Načelo rada parnog kotla za grijanje kuće

Ugradnja parnih kotlova na kruta goriva

Dizajn parnih kotlova na kruto gorivo je vodoravna kutija s jednim plamenom, koja se sastoji od dva cilindrična sektora različitih promjera. Ti su cilindri umetnuti jedan u drugi i povezani prirubnicama i sakupljačem pare. Dakle, ložište se nalazi ispred vatrogasne cijevi, a snop cijevi straga. Načelo rada parnih kotlova na kruto gorivo temelji se na izmjeni topline tekućine i plina. Tijekom izgaranja goriva stvaraju se visokotemperaturni dimni plinovi u dijelu goriva kotlovske jedinice. Prolazeći kroz plinske kanale, strujevi vrućeg dima ispiru se oko snopova cijevi u kojima cirkulira voda. Dakle, plinovi prenose toplinsku energiju u vodu, a sami se hlade od dodira s hladnim cijevima. Kao rezultat toga, zagrijana voda u cijevima oslobađa paru koja se nakuplja u gornjem bubnju kotla.

Kotao se kontrolira instrumentacijom i automatizacijom kotla. Pomoćni uređaji nadziru promjene temperature i tlaka vode, a automatika kotlovnice osigurava siguran rad uređaja zahvaljujući ugrađenim senzorima.

Tehnologija izrade parnog kotla

Što je potrebno za izradu takvog sustava?

• Lim od nehrđajućeg čelika od 1 mm.
• Cijevi različitih promjera od nehrđajućeg čelika - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Sigurnosni ventil.
• Azbest u obliku limova.

Prije svega, morate dobiti nacrte parnog kotla. To danas nije problem jer su dostupni na Internetu. Drugi je zadatak utvrditi snagu uređaja. Sve će ovisiti o sustavu parnog grijanja, veličini privatne kuće, broju radijatora u njemu i tako dalje. Ostali članci na našoj web stranici pomoći će vam u rješavanju ovog problema. Treće, trebate odabrati oblik jedinice. Može biti okrugla, kvadratna ili pravokutna.

Visokotlačni parni kotao

Zbog jednostavnosti izrade možete uzeti cijev duljine 100-110 cm. To će biti tijelo jedinice. Napominjemo da debljina stjenke mora biti najmanje 2,5 mm. Vrlo važna točka je konstrukcija ložišta i dovod cijevi za plamen i dim.

Komora za izgaranje najbolje je napraviti od limova od nehrđajućeg čelika, u kojima se izbuše rupe za opisane cijevi. Njihovi krajevi su nužno valjani kako bi se stvorio čvrst oslonac na površine. Za bolje brtvljenje i povećanje čvrstoće spoja, cijevi treba zavariti argonskim zavarivanjem. Ako ne posjedujete ove vještine, možete ih zavariti trajnim elektrodama.

Nakon toga trebate zavariti razvodnik cijevi i ugraditi sigurnosni ventil. Jedinica je izolirana azbestnim pločama. Na ovome možemo smatrati da je posao završen. Tada se spajaju sustav parnog grijanja i kotao.

Vrste kotlova

Svi parni kotlovi na kruto gorivo mogu se podijeliti u dvije male skupine - parne kotlove na ugalj (lignit i kameni ugljen) i parne kotlove na drva. Ovisno o potrošenom gorivu, kotlovske jedinice imaju vlastite varijante peći. To mogu biti mehaničke peći s pomičnom rešetkom, s remenskom rešetkom pomicanja prema naprijed, s potisnim rešetkama, s nagnutim rešetkama ili s fiksnom rešetkom i šuštavom šipkom.

Vrste suvremenih kotlova na kruto gorivo

Prema strukturi i vrsti goriva suvremeni kotlovi na kruto gorivo mogu se svrstati u sljedeće glavne vrste:

• kotlovi s donjim izgaranjem goriva;
• gornje jedinice za izgaranje;
• kotlovi za proizvodnju plina;
• generatori topline na pelete;
• parne jedinice.

Kotlovi sa donjim izgaranjem

Donji kotao za izgaranje
Donji kotao za izgaranje najčešća je jedinica na kruta goriva, koja uglavnom radi na drvu i ugljenu. Dizajn generatora topline uključuje sljedeće glavne elemente zatvorene u kućištu: ložište ili komoru za izgaranje, izmjenjivač topline, dovodne i povratne cijevi kruga sustava grijanja, rešetka, vrata za utovar goriva, vrata za paljenje i čišćenje od pepela , dimnjak.

Tijelo modernih kotlova izrađeno je od čelika, a izmjenjivač topline može biti čelik ili lijevano željezo. Svaka vrsta izmjenjivača topline ima svoje prednosti i nedostatke. Jedinice s izmjenjivačem topline od lijevanog željeza imaju veću otpornost na koroziju od čeličnih. Ovo je važna točka, jer kada se generatori topline na kruto gorivo pale dok temperatura ne pređe točku rosišta, u peći nastaje kondenzat koji je, kada se pomiješa s proizvodima izgaranja, vrlo agresivan na metale. Izmjenjivač topline od lijevanog željeza također je otporniji na vatru od čeličnog, stoga ima duži vijek trajanja. Mane izmjenjivača topline od lijevanog željeza su krhkost, velika težina, nizak otpor na promjene temperature u nosaču topline u sustavu grijanja, ne smiju prelaziti 20 ° C.

Generatori topline od lijevanog željeza obično su podijeljeni u zasebne odjeljke, što olakšava poteškoće u transportu, ugradnji, a u slučaju kvara jednog od odjeljaka, lako ga je zamijeniti. Jedinice s čeličnim izmjenjivačem topline su jednodijelne konstrukcije.

U uređaju kotla s donjim izgaranjem mogu se osigurati dvije ili tri komore za izgaranje, što omogućuje ponovno sagorijevanje čestica goriva. Istodobno se smanjuje emisija štetnih proizvoda izgaranja u atmosferu, smanjuje se potrošnja goriva i povećava učinkovitost kotla. Suvremeni kotlovi za grijanje na kruta goriva omogućuju vam upravljanje postupkom izgaranja, za što se koristi sustav upravljanja s ventilatorom za ubrizgavanje zraka.

Vrhunski kotlovi za izgaranje

Gornji kotao za izgaranje
U jedinici s gornjim izgaranjem, proces sagorijevanja goriva - ugljena, drva za ogrjev, briketa od treseta ili piljevine - za razliku od kotla s nižim izgaranjem, događa se ne odozdo prema gore, već odozgo prema dolje. To je postalo moguće nakon izuma koji je 2000. godine izradio i patentirao litvanski inženjer E. Strupaitis i prvi put ga upotrijebio u kotlovima. Izgaranje u takvom generatoru topline podržano je samo u gornjem sloju uskladištenog goriva, debljine oko 15 cm, gdje se vrući zrak doprema odozgo kroz posebnu teleskopsku cijev iz posebne komore. Kako bookmark izgara, cijev se postupno širi i spušta pod vlastitom težinom, tako da je razdjelnik zraka na kraju cijevi stalno u središtu plamena.

Kotao za grijanje na kruto gorivo na drva s gornjim izgaranjem omogućuje izradu jedne oznake svakih 30 sati, a jedinica na ugljen - jednu oznaku svakih 5 dana. Način rada generatora topline je od jedne kartice do druge. Odnosno, nakon potpunog izgaranja napunjenog goriva potrebno je ukloniti nastali pepeo i napraviti novu oznaku.

Gornje jedinice za izgaranje imaju znatnu visinu, ali zauzimaju malo prostora u smislu površine.

Kotlovi za proizvodnju plina (piroliza)

Kotao na plinski generator - shema rada
Kotlovi za proizvodnju plina na kruto gorivo opremljeni su s 2 komore za izgaranje. Načelo njihova rada temelji se na činjenici da se drvo pod utjecajem visoke temperature i u uvjetima nedostatka kisika pretvara u drveni ugljen oslobađanjem piroliznog zapaljivog plina. U jednoj se komori obično odvija uobičajeni postupak izgaranja s normalnim dovodom zraka kroz poseban prozor.Nakon što drvo puca normalno, dovod zraka se smanjuje uz pomoć automatskog regulatora, a kotao prelazi u način stvaranja piroliznog plina. Drvo se polako tinja, a oslobođeni plin diže se u drugu komoru, gdje se odvija proces njegovog dogorijevanja.

Učinkovitost jedinice za proizvodnju plina doseže 85-90%, štetne emisije proizvoda izgaranja u atmosferu svedene su na minimum, gorivo za takav kotao zahtijeva nekoliko puta manje nego za generator topline izravnim izgaranjem. Kao gorivo, osim ogrjevnog drva, može se koristiti otpad od obrade drveta s razinom vlage ne većom od 20%.

Kotlovi na pelete

Kotao na pelete s lijevkom za gorivo
Kotlovi na pelete rade na biogorivo iz treseta, piljevine, poljoprivrednih otpadnih proizvoda, komprimiranih u cilindrične granule zvane pelete. Granule su male veličine i prodaju se u prikladnom pakiranju za lakši transport i skladištenje.

Kotlovi na pelete opremljeni su automatskim sustavom upravljanja, uključujući dovod peleta goriva u komoru za izgaranje koja je male veličine. S tim u vezi, automatizacija s velikom točnošću kontrolira količinu dobavljenog goriva, dok se najpotpunije izgaranje i stvaranje zapaljivih plinova s ​​maksimalnom temperaturom postiže prisilnim ubrizgavanjem zraka u područje izgaranja uz pomoć ventilator.

Peleti se ubacuju u bunker za gorivo, odakle se pomoću dovodnog sustava dovode u komoru za sagorijevanje. Bunker može biti samostojeći ili ugraditi u strukturu kotla, kapacitet bunkera za kotao snage 20-40 kW, u pravilu nije veći od 200-250 kg, što je dovoljno za tjedan dana kontinuiranog rada. Sustav za napajanje je vijčani transporter koji pokreće elektromotor. Ako je potrebno pelet transportirati na velike udaljenosti, može se koristiti pneumatski sustav hranjenja.

Automatizacija generatora topline peleta uključuje mehaničko uklanjanje pepela i sustave samočišćenja, sposobnost kontrole temperature u cjevovodima za grijanje ovisno o vremenu i druge uređaje koji olakšavaju rad jedinica za grijanje na pelet.

Parni kotlovi na kruto gorivo

Parni kotao na kruta goriva
Parni kotlovi na kruta goriva, zbog velikog kapaciteta i dimenzija, uglavnom se koriste u industriji za osiguravanje pare za tehnološke procese i sustave grijanja. Upotreba parnih generatora topline na kruto gorivo posebno je učinkovita u poduzećima s velikom količinom otpada pogodnog za izgaranje kao gorivo kada je nemoguće koristiti druge izvore energije. Male jedinice napajanja također se mogu koristiti za grijanje domova i drugih prostorija u razne svrhe.

Prema principu rada, parni kotlovi podijeljeni su u 2 glavne vrste: vatrogasne cijevi i parne cijevi.

U požarnoj cijevi, proizvodi izgaranja zagrijani na visoku temperaturu tijekom izgaranja goriva cirkuliraju cijevnim sustavom i prenose toplinsku energiju u vodu koja okružuje te cijevi. U tom se slučaju voda pretvara u paru, a zatim ulazi u sustav grijanja ili kroz cjevovode za paru do industrijskih potrošača. Budući da stvorena para ima visok tlak, zidovi takvog kotla vrlo su debeli. Stoga, iz sigurnosnih razloga, kotlovi s vatrogasnim cijevima imaju ograničenja snage.

U kotlovima s vodovodnim cijevima princip rada je suprotan - voda prolazi kroz cijevni sustav unutar tijela, zagrijani proizvodi izgaranja cirkuliraju oko njih, što rezultira time da se voda u cijevima pretvara u paru, a zatim odlazi potrošačima. Jedinice za vodenu cijev su sigurnije, ne zahtijevaju veliku debljinu stijenki tijela, što može značajno povećati njihovu produktivnost.

Parni kotlovi opremljeni su sustavima automatizacije, uključujući uređaje za paljenje i zaustavljanje izgaranja goriva, regulaciju potrošnje vode i goriva. Sigurnosna skupina kotla na kruta goriva od velike je važnosti, koja uključuje indikatore temperature, sigurnosne termostate, manometre, sigurnosne prekidače tlaka i ventile tlaka pare, druge uređaje i uređaje koji osiguravaju nesmetan rad.

Parno grijanje i što je to?

Kad voda zavrije, oslobađa se vodena para koja ima veliku količinu toplinske energije. Prijenos energije u okoliš događa se u trenutku kondenzacije, drugim riječima, tijekom prijelaza vode iz stanja pare u tekuće stanje.

U parnom grijanju vrijedi isti princip. Voda koja ključa u kotlu dovodi se cijevima do uređaja za grijanje, kondenzira se u njima i odaje toplinu. Nakon toga, rashladna tekućina, koja je prešla u tekuće stanje, dovodi se cijevima do posebnog uređaja za skladištenje. Odatle tekućina gravitacijom ili prisilno teče u kotao.

Prednosti i nedostaci parnog grijanja

Parno grijanje u privatnoj kući pruža sljedeće prednosti:

1. Niska cijena uređaja. Isplativost u procesu korištenja. Sustav se može izraditi od konvencionalne pećnice, što je posebno važno za naselja bez rasplinjavanja.
2. Budući da se rashladna tekućina ne smrzava, sustav se može koristiti u sezonskim stambenim zgradama.
3. Učinkovitost zagrijavanja prostora povećava se zračenjem toplinske energije i konvekcijom.
4. Za sastavljanje sustava možete koristiti male radijatore i male cijevi, što štedi na materijalima.
5. Para brzo ulazi u svaku točku sustava grijanja, bez obzira na njegovu složenost i veličinu kuće.
6. Brzo zagrijavanje prostorija dodatna je prednost.
7. Koeficijent prijenosa topline je vrlo visok, pa se gubici topline svode na nulu.
8. Takvi se sustavi mogu koristiti u kombinaciji s toplim podovima.

Prije izvođenja parnog grijanja, morate proučiti njegove nedostatke. Mane parnog grijanja su sljedeće:

• kada cirkulira duž konture, para stvara buku (kako bi se smanjila razina buke, bakrene cijevi polažu se unutar zidova, a kotao se postavlja u zasebnu sobu);
• uređaji i cijevi za grijanje mogu se zagrijati na temperaturu iznad 100 ° C, što povećava vjerojatnost opeklina pri dodirivanju baterija (s tim u vezi, preporuča se pokriti radijatore i cijevi zaštitnim zaslonima);
• u slučaju proboja nastaje opasna hitna situacija, jer rashladna tekućina ima vrlo visoku temperaturu;
• za sastavljanje kruga trebat će vam skupe bakrene ili pocinčane cijevi (to se mora uzeti u obzir prilikom izračuna koliko košta provođenje parnog grijanja);
• sustav je sklon koroziji, pa je njegov vijek trajanja kratak;
• teško je regulirati temperaturu u sobama (za to morate prozračiti sobe ili smanjiti količinu goriva, što je prilično teško).

Karakteristike i dijagram uređaja

Unutar sustava za grijanje pare mogu postojati različiti tlakovi. Ovisno o tome, može biti sljedećih vrsta:

Sustav grijanja zraka u privatnoj kući i industrijskim prostorijama

1. S visokim tlakom preko 0,07 MPa.
2. S niskim tlakom manjim od 0,07 MPa.
3. Vakuumsko-parni sustav ima tlak od najmanje 0,1 MPa.

Krug parnog grijanja može biti sa zatvorenim i otvorenim krugom. Otvoreni krugovi niskog tlaka komuniciraju s okolnim zrakom. Zatvoreni zatvoreni sustavi su trajniji.

Najčešće se u privatnoj kući izrađuju zatvoreni sustavi s povratom rashladne tekućine gravitacijom u kotao. Obično se koriste gornji cjevovodi. Ako se koristi krug s donjim ožičenjem, tada se cijevi polažu s nagibom u smjeru protoka pare kako bi se smanjila buka.Na mjestu odvoda kondenzata napravljena je brtva za vodu u obliku petlje koja štiti od pare koja ulazi u kondenzacijski vod.

Važno! U parnim sustavima brzina pare održava se unutar 0,14 m / s, ali ne veća od ove vrijednosti. U protivnom će para zarobiti čestice kondenzirajuće vlage, stvarajući glasan zvuk i povećavajući vjerojatnost vodenog udara.

Rjeđe se koristi kombinirano ožičenje s polaganjem cjevovoda ispod poda srednjeg ili zadnjeg kata. U tom je slučaju lumen povratnog voda potpuno zatvoren kondenzatom.

Kod mrežnih tlakova iznad 0,02 MPa koriste se samo otvoreni krugovi. U njima se zrak uklanja kroz akumulator kondenzacije. Kako bi se zaštitili od curenja pare, ugrađuju se brave za vodu ili zamke za paru. Pumpa se koristi za prijenos tekućine za zagrijavanje pare iz spremnika u izmjenjivač topline. To omogućuje postavljanje spremnika ispod izmjenjivača topline.

Na bilješku! Parni sustavi, poput vodnih sustava, su jednocijevni i dvocijevni. Prva je opcija prikladna za prizemne kuće površine ne veće od 80 m². Druga opcija može se koristiti u dvokatnim kućama.

Uređaj

Uređaj parnog kotla prilično je složen. Stoga sastavljanje parnog kotla vlastitim rukama nije lak zadatak. Svaki pojedini model ima svoje značajke montaže. Ali svi su opremljeni glavnim komponentama:

• Ložište. Tu se nalazi gorivo;
• Tava od pepela. Služi za prikupljanje proizvoda izgaranja goriva;
• Plamenik. Njegovi su zadaci sasvim jasni;
• Ekonomizator. Ovo je bojler, o kojem ćemo detaljnije razgovarati;
• Bubanj. Potrebno za ugradnju mjernih instrumenata, cjevovoda, osigurača;
• Manometar. Za siguran rad parne jedinice krug mora nužno sadržavati manometar za nadzor tlaka pare.

Pravila ugradnje svih parnih kotlova zahtijevaju da se nalaze niže od razine cjevovoda i uređaja za grijanje. Tako para može normalno cirkulirati i vratiti kondenzat iz sustava.

Kako sustav funkcionira

Nemojte brkati grijanje vode i pare kod kuće. Imaju mnoge funkcionalne razlike, unatoč površnim sličnostima.

Obje ove vrste imaju komponente:

• bojler;
• radijatori;
• cijevi.

Parno grijanje smatra se učinkovitim, možete se snaći s malim brojem baterija
Para je nosač topline za parno grijanje privatne kuće. Takav sustav možete izraditi vlastitim rukama, slijedeći upute za sastavljanje i instaliranje komponenata. Za vodeni sustav voda igra ulogu nosača. Kotao isparava vodu i ne zagrijava je. Pare rashladne tekućine kreću se kroz cijevi i postaju izvor ugodne temperature u kući. Para se unutra hladi, nakon čega se kondenzira. U ovom slučaju, 1 kg pare pretvara se u 2000 kilodžula topline. Za usporedbu, hlađenje vodom na 50 ° C daje samo 120 kJ.

Prijenos topline pare nekoliko je puta veći, što objašnjava visoku učinkovitost ove vrste grijanja. Kondenzat stvoren unutar radijatora prelazi u donji dio i samostalno se kreće prema kotlu. Postoji nekoliko vrsta sustava grijanja. U ovom slučaju, specifikacija se provodi prema metodi povrata rashladne tekućine koja je pretvorena u kondenzat.

1. Zatvoreno. U ovom slučaju nema kontura. Sukladno tome, kondenzat se kreće kroz cijevi, koje leže pod određenim kutom. Ide izravno u kotao za daljnje grijanje.
2. Otvoreno. Ovdje je spremnik. Kondenzat ulazi iz radijatora, crpka sudjeluje u njegovom ponovnom ubrizgavanju u kotao.

Kako odabrati pravi kotao

Da biste odabrali pravi kotao za grijanje na kruta goriva, morate uzeti u obzir sljedeće čimbenike:

• tip jedinice - s gornjim ili donjim izgaranjem, proizvodnjom plina, peletom ili parom, najprikladnijim za zadane radne uvjete;
• snaga kotla potrebna za grijanje i pripremu tople vode;
• vrsta krutog goriva koje će se koristiti;
• volumen komore za izgaranje, o kojem će ovisiti učestalost punjenja goriva;
• materijal izmjenjivača topline - čelik ili lijevano željezo, uzimajući u obzir zasluge i negativne značajke svakog materijala;
• potreba za povezivanjem na električne mreže, budući da neki modeli kotlova imaju uređaje koji rade na električnu energiju - grijaće elemente za održavanje temperature tijekom razdoblja isključivanja kotla, odvodnike dima, ventilatore za stlačivanje zraka;
• opremanje automatskim upravljanjem, sigurnosnim jedinicama, jer kotlovi na kruta goriva za dom moraju biti u potpunosti opremljeni svim uređajima i uređajima za nesmetan rad;
• mogućnost prijenosa na druge vrste goriva ili korištenje nekoliko vrsta.