Höyrykattilan toimintaperiaate kodin lämmitykseen

Kiinteiden polttoaineiden höyrykattiloiden asennus

Kiinteiden polttoaineiden höyrykattiloiden suunnittelu on yksitoiminen vaakasuora laatikko, joka koostuu kahdesta eri halkaisijan omaavasta sylinterimäisestä sektorista. Nämä sylinterit työnnetään toisiinsa ja liitetään laipoilla ja höyrynkerääjällä. Siten paloputken edessä on tulipesä ja takana putkipaketti. Kiinteiden polttoaineiden höyrykattiloiden toimintaperiaate perustuu nesteen ja kaasun lämmönvaihtoon. Polttoaineen palamisen aikana kattilayksikön polttoaineosaan muodostuu korkean lämpötilan savukaasuja. Kaasukanavien läpi kulkiessaan kuumaa savua virtaa putkipakettien ympärille, joissa vesi kiertää. Siten kaasut siirtävät lämpöenergiaa veteen, ja ne itse jäähdytetään kosketuksesta kylmien putkien kanssa. Tämän seurauksena putkien lämmitetty vesi vapauttaa höyryä, joka kerääntyy kattilan ylempään rumpuun.

Kattilaa ohjataan instrumentoinnilla ja kattilan automaatiolla. Lisälaitteet seuraavat veden lämpötilan ja paineen muutoksia, ja kattilahuoneen automaatio varmistaa laitteiden turvallisen toiminnan sisäänrakennettujen antureiden ansiosta.

Höyrykattilan valmistustekniikka

Mitä tarvitaan tällaisen järjestelmän luomiseen?

• 1 mm ruostumatonta terästä.
• Eri halkaisijoiden putket ruostumattomasta teräksestä - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Varoventtiili.
• Asbesti arkkien muodossa.

Ensinnäkin, sinun on hankittava piirustukset höyrykattilalle. Tämä ei ole nykyään ongelma, koska ne ovat vapaasti saatavilla Internetissä. Toinen tehtävä on määrittää laitteen teho. Kaikki riippuu höyrylämmitysjärjestelmästä, omakotitalon koosta, siinä olevien patterien määrästä ja niin edelleen. Muut verkkosivustomme artikkelit auttavat sinua käsittelemään tätä ongelmaa. Kolmanneksi sinun on valittava yksikön muoto. Se voi olla pyöreä, neliö tai suorakaiteen muotoinen.

Korkeapainehöyrykattila

Valmistuksen helpottamiseksi voit ottaa 100-110 cm pitkän putken, joka on yksikön runko. Huomaa, että seinämän paksuuden on oltava vähintään 2,5 mm. Erittäin tärkeä asia on tulipesän rakentaminen ja liekki- ja savuputkien syöttö siihen.

Polttokammio on parhaiten valmistettu ruostumattomasta teräksestä valmistetuista levyistä, joihin porataan reiät kuvatuille putkille. Niiden päät on välttämättä rullattu, jotta pinnoille saadaan tiukka tukijalka. Paremman tiivistämisen ja liitoksen lujuuden lisäämiseksi putket tulisi hitsata argonhitsauksella. Jos sinulla ei ole näitä taitoja, voit hitsata ne pysyvillä elektrodeilla.

Sen jälkeen sinun on hitsattava putken jakoputki ja asennettava varoventtiili. Yksikkö on eristetty asbestilevyillä. Tässä voidaan katsoa, ​​että työ on tehty. Sitten höyrylämmitysjärjestelmä ja kattila kytketään.

Kattilatyypit

Kaikki kiinteän polttoaineen höyrykattilat voidaan jakaa kahteen pieneen ryhmään - kivihiilikattilat (ruskohiili ja kivihiili) ja puulämmitteiset höyrykattilat. Kulutetusta polttoaineesta riippuen kattilayksiköillä on omat uunivariantinsa. Nämä voivat olla mekaanisia uuneja, joissa on liikkuva arina, eteenpäin suuntautuva hihnasäleikkö, työntävät ritilät, kaltevat ritilät tai kiinteät ritilät ja kohiseva tanko.

Tyypit nykyaikaisista kiinteän polttoaineen kattiloista

Polttoaineen rakenteen ja tyypin mukaan nykyaikaiset kiinteät polttoainekattilat voidaan luokitella seuraaviin päätyyppeihin:

• kattilat, joissa polttoaineen pohjapoltto;
• polttoyksiköt;
• kaasua tuottavat kattilat;
• pellettilämmönkehittimet;
• höyryyksiköt.

Pohjapolttokattilat

Pohja polttokattila
Pohjapolttokattila on yleisin kiinteän polttoaineen yksikkö, joka toimii pääasiassa puulla ja kivihiilellä. Lämmönkehittimen suunnittelu sisältää seuraavat koteloon suljetut pääosat: tulipesä tai polttokammio, lämmönvaihdin, lämmitysjärjestelmän piirin syöttö- ja paluuputket, arina, ovi polttoaineen lataamiseksi, sytytysovi ja tuhkanpuhdistus , savupiippu.

Nykyaikaisen kattilan runko on valmistettu teräksestä, ja lämmönvaihdin voi olla joko terästä tai valurautaa. Jokaisella lämmönvaihtimen tyypillä on omat etunsa ja haittansa. Valurautalämmönvaihtimella varustettujen laitteiden korroosionkestävyys on korkeampi kuin teräksillä. Tämä on tärkeä seikka, koska kun kiinteän polttoaineen lämpögeneraattoreita poltetaan, kunnes lämpötila ylittää kastepisteen, uuniin muodostuu kondensaattia, joka sekoitettuna palamistuotteisiin on erittäin aggressiivinen metalleille. Valurautalämmönvaihdin on myös palonkestävämpi kuin teräs, joten sillä on pidempi käyttöikä. Valurautalämmönvaihtimien haittoja ovat herkkyys, suuri paino, alhainen lämmönsiirtimen lämmönsiirtimen lämpötilanmuutosten vastustuskyky, niiden ei tulisi ylittää 20 ° C.

Yleensä valurautaiset lämpögeneraattorit on jaettu erillisiin osiin, mikä helpottaa kuljetuksen, asennuksen vaikeuksia, ja jos jokin osa vikaantuu, se on helppo vaihtaa. Teräslämmönvaihtimella varustetut yksiköt ovat yksiosaisia.

Pohjapolttoisen kattilan laitteeseen voidaan järjestää kaksi tai kolme palotilaa, mikä mahdollistaa polttoainepartikkeleiden uudelleenpalamisen. Samanaikaisesti haitallisten palamistuotteiden päästöt ilmakehään vähenevät, polttoaineenkulutus vähenee ja kattilan hyötysuhde kasvaa. Nykyaikaiset kiinteän polttoaineen lämmityskattilat mahdollistavat polttoprosessin ohjaamisen, johon käytetään ilmanvaihtoa varten puhallinta sisältävää ohjausjärjestelmää.

Top polttokattilat

Yläpoltto kattila
Yläpolttoyksikössä polttoaineen - kivihiilen, polttopuun, turvebriketin tai sahanpurun - polttamisprosessi tapahtuu toisin kuin matalampi polttokattila, ei alhaalta ylös, vaan ylhäältä alas. Tämä tuli mahdolliseksi sen jälkeen, kun liettualainen insinööri E. Strupaitis teki ja patentoi keksinnön vuonna 2000 ja käytti sitä ensimmäistä kertaa kattiloissa. Palaminen tällaisessa lämmönkehittimessä tukee vain varastoidun polttoaineen noin 15 cm paksua ylempää kerrosta, jossa kuumaa ilmaa syötetään ylhäältä erityisestä teleskooppiputkesta erityisestä kammiosta. Kun kirjanmerkki palaa, putki laajenee ja laskeutuu vähitellen omalla painollaan, niin että putken päässä oleva ilmanjakaja on jatkuvasti liekin keskellä.

Puulämmitteinen kiinteä polttoainekattila, jossa on huippupoltto, mahdollistaa yhden kirjanmerkin tekemisen 30 tunnin välein ja kivihiilikäyttöisen yksikön - yhden kirjanmerkin 5 päivän välein. Lämmönkehittimen toimintatapa on välilehdeltä toiselle. Toisin sanoen ladatun polttoaineen täydellisen polttamisen jälkeen on tarpeen poistaa muodostunut tuhka ja tehdä uusi kirjanmerkki.

Huippupolttoyksiköillä on huomattava korkeus, mutta ne vievät vähän tilaa.

Kaasua tuottavat (pyrolyysi) kattilat

Kaasugeneraattorikattila - työn kaavio
Kiinteän polttoaineen kaasuntuotantokattilat on varustettu kahdella palotilalla. Niiden toiminnan periaate perustuu siihen, että puu korkean lämpötilan vaikutuksesta ja hapen puutteessa muuttuu hiileksi vapauttamalla pyrolyysin palavaa kaasua. Yhdessä kammiossa tavallinen palamisprosessi tapahtuu ensin normaalilla ilmansyötöllä erityisen ikkunan läpi.Puun normaalin polttamisen jälkeen ilmansyöttö vähenee automaattisen säätimen avulla, ja kattila siirtyy pyrolyysikaasun muodostustilaan. Puu höyrystyy hitaasti ja vapautunut kaasu nousee toiseen kammioon, jossa sen jälkipoltto tapahtuu.

Kaasua tuottavan yksikön hyötysuhde saavuttaa 85-90%, palamistuotteiden haitalliset päästöt ilmakehään vähenevät minimiin, polttoainetta tällaiselle kattilalle tarvitaan useita kertoja vähemmän kuin suoran palamisen lämmönkehittimille. Polttopuun lisäksi polttoaineena voidaan käyttää enintään 20 prosentin kosteustasoa olevaa puunjalostusjätettä.

Pellettikattilat

Pellettikattila polttoainesäiliöllä
Pellettikattilat käyttävät turpeesta, sahanpurusta, maatalousjätteistä valmistettua biopolttoainetta, joka on puristettu sylinterimäisiksi rakeiksi, joita kutsutaan pelleteiksi. Rakeet ovat kooltaan pieniä, ja niitä myydään kätevissä pakkauksissa kuljetuksen ja varastoinnin helpottamiseksi.

Pellettikattilat on varustettu automaattisella ohjausjärjestelmällä, mukaan lukien polttoainepellettien syöttö pienikokoiseen polttokammioon. Tältä osin automaatio säätelee suurella tarkkuudella syötetyn polttoaineen määrää, kun taas täydellisin palaminen saavutetaan ja palavien kaasujen tuotanto maksimilämpötilassa saavutetaan ilman pakotetun ruiskuttamisen avulla palamisalueelle tuulettimen.

Pelletit lastataan polttoainesäiliöön, josta ne syötetään polttokammioon syöttöjärjestelmän avulla. Bunkkeri voi olla vapaasti seisova tai rakennettu kattilan rakenteeseen, bunkkerin kapasiteetti kattilalle, jonka kapasiteetti on 20-40 kW, on pääsääntöisesti enintään 200-250 kg, mikä riittää viikkoon jatkuvan toiminnan. Syöttöjärjestelmä on ruuvikuljetin, jota käyttää sähkömoottori. Jos pellettejä on tarpeen kuljettaa pitkiä matkoja, voidaan käyttää pneumaattista syöttöjärjestelmää.

Pellettilämmönkehittimien automaatio sisältää mekaanisen tuhkanpoisto- ja itsepuhdistusjärjestelmät, kyvyn säätää lämpötilaa lämmitysputkistoissa säästä riippuen ja muista pellettilämmitysyksiköiden toimintaa helpottavista laitteista.

Höyrytä kiinteän polttoaineen kattilat

Kiinteän polttoaineen höyrykattila
Kiinteiden polttoaineiden höyrykattiloita käytetään niiden suuren kapasiteetin ja mittojen vuoksi pääasiassa teollisuudessa höyryn tuottamiseen teknologisiin prosesseihin ja lämmitysjärjestelmiin. Kiinteiden polttoaineiden höyrylämmönkehittimien käyttö on erityisen tehokasta yrityksissä, joissa on paljon polttamiseen soveltuvaa jätettä, kun muiden energialähteiden käyttö on mahdotonta. Pieniä tehoyksiköitä voidaan käyttää myös kodien ja muiden tilojen lämmittämiseen eri tarkoituksiin.

Toimintaperiaatteen mukaan höyrykattilat on jaettu kahteen päätyyppiin: paloputki ja höyryputki.

Paloputkiyksikössä polttoaineen polton aikana korkeaan lämpötilaan lämmitetyt palamistuotteet kiertävät putkijärjestelmän läpi ja siirtävät lämpöenergiaa näitä putkia ympäröivään veteen. Tällöin vesi muuttuu höyryksi ja pääsee sitten lämmitysjärjestelmään tai höyryputkistojen kautta teollisille kuluttajille. Koska syntyvällä höyryllä on korkea paine, tällaisen kattilan seinät tehdään erittäin paksiksi. Siksi paloputkikattiloissa on turvallisuussyistä tehorajoituksia.

Vesiputkikattiloissa toimintaperiaate on päinvastainen - vesi virtaa rungon sisällä olevan putkijärjestelmän läpi, lämmitetyt palamistuotteet kiertävät niiden ympärillä, minkä seurauksena putkissa oleva vesi muuttuu höyryksi ja menee sitten kuluttajille. Vesiputkiyksiköt ovat turvallisempia, ne eivät vaadi suurta kehon seinämien paksuutta, mikä voi lisätä merkittävästi niiden tuottavuutta.

Höyrykattilat on varustettu automaatiojärjestelmillä, mukaan lukien laitteet polttoaineen sytyttämiseen ja palamisen pysäyttämiseen, veden ja polttoaineenkulutuksen säätämiseen. Kiinteän polttoaineen kattilan turvallisuusryhmällä on suuri merkitys, joka sisältää lämpötilan osoittimet, turvatermostaatit, painemittarit, turvakytkimet ja höyryn paineventtiilit, muut häiriöttömän toiminnan takaavat laitteet ja laitteet.

Höyrylämmitys ja mikä se on?

Kun vesi kiehuu, vapautuu vesihöyryä, jolla on suuri määrä lämpöenergiaa. Energian siirtyminen ympäristöön tapahtuu kondensoitumisen hetkellä, toisin sanoen veden siirtyessä höyrytilasta nestemäiseen tilaan.

Höyrylämmityksessä pätee sama periaate. Kattilassa kiehuva vesi syötetään putkien kautta lämmityslaitteisiin, kondensoituu niihin ja antaa lämpöä. Sen jälkeen nestemäiseen tilaan siirtynyt jäähdytysneste syötetään putkien kautta erityiseen varastointilaitteeseen. Sieltä neste virtaa painovoiman avulla tai väkisin kattilaan.

Höyrylämmityksen edut ja haitat

Yksityisen talon höyrylämmityksellä on seuraavat edut:

1. Laitteen edullinen hinta. Kannattavuus käyttöprosessissa. Järjestelmä voidaan valmistaa tavanomaisesta uunista, mikä on erityisen tärkeää siirtokunnissa ilman kaasutusta.
2. Koska jäähdytysneste ei jääty, järjestelmää voidaan käyttää kausiluonteisissa asuinrakennuksissa.
3. Tilan lämmityksen tehokkuutta lisää lämpöenergian säteily ja konvektio.
4. Pieniä pattereita ja pieniä putkia voidaan käyttää järjestelmän kokoamiseen, mikä säästää materiaaleja.
5. Höyry pääsee nopeasti kaikkiin lämmitysjärjestelmän pisteisiin riippumatta sen monimutkaisuudesta ja talon koosta.
6. Tilojen nopea lämmitys on lisäetu.
7. Lämmönsiirtokerroin on erittäin korkea, joten lämpöhäviöt pienenevät nollaan.
8. Tällaisia ​​järjestelmiä voidaan käyttää yhdessä lämpimien lattioiden kanssa.

Ennen höyrylämmityksen suorittamista sinun on tutkittava sen haitat. Höyrylämmityksen haitat ovat seuraavat:

• kiertäessä ääriviivaa pitkin höyry aiheuttaa melua (melutason vähentämiseksi seiniin asetetaan kupariputket ja kattila sijoitetaan erilliseen huoneeseen);
• lämmityslaitteet ja -putket voivat lämmetä yli 100 ° C: n lämpötilaan, mikä lisää palovammojen todennäköisyyttä kosketettaessa paristoja (tältä osin on suositeltavaa peittää patterit ja putket suojaverkoilla);
• läpimurron sattuessa syntyy vaarallinen hätätilanne, koska jäähdytysnesteen lämpötila on erittäin korkea;
• piirin kokoamiseksi tarvitset kalliita kupari- tai galvanoituja putkia (tämä on otettava huomioon laskettaessa, kuinka paljon höyrylämmitys maksaa);
• järjestelmä on altis korroosiolle, joten sen käyttöikä on lyhyt;
• huoneiden lämpötilaa on vaikea säätää (tätä varten on tuuletettava huoneet tai vähennettävä polttoaineen määrää, mikä on melko vaikeaa).

Laitteen ominaisuudet ja kaavio

Lämmityshöyryjärjestelmän sisällä voi olla erilaisia ​​paineita. Tästä riippuen se voi olla seuraavan tyyppinen:

Ilmalämmitysjärjestelmä omakotitalossa ja teollisuustiloissa

1. Suurella paineella yli 0,07 MPa.
2. Matalalla paineella alle 0,07 MPa.
3. Tyhjiö-höyryjärjestelmän paine on vähintään 0,1 MPa.

Höyrylämmityspiiri voi olla suljettu ja avoin piiri. Matalapaineiset avoimet piirit ovat vuorovaikutuksessa ympäröivän ilman kanssa. Suljetut suljetut järjestelmät ovat kestävämpiä.

Useimmiten yksityisessä talossa suljetut järjestelmät tehdään palauttamalla jäähdytysneste painovoiman avulla kattilaan. Yläputkia käytetään yleensä. Jos käytetään piiriä, jossa on pohjajohdotus, putket asetetaan kaltevuuteen höyryvirtauksen suuntaan melun vähentämiseksi.Kondenssiveden tyhjennyskohtaan tehdään vesitiiviste silmukan muodossa suojaamaan höyryä pääsemästä kondenssilinjaan.

Tärkeä! Höyryjärjestelmissä höyrynopeus pidetään 0,14 m / s: n sisällä, mutta ei suurempaa kuin tämä arvo. Muussa tapauksessa höyry vangitsee kondensoituvan kosteuden hiukkaset aiheuttaen kovaa ääntä ja lisää vesisaksan todennäköisyyttä.

Harvemmin käytetään yhdistettyjä johdotuksia putkilinjojen asettamisella keski- tai viimeisen kerroksen lattian alle. Tällöin paluulinjan ontelo on kokonaan suljettu lauhteella.

Verkkopaineissa, jotka ovat yli 0,02 MPa, käytetään vain avoimia piirejä. Niissä ilma poistuu kondenssivesivaraajan kautta. Höyryvuotojen estämiseksi on asennettu vesilukot tai höyrynerot. Pumppua käytetään höyrylämmityksen nesteen siirtämiseen varastosäiliöstä lämmönvaihtimeen. Tämän ansiosta varastosäiliö voidaan asentaa lämmönvaihtimen alle.

Muistiinpanoon! Höyryjärjestelmät, kuten vesijärjestelmät, ovat yksi- ja kaksiputkisia. Ensimmäinen vaihtoehto sopii yksikerroksisiin taloihin, joiden pinta-ala on enintään 80 m². Toista vaihtoehtoa voidaan käyttää kaksikerroksisissa taloissa.

Laite

Höyrykattilan laite on melko monimutkainen. Siksi höyrykattilan kokoaminen omin käsin ei ole helppo tehtävä. Jokaisella mallilla on omat kokoonpanonsa ominaisuudet. Mutta ne kaikki on varustettu pääkomponenteilla:

• Tulipesä. Täällä polttoaine sijaitsee;
• Tuhkapannu. Se palvelee polttoaineiden palamistuotteiden keräämistä;
• Poltin. Sen tehtävät ovat melko selkeät;
• Economizer. Tämä on vedenlämmitin, josta puhumme tarkemmin;
• Rumpu. Vaaditaan mittauslaitteiden, putkistojen, sulakkeiden asentamiseen;
• Painemittari. Höyryyksikön turvallisen toiminnan varmistamiseksi piirissä on välttämättä oltava painemittari höyrynpaineen seuraamiseksi.

Kaikkien höyrykattiloiden asennussäännöt edellyttävät, että ne sijaitsevat putkilinjan ja lämmityslaitteiden tason alapuolella. Joten höyry voi kiertää normaalisti ja palauttaa lauhteen järjestelmästä.

Kuinka järjestelmä toimii

Älä sekoita veden ja höyryn lämmitystä kotona. Heillä on monia toiminnallisia eroja huolimatta niiden pinnallisista samankaltaisuuksista.

Molemmissa näistä tyyppeistä on komponentteja:

• kattila;
• patterit;
• putket.

Höyrylämmitystä pidetään tehokkaana, voit päästä toimeen pienellä määrällä paristoja
Steam on lämmönsiirtäjä omakotitalon höyrylämmitykseen. Voit tehdä tällaisen järjestelmän omin käsin noudattamalla komponenttien kokoamis- ja asennusohjeita. Vesijärjestelmässä vesi on kantajan rooli. Kattila haihduttaa veden eikä lämmitä sitä. Jäähdytysnesteen höyryt liikkuvat putkien läpi ja niistä tulee miellyttävän lämpötilan lähde talossa. Höyry jäähtyy sisälle, minkä jälkeen se tiivistyy. Tässä tapauksessa 1 kg höyryä muutetaan 2000 kilojouliksi lämpöä. Vertailun vuoksi veden jäähdytys 50 ° C: lla tuottaa vain 120 kJ.

Höyryn lämmönsiirto on useita kertoja suurempi, mikä selittää tämän tyyppisen lämmityksen korkean hyötysuhteen. Jäähdyttimen sisään muodostunut kondensaatti kulkee alaosaan ja siirtyy itsenäisesti kattilaan. Lämmitysjärjestelmiä on useita. Tällöin määrittely suoritetaan lauhdeksi muutetun jäähdytysnesteen palautusmenetelmän mukaisesti.

1. Suljettu. Tässä tapauksessa ei ole ääriviivoja. Näin ollen lauhde liikkuu putkien läpi, jotka ovat tietyssä kulmassa. Se menee suoraan kattilaan lisälämmitystä varten.
2. Avattu. Täällä on varastosäiliö. Kondensaatti pääsee siihen pattereista, pumppu osallistuu sen uudelleensyöttöön kattilaan.

Kuinka valita oikea kattila

Oikean kiinteän polttoaineen lämmityskattilan valitsemiseksi on otettava huomioon seuraavat tekijät:

• laitetyyppi - ylemmällä tai alemmalla polttamalla, kaasua tuottavalla, pelletillä tai höyryllä, sopivin tietyissä käyttöolosuhteissa
• kattilan teho, joka tarvitaan lämmitykseen ja käyttöveden valmistukseen;
• käytettävän kiinteän polttoaineen tyyppi;
• polttokammion tilavuus, josta polttoaineen lataustiheys riippuu;
• lämmönvaihtimen materiaali - teräs tai valurauta ottaen huomioon kunkin materiaalin edut ja negatiiviset ominaisuudet;
• tarve kytkeä sähköverkkoon, koska joissakin kattilamalleissa on laitteita, jotka toimivat sähköllä - lämmityselementit lämpötilan ylläpitämiseksi kattilan sammutusjakson aikana, savunpoistolaitteet, puhaltimet ilmanpaineeseen
• varustaminen automaattisella ohjauksella, turvalaitteilla, koska kodin kiinteän polttoaineen kattilat on varustettava kaikilla laitteilla ja laitteilla häiriöttömän toiminnan varmistamiseksi;
• mahdollisuus siirtää muihin polttoainetyyppeihin tai käyttää useita tyyppisiä polttoaineita.