Budowa kotła na paliwo stałe

Stworzenie ciepłego, przytulnego mikroklimatu w wiejskim domu w zimnych porach roku staje się możliwe dzięki obecności dobrze dobranych urządzeń grzewczych. Z roku na rok coraz popularniejsze staje się stosowanie kotłów na paliwo stałe. Dzieje się tak ze względu na rosnące ceny surowców wykorzystywanych do eksploatacji systemów ciepłowniczych. Dostępność węgla i drewna opałowego wypiera droższe źródła energii, takie jak energia elektryczna, gaz i paliwa płynne.

Jak działa kocioł na paliwo stałe?

Korpus agregatów do spalania drewna i węgla wykonany jest ze stali. Ma kształt prostokąta, a wymiary zależą od mocy cieplnej. Jak każde wyposażenie pieca, wewnątrz ramy od dołu do góry znajdują się: popielnik, komora spalania, płaszcz wodny, a w górnej części rura odprowadzająca produkty spalania.

Dolne drzwiczki urządzenia usuwają popiół, regulują także ciąg - i odpowiednio moc cieplną kotła. Palenisko oddzielone jest od popielnika rusztem wykonanym z żeliwa. Dzięki zastosowaniu takiego materiału zwiększa się żywotność rusztów. Komora spalania wyposażona jest w osobne drzwiczki, przez które ładowane jest drewno opałowe do urządzenia.

Zastosowanie różnych materiałów do produkcji płaszczy wodnych dzieli urządzenia na paliwo stałe na modele:

• z żeliwnym wymiennikiem ciepła;
• ze stalowym płaszczem.

Złożoność konstrukcji wymienników ciepła zależy od funkcji przypisanych do kotła, mocy i przeznaczenia. Jednostki posiadające dużą liczbę wielokierunkowych przejść produktów spalania we wnęce wewnętrznej płaszczy są wyposażone w specjalne tłumiki. Otwieranie lub zamykanie tych przepustnic reguluje przepływ powietrza gorących mas podczas spalania paliwa.

Niektórzy producenci sprzętu grzewczego instalują na górnej powierzchni korpusu żeliwne palniki, które są używane na co dzień do gotowania. Takie jednostki nazywane są kotłami piecowymi.

Rura wylotowa komina wyposażona jest w specjalną przepustnicę, która służy do regulacji przepływu strumieni gorącego powietrza podczas spalania kierowanego do kanału spalin.

ODNIESIENIE! Istnieją modele przeznaczone do podgrzewania kąpieli. Górna powierzchnia takich pieców do sauny przeznaczona jest do umieszczenia kamieni, które podgrzewają powietrze, a wymiennik ciepła podgrzewa bieżącą wodę do użytku.

Jak działa kocioł na paliwo stałe?

Zasada działania kotłów opalanych drewnem polega na tym, że po załadowaniu paliwa do komory następuje jego rozpalenie i zamknięcie paleniska. Do spalania wykorzystuje się powietrze przedostające się przez ruszt. Pod wpływem naturalnego ciągu gorące strumienie spalin przepływają od dołu do góry, wzdłuż wnęk płaszcza wodnego. Ze względu na wysoką temperaturę produktów spalania wymiennik ciepła nagrzewa się, a dym jest usuwany rurą wylotową - do komina.

Zastosowanie przepustnic, w które wyposażone jest urządzenie, pozwala na regulację procesu spalania. Po rozpaleniu kotła otwierają się wszystkie przepustnice, zapewniając w ten sposób dostęp i usunięcie dużej ilości powietrza niezbędnego do pracy kotła.W miarę spalania drewna opałowego lub węgla należy najpierw zamknąć szyber popielnika, a po ustabilizowaniu spalania zamknąć wymiennik ciepła, zapewniając wymagany przepływ mas gorącego powietrza przez wewnętrzną komorę urządzenia. Przepustnicę na rurze kominowej zakrywa się tylko wtedy, gdy zamknięta szybra popielnika nie jest w stanie powstrzymać wzrostu temperatury płynu chłodzącego.

UWAGA! Producenci agregatów na paliwo stałe nie zawsze wyposażają rurę oddymiającą w przepustnicę! W tym przypadku klapa jest instalowana na kominie.

Do utrzymania stałej temperatury spalania stosuje się termostaty, które w zależności od zmian parametrów chłodziwa sterują dolną przepustnicą kotła. Zamontować regulator na górze płaszcza wodnego. Dzięki sztywnemu połączeniu za pomocą dźwigni i łańcuszka położenie bramy zmienia się po obróceniu głowicy termicznej, która reaguje na wahania temperatury chłodziwa.

Konstrukcja większości jednostek na paliwo stałe polega na ręcznym załadunku drewnem opałowym lub węglem. Producenci nowoczesnego sprzętu oferują konsumentom modele z automatycznym zasilaniem paliwem. Technika ta jest popularna w przypadku stosowania granulowanych brykietów, specjalnie przygotowanych do spalania podczas przygotowywania chłodziwa.

Rodzaje kotłów ze względu na zasadę działania

Spalanie drewna lub węgla w komorze spalania może odbywać się różnymi metodami. Zastosowanie tej czy innej metody dzieli sprzęt na paliwo stałe na kilka kategorii.

Klasyczny

Sama nazwa mówi o sposobie spalania paliwa znanym ze sprzętu piecowego. Palenisko jest ładowane drewnem, rozpalane, drzwiczki zamykane, a dopływ powietrza regulowany za pomocą dmuchawy ręcznie lub za pomocą termostatu.Unoszące się gorące powietrze nagrzewa płaszcz wodny kotła i wychodzi przez komin. Moc agregatu klasycznego regulowana jest za pomocą przepustnicy powietrza w popielniku. Ale nawet przy całkowicie zamkniętej bramie proces spalania będzie kontynuowany, tylko z mniejszą intensywnością.

Metoda ta jest popularna w produkcji kotłów domowych małej mocy. Ze względu na prostotę konstrukcji rzemieślnicy, którzy samodzielnie produkują urządzenie grzewcze, często uciekają się do stosowania tej techniki. Gładkie powierzchnie wnęk wewnętrznych ułatwiają konserwację i czyszczenie powierzchni wewnętrznej z popiołu i sadzy.

Długie spalanie

Główną wadą stosowania kotła na paliwo stałe jest konieczność częstego dokładania drewna opałowego do paleniska. Aby zwiększyć odstęp czasu między pobraniami, opracowano różne technologie. Jedną z takich metod jest długie spalanie.

Cechą tej metody jest stopniowe spalanie warstwa po warstwie dużej ilości zmagazynowanego paliwa. Spowolnienie procesu spalania osiąga się poprzez zmianę kierunków przepływu mas gorącego powietrza w wewnętrznej części wymiennika ciepła. W zależności od liczby nadchodzących przepływów jednostkami o długim spalaniu są:

• dwukierunkowy;
• trójdrożny;
• wieloprzebiegowe.

Wymienniki ciepła o dużej liczbie skoków stosowane są w kotłach przemysłowych dużej mocy od 100 kW. Sprzęt gospodarstwa domowego o długim czasie spalania wykonany jest z dwu- lub trzyprzepływowym płaszczem wodnym.

Agregaty kopalniane na paliwo stałe znalazły szerokie zastosowanie w życiu codziennym. Cechą konstrukcyjną jest to, że dmuchawa znajduje się w górnej części, a komin rozpoczyna się na dole. Takie kotły mają jeden skok wymiennika ciepła od góry do dołu.Spalanie następuje w kierunku nietypowym dla praw fizyki, ze względu na przeciwny kierunek ciągu. Dużą wadą tego typu urządzeń jest ciągła konieczność czyszczenia rury odprowadzającej dym znajdującej się w dolnej części obudowy. Ze względu na nietypowy kierunek procesu pracy spalanie drewna następuje bardzo powoli.

Oprócz kotłów długopalnych, które wykorzystują ciąg naturalny w trybie wolnym w celu zwiększenia odstępów czasowych pomiędzy załadunkami paliwa, istnieją kotły z wymuszoną regulacją strumienia powietrza za pomocą wentylatorów. Złożoność doboru sprzętu, a następnie kontrolowania ruchu strumieni gorącego powietrza sprawia, że ​​kotły z wymuszonym ruchem spalin są mało popularne.

Piroliza

Rodzajem spalania długotrwałego jest podział procesu wymiany ciepła na spalanie paliwa stałego i dopalanie gazu pirolitycznego. Palenisko takich kotłów jest podzielone na dwie komory: w pierwszej drewno tli się powoli z powodu braku tlenu, w związku z czym uwalniany jest gaz wtórny (węglowodór, azot, tlenek węgla...), który spala się w drugiej część komory spalania.

Aby spowolnić spalanie w jednostkach do pirolizy, często stosuje się ciąg odwrócony, podobny do tego, jaki powstaje w jednostce typu wał. Lub używają specjalnych wyciągów dymu, które regulują ruch produktów spalania wewnątrz wymiennika ciepła. Powietrze dostarczane jest do drugiej komory spalania w celu spalania gazu wtórnego. Wewnętrzna wnęka takiego sprzętu ma wysoki opór aerodynamiczny, co pozwala, aby paliwo nie rozgorzało w pierwszej komorze.Proces pracy w drugiej komorze powoduje spalanie wszystkich szkodliwych gazów, których powstawanie jest typowe dla normalnego spalania.

WAŻNY! Eksploatacja kotłów pirolitycznych nie pozwala na stosowanie paliwa o zawartości wilgoci powyżej 30%! Nadmiar wilgoci zakłóci proces uwalniania gazów wtórnych!

Proces podwójnego spalania zwiększa wydajność jednostki na paliwo stałe. Zużycie mniejszej ilości drewna czy węgla w porównaniu do kotłów konwencjonalnych skłania konsumenta do zastanowienia się nad możliwością wykorzystania takiej technologii do ogrzewania własnego domu.

Na pelletach

Do drogiego sprzętu zalicza się sprzęt o długim czasie spalania, który jako zasób wykorzystuje paliwo granulowane. Złożoność projektu wynika z obecności leja zasypowego do załadunku i mechanizmu podawania pelletu do paleniska. Czas (do 7 dni) autonomicznej pracy agregatu zależy od wielkości pojemnika załadowczego, ma on kształt ściętego stożka, w którym znajduje się otwór do podłączenia do śruby lub innego rodzaju mechanizmu, który umożliwia w razie potrzeby porcjuje brykiety do paleniska.

Działanie wszystkich elementów i mechanizmów takiego urządzenia jest kontrolowane automatycznie. Nowoczesne modele są nawet wyposażone w mechanizm czyszczenia popielnika z popiołu. Konsument musi jedynie załadować zasobnik i zapalić pellet. Podobne konstrukcje stosuje się przy stosowaniu zrębków drzewnych, brykietów węglowych i innych rodzajów paliwa luzem.

WAŻNY! Zbiornik załadowczy i mechanizm podający przeznaczony dla jednego rodzaju paliwa nie może być używany do opału innym surowcem, niedostarczonym przez producenta urządzenia! Takie naruszenie spowoduje uszkodzenie kotła!

Stosowanie różnych metod spalania i ładowania pozbawia kotły na paliwo stałe konieczności częstego ładowania, jednocześnie znacznie zwiększając koszty. Duży wybór urządzeń grzewczych pozwala konsumentowi prawidłowo ocenić własne potrzeby i dokonać świadomego wyboru.