связи с ограничениями по максимальной температуре теплоносителя, либо они теряют свое основное преимущество в эффективности, так как фактически не эксплуатируются в конденсационном режиме. Поэтому конденсационные котлы в котельных большой мощности (10 МВт и выше) встречаются довольно редко.

Объект опубликован в объединённом выпуске «Лето 2019»
журналов «Инструменты» + «Всё для стройки и ремонта» + «GardenTools»
серии «Потребитель».

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь.