Principen för drift av en ångpanna för hemuppvärmning

Installation av ångpannor med fast bränsle

Utformningen av ångpannor med fast bränsle är en horisontell låda med en eld och består av två cylindriska sektorer med olika diametrar. Dessa cylindrar sätts i varandra och förbinds med flänsar och en ångsamlare. Således är en eldstuga placerad framför eldröret och en bunt rör i baksidan. Principen för drift av ångpannor med fast bränsle bygger på värmeväxlingen mellan vätska och gas. Under förbränningen av bränsle bildas rökgaser vid hög temperatur i bränsledelen i pannanheten. Genom att passera genom gaskanalerna tvättas strömmar med varm rök runt rörknippen, där vattnet cirkulerar. Således överför gaser termisk energi till vatten och de kyls själva från kontakt med kalla rör. Som ett resultat släpper det uppvärmda vattnet i rören ånga, som ackumuleras i pannans övre trumma.

Pannan styrs av instrumentering och pannautomation. Hjälpenheter övervakar förändringar i vattentemperatur och tryck, och automatiseringen av pannrummet säkerställer säker drift av enheter på grund av inbyggda sensorer.

Ångpannstillverkningsteknik

Vad behövs för att skapa ett sådant system?

• 1 mm plåt av rostfritt stål.
• Rör av olika diametrar från rostfritt stål - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Säkerhetsventil.
• Asbest i form av lakan.

Först och främst måste du få ritningarna för ångpannan. Detta är inte ett problem idag, eftersom de är fritt tillgängliga på Internet. Den andra uppgiften är att bestämma enhetens effekt. Allt beror på ånguppvärmningssystemet, storleken på ett privat hus, antalet radiatorer i det och så vidare. Andra artiklar på vår webbplats hjälper dig att hantera denna fråga. För det tredje måste du välja enhetens form. Den kan vara rund, fyrkantig eller rektangulär.

Högtrycksångpanna

För att underlätta tillverkningen kan du ta ett rör som är 100-110 cm långt. Det blir enhetens kropp. Observera att väggtjockleken måste vara minst 2,5 mm. En mycket viktig punkt är konstruktionen av eldstaden och tillförseln av låga och rökrör till den.

Förbränningskammaren är bäst tillverkad av rostfria stålplåt, i vilka hål borras för de beskrivna rören. Deras ändar rullas nödvändigtvis för att skapa en tät anliggning mot ytorna. För bättre tätning och ökad anslutningsstyrka bör rören svetsas med argonsvetsning. Om du inte har dessa färdigheter kan du svetsa dem med permanenta elektroder.

Därefter måste du svetsa på rörröret och installera säkerhetsventilen. Enheten är isolerad med asbestplåt. På detta kan vi överväga att arbetet är gjort. Därefter ansluts ånguppvärmningssystemet och pannan.

Panntyper

Alla ångpannor med fast bränsle kan delas in i två små grupper - koleldade ångpannor (brunkol och stenkol) och vedeldade ångpannor. Beroende på förbrukat bränsle har pannanheter sina egna varianter av ugnar. Dessa kan vara mekaniska ugnar med ett rörligt galler, med ett bandgaller med rörelse framåt, med skjutgaller, med lutande galler eller med ett fast galler och en prasslande stång.

Typer av moderna pannor med fast bränsle

Enligt strukturen och typen av bränsle kan moderna pannor med fast bränsle klassificeras i följande huvudtyper:

• pannor med bränsleförbränning;
• luftförbränningsenheter;
• gasgenererande pannor;
• pelletsvärmegeneratorer;
• ångaggregat.

Förbränningspannor i botten

Nedre förbränningspanna
Den nedre förbränningspannan är den vanligaste fastbränslenheten, som huvudsakligen arbetar på trä och kol. Värmegeneratorns utformning innehåller följande huvudelement som är inneslutna i huset: en eldstuga eller en förbränningskammare, en värmeväxlare, tillförsel- och returledningar i värmesystemets krets, galler, dörr för påfyllning av bränsle, dörr för antändning och rengöring från aska , skorsten.

Kroppen av moderna pannor är gjord av stål och värmeväxlaren kan vara antingen stål eller gjutjärn. Varje typ av värmeväxlare har sina egna fördelar och nackdelar. Enheter med gjutjärnsvärmeväxlare har högre korrosionsbeständighet än stål. Detta är en viktig punkt, eftersom när värmegeneratorer för fast bränsle avfyras tills temperaturen överstiger daggpunkten, bildas kondens i ugnen, som, när den blandas med förbränningsprodukter, är mycket aggressiv mot metaller. En värmeväxlare av gjutjärn är också mer brandsäker än en stål, därför har den längre livslängd. Nackdelarna med gjutjärnsvärmeväxlare är bräcklighet, hög vikt, låg motståndskraft mot temperaturförändringar i värmebäraren i värmesystemet, de bör inte överstiga 20 ° C.

Vanligtvis är gjutjärnsvärmegeneratorer uppdelade i separata sektioner, vilket underlättar svårigheterna vid transport, installation och i händelse av fel på en av sektionerna är det enkelt att byta ut det. Enheter med stålvärmeväxlare är i ett stycke.

I anordningen för en panna med bottenförbränning kan två eller tre förbränningskamrar vara anordnade, vilket gör det möjligt att återförbränna bränslepartiklar. Samtidigt minskar utsläppen av skadliga förbränningsprodukter i atmosfären, bränsleförbrukningen minskar och pannans effektivitet ökar. Med moderna värmepannor för fast bränsle kan du kontrollera förbränningsprocessen, för vilken ett styrsystem med en fläkt för luftinjektion används.

Övre förbränningspannor

Övre förbränningspanna
I en enhet med övre förbränning sker processen att bränna bränsle - kol, ved, torvbriketter eller sågspån - i motsats till en panna med lägre förbränning, inte från botten till toppen utan från topp till botten. Detta blev möjligt efter uppfinningen tillverkad och patenterad av den litauiska ingenjören E. Strupaitis år 2000 och användes för första gången i pannor. Förbränning i en sådan värmegenerator stöds endast i det övre lagret av det lagrade bränslet, ungefär 15 cm tjockt, där varm luft tillförs uppifrån genom ett speciellt teleskoprör från en speciell kammare. När bokmärket bränns ut expanderar röret gradvis och sjunker ned under sin egen vikt så att luftfördelaren i slutet av röret ständigt befinner sig i flammans centrum.

En vedeldad värmepanna med fast bränsle med toppförbränning gör att ett bokmärke kan göras var 30: e timme och en koleldad enhet - ett bokmärke var femte dag. Värmegeneratorns arbetssätt är från en flik till en annan. Det vill säga, efter fullständig förbränning av det laddade bränslet är det nödvändigt att ta bort den formade askan och skapa ett nytt bokmärke.

Toppförbränningsenheter har en avsevärd höjd, men de tar liten yta när det gäller areal.

Gasgenererande (pyrolys) pannor

Gaspanna - arbetsschema
Pannor som genererar fastbränsle är utrustade med två förbränningskamrar. Principen för deras arbete bygger på det faktum att trä under påverkan av hög temperatur och under förhållanden med syrebrist förvandlas till kol med frisättningen av pyrolys brännbar gas. I en kammare sker den vanliga förbränningsprocessen först med normal lufttillförsel genom ett speciellt fönster.Efter att träet bränder normalt minskar lufttillförseln med hjälp av den automatiska regulatorn och pannan går in i pyrolysgasbildningsläget. Träet smälter långsamt och den frigjorda gasen stiger in i den andra kammaren, där processen för dess efterförbränning äger rum.

Effektiviteten hos en gasgenererande enhet når 85-90%, skadliga utsläpp av förbränningsprodukter till atmosfären reduceras till ett minimum, bränsle för en sådan panna kräver flera gånger mindre än för en värmegenerator med direkt förbränning. Förutom ved kan träbearbetningsavfall med en fuktnivå på högst 20% användas som bränsle.

Pelletspannor

Pelletspanna med bränsletank
Pelletspannor drivs på biobränsle från torv, sågspån, jordbruksavfallsprodukter, komprimerade till cylindriska granulat som kallas pellets. Granulerna är små i storlek och säljs i bekväm förpackning för enkel transport och förvaring.

Pelletspannor är utrustade med ett automatiskt styrsystem, inklusive tillförsel av bränslepellets till förbränningskammaren, som är liten i storlek. I detta avseende styr automatiseringen volymen på det levererade bränslet med stor noggrannhet, medan den mest kompletta förbränningen och produktionen av brännbara gaser med maximal temperatur uppnås på grund av den tvingade insprutningen av luft i förbränningsområdet med hjälp av en fläkt.

Pellets laddas i bränslebunkeren, varifrån de matas in i förbränningskammaren med hjälp av matningssystemet. Bunkeren kan vara fristående eller inbyggd i pannans struktur, kapaciteten hos en panna med en kapacitet på 20-40 kW är som regel inte mer än 200-250 kg, vilket räcker för en vecka kontinuerlig drift. Matningssystemet är en skruvtransportör som drivs av en elmotor. Om det är nödvändigt att transportera pellets över långa sträckor kan ett pneumatiskt matningssystem användas.

Automatiseringen av pelletsvärmegeneratorer inkluderar system för avlägsnande och självrengöring av aska, möjligheten att kontrollera temperaturen i värmerörledningar beroende på väder och andra enheter som underlättar drift av pelletsuppvärmningsenheter.

Ångpannor med fast bränsle

Ånga fast bränslepanna
Ångpannor för fasta bränslen, på grund av sin stora kraft och dimensioner, används främst inom industrin för att tillhandahålla ånga för tekniska processer och värmesystem. Användningen av ångor med fast bränsle är särskilt effektiv i företag med en stor mängd avfall som är lämpligt för förbränning som bränsle när det är omöjligt att använda andra energikällor. Små kraftaggregat kan också användas för uppvärmning av bostäder och andra lokaler för olika ändamål.

Enligt driftsprincipen är ångpannor uppdelade i två huvudtyper: eldrör och ångrör.

I en brandrörsenhet cirkulerar förbränningsprodukter som värms upp till hög temperatur under bränsleförbränning genom rörsystemet och överför termisk energi till vattnet som omger dessa rör. I det här fallet förvandlas vatten till ånga och kommer sedan in i värmesystemet eller genom ångledningar till industriella konsumenter. Eftersom den genererade ångan har högt tryck är väggarna i en sådan panna gjorda mycket tjocka. Därför har brandrörspannor av säkerhetsskäl effektbegränsningar.

I vattenrörspannor är driftsprincipen motsatt - vatten strömmar genom rörsystemet inuti kroppen, uppvärmda förbränningsprodukter cirkulerar runt dem, som ett resultat blir vattnet i rören till ånga och går sedan till konsumenterna. Vattenrörsenheter är säkrare, de kräver inte en stor tjocklek på kroppens väggar, vilket kan öka deras produktivitet avsevärt.

Ångpannor är utrustade med automatiseringssystem, inklusive anordningar för bränsletändning och stopp av förbränning, reglering av vatten och bränsleförbrukning. Säkerhetsgruppen för en fastbränslepanna är av stor betydelse, som inkluderar temperaturindikatorer, säkerhetstermostater, tryckmätare, tryckkontakter och ångtrycksventiler, andra enheter och anordningar som säkerställer problemfri drift.

Ånguppvärmning och vad är det?

När vatten kokar frigörs vattenånga, som har en stor mängd termisk energi. Överföringen av energi till miljön sker vid tidpunkten för kondensering, med andra ord, under övergången av vatten från ångtillstånd till flytande tillstånd.

Vid ånguppvärmning gäller samma princip. Vattnet som kokar i pannan matas genom rören till värmeenheterna, kondenseras i dem och avger värme. Därefter matas kylvätskan, som har passerat i flytande tillstånd, genom rör till en speciell lagringsenhet. Därifrån flyter vätskan genom gravitation eller med våld in i pannan.

För- och nackdelar med ånguppvärmning

Ånguppvärmning i ett privat hus har följande fördelar:

1. Låga kostnader för enheten. Lönsamhet i användningen. Systemet kan tillverkas av en konventionell ugn, vilket är särskilt viktigt för bosättningar utan förgasning.
2. Eftersom kylvätskan inte fryser kan systemet användas i säsongsbetonade bostadshus.
3. Effektiviteten för rymdvärme ökas genom strålning av värmeenergi och konvektion.
4. För att montera systemet kan du använda små radiatorer och små sektionsrör, vilket sparar material.
5. Ånga kommer snabbt in i alla punkter i värmesystemet, oavsett dess komplexitet och husets storlek.
6. Snabb uppvärmning av lokalerna är en ytterligare fördel.
7. Värmeöverföringskoefficienten är mycket hög, så värmeförlusterna reduceras till noll.
8. Sådana system kan användas i kombination med varma golv.

Innan du utför ånguppvärmning måste du studera dess nackdelar. Nackdelarna med ånguppvärmning är följande:

• vid cirkulation längs konturen skapar ånga ljud (för att minska ljudnivån läggs kopparrör inuti väggarna och pannan placeras i ett separat rum);
• värmeenheter och rör kan värmas upp till temperaturer över 100 ° C, vilket ökar sannolikheten för brännskador vid beröring av batterierna (i detta avseende rekommenderas det att täcka värmeelement och rör med skyddande skärmar);
• vid ett genombrott uppstår en farlig nödsituation, eftersom kylvätskan har en mycket hög temperatur;
• för att montera kretsen behöver du dyra koppar- eller galvaniserade rör (detta måste beaktas vid beräkning av hur mycket det kostar att utföra ånguppvärmning);
• systemet är känsligt för korrosion, så dess livslängd är kort;
• det är svårt att reglera temperaturen i lokalerna (för detta måste du ventilera rummen eller minska mängden bränsle, vilket är ganska svårt).

Enhetens egenskaper och diagram

Det kan finnas olika tryck i ett uppvärmningsångsystem. Beroende på detta kan det vara av följande typer:

Luftvärmesystem i ett privat hus och industrilokaler

1. Med högt tryck över 0,07 MPa.
2. Med lågt tryck mindre än 0,07 MPa.
3. Vakuumångsystemet har ett tryck på minst 0,1 MPa.

Ånguppvärmningskrets kan vara med en sluten och en öppen krets. Öppna kretsar med lågt tryck interagerar med omgivande luft. Förslutna slutna system är mer hållbara.

Oftast, i ett privat hus, tillverkas stängda system med kylvätskans återgång genom gravitationen till pannan. Topprör används vanligtvis. Om en krets med bottenledningar används läggs rören med en lutning i riktning mot ångflödet för att minska buller.Vid punkten för dränering av kondensat görs en vattentätning i form av en ögla för att skydda mot ånga som kommer in i kondensledningen.

Viktig! I ångsystem hålls ånghastigheten inom 0,14 m / s, men inte högre än detta värde. I annat fall kommer ångan att fånga upp partiklar av kondenserande fukt, vilket ger ett högt ljud och ökar sannolikheten för vattenhammare.

Mindre vanligt används kombinerade ledningar med läggning av rörledningar under golvet på mitten eller sista våningen. I detta fall är returledningens lumen helt stängd av kondensat.

Vid nätverkstryck över 0,02 MPa används endast öppna kretsar. I dem avlägsnas luft genom en kondensackumulator. För att skydda mot ångläckage är vattenlås eller ånglås installerade. En pump används för att överföra vätskan för ånguppvärmning från lagringstanken till värmeväxlaren. Detta gör att lagringstanken kan installeras under värmeväxlaren.

På en anteckning! Ångsystem, liksom vattensystem, är enkelrör och dubbelrör. Det första alternativet är lämpligt för envåningshus med en yta på högst 80 m². Det andra alternativet kan användas i två våningar hus.

Enhet

Enhetens ångpanna är ganska komplicerad. Att montera en ångpanna med egna händer är därför inte en lätt uppgift. Varje modell har sina egna monteringsfunktioner. Men de är alla utrustade med huvudkomponenterna:

• Eldstad. Det är här bränslet finns;
• Askpanna. Det tjänar till att samla in bränsleförbränningsprodukter;
• Brännare. Dess uppgifter är ganska tydliga;
• Ekonomiserare. Detta är en varmvattenberedare, som vi kommer att prata mer om;
• Trumma. Krävs för installation av mätinstrument, rörledningar, säkringar;
• Tryckmätare. För att ånganordningen ska fungera säkert måste kretsen nödvändigtvis innehålla en manometer för att övervaka ångtrycket.

Installationsreglerna för alla ångpannor kräver att de är placerade lägre än nivån på rörledningen och värmeenheterna. Så ångan kan cirkulera normalt och återföra kondensat från systemet.

Hur systemet fungerar

Förväxla inte vatten och ånga uppvärmning hemma. De har många funktionella skillnader, trots deras ytliga likheter.

Båda dessa typer har komponenter:

• panna;
• radiatorer;
• rör.

Ånguppvärmning anses vara effektiv, du kan klara dig med ett litet antal batterier
Ånga är en värmebärare för ångauppvärmning av ett privat hus. Du kan skapa ett sådant system med egna händer genom att följa instruktionerna för montering och installation av komponenter. För ett vattensystem spelar vatten rollen som bärare. Pannan avdunstar vattnet och värmer inte upp det. Kylmedelsångorna rör sig genom rören och blir en källa till en behaglig temperatur i huset. Ångan svalnar inuti, varefter den kondenserar. I detta fall omvandlas 1 kg ånga till 2000 kilojoule värme. Som jämförelse ger vattenkylning med 50 ° C endast 120 kJ.

Värmeöverföringen av ånga är flera gånger högre, vilket förklarar den höga effektiviteten för denna typ av uppvärmning. Kondensatet som bildas inuti kylaren passerar in i den nedre delen och rör sig oberoende till pannan. Det finns flera typer av värmesystem. I detta fall utförs specifikationen enligt metoden för att återföra kylvätskan som har omvandlats till kondensat.

1. Stängd. Det finns inga konturer i detta fall. Följaktligen rör sig kondensatet genom rören, som ligger i en viss vinkel. Den går direkt in i pannan för ytterligare uppvärmning.
2. Öppnad. Det finns en lagringstank här. Kondens tränger in i det från radiatorerna, pumpen deltar i återinsprutningen i pannan.

Hur man väljer rätt panna

För att välja rätt värmepanna för fast bränsle måste du ta hänsyn till följande faktorer:

• enhetstyp - med övre eller nedre förbränning, gasgenerering, pellets eller ånga, mest lämplig för givna driftsförhållanden;
• pannkraft som krävs för uppvärmning och beredning av varmvatten;
• vilken typ av fast bränsle som ska användas,
• förbränningskammarens volym, på vilken frekvensen av bränslebelastning kommer att bero;
• värmeväxlarmaterial - stål eller gjutjärn, med hänsyn till fördelarna och de negativa egenskaperna hos varje material;
• behovet av att ansluta till elnät, eftersom vissa modeller av pannor har enheter som arbetar på el - värmeelement för att upprätthålla temperaturen under pannans avstängningsperiod, rökavgassystem, fläktar för lufttryck;
• utrusta med automatisk styrning, säkerhetsenheter, eftersom pannor för fasta bränslen för hemmet måste vara fullt utrustade med alla enheter och enheter för problemfri drift;
• möjligheten att överföra till andra typer av bränsle eller använda flera typer.