Принципът на работа на парен котел за отопление на дома

Монтаж на парни котли на твърдо гориво

Конструкцията на парните котли на твърдо гориво е хоризонтална кутия с един огън, състояща се от два цилиндрични сектора с различен диаметър. Тези цилиндри са вкарани един в друг и са свързани чрез фланци и паросъбирач. По този начин горивната камера е разположена пред пожарната тръба, а сноп от тръби отзад. Принципът на работа на парните котли на твърдо гориво се основава на топлообмена на течност и газ. По време на изгарянето на гориво в горивната част на котелния блок се образуват високотемпературни димни газове. Преминавайки през газовите канали, потоци горещ дим се измиват около сноповете на тръбите, в които циркулира водата. По този начин газовете пренасят топлинна енергия във вода, а самите те се охлаждат от контакт със студени тръби. В резултат на това нагрятата вода в тръбите отделя пара, която се натрупва в горния барабан на котела.

Котелът се управлява от контролно-измервателна техника и автоматизация на котела. Спомагателните устройства следят промените в температурата и налягането на водата, а автоматизацията на котелното помещение осигурява безопасна работа на устройствата поради вградените сензори.

Технология на производство на парен котел

Какво е необходимо, за да се направи такава система?

• 1 мм ламарина от неръждаема стомана.
• Тръби с различен диаметър от неръждаема стомана - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Предпазен клапан.
• Азбест под формата на листове.

На първо място, трябва да вземете чертежите на парния котел. Днес това не е проблем, тъй като те са свободно достъпни в Интернет. Втората задача е да се определи мощността на устройството. Всичко ще зависи от системата за парно отопление, размера на частна къща, броя на радиаторите в нея и т.н. Други статии на нашия уебсайт ще ви помогнат да се справите с този проблем. Трето, трябва да изберете формата на единицата. Тя може да бъде кръгла, квадратна или правоъгълна.

Парен котел с високо налягане

За улеснение на производството можете да вземете тръба с дължина 100-110 см. Тя ще бъде тялото на устройството. Моля, обърнете внимание, че дебелината на стената трябва да бъде най-малко 2,5 мм. Много важен момент е конструкцията на горивната камера и подаването на тръби за пламък и дим към нея.

Горивната камера е най-добре направена от листове от неръждаема стомана, в които са пробити отвори за описаните тръби. Краищата им задължително се навиват, за да се създаде плътно прилепване към повърхностите. За по-добро уплътняване и увеличаване на якостта на връзката, тръбите трябва да бъдат заварени с аргоново заваряване. Ако не притежавате тези умения, можете да ги заварявате с постоянни електроди.

След това трябва да заварявате тръбния колектор и да инсталирате предпазния клапан. Уредът е изолиран с азбестови листове. По този въпрос можем да считаме, че работата е свършена. Тогава системата за парно отопление и котелът са свързани.

Видове котли

Всички парни котли на твърдо гориво могат да бъдат разделени на две малки групи - парни котли на въглища (лигнитни въглища и твърди въглища) и парни котли на дърва. В зависимост от консумираното гориво котловите агрегати имат свои собствени варианти на пещи. Това могат да бъдат механични пещи с подвижна решетка, с ремъчна решетка с движение напред, с натискащи решетки, с наклонени решетки или с неподвижна решетка и шумолеща щанга.

Видове модерни котли на твърдо гориво

Според структурата и вида на горивото съвременните котли на твърдо гориво могат да бъдат класифицирани в следните основни видове:

• котли с долно изгаряне на гориво;
• горни агрегати за горене;
• газогенериращи котли;
• топлинни генератори на пелети;
• парни единици.

Долни котли за горене

Долен котел за горене
Долният котел за горене е най-често срещаният агрегат за твърдо гориво, работещ предимно на дърва и въглища. Дизайнът на топлинния генератор включва следните основни елементи, затворени в корпуса: горивна камера или горивна камера, топлообменник, захранващи и връщащи тръби на веригата на отоплителната система, решетка, врата за зареждане на гориво, врата за запалване и почистване от пепел , комин.

Корпусът на съвременните котли е направен от стомана, а топлообменникът може да бъде или стомана, или чугун. Всеки тип топлообменник има своите предимства и недостатъци. Агрегатите с чугунен топлообменник имат по-висока устойчивост на корозия от стоманените. Това е важен момент, тъй като когато топлинните генератори на твърдо гориво се изгарят, докато температурата надвиши точката на оросяване, в пещта се образува кондензат, който, когато се смесва с продуктите от горенето, е много агресивен за металите. Чугунения топлообменник също е по-устойчив на огън от стоманения, поради което има по-дълъг експлоатационен живот. Недостатъците на чугунените топлообменници са крехкост, голямо тегло, ниска устойчивост на температурни промени в топлоносителя в отоплителната система, те не трябва да надвишават 20 ° C.

Обикновено чугунените топлинни генератори са разделени на отделни секции, което улеснява трудностите при транспортирането, монтажа и в случай на повреда на една от секциите е лесно да се замени. Агрегатите със стоманен топлообменник са от една конструкция.

В устройството на котел с дънно изгаряне могат да бъдат предвидени две или три горивни камери, което прави възможно повторното изгаряне на частиците гориво. В същото време емисията на вредни продукти от горенето в атмосферата намалява, разходът на гориво намалява и ефективността на котела се увеличава. Съвременните отоплителни котли на твърдо гориво ви позволяват да контролирате процеса на горене, за което се използва система за управление с вентилатор за впръскване на въздух.

Горни котли за горене

Горен котел за горене
В агрегат с горно горене процесът на изгаряне на гориво - въглища, дърва за огрев, торфени брикети или дървени стърготини - за разлика от котел с по-ниско горене, протича не отдолу нагоре, а отгоре надолу. Това стана възможно след изобретението, направено и патентовано от литовския инженер Е. Струпайтис през 2000 г. и използвано за първи път в котли. Изгарянето в такъв генератор на топлина се поддържа само в горния слой на съхраняваното гориво, с дебелина около 15 см, където горещият въздух се подава отгоре през специална телескопична тръба от специална камера. Докато отметката изгаря, тръбата постепенно се разширява и спуска под собственото си тегло, така че разпределителят на въздуха в края на тръбата е постоянно в центъра на пламъка.

Котел за отопление с твърдо гориво на дърва с горно горене позволява да се прави по една отметка на всеки 30 часа, а на въглища - по една отметка на всеки 5 дни. Режимът на работа на топлинния генератор е от един раздел на друг. Тоест след пълно изгаряне на зареденото гориво е необходимо да се отстрани образувалата се пепел и да се направи нова отметка.

Горещите горивни устройства имат значителна височина, но заемат малко място по отношение на площта.

Газогенериращи (пиролизни) котли

Котел за газов генератор - схема на работа
Котлите за генериране на твърдо гориво са оборудвани с 2 горивни камери. Принципът на тяхното действие се основава на факта, че дървото под въздействието на висока температура и в условията на липса на кислород се превръща във въглища с отделянето на пиролизен горим газ. В една камера обикновено протича обичайният процес на горене при нормално подаване на въздух през специален прозорец.След като дървата изгорят нормално, подаването на въздух се намалява с помощта на автоматичния регулатор и котелът преминава в режим на образуване на пиролизен газ. Дърва за огрев бавно тлеят и отделеният газ се издига във втората камера, където протича процесът на неговото доизгаряне.

Ефективността на газогенериращ агрегат достига 85-90%, вредните емисии на продукти от горенето в атмосферата са намалени до минимум, горивото за такъв котел изисква няколко пъти по-малко, отколкото за топлинен генератор с директно изгаряне. В допълнение към дърва за огрев, дървесни отпадъци с ниво на влага не повече от 20% могат да се използват като гориво.

Пелетни котли

Пелетен котел с бункер за гориво
Пелетните котли работят на биогориво, направено от торф, дървени стърготини, селскостопански отпадъци, компресирани в цилиндрични гранули, наречени пелети. Гранулите са с малки размери и се продават в удобни опаковки за лесно транспортиране и съхранение.

Пелетните котли са оборудвани с автоматична система за управление, включваща подаване на горивни пелети в горивната камера, която е с малки размери. В тази връзка автоматиката с голяма точност регулира обема на подаваното гориво, като същевременно се постига най-пълно изгаряне и се постига производството на горими газове с максимална температура поради принудителното впръскване на въздух в зоната на горене с помощта на фен.

Пелетите се зареждат в бункера за гориво, откъдето се подават в горивната камера, използвайки захранващата система. Бункерът може да бъде самостоятелен или вграден в конструкцията на котела, като капацитетът на бункера за котел 20-40 kW, като правило, е не повече от 200-250 кг, което е достатъчно за една седмица непрекъсната работа. Системата за подаване е винтов транспортьор, задвижван от електрически мотор. Ако е необходимо да се транспортират пелети на големи разстояния, може да се използва пневматична система за подаване.

Автоматизацията на пелетните топлинни генератори включва системи за механично отстраняване на пепел и самопочистване, възможност за контрол на температурата в отоплителните тръбопроводи в зависимост от времето и други устройства, които улесняват работата на пелетни отоплителни тела.

Парни котли на твърдо гориво

Парен котел на твърдо гориво
Парните котли за твърдо гориво, поради голямата си мощност и размери, се използват главно в индустрията за осигуряване на пара за технологични процеси и отоплителни системи. Използването на топлинни генератори на твърдо гориво е особено ефективно в предприятия с голямо количество отпадъци, подходящи за изгаряне като гориво, когато е невъзможно да се използват други енергийни източници. Малките енергийни агрегати могат да се използват и за отопление на жилища и други помещения за различни цели.

Според принципа на работа парните котли са разделени на 2 основни типа: пожаро-тръбна и паро-тръбна.

В огнеупорната тръба продуктите от горенето, нагрети до висока температура по време на изгарянето на горивото, циркулират през тръбната система и предават топлинна енергия на водата, която заобикаля тези тръби. В този случай водата се превръща в пара и след това попада в отоплителната система или по паропроводи до промишлени потребители. Тъй като генерираната пара има високо налягане, стените на такъв котел са направени много дебели. Следователно, от съображения за безопасност, противопожарните котли имат ограничения на мощността.

При водотръбните котли принципът на действие е противоположен - водата протича през тръбната система вътре в тялото, около тях циркулират нагрети продукти от горенето, в резултат на което водата в тръбите се превръща в пара и след това отива при потребителите. Устройствата с водни тръби са по-безопасни, те не изискват голяма дебелина на стените на тялото, което може значително да увеличи производителността им.

Паровите котли са оборудвани със системи за автоматизация, включително устройства за запалване на гориво и спиране на горенето, регулиране на водата и разхода на гориво. Групата за безопасност на котела на твърдо гориво е от голямо значение, която включва температурни индикатори, предпазни термостати, манометри, предпазни превключватели за налягане и клапани за налягане на парата, други устройства и устройства, които осигуряват безпроблемна работа.

Парно отопление и какво е това?

Когато водата заври, се отделят водни пари, които имат голямо количество топлинна енергия. Прехвърлянето на енергия в околната среда се случва в момента на кондензация, с други думи, по време на прехода на водата от състояние на пара в течно състояние.

При парното отопление се прилага същият принцип. Врящата в котела вода се подава през тръби към отоплителните устройства, кондензира в тях и отделя топлина. След това охлаждащата течност, която е преминала в течно състояние, се подава през тръби към специално устройство за съхранение. От там течността тече гравитачно или принудително в котела.

Плюсове и минуси на парното отопление

Парно отопление в частна къща предоставя следните предимства:

1. Ниска цена на устройството. Рентабилност в процеса на използване. Системата може да бъде направена от конвенционална фурна, което е особено важно за населени места без газификация.
2. Тъй като охлаждащата течност не замръзва, системата може да се използва в сезонни жилищни сгради.
3. Ефективността на отоплението на помещенията се увеличава чрез излъчване на топлинна енергия и конвекция.
4. За сглобяване на системата могат да се използват малки радиатори и малки тръби, което спестява от материали.
5. Пара бързо влиза във всяка точка на отоплителната система, независимо от нейната сложност и големината на къщата.
6. Бързото отопление на помещенията е допълнително предимство.
7. Коефициентът на топлопреминаване е много висок, така че топлинните загуби са намалени до нула.
8. Такива системи могат да се използват в комбинация с топли подове.

Преди да извършите парно отопление, трябва да проучите неговите минуси. Недостатъците на парното отопление са следните:

• когато циркулира по контура, парата създава шум (за да се намали нивото на шума, медни тръби се полагат вътре в стените и котелът се поставя в отделна стая);
• нагревателните устройства и тръби могат да се нагреят до температури над 100 ° C, което увеличава вероятността от изгаряне при допир на батериите (в тази връзка се препоръчва да се покрият радиаторите и тръбите със защитни екрани);
• в случай на пробив възниква опасна аварийна ситуация, тъй като охлаждащата течност има много висока температура;
• за да сглобите веригата, ще ви трябват скъпи медни или поцинковани тръби (това трябва да се вземе предвид при изчисляване колко струва извършването на парно отопление);
• системата е податлива на корозия, така че нейният експлоатационен живот е кратък;
• трудно е да се регулира температурата в помещенията (за това трябва да проветрите помещенията или да намалите количеството гориво, което е доста трудно).

Характеристики и схема на устройството

Във вътрешността на парната отоплителна система може да има различни налягания. В зависимост от това може да бъде от следните типове:

Система за въздушно отопление в частна къща и промишлени помещения

1. С високо налягане над 0,07 МРа.
2. При ниско налягане под 0,07 МРа.
3. Вакуумно-паровата система има налягане най-малко 0,1 MPa.

Парна отоплителна верига може да бъде със затворена и отворена верига. Отворените вериги с ниско налягане взаимодействат с околния въздух. Затворените затворени системи са по-трайни.

Най-често в частна къща се правят затворени системи с връщане на охлаждащата течност чрез гравитация към котела. Обикновено се използват горни тръбопроводи. Ако се използва верига с долно окабеляване, тогава тръбите се полагат с наклон в посока на потока на парата, за да се намали шумът.В точката на оттичане на кондензат се прави водно уплътнение под формата на контур, за да се предпази от пара, попадаща в кондензационната линия.

Важно! В парните системи скоростта на парата се поддържа в рамките на 0,14 m / s, но не по-висока от тази стойност. В противен случай парата ще улавя частици кондензираща влага, издаваща силен шум и увеличавайки вероятността от воден чук.

По-рядко се използва комбинирано окабеляване с полагане на тръбопроводи под пода на средния или последния етаж. В този случай луменът на връщащата линия е напълно затворен от кондензат.

При мрежово налягане над 0,02 MPa се използват само отворени вериги. В тях въздухът се отстранява през кондензационен акумулатор. За да се предпазят от течове на пара, са монтирани водни брави или пароуловители. Помпа се използва за прехвърляне на течността за парно отопление от резервоара за съхранение към топлообменника. Това позволява резервоарът да се монтира под топлообменника.

На бележка! Паровите системи, като водните системи, са еднотръбни и двутръбни. Първият вариант е подходящ за едноетажни къщи с площ не повече от 80 m². Вторият вариант може да се използва в двуетажни къщи.

Устройство

Устройството на парен котел е доста сложно. Ето защо сглобяването на парен котел със собствените си ръце не е лесна задача. Всеки отделен модел има свои собствени функции за сглобяване. Но всички те са оборудвани с основните компоненти:

• Firebox. Тук се намира горивото;
• Тиган от пепел. Той служи за събиране на продукти от изгарянето на гориво;
• Горелка. Неговите задачи са съвсем ясни;
• Икономизатор. Това е бойлер, за който ще говорим по-подробно;
• Барабан. Необходимо за монтиране на измервателни уреди, тръбопроводи, предпазители;
• Манометър. За безопасното функциониране на парната единица веригата задължително трябва да включва манометър за наблюдение на налягането на парата.

Правилата за монтаж на всички парни котли изискват те да бъдат разположени по-ниско от нивото на тръбопровода и отоплителните устройства. Така парата може да циркулира нормално и да връща кондензат от системата.

Как работи системата

Не бъркайте отоплението с вода и пара у дома. Те имат много функционални разлики, въпреки повърхностните си прилики.

И двата типа имат компоненти:

• бойлер;
• радиатори;
• тръби.

Парно отопление се счита за ефективно, можете да се справите с малък брой батерии
Парата е топлоносител за парно отопление на частна къща. Можете да направите такава система със собствените си ръце, като следвате инструкциите за сглобяване и инсталиране на компоненти. За водната система водата играе ролята на носител. Котелът изпарява водата и не я загрява. Парите на охлаждащата течност се движат през тръбите и се превръщат в източник на комфортна температура в къщата. Вътре парата се охлажда, след което се кондензира. В този случай 1 кг пара се превръща в 2000 килоджаула топлина. За сравнение, водното охлаждане с 50 ° C осигурява само 120 kJ.

Топлопредаването на парата е няколко пъти по-високо, което обяснява високата ефективност на този тип отопление. Кондензатът, образуван вътре в радиатора, преминава в долната част и се придвижва независимо към котела. Има няколко вида отоплителни системи. В този случай спецификацията се извършва съгласно метода за връщане на охлаждащата течност, която е трансформирана в кондензат.

1. Затворено. В този случай няма контури. Съответно кондензатът се движи през тръбите, които лежат под определен ъгъл. Той отива директно в котела за по-нататъшно отопление.
2. Отворено. Тук има резервоар за съхранение. Кондензатът влиза в него от радиаторите, помпата участва в повторното му впръскване в котела.

Как да изберем правилния бойлер

За да изберете правилния отоплителен котел на твърдо гориво, трябва да вземете предвид следните фактори:

• тип агрегат - с горно или долно горене, генериране на газ, пелети или пара, най-подходящи за дадените работни условия;
• мощност на котела, необходима за отопление и подготовка на топла вода;
• вида на твърдото гориво, което ще се използва;
• обемът на горивната камера, от който ще зависи честотата на зареждане с гориво;
• материал на топлообменника - стомана или чугун, като се вземат предвид достойнствата и отрицателните характеристики на всеки материал;
• необходимостта от свързване към електрически мрежи, тъй като някои модели котли имат устройства, които работят на електричество - нагревателни елементи за поддържане на температурата по време на периода на изключване на котела, димоотводи, вентилатори за въздушно налягане;
• оборудване с автоматичен контрол, блокове за сигурност, тъй като котлите на твърдо гориво за дома трябва да бъдат напълно снабдени с всички устройства и устройства за безпроблемна работа;
• възможността за прехвърляне към други видове гориво или използване на няколко вида.