Princip fungování parního kotle pro vytápění domů

Instalace parních kotlů na tuhá paliva

Konstrukce parních kotlů na tuhá paliva je horizontální box s jedním ohněm, který se skládá ze dvou válcových sektorů různých průměrů. Tyto válce jsou zasunuty jeden do druhého a spojeny přírubami a sběračem páry. Před topnou trubicí je tedy umístěna topeniště a vzadu svazek trubek. Princip činnosti parních kotlů na tuhá paliva je založen na tepelné výměně kapaliny a plynu. Během spalování paliva se v palivové části kotlové jednotky tvoří spaliny o vysoké teplotě. Procházející plynovody, proudy horkého kouře omývají svazky trubek, ve kterých cirkuluje voda. Plyny tak přenášejí tepelnou energii na vodu a samy jsou ochlazovány při kontaktu se studenými trubkami. Výsledkem je, že ohřátá voda v potrubí uvolňuje páru, která se hromadí v horním bubnu kotle.

Kotel je řízen přístrojovým vybavením a automatizací kotle. Pomocná zařízení monitorují změny teploty a tlaku vody a automatizace kotelny zajišťuje bezpečný provoz zařízení díky zabudovaným senzorům.

Technologie výroby parního kotle

Co je potřeba k vytvoření takového systému?

• 1 mm plech z nerezové oceli.
• Trubky různých průměrů z nerezové oceli - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Bezpečnostní ventil.
• Azbest ve formě listů.

Nejprve musíte získat plány pro parní kotel. To dnes není problém, protože jsou volně dostupné na internetu. Druhým úkolem je určit výkon zařízení. Všechno bude záviset na parním topném systému, velikosti soukromého domu, počtu radiátorů v něm atd. Další články na našem webu vám pomohou při řešení tohoto problému. Za třetí, musíte zvolit tvar jednotky. Může být kulatý, čtvercový nebo obdélníkový.

Vysokotlaký parní kotel

Pro snazší výrobu si můžete vzít trubku o délce 100–110 cm, která bude tělem jednotky. Pamatujte, že tloušťka stěny musí být nejméně 2,5 mm. Velmi důležitým bodem je konstrukce topeniště a přívod plamene a kouřových trubek.

Spalovací komora je nejlépe vyrobena z plechů z nerezové oceli, ve kterých jsou vyvrtány otvory pro popsané trubky. Jejich konce jsou nutně svinuty, aby vytvořily těsnou oporu k povrchům. Pro lepší utěsnění a zvýšení pevnosti spojení by měly být trubky svařeny argonovým svařováním. Pokud tyto dovednosti nemáte, můžete je svařovat permanentními elektrodami.

Poté musíte přivařit potrubí k potrubí a namontovat pojistný ventil. Jednotka je izolována azbestovými deskami. Na tomto základě lze předpokládat, že práce je hotová. Poté je připojen parní topný systém a kotel.

Typy kotlů

Všechny parní kotle na tuhá paliva lze rozdělit do dvou malých skupin - parní kotle na uhlí (lignit a černé uhlí) a parní kotle na dřevo. V závislosti na spotřebovaném palivu mají kotelní jednotky své vlastní varianty pecí. Může se jednat o mechanické pece s pohyblivým roštem, s pásovým roštem dopředného pohybu, s tlačnými rošty, se šikmými rošty nebo s pevným roštem a šustící lištou.

Typy moderních kotlů na tuhá paliva

Podle struktury a typu paliva lze moderní kotle na tuhá paliva rozdělit do následujících hlavních typů:

• kotle se spodním spalováním paliva;
• jednotky pro horní spalování;
• plynové kotle;
• generátory tepla na pelety;
• parní jednotky.

Spodní kotle

Spodní spalovací kotel
Spalovací kotel se spodním spalováním je nejběžnější jednotkou na tuhá paliva, která pracuje hlavně na dřevo a uhlí. Konstrukce generátoru tepla zahrnuje následující hlavní prvky uzavřené ve skříni: topeniště nebo spalovací komora, výměník tepla, přívodní a vratné potrubí okruhu topného systému, rošt, dveře pro plnění paliva, dveře pro zapalování a čištění od popela , komín.

Těleso moderních kotlů je vyrobeno z oceli a výměník tepla může být buď ocelový, nebo litinový. Každý typ výměníku tepla má své vlastní výhody a nevýhody. Jednotky s litinovým výměníkem tepla mají vyšší odolnost proti korozi než ocelové. To je důležitý bod, protože když se spalují tepelné generátory na tuhá paliva, dokud teplota nepřekročí rosný bod, v peci se tvoří kondenzát, který je po smíchání s produkty spalování velmi agresivní vůči kovům. Litinový výměník tepla je také požárně odolnější než ocelový, proto má delší životnost. Nevýhody litinových výměníků tepla jsou křehkost, vysoká hmotnost, nízká odolnost vůči teplotním změnám v nosiči tepla v topném systému, neměly by překročit 20 ° C.

Litinové generátory tepla jsou obvykle rozděleny do samostatných sekcí, což usnadňuje přepravu, instalaci a v případě poruchy jedné z sekcí je snadné ji vyměnit. Jednotky s ocelovým výměníkem tepla jsou jednodílné konstrukce.

V zařízení kotle se spodním spalováním mohou být uspořádány dvě nebo tři spalovací komory, což umožňuje opětovné spalování palivových částic. Současně klesá emise škodlivých produktů spalování do atmosféry, klesá spotřeba paliva a zvyšuje se účinnost kotle. Moderní kotle na tuhá paliva umožňují řídit spalovací proces, pro který se používá řídicí systém s ventilátorem pro vstřikování vzduchu.

Špičkové spalovací kotle

Špičkový spalovací kotel
V jednotce s horním spalováním nedochází k procesu spalování paliva - uhlí, palivového dřeva, rašelinových briket nebo pilin - na rozdíl od kotle se spodním spalováním zdola nahoru, ale shora dolů. To bylo možné poté, co vynález vyrobený a patentovaný litevským inženýrem E. Strupaitisem v roce 2000 a poprvé použitým v kotlích. Spalování v takovém tepelném generátoru je podporováno pouze v horní vrstvě skladovaného paliva o tloušťce asi 15 cm, kde je horký vzduch přiváděn shora speciální teleskopickou trubkou ze speciální komory. Když záložka dohoří, trubka se postupně rozpíná a sestupuje svou vlastní hmotností, takže rozdělovač vzduchu na konci trubky je neustále ve středu plamene.

Topný kotel na tuhá paliva na dřevo s horním spalováním umožňuje vytvořit jednu záložku každých 30 hodin a uhelný agregát - jednu záložku každých 5 dní. Režim provozu generátoru tepla je z jedné záložky na druhou. To znamená, že po úplném spalování naloženého paliva je nutné odstranit vzniklý popel a vytvořit novou záložku.

Špičkové spalovací jednotky mají značnou výšku, ale pokud jde o plochu, zabírají jen málo místa.

Plynové kotle

Plynový kotel - schéma práce
Kotle na tuhá paliva jsou vybaveny 2 spalovacími komorami. Princip jejich práce je založen na skutečnosti, že dřevo se pod vlivem vysoké teploty a v podmínkách nedostatku kyslíku přeměňuje na dřevěné uhlí s uvolňováním pyrolýzního hořlavého plynu. V jedné komoře nejprve probíhá obvyklý proces spalování s normálním přívodem vzduchu přes speciální okno.Poté, co dřevo normálně vypálí, se pomocí automatického regulátoru sníží přívod vzduchu a kotel přejde do režimu tvorby pyrolýzního plynu. Dřevo doutvá pomalu a uvolněný plyn stoupá do druhé komory, kde probíhá proces jeho dodatečného spalování.

Účinnost jednotky generující plyn dosahuje 85-90%, škodlivé emise produktů spalování do atmosféry jsou sníženy na minimum, palivo pro takový kotel vyžaduje několikrát méně než pro zdroj tepla s přímým spalováním. Jako palivo lze kromě palivového dřeva použít dřevozpracující odpad s vlhkostí nejvýše 20%.

Kotle na pelety

Kotel na pelety s násypkou paliva
Kotle na pelety pracují na biopalivo z rašeliny, pilin, zemědělských odpadních produktů, lisované do válcových granulí nazývaných pelety. Granule jsou malé velikosti a prodávají se v praktickém balení pro snadnou přepravu a skladování.

Kotle na pelety jsou vybaveny automatickým řídicím systémem, včetně dodávky palivových pelet do spalovací komory, která má malou velikost. V tomto ohledu automatizace s velkou přesností řídí objem přiváděného paliva, přičemž nejúplnějšího spalování a produkce hořlavých plynů s maximální teplotou je dosaženo díky nucenému vstřikování vzduchu do spalovací oblasti pomocí fanoušek.

Pelety se nakládají do palivového zásobníku, odkud se pomocí dávkovacího systému přivádějí do spalovací komory. Zásobník může být volně stojící nebo zabudovaný do konstrukce kotle, kapacita zásobníku pro kotel s kapacitou 20-40 kW zpravidla není větší než 200-250 kg, což stačí na týden nepřetržitého provozu. Podávací systém je šnekový dopravník poháněný elektromotorem. Pokud je nutné přepravovat pelety na velké vzdálenosti, lze použít pneumatický podávací systém.

Automatizace generátorů tepla na pelety zahrnuje mechanické systémy odstraňování popela a samočisticí systémy, schopnost regulovat teplotu v topných potrubích v závislosti na počasí a další zařízení, která usnadňují provoz topných jednotek na pelety.

Parní kotle na tuhá paliva

Parní kotel na tuhá paliva
Parní kotle na tuhá paliva se kvůli své velké kapacitě a rozměrům používají hlavně v průmyslu k výrobě páry pro technologické procesy a topné systémy. Využití parních generátorů tepla na tuhá paliva je zvláště účinné v podnicích s velkým množstvím odpadu vhodného ke spalování jako palivo, když není možné použít jiné zdroje energie. Malé energetické jednotky lze také použít k vytápění domů a dalších prostor pro různé účely.

Podle principu činnosti jsou parní kotle rozděleny do 2 hlavních typů: požární trubice a parní trubice.

V jednotce požární trubice cirkulují produkty spalování ohřáté na vysokou teplotu během spalování paliva potrubním systémem a přenášejí tepelnou energii do vody, která obklopuje tato potrubí. V tomto případě se voda přemění na páru a poté vstupuje do topného systému nebo parními potrubími k průmyslovým spotřebitelům. Protože generovaná pára má vysoký tlak, stěny takového kotle jsou velmi silné. Z bezpečnostních důvodů mají proto požární trubkové kotle výkonová omezení.

U vodorourkových kotlů je princip činnosti opačný - voda protéká potrubním systémem uvnitř těla, kolem nich cirkulují vyhřívané produkty spalování, díky čemuž se voda v potrubí mění na páru a poté jde ke spotřebitelům. Vodní trubkové jednotky jsou bezpečnější, nevyžadují velkou tloušťku stěn těla, což může výrazně zvýšit jejich produktivitu.

Parní kotle jsou vybaveny automatizačními systémy, včetně zařízení pro zapalování a zastavení spalování paliva, regulaci vody a spotřeby paliva. Velice důležitá je bezpečnostní skupina kotle na tuhá paliva, která zahrnuje ukazatele teploty, bezpečnostní termostaty, tlakoměry, bezpečnostní tlakové spínače a tlakové ventily páry, další zařízení a zařízení zajišťující bezproblémový provoz.

Parní ohřev a co to je?

Když voda vaří, uvolňuje se vodní pára, která má velké množství tepelné energie. K přenosu energie do prostředí dochází v okamžiku kondenzace, jinými slovy během přechodu vody z parního stavu do kapalného.

U parního ohřevu platí stejný princip. Voda vroucí v kotli se přivádí trubkami do topných zařízení, kondenzuje v nich a vydává teplo. Poté se chladivo, které prošlo do kapalného stavu, přivádí trubkami do speciálního skladovacího zařízení. Odtud tekutina proudí gravitačně nebo násilně do kotle.

Klady a zápory parního ohřevu

Parní vytápění v soukromém domě poskytuje následující výhody:

1. Nízké náklady na zařízení. Ziskovost v procesu používání. Systém může být vyroben z konvenční pece, což je důležité zejména pro osady bez zplyňování.
2. Protože chladicí kapalina nezamrzá, lze systém použít v sezónních obytných budovách.
3. Účinnost vytápění prostoru se zvyšuje vyzařováním tepelné energie a konvekcí.
4. K sestavení systému můžete použít malé radiátory a malé trubky, které šetří materiál.
5. Pára rychle vstupuje do každého bodu topného systému bez ohledu na jeho složitost a velikost domu.
6. Další výhodou je rychlé vytápění prostor.
7. Koeficient přenosu tepla je velmi vysoký, takže tepelné ztráty jsou sníženy na nulu.
8. Tyto systémy lze použít v kombinaci s teplými podlahami.

Před provedením parního ohřevu musíte prostudovat jeho nevýhody. Nevýhody parního ohřevu jsou následující:

• když cirkuluje podél obrysu, pára vytváří hluk (ke snížení hladiny hluku jsou uvnitř stěn umístěny měděné trubky a kotel je umístěn v samostatné místnosti);
• topná zařízení a potrubí se mohou zahřát na teploty nad 100 ° C, což zvyšuje pravděpodobnost popálení při dotyku s bateriemi (v tomto ohledu se doporučuje zakrýt radiátory a potrubí ochrannými clonami);
• v případě průniku nastane nebezpečná nouzová situace, protože chladicí kapalina má velmi vysokou teplotu;
• k sestavení obvodu budete potřebovat drahé měděné nebo pozinkované trubky (toto je třeba vzít v úvahu při výpočtu, kolik stojí provedení ohřevu párou);
• systém je náchylný ke korozi, takže jeho životnost je krátká;
• je obtížné regulovat teplotu v místnostech (za tímto účelem musíte místnosti větrat nebo snížit množství paliva, což je docela obtížné).

Vlastnosti a schéma zařízení

Uvnitř topného parního systému mohou být různé tlaky. V závislosti na tom to může být následujících typů:

Systém ohřevu vzduchu v soukromém domě a průmyslových prostorách

1. Při vysokém tlaku nad 0,07 MPa.
2. Při nízkém tlaku menším než 0,07 MPa.
3. Vakuový parní systém má tlak alespoň 0,1 MPa.

Parní topný okruh může být s uzavřeným a otevřeným okruhem. Nízkotlaké otevřené obvody interagují s okolním vzduchem. Uzavřené uzavřené systémy jsou odolnější.

Nejčastěji se v soukromém domě vyrábějí uzavřené systémy s návratem chladicí kapaliny gravitací do kotle. Obvykle se používá horní potrubí. Pokud se používá obvod se spodním vedením, pak se potrubí pokládá se sklonem ve směru proudění páry, aby se snížil hluk.V místě odvodu kondenzátu je vytvořeno vodní těsnění ve formě smyčky, které chrání před vstupem páry do kondenzačního potrubí.

Důležité! V parních systémech je rychlost páry udržována na 0,14 m / s, ale ne vyšší než tato hodnota. V opačném případě pára zachytí částice kondenzující vlhkosti, vydá hlasitý zvuk a zvýší pravděpodobnost vodního rázu.

Méně často se používá kombinovaná elektroinstalace s pokládáním potrubí pod podlahou středního nebo posledního patra. V tomto případě je lumen zpětného potrubí zcela uzavřen kondenzátem.

Při síťových tlacích nad 0,02 MPa se používají pouze otevřené obvody. V nich je vzduch odváděn kondenzátorem. K ochraně proti úniku páry jsou instalovány vodní uzávěry nebo odvaděče páry. K přenosu kapaliny pro ohřev páry ze zásobníku do výměníku tepla se používá čerpadlo. To umožňuje instalaci akumulační nádrže pod tepelný výměník.

Na poznámku! Parní systémy, stejně jako vodní systémy, jsou jednootrubkové a dvoutrubkové. První možnost je vhodná pro jednopodlažní domy o rozloze nejvýše 80 m². Druhá možnost může být použita ve dvoupodlažních domech.

přístroj

Zařízení parního kotle je poměrně komplikované. Sestavení parního kotle vlastníma rukama proto není snadný úkol. Každý jednotlivý model má své vlastní montážní prvky. Všechny jsou ale vybaveny hlavními komponenty:

• Topeniště. Zde se nachází palivo;
• Popelník. Slouží ke sběru produktů spalování paliva;
• Hořák. Jeho úkoly jsou zcela jasné;
• Ekonomizér. Jedná se o ohřívač vody, o kterém budeme hovořit podrobněji;
• Buben. Požadováno pro instalaci měřicích přístrojů, potrubí, pojistek;
• Tlakoměr. Pro bezpečný provoz parní jednotky musí okruh nutně obsahovat manometr pro monitorování tlaku páry.

Pravidla pro instalaci všech parních kotlů vyžadují, aby byly umístěny níže než je úroveň potrubí a topných zařízení. Pára tak může normálně cirkulovat a odvádět kondenzát ze systému.

Jak systém funguje

Nezaměňujte si ohřev vody a páry doma. Navzdory své povrchní podobnosti mají mnoho funkčních rozdílů.

Oba tyto typy mají komponenty:

• kotel;
• radiátory;
• potrubí.

Parní ohřev je považován za efektivní, vystačíte si s malým počtem baterií
Pára je nosič tepla pro parní ohřev soukromého domu. Takový systém můžete vytvořit vlastními rukama podle pokynů pro montáž a instalaci komponent. U vodního systému hraje voda roli nosiče. Kotel odpařuje vodu a neohřívá ji. Páry chladicí kapaliny procházejí trubkami a stávají se zdrojem příjemné teploty v domě. Pára se uvnitř ochladí a poté kondenzuje. V tomto případě se 1 kg páry přemění na 2 000 kilojoulů tepla. Pro srovnání, vodní chlazení o 50 ° C poskytuje pouze 120 kJ.

Přenos tepla páry je několikrát vyšší, což vysvětluje vysokou účinnost tohoto typu ohřevu. Kondenzát vytvořený uvnitř chladiče prochází do spodní části a pohybuje se nezávisle na kotli. Existuje několik typů topných systémů. V tomto případě se specifikace provádí podle způsobu vracení chladicí kapaliny, která byla přeměněna na kondenzát.

1. Zavřeno. V tomto případě neexistují žádné kontury. Kondenzát se tedy pohybuje trubkami, které leží v určitém úhlu. Pro další ohřev jde přímo do kotle.
2. Otevřeno. Je zde skladovací nádrž. Kondenzát do něj vstupuje z radiátorů, čerpadlo se podílí na jeho zpětném vstřikování do kotle.

Jak vybrat správný kotel

Při výběru správného topného kotle na tuhá paliva je třeba vzít v úvahu následující faktory:

• typ jednotky - s horním nebo dolním spalováním, výrobou plynu, pelet nebo páry, nejvhodnější pro dané provozní podmínky;
• výkon kotle potřebný pro vytápění a přípravu teplé vody;
• druh použitého pevného paliva;
• objem spalovací komory, na kterém bude záviset frekvence plnění paliva;
• materiál výměníku tepla - ocel nebo litina, s přihlédnutím k výhodám a negativním vlastnostem každého materiálu;
• potřeba připojení k rozvodným sítím, protože některé modely kotlů mají zařízení, která pracují na elektřině - topné články udržující teplotu během doby odstavení kotle, odsávače kouře, ventilátory pro tlakování vzduchu;
• vybavení automatickým ovládáním, bezpečnostními jednotkami, protože kotle na tuhá paliva pro domácnost musí být plně vybaveny všemi zařízeními a zařízeními pro bezproblémový provoz;
• možnost převodu na jiné druhy paliva nebo použití několika druhů.