Для этого был создана принципиально новая конструкции котла, специально для работы в агрессивной среде. Так называемый гидронный котел, представляет собой многоходовую (в нашем случае, восьмиходовую) схему скоростного прохождения воды через теплообменник. Теплообменник представляет собой пучок медных труб с интегральным оребрением, заключенный между двумя чугунными коллекторами.
При этом достигнута такая технология оребрения, что, например, котел мощностью 675 кВт, занимающий около 1 м? площади, имеет более 27 м?поверхности теплообмена. Если также учесть, что теплопроводность меди в 5 раз выше, чем у стали, то становится понятным, почему теплообменник гидронного котла принимает тепла почти в 10 раз больше, чем это происходит в традиционных жаротрубных котлах.
Сам теплообменник размещен в газонепроницаемом кожухе из нержавеющей стали. Этот симбиоз высокой скорости воды и подборки стойких к коррозии материалов и дает результат. Ниже приведены достоинства гидронного котла.
— Стойкость к качеству подпиточной воды и теплоносителя. Благодаря высокой скорости и турбулентному режиму движения воды (более 2,0 м/с), накипь и взвесь смываются с нагреваемых поверхностей. Поток уносит эти отложения в гидравлический регулятор, где они и выпадают, т.к. в этом элементе скорость движения воды самая низкая в системе. Благодаря медным трубам и чугунным коллекторам не страшен котлу и растворенный в воде кислород. Котел, как наиболее важный и дорогой элемент тепловой схемы, должен «конструктивно» быть готовым к работе в возможных (по разным причинам) экстремальных условиях.
— Нет сложностей с низкотемпературной коррозией. В системе иногда могут возникать резкие снижения температуры. Это может быть обусловлено разными причинами: ошибками проектировщиков, возникшими неполадками в работе рециркуляционных насосов, автоматики управления и т.д. При этом чугунные котлы могут не выдержать огромных механических напряжений, которые возникают в разных частях секций. Обычно это заканчивается трещинами в них. Для стальных котлов дело обстоит еще хуже: возможен разрыв или поперечное изменение конфигурации труб. А возникающий конденсат на холодных поверхностях ведет к интенсивной коррозии стальных труб, находящихся в потоке дымовых газов. Гидроные котлы рассчитаны на работу в таком режиме.
— Устойчив к электролитической коррозии. Это стало возможным благодаря использованию меди в качестве материала для теплообменника, т.к. она обладает значительно более низким электрическим потенциалом, чем сталь и чугун.
— Малоемкий теплообменник. Как уже упоминалось выше, благодаря своей конструкции теплообменник гидронного котла принимает почти в 10 раз больше тепла, чем традиционный жаротрубный. В свою очередь, это позволяет значительно увеличить скорость прохождения воды и, в то же время, уменьшить водяной объем котла. К примеру, емкость котла мощностью 675 кВт может составлять чуть более 50 литров. Из этого следует, что котел, во-первых, имеет малый вес, а во-вторых, гораздо более безопасен, т.к. реальная опасность заключается именно в энергии воды, а не в тепловой нагрузке котла. Объем воды влияет и на экономичность работы котла. В переходные периоды отопительного сезона, когда температура колеблется в границах от +15°С до -7°С, происходят частые отключения котлов. Котлам с большой водяной рубашкой требуется время для нагрева всей массы воды. Гидронные котлы практически сразу после включения выходит на рабочие параметры.
— Отсутствие внутренних нарушений при тепловых ударах. В конструкции применена «плавающая» установка теплообменника в корпусе из нержавеющей стали. Это позволяет практически исключить такое понятие как «усталость и старение металла», так как отсутствуют механические напряжения, вызванные циклическим сжатием и растяжением медных труб от нагрева.
— Благодаря экологической чистоте может размещаться в курортных зонах. В гидронных котлах применяется микрофакельная горелка. Суть её работы заключается в следующем: цилиндр горелки имеет множество отверстий для принудительного прохождения газовоздушной смеси. На него натянута фибра из металлических жаропрочных нитей. Небольшие факелки цилиндра разбиваются фиброй на еще более мелкие. Такая система позволяет поддерживать устойчивое горение при низкой интенсивности и добиться более полного сгорания топлива, что повышает суммарную экономичность работы котла. Температура горения при этом ниже, чем у горелки с факелом, и, естественно, эмиссия NOx у гидронного котла ниже (39 мг/кВт час). Это позволяет применять его как в особо чистых зонах (санатории, курорты и т.д.), так и в особо загрязненных местах, к примеру, в центральных районах больших городов, где возникает необходимость в установке дополнительных котельных, а общий фон концентрации вредных веществ не дает возможности для увеличения нагрузок по выбросам.
