Das Funktionsprinzip eines Dampfkessels für die Heizung zu Hause

Installation von Festbrennstoffdampfkesseln

Die Konstruktion von Festbrennstoffdampfkesseln ist eine horizontale Einzelfeuerbox, die aus zwei zylindrischen Sektoren mit unterschiedlichen Durchmessern besteht. Diese Zylinder werden ineinander eingesetzt und durch Flansche und einen Dampfsammler verbunden. Somit befindet sich vor dem Feuerrohr ein Feuerraum und hinten ein Rohrbündel. Das Funktionsprinzip von Festbrennstoffdampfkesseln basiert auf dem Wärmeaustausch von Flüssigkeit und Gas. Bei der Verbrennung von Brennstoff entstehen im Brennstoffteil der Kesseleinheit Hochtemperatur-Rauchgase. Durch die Gaskanäle strömen heiße Rauchströme um die Rohrbündel, in denen das Wasser zirkuliert. Somit übertragen Gase Wärmeenergie auf Wasser und werden selbst durch Kontakt mit kalten Rohren gekühlt. Infolgedessen setzt das erwärmte Wasser in den Rohren Dampf frei, der sich in der oberen Trommel des Kessels ansammelt.

Der Kessel wird durch Instrumentierung und Kesselautomatisierung gesteuert. Zusatzgeräte überwachen Änderungen der Wassertemperatur und des Wasserdrucks, und die Kesselraumautomatisierung gewährleistet den sicheren Betrieb der Geräte dank eingebauter Sensoren.

Technologie zur Herstellung von Dampfkesseln

Was wird benötigt, um ein solches System herzustellen?

• 1 mm Edelstahlblech.
• Rohre mit verschiedenen Durchmessern aus Edelstahl - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Sicherheitsventil.
• Asbest in Form von Platten.

Zunächst müssen Sie die Baupläne für den Dampfkessel erhalten. Dies ist heute kein Problem, da sie im Internet frei verfügbar sind. Die zweite Aufgabe besteht darin, die Leistung des Geräts zu bestimmen. Alles hängt von der Dampfheizung, der Größe eines Privathauses, der Anzahl der darin enthaltenen Heizkörper usw. ab. Andere Artikel auf unserer Website helfen Ihnen bei der Lösung dieses Problems. Drittens müssen Sie die Form der Einheit auswählen. Es kann rund, quadratisch oder rechteckig sein.

Hochdruckdampfkessel

Zur Vereinfachung der Herstellung können Sie ein Rohr mit einer Länge von 100 bis 110 cm nehmen. Dies ist der Körper des Geräts. Bitte beachten Sie, dass die Wandstärke mindestens 2,5 mm betragen muss. Ein sehr wichtiger Punkt ist der Bau des Feuerraums und die Versorgung mit Flammen- und Rauchrohren.

Die Brennkammer besteht am besten aus Edelstahlblechen, in die für die beschriebenen Rohre Löcher gebohrt werden. Ihre Enden sind notwendigerweise gerollt, um ein dichtes Widerlager an den Oberflächen zu erzeugen. Zur besseren Abdichtung und Erhöhung der Verbindungsfestigkeit sollten die Rohre mit Argonschweißen geschweißt werden. Wenn Sie diese Fähigkeiten nicht besitzen, können Sie sie mit permanenten Elektroden schweißen.

Danach müssen Sie den Rohrverteiler anschweißen und das Sicherheitsventil installieren. Das Gerät ist mit Asbestplatten isoliert. Hier können wir davon ausgehen, dass die Arbeit erledigt ist. Dann werden das Dampfheizsystem und der Kessel verbunden.

Kesseltypen

Alle Festbrennstoffdampfkessel können in zwei kleine Gruppen unterteilt werden - kohlebefeuerte Dampfkessel (Braunkohle und Steinkohle) und holzbefeuerte Dampfkessel. Kesseleinheiten haben je nach Brennstoffverbrauch eigene Ofenvarianten. Dies können mechanische Öfen mit einem beweglichen Rost, mit einem Riemengitter mit Vorwärtsbewegung, mit Druckgittern, mit geneigten Rosten oder mit einem festen Rost und einer Raschelstange sein.

Arten moderner Festbrennstoffkessel

Moderne Festbrennstoffkessel können je nach Struktur und Art des Brennstoffs in folgende Haupttypen eingeteilt werden:

• Kessel mit Bodenverbrennung von Brennstoff;
• Überkopfverbrennungseinheiten;
• Gaserzeugungskessel;
• Pelletwärmegeneratoren;
• Dampfeinheiten.

Bodenverbrennungskessel

Bodenverbrennungskessel
Der Bodenverbrennungskessel ist die häufigste Festbrennstoffeinheit, die hauptsächlich mit Holz und Kohle betrieben wird. Die Konstruktion des Wärmeerzeugers umfasst die folgenden Hauptelemente, die in der Karosserie enthalten sind: einen Feuerraum oder eine Brennkammer, einen Wärmetauscher, Vor- und Rücklaufleitungen des Heizsystemkreises, einen Rost, eine Tür zum Laden von Kraftstoff, eine Tür zum Zünden und Reinigung von Asche, einem Schornstein.

Der Körper moderner Kessel besteht aus Stahl, und der Wärmetauscher kann entweder aus Stahl oder Gusseisen bestehen. Jeder Wärmetauschertyp hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Geräte mit einem Wärmetauscher aus Gusseisen haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit als Geräte aus Stahl. Dies ist ein wichtiger Punkt, da sich beim Aufheizen von Festbrennstoff-Wärmeerzeugern bis zum Überschreiten des Taupunkts Kondensat im Ofen bildet, der beim Mischen mit Verbrennungsprodukten sehr aggressiv gegenüber Metallen ist. Ein Wärmetauscher aus Gusseisen ist außerdem feuerfester als ein Wärmetauscher aus Stahl und hat daher eine längere Lebensdauer. Die Nachteile von Gusseisen-Wärmetauschern sind Zerbrechlichkeit, hohes Gewicht, geringe Beständigkeit gegen Temperaturänderungen im Wärmeträger im Heizsystem, sie sollten 20 ° C nicht überschreiten.

In der Regel sind Gusseisen-Wärmeerzeuger in separate Abschnitte unterteilt, was den Transport und die Installation erschwert. Wenn einer der Abschnitte ausfällt, kann er leicht ausgetauscht werden. Einheiten mit einem Stahlwärmetauscher sind einteilig aufgebaut.

In der Vorrichtung eines Kessels mit Bodenverbrennung können zwei oder drei Brennkammern vorgesehen sein, die es ermöglichen, Brennstoffpartikel wieder zu verbrennen. Gleichzeitig nimmt die Emission schädlicher Verbrennungsprodukte in die Atmosphäre ab, der Brennstoffverbrauch sinkt und der Wirkungsgrad des Kessels steigt. Mit modernen Festbrennstoffheizkesseln können Sie den Verbrennungsprozess steuern, für den ein Steuerungssystem mit einem Lüfter zur Lufteinblasung verwendet wird.

Top-Verbrennungskessel

Oberer Verbrennungskessel
In einer Einheit mit oberer Verbrennung erfolgt der Prozess der Verbrennung von Brennstoff - Kohle, Brennholz, Torfbriketts oder Sägemehl - im Gegensatz zu einem Kessel mit niedrigerer Verbrennung nicht von unten nach oben, sondern von oben nach unten. Dies wurde möglich, nachdem die Erfindung vom litauischen Ingenieur E. Strupaitis im Jahr 2000 gemacht und patentiert und erstmals in Kesseln eingesetzt wurde. Die Verbrennung in einem solchen Wärmeerzeuger wird nur in der oberen Schicht des gespeicherten Brennstoffs mit einer Dicke von etwa 15 cm unterstützt, wo heiße Luft von oben durch ein spezielles Teleskoprohr aus einer speziellen Kammer zugeführt wird. Wenn das Lesezeichen ausbrennt, dehnt sich das Rohr allmählich aus und senkt sich unter seinem eigenen Gewicht ab, so dass sich der Luftverteiler am Rohrende ständig in der Mitte der Flamme befindet.

Mit einem Holzheizkessel für feste Brennstoffe mit Top-Verbrennung kann alle 30 Stunden ein Lesezeichen erstellt werden, und mit Kohle kann ein Lesezeichen alle 5 Tage erstellt werden. Die Betriebsart des Wärmeerzeugers ist von einer Lasche zur anderen. Das heißt, nach vollständiger Verbrennung des beladenen Kraftstoffs muss die gebildete Asche entfernt und ein neues Lesezeichen erstellt werden.

Top-Verbrennungseinheiten haben eine beträchtliche Höhe, nehmen jedoch flächenmäßig wenig Platz ein.

Gaserzeugungskessel (Pyrolysekessel)

Gasgeneratorkessel - Arbeitsschema
Festbrennstoff-Gaskessel sind mit 2 Brennkammern ausgestattet. Das Funktionsprinzip basiert auf der Tatsache, dass Holz unter dem Einfluss hoher Temperaturen und unter Bedingungen eines Sauerstoffmangels unter Freisetzung von brennbarem Pyrolysegas zu Holzkohle wird. In einer Kammer findet der übliche Verbrennungsprozess zunächst bei normaler Luftzufuhr durch ein spezielles Fenster statt.Nachdem das Holz normal gebrannt hat, wird die Luftzufuhr mit Hilfe des automatischen Reglers verringert, und der Kessel geht in den Pyrolysegasbildungsmodus über. Das Holz schwelt langsam und das freigesetzte Gas steigt in die zweite Kammer, wo der Prozess seiner Nachverbrennung stattfindet.

Der Wirkungsgrad einer Gaserzeugungseinheit erreicht 85-90%, schädliche Emissionen von Verbrennungsprodukten in die Atmosphäre werden auf ein Minimum reduziert, Brennstoff benötigt für einen solchen Kessel ein Vielfaches weniger als für einen Wärmeerzeuger mit direkter Verbrennung. Neben Brennholz können Holzabfälle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 20% als Brennstoff verwendet werden.

Pelletkessel

Pelletkessel mit Brennstoffbehälter
Pelletkessel werden mit Biokraftstoff betrieben, der aus Torf, Sägemehl und landwirtschaftlichen Abfallprodukten hergestellt und zu zylindrischen Granulaten, sogenannten Pellets, gepresst wird. Granulate sind klein und werden in einer praktischen Verpackung für einfachen Transport und Lagerung verkauft.

Pelletkessel sind mit einem automatischen Steuersystem ausgestattet, einschließlich der Zufuhr von Brennstoffpellets zur Brennkammer, die klein ist. In dieser Hinsicht reguliert die Automatisierung mit großer Genauigkeit das Volumen des zugeführten Kraftstoffs, während die vollständigste Verbrennung erreicht wird und die Erzeugung brennbarer Gase mit der maximalen Temperatur aufgrund der erzwungenen Einspritzung von Luft in den Verbrennungsbereich mit Hilfe erreicht wird eines Fans.

Pellets werden in den Brennstoffbunker geladen, von wo aus sie über das Zufuhrsystem in die Brennkammer eingespeist werden. Der Bunker kann freistehend oder in die Struktur des Kessels eingebaut sein, die Leistung des Bunkers für einen Kessel mit einer Leistung von 20-40 kW beträgt in der Regel nicht mehr als 200-250 kg, was für eine Woche ausreicht des Dauerbetriebs. Das Zuführsystem ist ein Schneckenförderer, der von einem Elektromotor angetrieben wird. Wenn Pellets über große Entfernungen transportiert werden müssen, kann ein pneumatisches Zuführsystem verwendet werden.

Die Automatisierung von Pelletwärmegeneratoren umfasst mechanische Ascheentfernungs- und Selbstreinigungssysteme, die Möglichkeit, die Temperatur in Heizungsleitungen in Abhängigkeit vom Wetter zu steuern, und andere Geräte, die den Betrieb von Pelletheizgeräten erleichtern.

Festbrennstoffkessel dämpfen

Festbrennstoffkessel dämpfen
Dampfkessel für feste Brennstoffe werden aufgrund ihrer großen Leistung und Abmessungen hauptsächlich in der Industrie zur Bereitstellung von Dampf für technologische Prozesse und Heizsysteme eingesetzt. Die Verwendung von Dampf-Festbrennstoff-Wärmeerzeugern ist besonders effektiv in Unternehmen mit einer großen Menge Abfall, die zur Verbrennung als Brennstoff geeignet sind, wenn andere Energiequellen nicht genutzt werden können. Kleine Stromaggregate können auch zum Heizen von Häusern und anderen Räumlichkeiten für verschiedene Zwecke verwendet werden.

Nach dem Funktionsprinzip werden Dampfkessel in zwei Haupttypen unterteilt: Feuerrohr und Dampfrohr.

In einer Feuerrohreinheit zirkulieren Verbrennungsprodukte, die während der Kraftstoffverbrennung auf eine hohe Temperatur erwärmt werden, durch das Rohrsystem und übertragen Wärmeenergie auf das Wasser, das diese Rohre umgibt. In diesem Fall wird Wasser zu Dampf und gelangt dann in das Heizsystem oder über Dampfleitungen zu industriellen Verbrauchern. Da der erzeugte Dampf einen hohen Druck hat, sind die Wände eines solchen Kessels sehr dick. Aus Sicherheitsgründen haben Feuerrohrkessel daher Leistungsbeschränkungen.

Bei Wasserrohrkesseln ist das Funktionsprinzip umgekehrt: Wasser fließt durch das Rohrsystem im Inneren des Körpers, erwärmte Verbrennungsprodukte zirkulieren um sie herum, wodurch das Wasser in den Rohren in Dampf umgewandelt wird und dann zu den Verbrauchern gelangt. Wasserrohreinheiten sind sicherer, sie erfordern keine große Dicke der Körperwände, was ihre Produktivität erheblich steigern kann.

Dampfkessel sind mit Automatisierungssystemen ausgestattet, einschließlich Vorrichtungen zum Zünden des Brennstoffs und zum Stoppen der Verbrennung, zur Regulierung des Wasser- und Brennstoffverbrauchs. Die Sicherheitsgruppe eines Festbrennstoffkessels ist von großer Bedeutung, zu der Temperaturanzeigen, Sicherheitsthermostate, Manometer, Sicherheitsdruckschalter und Dampfdruckventile sowie andere Geräte und Vorrichtungen gehören, die einen störungsfreien Betrieb gewährleisten.

Dampfheizung und was ist das?

Wenn Wasser kocht, wird Wasserdampf freigesetzt, der eine große Menge an Wärmeenergie enthält. Die Übertragung von Energie an die Umwelt erfolgt zum Zeitpunkt der Kondensation, dh während des Übergangs von Wasser von einem Dampfzustand in einen flüssigen Zustand.

Bei der Dampfheizung gilt das gleiche Prinzip. Das im Kessel kochende Wasser wird über Rohre zu den Heizgeräten geleitet, kondensiert darin und gibt Wärme ab. Danach wird das Kühlmittel, das in einen flüssigen Zustand übergegangen ist, durch Rohre einer speziellen Speichervorrichtung zugeführt. Von dort fließt die Flüssigkeit durch Schwerkraft oder gewaltsam in den Kessel.

Vor- und Nachteile der Dampfheizung

Die Dampfheizung in einem Privathaus bietet folgende Vorteile:

1. Niedrige Kosten des Geräts. Rentabilität im Nutzungsprozess. Das System kann aus einem herkömmlichen Ofen hergestellt werden, was besonders für Siedlungen ohne Vergasung wichtig ist.
2. Da das Kühlmittel nicht gefriert, kann das System in saisonalen Wohngebäuden eingesetzt werden.
3. Der Wirkungsgrad der Raumheizung wird durch Strahlung von Wärmeenergie und Konvektion erhöht.
4. Mit kleinen Heizkörpern und kleinen Rohren kann das System zusammengebaut werden, was Material spart.
5. Dampf tritt schnell in jeden Punkt des Heizungssystems ein, unabhängig von seiner Komplexität und der Größe des Hauses.
6. Eine schnelle Erwärmung der Räumlichkeiten ist ein zusätzlicher Vorteil.
7. Der Wärmeübergangskoeffizient ist sehr hoch, sodass die Wärmeverluste auf Null reduziert werden.
8. Solche Systeme können in Kombination mit warmen Böden eingesetzt werden.

Bevor Sie eine Dampfheizung durchführen, müssen Sie die Nachteile untersuchen. Die Nachteile der Dampfheizung sind wie folgt:

• Beim Zirkulieren entlang der Kontur erzeugt Dampf Geräusche (um den Geräuschpegel zu verringern, werden Kupferrohre in die Wände verlegt und der Kessel in einem separaten Raum aufgestellt).
• Heizgeräte und Rohre können sich auf Temperaturen über 100 ° C erwärmen, was die Wahrscheinlichkeit von Verbrennungen beim Berühren der Batterien erhöht (in diesem Zusammenhang wird empfohlen, Heizkörper und Rohre mit Schutzgittern abzudecken).
• Im Falle eines Durchbruchs entsteht eine gefährliche Notsituation, da das Kühlmittel eine sehr hohe Temperatur hat;
• Für die Montage des Stromkreises benötigen Sie teure Kupfer- oder verzinkte Rohre (dies muss bei der Berechnung der Kosten für die Dampfheizung berücksichtigt werden).
• Das System ist anfällig für Korrosion, daher ist seine Lebensdauer kurz.
• Es ist schwierig, die Temperatur in den Räumen zu regulieren (dazu müssen Sie die Räume belüften oder die Kraftstoffmenge reduzieren, was ziemlich schwierig ist).

Eigenschaften und Diagramm des Gerätes

In einem Heizdampfsystem können unterschiedliche Drücke auftreten. Abhängig davon kann es von folgenden Typen sein:

Luftheizungssystem in einem Privathaus und Industriegebäude

1. Bei hohem Druck über 0,07 MPa.
2. Bei niedrigem Druck von weniger als 0,07 MPa.
3. Das Vakuum-Dampf-System hat einen Druck von mindestens 0,1 MPa.

Der Dampfheizkreis kann geschlossen und offen sein. Offene Niederdruckkreise interagieren mit der Umgebungsluft. Versiegelte geschlossene Systeme sind langlebiger.

In einem Privathaus werden meistens geschlossene Systeme hergestellt, bei denen das Kühlmittel durch die Schwerkraft zum Kessel zurückgeführt wird. In der Regel werden obere Rohrleitungen verwendet. Wenn ein Stromkreis mit einer Bodenverdrahtung verwendet wird, werden die Rohre mit einer Neigung in Richtung des Dampfstroms verlegt, um Geräusche zu reduzieren.An der Stelle der Kondensatableitung wird eine Wasserdichtung in Form einer Schleife hergestellt, um vor dem Eindringen von Dampf in die Kondensationsleitung zu schützen.

Wichtig! In Dampfsystemen wird die Dampfgeschwindigkeit innerhalb von 0,14 m / s gehalten, jedoch nicht höher als dieser Wert. Andernfalls fängt der Dampf Partikel kondensierender Feuchtigkeit ein, macht ein lautes Geräusch und erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Wasserschlags.

Seltener wird eine kombinierte Verkabelung mit Verlegen von Rohrleitungen unter dem Boden des mittleren oder letzten Stockwerks verwendet. In diesem Fall ist das Lumen der Rücklaufleitung durch Kondensat vollständig verschlossen.

Bei Netzwerkdrücken über 0,02 MPa werden nur offene Stromkreise verwendet. In ihnen wird Luft durch einen Kondensationsspeicher entfernt. Zum Schutz vor Dampflecks sind Wasserschlösser oder Kondensatableiter installiert. Mit einer Pumpe wird die Flüssigkeit zur Dampfheizung vom Speichertank zum Wärmetauscher geleitet. Dadurch kann der Speicher unterhalb des Wärmetauschers installiert werden.

Auf eine Notiz! Dampfsysteme sind wie Wassersysteme Einrohr- und Doppelrohrsysteme. Die erste Option eignet sich für einstöckige Häuser mit einer Fläche von nicht mehr als 80 m². Die zweite Option kann in zweistöckigen Häusern verwendet werden.

Gerät

Die Vorrichtung eines Dampfkessels ist ziemlich kompliziert. Daher ist es keine leichte Aufgabe, einen Dampfkessel mit eigenen Händen zusammenzubauen. Jedes einzelne Modell verfügt über eigene Montagefunktionen. Sie sind jedoch alle mit den Hauptkomponenten ausgestattet:

• Feuerraum. Hier befindet sich der Kraftstoff;
• Aschenpfanne. Es dient zum Sammeln von Kraftstoffverbrennungsprodukten;
• Brenner. Ihre Aufgaben sind ganz klar;
• Economizer. Dies ist ein Warmwasserbereiter, über den wir ausführlicher sprechen werden.
• Trommel. Erforderlich für die Installation von Messgeräten, Rohrleitungen, Sicherungen;
• Druckanzeige. Für den sicheren Betrieb der Dampfeinheit muss der Kreislauf unbedingt ein Manometer zur Überwachung des Dampfdrucks enthalten.

Die Installationsregeln für alle Dampfkessel verlangen, dass sie sich unter dem Niveau der Rohrleitung und der Heizgeräte befinden. So kann der Dampf normal zirkulieren und Kondensat aus dem System zurückführen.

Wie das System funktioniert

Verwechseln Sie die Wasser- und Dampfheizung zu Hause nicht. Sie haben trotz ihrer oberflächlichen Ähnlichkeiten viele funktionale Unterschiede.

Beide Typen haben Komponenten:

• Kessel;
• Heizkörper;
• Rohre.

Die Dampfheizung gilt als effektiv, Sie können mit einer kleinen Anzahl von Batterien auskommen
Dampf ist ein Wärmeträger für die Dampfheizung eines Privathauses. Sie können ein solches System mit Ihren eigenen Händen herstellen, indem Sie die Anweisungen zum Zusammenbau und zur Installation von Komponenten befolgen. Für ein Wassersystem spielt Wasser die Rolle eines Trägers. Der Kessel verdampft das Wasser und erwärmt es nicht. Die Kühlmitteldämpfe bewegen sich durch die Rohre und sorgen für eine angenehme Temperatur im Haus. Der Dampf kühlt sich im Inneren ab und kondensiert danach. In diesem Fall wird 1 kg Dampf in 2000 Kilojoule Wärme umgewandelt. Zum Vergleich liefert die Wasserkühlung um 50 ° C nur 120 kJ.

Der Wärmeübergang von Dampf ist um ein Vielfaches höher, was den hohen Wirkungsgrad dieser Heizart erklärt. Das im Kühler gebildete Kondensat gelangt in den unteren Teil und gelangt selbständig zum Kessel. Es gibt verschiedene Arten von Heizsystemen. In diesem Fall erfolgt die Spezifikation nach der Methode der Rückführung des in Kondensat umgewandelten Kühlmittels.

1. Geschlossen. In diesem Fall gibt es keine Konturen. Dementsprechend bewegt sich das Kondensat durch die Rohre, die in einem bestimmten Winkel liegen. Es geht zur weiteren Erwärmung direkt in den Kessel.
2. Geöffnet. Hier gibt es einen Lagertank. Kondensat tritt von den Heizkörpern in es ein, die Pumpe nimmt an ihrer Wiedereinspritzung in den Kessel teil.

So wählen Sie den richtigen Kessel

Um den richtigen Heizkessel für feste Brennstoffe auszuwählen, müssen Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen:

• Einheitentyp - mit oberer oder unterer Verbrennung, Gaserzeugung, Pellet oder Dampf, am besten geeignet für die gegebenen Betriebsbedingungen;
• Kesselleistung für Heizung und Warmwasserbereitung;
• die Art des zu verwendenden festen Brennstoffs;
• das Volumen der Brennkammer, von dem die Häufigkeit der Kraftstoffbeladung abhängt;
• Wärmetauschermaterial - Stahl oder Gusseisen unter Berücksichtigung der Vorzüge und negativen Eigenschaften jedes Materials;
• die Notwendigkeit, an Stromnetze anzuschließen, da einige Kesselmodelle Geräte haben, die mit Elektrizität betrieben werden - Heizelemente zur Aufrechterhaltung der Temperatur während der Kesselstillstandszeit, Rauchabsauger, Ventilatoren zur Luftdruckbeaufschlagung;
• Ausstattung mit automatischer Steuerung, Sicherheitseinheiten, da Festbrennstoffkessel für den Haushalt vollständig mit allen Geräten und Vorrichtungen für einen störungsfreien Betrieb ausgestattet sein müssen;
• die Möglichkeit, auf andere Kraftstoffarten umzusteigen oder mehrere Arten zu verwenden.