Tvaika katla darbības princips mājas apkurei

Cietā kurināmā tvaika katlu uzstādīšana

Cietā kurināmā tvaika katlu konstrukcija ir viena uguns horizontāla kaste, kas sastāv no diviem dažāda diametra cilindriskiem sektoriem. Šie cilindri ir ievietoti viens otrā un savienoti ar atlokiem un tvaika savācēju. Tādējādi ugunsdzēsības caurules priekšā atrodas kurtuve, bet aizmugurē - cauruļu saišķis. Cietā kurināmā tvaika katlu darbības princips ir balstīts uz šķidruma un gāzes siltuma apmaiņu. Degot degvielai, katla agregāta degvielas daļā veidojas augstas temperatūras dūmgāzes. Caur cauruļu saišķiem, kur cirkulē ūdens, iet cauri gāzes vadiem karstu dūmu plūsmas. Tādējādi gāzes pārnes siltumenerģiju ūdenī, un tās pašas tiek atdzesētas no saskares ar aukstām caurulēm. Tā rezultātā caurulēs uzkarsētais ūdens izdala tvaiku, kas uzkrājas katla augšējā bungā.

Katlu kontrolē instrumenti un katla automatizācija. Palīgierīces uzrauga ūdens temperatūras un spiediena izmaiņas, un katlu telpas automatizācija nodrošina ierīču drošu darbību iebūvēto sensoru dēļ.

Tvaika katlu ražošanas tehnoloģija

Kas ir nepieciešams, lai izveidotu šādu sistēmu?

• 1 mm nerūsējošā tērauda lokšņu metāls.
• Dažāda diametra caurules no nerūsējošā tērauda - 100–120 mm, 10–30 mm.
• Drošības ventilis.
• Azbests lokšņu formā.

Pirmkārt, jums jāiegūst tvaika katla projekti. Mūsdienās tā nav problēma, jo tie ir brīvi pieejami internetā. Otrais uzdevums ir noteikt ierīces jaudu. Viss būs atkarīgs no tvaika apkures sistēmas, privātmājas lieluma, tajā esošo radiatoru skaita utt. Citi raksti mūsu vietnē palīdzēs jums tikt galā ar šo problēmu. Treškārt, jums jāizvēlas vienības forma. Tas var būt apaļš, kvadrātveida vai taisnstūrveida.

Augstspiediena tvaika katls

Lai atvieglotu ražošanu, varat paņemt cauruļvadu 100-110 cm garumā.Tas būs vienības korpuss. Lūdzu, ņemiet vērā, ka sienas biezumam jābūt vismaz 2,5 mm. Ļoti svarīgs punkts ir kurtuves uzbūve un liesmas un dūmu cauruļu piegāde tai.

Sadegšanas kameru vislabāk var izgatavot no nerūsējošā tērauda loksnēm, kurās aprakstītajām caurulēm tiek urbti caurumi. Viņu galus obligāti velmē, lai izveidotu stingru balstu uz virsmām. Lai labāk noslēgtu un palielinātu savienojuma izturību, caurules jāmetina, izmantojot argona metināšanu. Ja jums nav šo prasmju, varat tos sametināt ar pastāvīgiem elektrodiem.

Pēc tam jums jāmetina uz cauruļu kolektora un jāuzstāda drošības vārsts. Iekārta ir izolēta ar azbesta loksnēm. Šajā sakarā mēs varam uzskatīt, ka darbs ir paveikts. Tad tvaika apkures sistēma un katls ir savienoti.

Katlu veidi

Visus cietā kurināmā tvaika katlus var iedalīt divās mazās grupās - tvaika katli ar oglēm (brūnogles un akmeņogles) un malkas tvaika katli. Atkarībā no patērētās degvielas katlu vienībām ir savi krāsns varianti. Tās var būt mehāniskas krāsnis ar kustīgu režģi, ar siksnas režģi ar kustību uz priekšu, ar grūstošām restēm, ar slīpām restēm vai ar fiksētu režģi un čīkstošu stieni.

Mūsdienu cietā kurināmā katlu veidi

Mūsdienu cietā kurināmā katlus var iedalīt šādos galvenajos veidos pēc degvielas struktūras un veida:

• katli ar degvielas apakšējo sadedzināšanu;
• sadedzināšanas iekārtas virs galvas;
• gāzes ģenerēšanas katli;
• granulu siltuma ģeneratori;
• tvaika vienības.

Apakšējie sadedzināšanas katli

Apakšējais sadedzināšanas katls
Apakšējais sadedzināšanas katls ir visizplatītākā cietā kurināmā iekārta, kas galvenokārt darbojas uz koksni un ogles. Siltuma ģeneratora konstrukcijā ir šādi galvenie korpusi noslēgtie elementi: kurtuve vai sadegšanas kamera, siltummainis, apkures sistēmas kontūra padeves un atgriešanas caurules, režģis, durvis degvielas iepildīšanai, aizdedzes durvis un tīrīšana no pelniem , skurstenis.

Mūsdienu katlu korpuss ir izgatavots no tērauda, ​​un siltummainis var būt vai nu tērauds, vai čuguns. Katram siltummaiņa veidam ir savas priekšrocības un trūkumi. Vienībām ar čuguna siltummaini ir lielāka izturība pret koroziju nekā tērauda. Tas ir svarīgs punkts, jo, kad cietā kurināmā siltuma ģeneratori tiek darbināti, līdz temperatūra pārsniedz rasas punktu, krāsnī veidojas kondensāts, kas, sajaucoties ar degšanas produktiem, ir ļoti agresīvs pret metāliem. Čuguna siltummainis ir arī ugunsizturīgāks nekā tērauds, tāpēc tam ir ilgāks kalpošanas laiks. Čuguna siltummaiņu trūkumi ir trauslums, liels svars, zema izturība pret temperatūras izmaiņām siltumnesējā apkures sistēmā, tie nedrīkst pārsniegt 20 ° C.

Parasti čuguna siltuma ģeneratori tiek sadalīti atsevišķās sekcijās, kas atvieglo transportēšanas, uzstādīšanas grūtības, un, ja kāda no sekcijām neizdodas, to ir viegli nomainīt. Vienības ar tērauda siltummaini ir viengabala konstrukcija.

Katla ierīcē ar apakšējo degšanu var nodrošināt divas vai trīs sadegšanas kameras, kas ļauj atkārtoti sadedzināt degvielas daļiņas. Tajā pašā laikā samazinās kaitīgo sadegšanas produktu emisija atmosfērā, samazinās degvielas patēriņš un palielinās katla efektivitāte. Mūsdienu cietā kurināmā apkures katli ļauj kontrolēt degšanas procesu, kuram tiek izmantota vadības sistēma ar ventilatoru gaisa iesmidzināšanai.

Augšējie sadedzināšanas katli

Augšējais degšanas katls
Vienībā ar augšējo degšanu degvielas - ogļu, malku, kūdras brikešu vai zāģu skaidas - sadedzināšanas process atšķirībā no katla ar zemāku degšanu notiek nevis no apakšas uz augšu, bet no augšas uz leju. Tas kļuva iespējams pēc izgudrojuma, ko 2000. gadā izgatavoja un patentēja lietuviešu inženieris E. Strupaitis un pirmo reizi izmantoja katlos. Degšana šādā siltuma ģeneratorā tiek atbalstīta tikai uzglabātās degvielas augšējā slānī, apmēram 15 cm biezā, kur karstu gaisu no īpašas kameras caur īpašu teleskopisko cauruli piegādā no augšas. Kad grāmatzīme izdeg, caurule pamazām izplešas un nolaižas zem sava svara, tā ka gaisa sadalītājs caurules galā pastāvīgi atrodas liesmas centrā.

Cietā kurināmā apkures katls ar malkas apkuri ar augšējo degšanu ļauj vienu grāmatzīmi izgatavot ik pēc 30 stundām, bet ogļu - vienu grāmatzīmi ik pēc 5 dienām. Siltuma ģeneratora darbības režīms ir no vienas cilnes uz otru. Tas ir, pēc pilnīgas iekrautas degvielas sadedzināšanas ir nepieciešams noņemt izveidotos pelnus un izveidot jaunu grāmatzīmi.

Augšējās sadedzināšanas vienībām ir ievērojams augstums, taču tās aizņem maz vietas platības ziņā.

Gāzes ražošanas (pirolīzes) katli

Gāzes ģeneratora katls - darba shēma
Cietā kurināmā gāzes ģenerēšanas katli ir aprīkoti ar 2 sadegšanas kamerām. Viņu darba princips ir balstīts uz faktu, ka koksne augstas temperatūras ietekmē un skābekļa trūkuma apstākļos pārvēršas par kokogli, atbrīvojot pirolīzes degošu gāzi. Vienā kamerā parastais degšanas process vispirms notiek ar normālu gaisa padevi caur īpašu logu.Pēc tam, kad koksne normāli sadedzina, gaisa padeve tiek samazināta ar automātiskā regulatora palīdzību, un katls pāriet pirolīzes gāzes veidošanās režīmā. Malka lēnām sašķobās, un izdalītā gāze paceļas otrajā kamerā, kur notiek tās pēcdedzināšanas process.

Gāzes ģeneratora efektivitāte sasniedz 85-90%, kaitīgo sadegšanas produktu emisija atmosfērā tiek samazināta līdz minimumam, degvielai šādam katlam nepieciešams vairākas reizes mazāk nekā tiešās sadedzināšanas siltuma ģeneratoram. Papildus malkai kā kurināmo var izmantot kokapstrādes atkritumus, kuru mitruma līmenis nepārsniedz 20%.

Granulu katli

Granulu katls ar degvielas tvertni
Granulu katli darbojas ar biodegvielu, kas izgatavota no kūdras, zāģu skaidām, lauksaimniecības atkritumiem un saspiesta cilindriskās granulās, ko sauc par granulām. Granulas ir maza izmēra un tiek pārdotas ērtā iepakojumā, lai to varētu ērti transportēt un uzglabāt.

Granulu katli ir aprīkoti ar automātisku vadības sistēmu, ieskaitot degvielas granulu piegādi sadedzināšanas kamerai, kas ir maza izmēra. Šajā sakarā automatizācija ar lielu precizitāti regulē piegādātā degvielas apjomu, savukārt tiek panākta vispilnīgākā sadegšana un tiek panākta degošu gāzu ražošana ar maksimālo temperatūru, pateicoties piespiedu gaisa ievadīšanai degšanas zonā ar fanu.

Granulas tiek iekrautas degvielas bunkurā, no kurienes tās tiek padotas sadedzināšanas kamerā, izmantojot padeves sistēmu. Bunkurs var būt patstāvīgs vai iebūvēts katla konstrukcijā, bunkura jauda 20–40 kW katlam parasti ir ne vairāk kā 200–250 kg, kas ir pietiekami nedēļas nepārtrauktai darbībai. Padeves sistēma ir skrūvējams konveijers, kuru vada elektromotors. Ja ir nepieciešams transportēt granulas lielos attālumos, var izmantot pneimatisko padeves sistēmu.

Granulu siltuma ģeneratoru automatizācija ietver mehāniskas pelnu noņemšanas un pašattīrīšanās sistēmas, iespēju kontrolēt temperatūru apkures cauruļvados atkarībā no laika apstākļiem un citas ierīces, kas atvieglo granulu apkures iekārtu darbību.

Tvaika cietā kurināmā katli

Tvaika cietā kurināmā katls
Cietā kurināmā tvaika katli lielās jaudas un izmēru dēļ galvenokārt tiek izmantoti rūpniecībā, lai nodrošinātu tvaiku tehnoloģiskiem procesiem un apkures sistēmām. Cietā kurināmā tvaika siltuma ģeneratoru izmantošana ir īpaši efektīva uzņēmumos, kur ir daudz sadedzināšanai piemērotu atkritumu kā degvielu, ja nav iespējams izmantot citus enerģijas avotus. Nelielus barošanas blokus var izmantot arī māju un citu telpu apsildīšanai dažādiem mērķiem.

Saskaņā ar darbības principu tvaika katli ir sadalīti 2 galvenajos veidos: uguns caurule un tvaika caurule.

Ugunsdzēsības cauruļu blokā degšanas produkti, kas degšanas laikā tiek sasildīti līdz augstai temperatūrai, cirkulē caur cauruļu sistēmu un siltuma enerģiju pārnes ūdenī, kas ap šīm caurulēm. Šajā gadījumā ūdens pārvēršas par tvaiku un pēc tam nonāk apkures sistēmā vai caur tvaika cauruļvadiem rūpnieciskajiem patērētājiem. Tā kā radītajam tvaikam ir augsts spiediens, šāda katla sienas tiek izgatavotas ļoti biezas. Tāpēc drošības apsvērumu dēļ ugunsdzēsības cauruļu katliem ir jaudas ierobežojumi.

Ūdens cauruļu katlos darbības princips ir pretējs - ūdens plūst caur cauruļu sistēmu ķermeņa iekšienē, ap tiem cirkulē sakarsēti sadegšanas produkti, kā rezultātā ūdens caurulēs pārvēršas tvaikā un pēc tam nonāk patērētājiem. Ūdens cauruļu vienības ir drošākas, tām nav nepieciešams liels ķermeņa sienu biezums, kas var ievērojami palielināt to produktivitāti.

Tvaika katli ir aprīkoti ar automatizācijas sistēmām, ieskaitot ierīces degvielas aizdedzināšanai un degšanas apturēšanai, ūdens un degvielas patēriņa regulēšanai. Liela nozīme ir cietā kurināmā katla drošības grupai, kas ietver temperatūras indikatorus, drošības termostatus, manometrus, drošības spiediena slēdžus un tvaika spiediena vārstus, citas ierīces un ierīces, kas nodrošina bez traucējumu darbību.

Tvaika apkure un kas tas ir?

Kad ūdens vārās, izdalās ūdens tvaiki, kuriem ir liels siltumenerģijas daudzums. Enerģijas pārnese uz vidi notiek kondensācijas brīdī, citiem vārdiem sakot, ūdens pārejas laikā no tvaika stāvokļa uz šķidru stāvokli.

Tvaika apkurei tiek piemērots tas pats princips. Katlā vārošais ūdens caur caurulēm tiek ievadīts apkures ierīcēs, tajās kondensējas un izdala siltumu. Pēc tam dzesēšanas šķidrums, kas nonācis šķidrā stāvoklī, caur caurulēm tiek padots uz īpašu uzglabāšanas ierīci. No turienes šķidrums gravitācijas ceļā vai ar spēku ieplūst katlā.

Plusi un mīnusi tvaika sildīšanai

Tvaika apkure privātmājā sniedz šādas priekšrocības:

1. Zemas ierīces izmaksas. Rentabilitāte lietošanas procesā. Sistēmu var izgatavot no parastās krāsns, kas ir īpaši svarīgi norēķiniem bez gazifikācijas.
2. Tā kā dzesēšanas šķidrums nesasalst, sistēmu var izmantot sezonas dzīvojamās ēkās.
3. Telpu apsildes efektivitāti palielina siltumenerģijas starojums un konvekcija.
4. Sistēmas montāžai var izmantot mazus radiatorus un mazas caurules, kas ļauj ietaupīt uz materiāliem.
5. Tvaiks ātri nokļūst katrā apkures sistēmas punktā, neatkarīgi no tā sarežģītības un mājas lieluma.
6. Ātra telpu apsildīšana ir papildu priekšrocība.
7. Siltuma pārneses koeficients ir ļoti augsts, tāpēc siltuma zudumi tiek samazināti līdz nullei.
8. Šādas sistēmas var izmantot kopā ar siltām grīdām.

Pirms veikt tvaika sildīšanu, jums jāizpēta tā mīnusi. Tvaika sildīšanas trūkumi ir šādi:

• cirkulējot pa kontūru, tvaiks rada troksni (lai samazinātu trokšņa līmeni, sienās tiek uzliktas vara caurules, un katls tiek ievietots atsevišķā telpā);
• sildierīces un caurules var sasilt līdz temperatūrai virs 100 ° C, kas palielina apdegumu iespējamību, pieskaroties akumulatoriem (šajā sakarā ieteicams radiatorus un caurules pārklāt ar aizsargājošiem ekrāniem);
• izrāviena gadījumā rodas bīstama ārkārtas situācija, jo dzesēšanas šķidrumam ir ļoti augsta temperatūra;
• ķēdes montāžai būs nepieciešamas dārgas vara vai cinkotas caurules (tas jāņem vērā, aprēķinot, cik maksā tvaika apkures veikšana);
• sistēma ir uzņēmīga pret koroziju, tāpēc tās kalpošanas laiks ir īss;
• ir grūti regulēt temperatūru telpās (šim nolūkam ir jāvēdina telpas vai jāsamazina degvielas daudzums, kas ir diezgan grūti).

Ierīces raksturojums un shēma

Apkures tvaika sistēmas iekšpusē var būt atšķirīgs spiediens. Atkarībā no tā var būt šāda veida:

Gaisa apkures sistēma privātmājā un ražošanas telpās

1. Ar augstu spiedienu virs 0,07 MPa.
2. Ar zemu spiedienu, kas mazāks par 0,07 MPa.
3. Vakuuma-tvaika sistēmas spiediens ir vismaz 0,1 MPa.

Tvaika apkures loks var būt ar slēgtu un atvērtu ķēdi. Zema spiediena atvērtās ķēdes mijiedarbojas ar apkārtējo gaisu. Slēgtas slēgtas sistēmas ir izturīgākas.

Visbiežāk privātmājā slēgtas sistēmas tiek veiktas ar dzesēšanas šķidruma atgriešanos pēc smaguma uz katlu. Parasti tiek izmantoti augšējie cauruļvadi. Ja tiek izmantota ķēde ar apakšējo elektroinstalāciju, tad trokšņa mazināšanai caurules tiek uzliktas ar slīpumu tvaika plūsmas virzienā.Kondensāta novadīšanas vietā tiek izveidots ūdens blīvējums cilpas formā, lai pasargātu no tvaika iekļūšanas kondensācijas līnijā.

Svarīgs! Tvaika sistēmās tvaika ātrums tiek uzturēts 0,14 m / s robežās, bet ne lielāks par šo vērtību. Pretējā gadījumā tvaiks aiztur kondensējošā mitruma daļiņas, radot skaļu troksni un palielinot ūdens āmura iespējamību.

Retāk tiek izmantota kombinēta elektroinstalācija ar cauruļvadu ieklāšanu zem vidējā vai pēdējā stāva grīdas. Šajā gadījumā atgriešanās līnijas lūmenu pilnībā aizver kondensāts.

Pie tīkla spiediena virs 0,02 MPa tiek izmantotas tikai atvērtas ķēdes. Tajos gaiss tiek noņemts caur kondensācijas akumulatoru. Lai pasargātu no tvaika noplūdēm, tiek uzstādītas ūdens slēdzenes vai tvaika slazdi. Sūkni izmanto, lai šķidrumu tvaika sildīšanai pārnestu no uzglabāšanas tvertnes uz siltummaini. Tas ļauj uzglabāšanas tvertni uzstādīt zem siltummaini.

Uz piezīmes! Tvaika sistēmas, tāpat kā ūdens sistēmas, ir viencauruļu un divcauruļu. Pirmais variants ir piemērots vienstāvu mājām, kuru platība nepārsniedz 80 m². Otro iespēju var izmantot divstāvu mājās.

Ierīce

Tvaika katla ierīce ir diezgan sarežģīta. Tāpēc tvaika katla montāža ar savām rokām nav viegls uzdevums. Katram atsevišķam modelim ir savas montāžas funkcijas. Bet tie visi ir aprīkoti ar galvenajām sastāvdaļām:

• Ugunskura vieta. Šeit atrodas degviela;
• Pelnu panna. Tas kalpo degvielas sadegšanas produktu savākšanai;
• Deglis. Tās uzdevumi ir diezgan skaidri;
• Ekonomizators. Tas ir ūdens sildītājs, par kuru mēs runāsim sīkāk;
• Bungas. Nepieciešams mērinstrumentu, cauruļvadu, drošinātāju uzstādīšanai;
• Manometrs. Lai tvaika iekārta darbotos droši, ķēdē obligāti jābūt spiediena mērītājam, lai uzraudzītu tvaika spiedienu.

Visu tvaika katlu uzstādīšanas noteikumi prasa, lai tie atrastos zemāk par cauruļvada un apkures ierīču līmeni. Tātad tvaiki var normāli cirkulēt un atgriezt kondensātu no sistēmas.

Kā sistēma darbojas

Nejauciet ūdens un tvaika sildīšanu mājās. Viņiem ir daudz funkcionālu atšķirību, neskatoties uz virspusēju līdzību.

Abiem šiem veidiem ir sastāvdaļas:

• katls;
• radiatori;
• caurules.

Tvaika sildīšana tiek uzskatīta par efektīvu, jūs varat iztikt ar nelielu akumulatoru skaitu
Tvaiks ir siltumnesējs privātmājas tvaika sildīšanai. Šādu sistēmu varat izveidot ar savām rokām, izpildot instrukcijas komponentu montāžai un uzstādīšanai. Ūdens sistēmai ūdens ir nesēja loma. Katls iztvaiko ūdeni un nesilda. Dzesēšanas šķidruma tvaiki pārvietojas pa caurulēm un kļūst par mājā patīkamas temperatūras avotu. Tvaiks iekšpusē atdziest, pēc kura tas kondensējas. Šajā gadījumā 1 kg tvaika tiek pārveidots par 2000 kilodžouliem siltuma. Salīdzinājumam - ūdens atdzesēšana par 50 ° C nodrošina tikai 120 kJ.

Tvaika siltuma pārnešana ir vairākas reizes lielāka, kas izskaidro šāda veida apkures augsto efektivitāti. Radiatora iekšpusē izveidojies kondensāts pāriet apakšējā daļā un neatkarīgi pārvietojas uz katlu. Ir vairāki apkures sistēmu veidi. Šajā gadījumā specifikācija tiek veikta saskaņā ar dzesēšanas šķidruma atgriešanas metodi, kas pārveidota par kondensātu.

1. Slēgts. Šajā gadījumā nav kontūru. Attiecīgi kondensāts pārvietojas pa caurulēm, kas atrodas noteiktā leņķī. Turpmākai apkurei tas nonāk tieši katlā.
2. Atvērts. Šeit ir uzglabāšanas tvertne. Kondensāts tajā nonāk no radiatoriem, sūknis piedalās tā atkārtotā iesmidzināšanā katlā.

Kā izvēlēties pareizo katlu

Lai izvēlētos pareizo cietā kurināmā apkures katlu, jāņem vērā šādi faktori:

• agregāta tips - ar augšējo vai apakšējo degšanas, gāzes ģenerēšanas, granulu vai tvaiku, vispiemērotākais dotajiem darbības apstākļiem;
• apkures un karstā ūdens sagatavošanai nepieciešamā katla jauda;
• izmantojamā cietā kurināmā veids;
• sadegšanas kameras tilpums, no kura būs atkarīgs degvielas ielādes biežums;
• siltummaiņa materiāls - tērauds vai čuguns, ņemot vērā katra materiāla nopelnus un negatīvās īpašības;
• nepieciešamība pieslēgties elektrotīkliem, jo ​​dažos katlu modeļos ir ierīces, kas darbojas ar elektrību - sildelementi temperatūras uzturēšanai katla izslēgšanas periodā, dūmu nosūcēji, ventilatori gaisa spiedienam;
• aprīkojot ar automātisko vadību, drošības ierīcēm, jo ​​cietā kurināmā katli mājām ir pilnībā jānodrošina ar visām ierīcēm un ierīcēm, lai tās darbotos bez traucējumiem;
• iespēja pārnest uz cita veida degvielu vai izmantot vairākus veidus.