Construcția unui cazan cu combustibil solid

Crearea unui microclimat cald și confortabil într-o casă de țară în timpul sezonului rece devine posibilă datorită prezenței echipamentelor de încălzire bine alese. Utilizarea cazanelor cu combustibil solid devine din ce în ce mai populară în fiecare an. Acest lucru se datorează creșterii prețurilor la resursele utilizate pentru operarea sistemelor de încălzire. Disponibilitatea cărbunelui și a lemnului de foc înlocuiește sursele de energie mai scumpe, cum ar fi electricitatea, gazul și combustibilii lichizi.

Cum funcționează un cazan cu combustibil solid?

Corpul unităților pentru arderea lemnului și a cărbunelui este realizat din oțel. Are forma dreptunghiulara, iar dimensiunile depind de puterea termica. Ca orice echipament de cuptor, în interiorul cadrului de jos în sus se află: o tavă de cenușă, o cameră de ardere, o cămașă de apă, iar în partea superioară există o țeavă pentru îndepărtarea produselor de ardere.

Prin ușa inferioară a unității, cenușa este îndepărtată, reglează și tirajul - și, în consecință, puterea termică a cazanului. Focul este separat de cenuşă prin grătare, care sunt din fontă. Datorită utilizării unui astfel de material, durata de viață a grătarului crește. Camera de ardere este echipată cu o ușă separată prin care lemne de foc sunt încărcate în unitate.

Utilizarea diferitelor materiale la fabricarea jachetelor de apă împarte echipamentele cu combustibil solid în modele:

• cu schimbător de căldură din fontă;
• cu o jachetă de oțel.

Complexitatea proiectării schimbătoarelor de căldură depinde de funcțiile atribuite cazanului, de putere și de scop. Unitățile care au un număr mare de treceri multidirecționale ale produselor de ardere în cavitatea internă a mantalei sunt echipate cu amortizoare speciale. Deschiderea sau închiderea acestor clapete reglează fluxul de aer al maselor fierbinți în timpul arderii combustibilului.

Unii producători de echipamente de încălzire instalează arzătoare din fontă pe suprafața superioară a corpului, care sunt folosite în viața de zi cu zi pentru gătit. Astfel de unități se numesc cazane de sobă.

Conducta de evacuare a coșului de fum este echipată cu un amortizor special, care este utilizat pentru a regla fluxul de aer cald în timpul arderii direcționat în canalul de gaze de evacuare.

REFERINŢĂ! Există modele concepute pentru încălzirea băilor. Suprafața superioară a unor astfel de sobe de saună este proiectată pentru a plasa pietre care încălzesc aerul, iar un schimbător de căldură încălzește apa curentă pentru utilizare.

Cum funcționează un cazan cu combustibil solid?

Principiul de funcționare al cazanelor pe lemne este că, după încărcarea combustibilului în cameră, acesta este aprins și focarul este închis. Pentru ardere se folosește aerul care curge prin grătar. Sub influența curentului natural, fluxurile fierbinți de gaze de eșapament trec de jos în sus, de-a lungul cavităților mantalei de apă. Datorită temperaturii ridicate a produselor de ardere, schimbătorul de căldură se încălzește, iar fumul este îndepărtat prin conducta de evacuare - în coș.

Utilizarea clapetelor cu care este echipată unitatea vă permite să reglați procesul de ardere. Când cazanul este aprins, toate clapetele sunt deschise, oferind astfel accesul și îndepărtarea unei cantități mari de aer necesare funcționării cazanului.Pe măsură ce arde lemnul de foc sau cărbunele, închideți mai întâi amortizorul de cenușă, iar după stabilizarea arderii, închideți schimbătorul de căldură, asigurând deplasarea necesară a maselor de aer cald prin cavitatea internă a echipamentului. Clapeta de pe țeava coșului de fum este acoperită numai atunci când clapeta de cenuşă închisă nu poate conține creșterea temperaturii lichidului de răcire.

ATENŢIE! Producătorii de unități cu combustibil solid nu furnizează întotdeauna țeava de evacuare a fumului cu un amortizor! În acest caz, clapeta este instalată pe coș.

Pentru a menține o temperatură constantă de ardere, se folosesc termostate care, în funcție de modificările parametrilor lichidului de răcire, controlează clapeta inferioară a cazanului. Instalați regulatorul în partea de sus a mantalei de apă. Datorită conexiunii rigide, cu ajutorul unei pârghii și a unui lanț, poziția porții se modifică la rotirea capului termic, care reacționează la fluctuațiile de temperatură a lichidului de răcire.

Proiectarea majorității unităților cu combustibil solid implică încărcarea manuală cu lemn de foc sau cărbune. Producătorii de echipamente moderne oferă consumatorilor modele cu alimentare automată cu combustibil. Această tehnică este populară atunci când se utilizează brichete granulate, special făcute pentru ardere în timpul preparării lichidului de răcire.

Tipuri de cazane după principiul de funcționare

Arderea lemnului sau a cărbunelui în camera de ardere poate avea loc prin diferite metode. Utilizarea unei metode sau a alteia împarte echipamentele cu combustibil solid în mai multe categorii.

Clasic

Numele în sine vorbește despre metoda de ardere a combustibilului care este familiară cu echipamentele cuptorului. Focarul se incarca cu lemne, se aprinde, usa este inchisa si se regleaza alimentarea cu aer folosind o suflanta manuala sau cu un termostat.Aerul cald, urcând, încălzește mantaua de apă a cazanului și iese prin coș. Puterea unității clasice este reglată de clapeta de aer a cuvei de cenușă. Dar chiar și cu poarta complet închisă, procesul de ardere va continua, doar cu o intensitate mai mică.

Această metodă este populară în fabricarea cazanelor de uz casnic cu putere redusă. Datorită simplității designului, meșterii care produc independent o unitate de încălzire recurg adesea la utilizarea acestei tehnici. Suprafețele netede ale cavităților interne facilitează întreținerea și curățarea suprafeței interne de cenușă și funingine.

Ardere lungă

Principalul dezavantaj al utilizării unui cazan cu combustibil solid este necesitatea de a adăuga frecvent lemn de foc la focar. Pentru a mări intervalul de timp dintre descărcări, au fost dezvoltate diverse tehnologii. O astfel de metodă se numește ardere lungă.

O caracteristică a acestei metode este arderea treptată strat cu strat a unei cantități mari de combustibil stocat. Incetinirea procesului de ardere se realizeaza prin schimbarea directiilor de curgere a maselor de aer cald in partea interioara a schimbatorului de caldura. În funcție de numărul de fluxuri care se apropie, unitățile cu ardere lungă sunt:

• în două sensuri;
• trei căi;
• treceri multiple.

Schimbătoarele de căldură cu un număr mare de curse sunt utilizate în cazanele industriale de mare putere de la 100 kW. Echipamentul de uz casnic cu ardere lungă este realizat cu o jachetă de apă cu două sau trei treceri.

Unitățile de tip mină cu combustibil solid și-au găsit o largă aplicație în viața de zi cu zi. Caracteristica de design a cărei caracteristică este că suflanta este situată în partea superioară, iar coșul de fum are originea în partea de jos. Astfel de cazane au o singură cursă de schimbător de căldură de sus în jos.Arderea are loc într-o direcție neobișnuită pentru legile fizicii, din cauza direcției opuse a împingerii. Marele dezavantaj al unui astfel de echipament este nevoia constantă de curățare a conductei de evacuare a fumului situată în partea inferioară a carcasei. Datorită direcției neobișnuite a procesului de lucru, arderea lemnului are loc foarte lent.

Pe lângă cazanele cu ardere lungă care utilizează tiraj natural în regim lent pentru a mări intervalele de timp dintre încărcările de combustibil, există unități cu reglare forțată a debitelor de aer cu ajutorul ventilatoarelor. Complexitatea selectării echipamentelor și, ulterior, controlul mișcării fluxurilor de aer cald, face ca cazanele cu mișcare forțată a gazelor de eșapament să nu fie foarte populare.

Piroliza

Un tip de ardere pe termen lung este împărțirea procesului de transfer de căldură în arderea combustibilului solid și arderea ulterioară a gazului de piroliză. Focarul unor astfel de cazane este împărțit în două camere: în prima, lemnul mocnește încet cu lipsă de oxigen, din această cauză se eliberează gaz secundar (hidrocarbură, azot, monoxid de carbon...) care arde în a doua. parte a camerei de ardere.

Pentru a încetini arderea în unitățile de piroliză, este adesea folosită tirajul invers, similar cu cel creat într-o unitate de tip arbore. Sau folosesc extractoare speciale de fum care reglează mișcarea produselor de ardere în interiorul schimbătorului de căldură. Aerul este furnizat către a doua cameră de ardere pentru arderea gazului secundar. Cavitatea internă a unui astfel de echipament are o rezistență aerodinamică ridicată, ceea ce permite combustibilului să nu se aprindă în prima cameră.Procesul de lucru din al doilea compartiment arde toate gazele nocive, a căror formare este tipică pentru arderea normală.

IMPORTANT! Funcționarea cazanelor cu piroliză nu permite utilizarea combustibilului cu un conținut de umiditate peste 30%! Umiditatea în exces va interfera cu procesul de eliberare a gazelor secundare!

Procesul de ardere dublă crește eficiența unității cu combustibil solid. Utilizarea mai puțină lemne sau cărbune în comparație cu cazanele convenționale îl face pe consumator să se gândească la posibilitatea de a folosi o astfel de tehnologie pentru a-și încălzi propria locuință.

Pe pelete

Echipamentele scumpe includ echipamentele cu ardere lungă care utilizează combustibil granular ca resursă. Complexitatea designului se datorează prezenței unui buncăr pentru încărcare și a unui mecanism de alimentare cu peleți în focar. Durata (până la 7 zile) de funcționare autonomă a unității depinde de dimensiunea containerului de încărcare; are forma unui trunchi de con, unde există o gaură pentru conectarea la un șurub sau alt tip de mecanism care porționați brichetele în focar, după cum este necesar.

Funcționarea tuturor componentelor și mecanismelor unei astfel de unități este controlată automat. Modelele moderne sunt chiar echipate cu un mecanism pentru curățarea cenuşei de cenușă. Singurul lucru pe care trebuie să-l facă consumatorul este să încarce buncărul și să aprindă peleții. Modele similare sunt folosite atunci când se folosesc așchii de lemn, brichete de cărbune și alte tipuri de combustibil în vrac.

IMPORTANT! Rezervorul de încărcare și mecanismul de alimentare proiectate pentru un tip de combustibil nu pot fi utilizate pentru arderea cu alte materii prime nefurnizate de producătorul echipamentului! O astfel de încălcare va deteriora centrala!

Utilizarea diferitelor metode de ardere și încărcare privează cazanele cu combustibil solid de necesitatea încărcării frecvente, sporind în același timp semnificativ costul. O selecție largă de echipamente de încălzire permite consumatorului să își evalueze corect propriile nevoi și să facă o alegere în cunoștință de cauză.