Дахова котельня для багатоповерхового будинку

К. Волчинський

У зв’язку з прийняттям нового ДБН В.2.5-20:2018 «Газопостачання», що набув чинності з 01.07.2019 р., в якому забороняється розміщення газових котлів у висотних будівлях, каскадні дахові котельні є наразі чи не єдиною альтернативою щодо облаштування теплового пункту у будинку з газовим опаленням. Компанія «Арістон Термо Україна» у своєму широкому асортименті продукції на ринку України, окрім електричних водонагрівачів і геліосистем, теплових насосів та «комерційних» котлів великої потужності (як підлогових, так і навісних), пропонує рішення для застосування газових конденсаційних котлів у дахових котельнях

Новобудови у центральних частинах міст, а також реконструйовані будівлі потребують облаштування децентралізованого опалення та ГВП. З огляду на обмежені можливості існуючих мереж теплопостачання та відомі усім труднощі з прокладанням нових тепломереж (особливо в місцях з існуючою історичною забудовою), зараз широко використовуються рішення по організації локальних теплових пунктів, що розраховані на опалення та гарячу водопідготовку лише для одного приміщення. Не завжди вдається розмістити цю котельню поруч з будівлею – потрібно витримувати протипожежний розрив, а це, інколи, неможливо, з огляду на обмеженість площі прилеглої ділянки землі біля приміщення. В такому разі котельні, що розміщуються на даху будівлі (так звані «дахові» котельні), виявляються чи не єдиним рішенням, на яке можна розраховувати. Застосування дахових котелень також має ряд переваг в порівнянні з наземними, а саме:

за рахунок відсутності довгих теплотрас дахові котельні мають високу енергоефективність;
вартість 1 Гкал тепла дахових котелень у середньому коштує в 1,4 рази нижче, порівняно із вартістю теплової енергії від централізованих систем;
дахові котельні не вимагають витрат на землевідведення та спорудження окремого будинку для котельні;
ефективна економія газу знижує локальні викиди в атмосферу;
забезпечується оптимальний керований тепловий режим «за потребою» тощо.

Дахові котельні також актуальні в якості додаткового джерела тепла з метою використання їх як основного джерела тепла від відновлювальних джерел, наприклад, геліоколекторних систем. Цей спосіб використання відновлювальної енергії, особливо для ГВП, наразі стає все більш популярним. Але через особливості клімату на території України, самостійно забезпечити потреби в теплі, особливо в зимовий максимум, одна сонячна геотермальна система нездатна, вона потребує «підтримки» від інших систем опалення. З огляду на те, що сонячні установки розташовуються на даху багатоповерхового будинку, а дахові котельні розміщуються поруч з ними, з’являється можливість ефективно і оперативно регулювати спільну комбіновану подачу тепла. При цьому, дахове перекриття самої дахової котельні також може бути використано як площа для монтажу геліоколекторів і / або фотовольтаїчних панелей.

Елементами дахової котельні багатоповирхового будинку є: котел (котли, каскад котлів), теплообмінник або гідравлічний сепаратор, розширювальний бак, система водопідготовки, насоси, запірна та регулююча арматура, комплект контрольно-вимірювальних приладів, апаратура керування котлами і котельні в цілому, труби для відводу рештків газів. Теплопункт такої котельні може розміщуватися в одному приміщенні з котельнею або окремо. Дахові котельні використовують стандартні фіттинги для підключення, отже, об’єднання їх з системами опалення будівлі не є проблемним. Теплообмінник використовується для того, аби гідравлічно роз’єднатися із системами опалення та, власне, системою водопідготовки. До дахових котелень висуваються додаткові вимоги – вони мають обмеження щодо звукоізоляції та вібрації.

Найбільш широковживаним та зручним джерелом енергії для дахових котелень є газ, а котловими агрегатами стають економічні конденсаційні одно- та двоконтурні котли, що поєднуються у каскад.

Дуже вдалим способом облаштування дахових котелень є використання навісних конденсаційних газових котлів. За рахунок навісного монтажу та трубній розводці (із регулюючою арматурою і допоміжними пристроями) є значна економія у площі, що буде займати приміщення дахової котельні.

У каскад можна поєднувати від 2 до 6–8 котлів, при цьому, кожен з них має можливість глибокої модуляції – 1:10. За рахунок цього можна набрати потрібну потужність (від декількох десятків кіловат до 1,2 МВт). Звичайно, дахові котельні можна використовувати не тільки у багатоповерхових будівлях, але й у невеликих будинках.

Для цього можна використовувати котли середньої потужності, як, наприклад, настінний одноконтурний конденсаційний котел серії Genus ONE з модуляцією 1:10 (потужність 24, 30, 35 кВт) та функцією повної модуляції насоса (див. рис. 1).

Рис. 1. Одноконтурний конденсаційний котел серії Genus ONE

Котли серії Genus ONE забезпечують повний контроль за усіма системами: завдяки можливості підключення, приладів Sensys, які керують роботою котла та інших пристроїв управління (гідравлічні модулі, сонячні системи, додаткові пристрої). На рис. 2 показаний випадок, коли (умовно) два котла у каскаді доєднані до керуючого пристрою RVS та застосовуються для системи опалення із декількома контурами опалення та ГВП – 2-а високотемпературними контурами, 4-а низькотемпературними та баком-накопичувачем для системи ГВП. Цим прикладом (рис. 2) ілюструються, але не обмежуються, можливості автоматики котлів для серії Genus ONE.

Рис. 2. Можливості окремого регулювання різних контурів опалення та ГВП для конденсаційних котлів серії Genus ONE

При роботі у каскаді котли серії Genus ONE мають особливості, що надають їм переваги при застосуванні саме у дахових котельнях:

максимальна тиша і акустичний комфорт: котли Genus ONE System обладнані спеціальним глушником забору повітря, додатковою
звукоізоляцією і функцією захисту від частих вмикань;
дуже точне регулювання потужності завдяки модуляції 1:10, відповідно до запиту щодо споживання тепла;
одноконтурні моделі забезпечені триходовим клапаном із сервоприводом і датчиком температури бака непрямого нагріву для можливості безперервної подачі гарячої води для системи ГВП, що реалізується завдяки підключенню до зовнішнього резервуару.
котли Genus ONE System виготовляються з надміцних композитних матеріалів: основний теплообмінник (спіральний) і теплообмінник ГВП (пластинчастий) з нержавіючої сталі, тому гарантують високу надійність і дуже тривалий життєвий цикл;
два фільтри механічної очистки – окремо в контурі опалення та ГВП. Система подачі води до ГВП має функцію захисту від утворення накипу і блокування циркуляційного насосу і триходового клапану;
конструкція запобігає замерзанню води в трубах, захищаючи не тільки настінний котел, але і всю систему в цілому;
вентилятор з автоматичним плавним регулюванням швидкості подає дуже точну пропорцію повітря у повітряно-газову суміш, що забезпечує повне згорання газу;
є можливість роботи за умов зниженого тиску газу, низького тиску і малого надходження води.

Для побудови каскаду навісних котлів та з метою отримання більшої загальної потужності котельні можуть знадобитись агрегати з більшою одиничною потужністю. Модельний ряд від Ariston має ще й навісні каскадні рішення з потужностями котлів 45, 65, 85, 100, 115, 150 кВт, окрім «побутової» лінійки , що обмежується максимальним рівнем у 35 кВт Це одноконтурні навісні конденсаційні котли. Плата керування котлами має шину даних BUS BridgeNet. Це означає, що такі котли при одиночного монтажу, за умови підключення до такої шини даних, мають можливість працювати з усіма аксесуарами і функціями, з якими працюють й котли «побутової» лінійки Ariston.

Котли 45, 65 кВт мають вбудований двошвидкісний насос. Тоді як котли потужністю 85, 100, 115, 150 кВт (див. рис. 3) не комплектуються циркуляційним насосом, тому що вони вибираються до всієї котельні загалом, відповідно до проекту, а не до кожного котлу окремо.

Рис.3. Котли Genus Premium Evo HP 85-150 кВт

Конденсаційні котли із підвищеною одиничною потужністю, які можна застосовувати для роботи в каскаді, більш ефективні у порівнянні з традиційними котлами та мають такі особливості:

утилізацію високої температури димових газів;
використання прихованого тепла у процесі конденсації водяної пари.

Головний теплообмінник таких котлів виготовлений з високоякісної нержавіючої сталі. Котли комплектуються термостатом перегріву, що розташований у випускному колекторі продуктів згоряння, та термозапобіжником.

Циліндричний преміксний пальник (тобто, пальник із попереднім змішуванням), корпус якого виготовлено з нержавіючої сталі з перфорованими стінками, може працювати як на природньому, так і на скрапленому газі. У деяких випадках використання скрапленого газу є доречним. Горіння відбувається на зовнішній стінці пальника із отворами малого діаметру. Отвори на внутрішній стінці мають більший діаметр, що забезпечує рівномірне постачання газу.

Котли 45, 65 кВт (рис. 4) призначені як для коаксіального (80/125 мм) димовидалення, так і для роздільного (з адаптером) 80/80 мм. Котли 85-150 кВт, також призначені як для коаксіального (з адаптером) 100/150 мм, так і для роздільного (100/110 мм) димовидалення.

Рис. 4. Котли Genus Premium Evo HP 45-65 кВт

Щодо каскадної установки, окрім самих котлів та автоматики до них, Ariston пропонує також монтажні рами, гідравлічні з’єднання, гідравлічні та газові колектори, групи безпеки, циркуляційні частотні модульовані енергозберігаючі насоси, каскадні системи димовидалення, гідравлічні сепаратори, теплоізоляцію до них та теплообмінники.

Існує декілька можливих типів монтажу (див., наприклад, рис. 5):

«у ряд на раму» (до 6 котлів включно);
«спина до спини» (до 8 котлів включно).

Тобто, якщо потрібна максимальна потужність одного каскаду 1,2 МВт, а модуляція кожного з котлів 1:4, це означає, що модуляція всього каскаду з восьми котлів складає 1:32, тобто, діапазон регулювання становить від 3% до 100% від загальної встановленої потужності.

Рис. 5. Приклад каскадної установки (3 шт. Genus Premium Evo HP 65 кВт)

Каскадна автоматика котлів має функцію рівномірного відпрацювання ресурсів, а саме – після завершення певного відрізку часу (годин, скільки працював котел) головним (першим) у каскаді призначається найменш відпрацьований котел. Точне значення ресурсу можна задати в технічному меню. Головний котел змінюватиметься почергово, один за одним, щоб загалом кожен з котлів у каскаді відпрацював приблизно однаковий робочий час, порівняно з іншими.

Каскадна автоматика котлів дозволяє організувати керування, залежне від погодних умов, з контролем до шести зон включно, з двома зонами нагріву ГВП. Всі датчики під’єднуються до каскадного контролера, також, цей контролер керує насосами, триходовими клапанами, тощо.

Завдяки конденсаційній технології, каскади з котлів серії Genus Premium Evo HP зберігають до 35% енергії та суттєво зменшують витрати на газ. Глибока модуляція кожного з котлів у каскаді забезпечує дуже широкий діапазон регулювання потужності каскаду в цілому, що за умов керування, яке залежить від погодних чинників за потреби дозволяє скоротити споживання енергії ще до 30% (в порівнянні з традиційними котлами).

Навісні котли підвищеної потужності, що рекомендовані для використання у дахових котельнях багатоповерховых будинків, виготовляються на заводі компанії, що входить до складу Ariston Thermo Group в місті Керкраде, Нідерланди. Разом із підтвердженою якістю обладнання та сервісними можливостями, що надаються фахівцями компанії, дахові котельні з каскадами навісних конденсаційних котлів – це вдалий вибір, що заощадить бюджет котельні протягом всього її тривалого робочого циклу.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!