•  тестирование входных и выходных каналов;
•  автоматический розжиг, перевод в рабочее состояние и останов в соответствии с заданным алгоритмом;
•  автоматическое регулирование теплопроизводительности в зависимости от задания;
• аварийное отключение подачи газа с запоминанием первопричины аварии;
• включение внешнего источника звукового сигнала при возникновении аварийной ситуации;
• отображение на экране дисплея информации на протяжении всего процесса работы;
• защитное отключение горелки при прекращении подачи питающего напряжения (при возобновлении подачи питающего напряжения самопроизвольный пуск не производится);
• включение внешнего источника звукового сигнала при отклонении
• рабочих параметров от допустимых (предупредительная сигнализация).

Природный газ поступает в горелку через патрубки входа газа.Во время розжига горелки по заданной программе происходит поджегосновного факела запальником.Высокотемпературные продукты сгорания нагревают проточную воду,находящуюся в нижней прямоугольной камере. В процессе теплообменаохлажденные продукты сгорания поступают в контактный теплообменник, азатем, отводятся в атмосферу через дымовую трубу. Нагрев воды вводонагревателе организован в две стадии: продуктами сгорания вконтактном теплообменнике и высокотемпературными продуктами сгоранияприродного газа через стенки и экранные трубы камеры сгорания. Вода изтепловой сети подается через патрубок на крышке в контактную камеру,откуда стекает без напора в водяную емкость нижней части корпусаводонагревателяНагретая вода через патрубок, расположенный в верхней части корпуса,внешним насосом подается в трубопровод прямой сетевой воды.Контактные и контактно-поверхностные водонагреватели по сравнению ссуществующими водогрейными котлами имеют ряд отличительныхособенностей.

 2. Используется скрытая теплота конденсации водяных паров,содержащаяся в продуктах сгорания.  

При работе контактных водонагревателей отходящие газы охлаждаются ниже точки росы. Такое глубокое охлаждение дает возможность использовать почти всю скрытуютеплоту конденсации водяных паров, которая раньше считалась неизбежнойпотерей. В результате этого эксплуатационный КПД контактныхводонагревателей, установленных в системах горячего водоснабжения,достигает 95—96%, считая по высшей теплоте сгорания топлива. С увеличением коэффициента избытка воздуха в продуктах сгораниявеличина скрытой теплоты конденсации водяных паров изменяетсянезначительно. Например, при = 1,5 величина Qконд возрастает на 1,5—2%.Увеличение КПД газового контактного водонагревателя при глубокомохлаждении продуктов сгорания (когда используется 100% скрытой теплотыконденсации водяных паров) Однако при эксплуатации контактных водонагревателей невозможновсегда использовать 100% тепла конденсации водяных паров, так какглубина охлаждения продуктов сгорания зависит от температурыпоступающей в аппарат воды, плотности орошения контактной камеры,времени контакта газов с водой и т.д.  Взависимости от колебания коэффициента избытка воздуха при охлаждениигазов до 30—350С из них выделяется 80—90% скрытой теплоты конденсацииводяных паров. Поэтому в эксплуатации нет необходимости добиватьсяобязательного охлаждения продуктов сгорания до более низких температур. 

3. Контактные водонагреватели не подлежат регистрации в местныхорганах Госгортехнадзора. 

 Это объясняется тем, что внутри существующих контактных и контактно-поверхностных водонагревателей не создается избыточного давления, превышающего атмосферное, в силу чего вода в них не может нагреваться выше 100°С. Таким образом, можно считать, чтоконтактные водогрейные аппараты по степени безопасностианалогичны бытовым самоварам или газовым кипятильникам, которыеустанавливаются в предприятиях общественного питания.

 4. В контактных аппаратах происходит естественная деаэрациянагреваемой воды. 

 Деаэрация воды происходит сначала в контактной камере,а затем в водосборнике. Холодная водопроводная вода, подаваемая вверхнюю зону контактной камеры, содержит кислород в количестве 5—8мг/л. При непосредственном соприкосновении водопроводной воды спродуктами сгорания, в составе которых отсутствует кислород, в контактнойкамере происходит естественная деаэрация воды. Движущей силойдеаэрации в контактной камере является разность парциальных давленийкислорода, содержащегося в воде и газах. Наибольшая степень деаэрациинаблюдается в противоточной контактной камере (нагреваемая водадвижется сверху вниз, а продукты сгорания снизу вверх) и при наличиидостаточно развитой поверхности контакта. На выходе из контактной камеры нагретая вода обычно содержит кислород в количестве 1,8-2,5 мг/л. Водосборник контактно-поверхностного водонагревателя представляетсобой термический деаэратор, работающий при атмосферном давлении, При дальнейшем нагреве воды в водосборнике парциальное давление водяныхпаров над водой резко возрастает, а парциальное давление растворенных вней газов понижается, вследствие чего уменьшается и их растворимость.Когда вода достигает температуры кипения, то парциальное давлениекислорода и его растворимость уменьшаются в воде почти до нуля.Выделение из воды кислорода происходит за счет разности парциальныхдавлений в толще кипящей воды и этого же газа в непрерывно удаляемойпаровой фазе, находящейся над зеркалом воды. 

5. В контактных водогрейных аппаратах возможен нагрев жестких идаже артезианских вод без предварительного умягчения.  

При нагреве до 100°С из воды могут выпадать в виде накипи и шлама только соликарбонатной жесткости. Некарбонатные соли выпадают в осадок, если водапересыщена этими солями (в условиях выпаривания или при нагреве дотемпературы свыше 100°С). В контактных и контактно-поверхностных водонагревателях наблюдается испарение воды в водосборнике. Количество испарившейся воды поотношению ко всей ее массе составляет менее 0,5%. Практически испарениеводы отсутствует. Поэтому в виде накипи на поверхности камеры сгоранияне могут выпадать некарбонатные соли (CaS04, MgS04). Существует лишьвозможность для выпадений в осадок солей временной жесткости, а именно:карбоната кальция (СаСОз) и карбоната магния (МgСОз). Эти реакции происходят лишь в том случае, когда в воде образуетсянедостаток равновесной углекислоты. Чем меньше в нагретой водесвободной углекислоты и чем выше ее нагрев, тем больше будет выпадать восадок соли СаСО3 и МgСО3. Если же создать такие условия, когда сувеличением температуры воды количество содержащейся в ней свободнойуглекислоты будет возрастать (превышать равновесную концентраций), тораспад бикарбонатов будет невозможен. Этот процесс и происходит в контактной камере водогрейного аппарата, когда потоки нагреваемой воды соприкасаясь с продуктами сгорания газового топлива интенсивнонасыщаются углекислотой. Если холодная водопроводная вода содержитСО2 в количестве 12-15 мг/л, то на выходе из контактной камеры в водеможет содержаться СО2, равное 70-180 мг/л. Величина СО2 будет зависеть оттемпературы нагреваемой воды, времени ее контакта с газами, плотностиорошения контактной камеры и жесткости воды. Практика эксплуатациипоказывает, что безнакипный режим работы контактно-поверхностныхаппаратов может осуществлять при температуре нагреваемой воды 97-99°С икарбонатной жесткости 2—2,5 мг-экв/л. С увеличением карбонатнойжесткости безнакипный режим может быть получен только при сниженииконечной температуры нагрева. Так, артезианская вода с карбонатнойжесткостью 5,8-6 мг-экв/л не дает отложений накипи, если конечнаятемпература ее нагрева в нижней части водонагревателя не превышает 60-650С.

 6. Контактно-поверхностные водонагреватели могут самоочищаться oтнакипи.  

Этот процесс имеет место, если радиационная поверхность камерысгорания, покрытая солями временной жесткости, будет непрерывноомываться водой, содержащей большое количество агрессивнойуглекислоты. При этом накипь, отложившаяся на поверхности камерысгорания, будет постепенно растворяться в воде. В данном случае соливременной жесткости (карбонаты кальция и магния) под воздействиемагрессивной углекислоты будут растворяться в воде и переходить вбикарбонаты кальция и магния. Способ самоочистки проверен на практике,прост и не требует никаких первоначальных затрат. Предположим, чтоповерхность нагрева камеры сгорания контактного аппарата, в которыйподается артезианская вода с карбонатной жесткостью 5,8—6 мг-экв/л,покрылась накипью, для этого следует воду в топке нагревать дотемпературы не более 55-60°С. В такой воде содержится значительноеколичество агрессивной углекислоты, которая будет растворять накипь.После 10—12 дней эксплуатации аппарата поверхность его нагревасовершенно очистится от накипи. 

7. Газовые контактные аппараты взрывобезопасны в эксплуатации. 

 При нарушении правил розжига переведенных на газ котлов, негерметичныхзадвижках газовой аппаратуры и вышедшей из строп защитной автоматикетопка и газоходы котлов могут заполниться взрывоопасной газовоздушнойсмесью. Если в такую газоопасную среду попадает источник воспламенения,то происходит взрыв.При взрыве внутри топки и газоходов возникает давление. Чтобы иметьпредставление о том, какая сила при взрыве воздействует на единицуплощади внутренней поверхности котла, произведем расчет исходя из того,что природный газ состоит в основном из метана (-92%) и что с воздухомприродный газ представляет собой стехиометрическую смесь (10% метана и90% воздуха). Давление при взрыве этой смеси можно с достаточнойстепенью точности определить по формуле  В результате мгновенного действия взрывной волны на стенки котла они получают значительные повреждения или разрушаются, несмотря на наличие взрывопредохранительных клапанов, расположенных вкирпичных стенках котлов и в боровах.

Разрушение кирпичных стенокпроисходит от того, что существующие конструкции котлов неприспособлены для сжигания газового топлива. Чтобы взрывыгазовоздущной смеси в топках и газоходах не приводили к повреждениям,котел должен иметь:

 а) малый объем топки и газоходов;

б) прочнуюметаллическую конструкцию без кирпичных стен;

в) правильноерасположение рассчитанных по площади взрывопредохранительмыхклапанов;

г) дымосос, обеспечивающий принудительный выброс продуктовсгорания из всего газового тракта в любой период года (летом и зимой).

Именно этим требованиям в первую очередь отвечают газовые контактныеводонагреватели. 

Сжигание газа в контактных водонагревателях происходит при высокомтепловом напряжении топочного объема, равном Q/V=4-10,0ГДж/(м3·ч).Топка контактного аппарата является небольшой по объему иснабжена достаточным по площади взрывопредохранительным клапаном. Вверхней зоне контактной камеры установлен взрывопредохранительныйклапан. Взрывная волна возникает в топке и распространяется мгновенно.Для устранения вредных последствий взрывной волны стенки камерысгорания контактного аппарата выполняют с наибольшим запасомпрочности. Наблюдения за эксплуатацией контактных аппаратов показали, что хлопкиили взрывы возникают редко, а если и происходят, то при этом всегдасрабатывает взрывопредохранительный клапан. Не было зарегистрированони одного случая разрушения конструкции контактного водонагревателя привзрыве газовоздушной смеси. Ввиду того что газовые горелки в контактныхаппаратах разжигаются только при включенном отсасывающем вентиляторе(дымососе), вероятность накопления взрывоопасной смеси в топке резкоснижается. 

8. Контактные водонагреватели имеют малую удельнуюметаллоемкость. 

 В настоящее время для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, а также коммунальных предприятий используются водогрейные и паровые котлы. В городском и коммунальном хозяйстве применяются котлы типа ДКВР, "Энергия-5 (6)","Универсал-6", "Отопитель-1" и более устаревшие конструкции, такие, какМГ-2. "Стреля", "Стребеля", жаротрубные (ланкаширские и корнвалийские).Конструкции чугунных котлов типа "Энергия", "Универсал" и "Отопитель"рассчитаны на сжигание твердого топлива. На природном газе, особенно прифорсированных режимах, работа чугунных котлов становится ненадежной,они часто выходят из строя, так как в секциях образуются трещины. Длячугунных секционных котлов являются характерными большаяметаллоемкость, низкая удельная тепловая нагрузка на 1 м2 поверхностинагрева, малая эффективность в эксплуатации. Так, удельный расход металлана 1000 кДж полезной теплопроизводительности GМ у чугунных котловсоставляет 1,1— 1,6 кг, удельный теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева Qmне превышает 50 МДж, а КПД, считая по высшей теплоте сгорания топлива,равен 60-68%. Котлы типа ММЗ, ВГД, жаротрубные (ланкаширские и корнвалийские), также как и чугунные секционные, имеют большую удельную металлоемкость иневысокий КПД. Контактно-поверхностные газовые водонагреватели имеютудельный расход металла на 1000 кДж полезной теплопроизводительностиGМ=0,3—0,4 кг, а удельный теплосъем в пределах 300-340 МДж/м2 приналичии КПД, достигающего в системе отопления 98%, а в системе горячеговодоснабжения и более. Это объясняется тем, что в контактных аппаратахприменяются высоконапряженные малогабаритные камеры сгорания, аконтактные камеры вообще требуют для их изготовления небольшогоколичества металла. Технико-экономические расчеты показывают, что приувеличении теплопроизводительности одного контактно-поверхностноговодонагревателя до 40— 50 ГДж/ч его удельная металлоемкость может бытьснижена до 0,7— 0,8 кг. 

9. Коэффициент полезного действия контактного водонагревателя неизменяется от колебания тепловой нагрузки, а зависит только оттемпературы питательной воды.  

Известно, что КПД котлов находится в определенной зависимости от их тепловой нагрузки. При тепловой нагрузке меньше расчетной КПД котла возрастает, а при форсированной нагрузке, превышающей расчетную в 1,3—1,4 раза, заметно падает. Такая зависимостьособенно резко выявляется в котлах, конвективная поверхность которыхнедостаточно развита. В контактном водонагревателе при форсированных нагрузках резкоувеличивается плотность орошения водой контактной камеры иодновременно возрастает скорость высокотемпературных газов, движущихсянавстречу потокам воды. Возникает усиленная турбулизация газожидкостнойсреды в контактной камере, следствием чего является интенсификация тепло-и массообмена между газами и водой. В результате этого температураотходящих газов на выходе из контактного аппарата остается на прежнемуровне.

 10. Внутри контактных аппаратов происходит разрыв гидравлическогоконтура системы отопления или горячего водоснабжения.  

Эта особенность конструкции приводит к тому, что внутри контактных аппаратов при нагреве воды до 100°С никогда не может создаваться давление выше атмосферного.Для нормальной эксплуатации одного или группы контактных аппаратовтребуется наличие сборного бака, куда поступает самотеком горячая вода изводонагревателей. При такой компоновке теплового оборудования стенкивысоконапряженных топок контактных водонагревателей не подвергаютсядавлению холодной водопроводной или обратной воды (2—3 ат) системыотопления, что имеет место в существующих водогрейных котлах. Указанноедавление воды на радиационные поверхности топки не опасно, когда настенках не имеется накипи. Если с течением времени стенки покрываютсяслоем накипи, коэффициент теплопередачи резко падает, а температураметалла радиационной поверхности существенно возрастает. 

При температуре металла более 500°С механическая прочность снижается,и под действием давления изнутри котла в стенке может образоватьсятрещина (чугунные котлы) или отдулина (стальные котлы), в которойпроисходит разрыв стенки. Чем выше тепловое напряжение топочногопространства при малых коэффициентах избытка воздуха в топочных газах,тем меньший требуется слой накипи, способный разрушить стенкурадиационной зоны котла. Из изложенного следует, что разрывгидравлического контура в контактных водонагревателях приводит кликвидации статического давления системы отопления или горячеговодоснабжения на стенки топки, что положительно сказывается на ихэксплуатационной надежности. Система отопления или горячего водоснабжения с применением газовыхконтактных нагревателей не может функционировать только под действиемгравитационного напора, ибо внутри аппарата нарушается гидравлическаязамкнутость контура. Для осуществления циркуляции воды в таких системахвсегда требуется установка насоса.

Например, в обычной системе отоплениянасос работает на обратной воде и устанавливается по ходу циркуляцииперед котлом. В системах с контактно-поверхностными водонагревателямидля обеспечения необходимого напора подаваемой потребителям воды насосво всех случаях необходимо устанавливать на горячей воде. В системеотопления с котлом напор циркуляционного насоса должен быть равенрасчетному сопротивлению системы за вычетом естественногогравитационного напора. При работе контактных аппаратов в системеотопления водяной насос вследствие разомкнутости циркуляционногоконтура расходует электроэнергию не только на преодолениегидравлического сопротивления системы, но и на подъем воды. 

11. Газовые контактные водонагреватели имеют большую сферуприменения на практике. 

 Сфера использования водогрейных контактныхаппаратов охватывает несколько групп потребителей, к которым относятся;

а) текстильная промышленность;

б) легкая промышленность;

в) деревообрабатывающая промышленность;

г) предприятия среднего машиностроения;

 д) жилищно-коммунальное хозяйство;

 е) сельское хозяйство;

ж) автохозяйства, железнодорожный транспорт и т.д.

 Исследования качества воды, нагретой непосредственным контактом свысокотемпературными продуктами сгорания, показали, что онаудовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям и может применятьсядля различных хозяйственных и бытовых нужд.Контактные водонагреватели просты в обслуживании, обеспечиваютполное сжигание газа при коэффициентах избытка воздуха,приближающихся к единице.

 Через 10-15 мин после включения горелок водав них нагревается до 100°С и может быть использована для горячеговодоснабжения, отопления зданий или технологических целей. Подача водыв аппараты после включения горелок прекращается через 12-15 мин.Контактные водонагреватели не обладают большой тепловой инерцией. Ихможно быстро вывести на заданный режим работы. Контактные аппараты нетребуют вспомогательного котельного оборудования: бойлеров, насосов дляподпитки, установок для химводоочистки.