Bouw van een ketel voor vaste brandstoffen

Het creëren van een warm, gezellig microklimaat in een landhuis tijdens het koude seizoen wordt mogelijk dankzij de aanwezigheid van goed gekozen verwarmingsapparatuur. Het gebruik van ketels op vaste brandstoffen wordt elk jaar populairder. Dit komt door de stijgende prijzen voor de middelen die worden gebruikt om verwarmingssystemen te laten werken. De beschikbaarheid van steenkool en brandhout verdringt duurdere energiebronnen zoals elektriciteit, gas en vloeibare brandstoffen.

Hoe werkt een vastebrandstofketel?

Het lichaam van eenheden voor het verbranden van hout en kolen is gemaakt van staal. Het heeft een rechthoekige vorm en de afmetingen zijn afhankelijk van het thermische vermogen. Zoals bij elke ovenapparatuur bevinden zich in het frame van onder naar boven: een aslade, een verbrandingskamer, een watermantel en in het bovenste gedeelte bevindt zich een pijp voor het verwijderen van verbrandingsproducten.

Via de onderste deur van de unit wordt de as verwijderd, deze regelt ook de trek - en daarmee het thermische vermogen van de ketel. De vuurhaard is gescheiden van de aslade door roosters, gemaakt van gietijzer. Dankzij het gebruik van dergelijk materiaal wordt de levensduur van de roosters verlengd. De verbrandingskamer is voorzien van een aparte deur waardoor brandhout in de unit wordt geladen.

Het gebruik van verschillende materialen bij de vervaardiging van watermantels verdeelt apparatuur met vaste brandstoffen in modellen:

• met gietijzeren warmtewisselaar;
• met stalen mantel.

De complexiteit van het ontwerp van warmtewisselaars hangt af van de functies die aan de ketel, het vermogen en het doel zijn toegewezen. Eenheden met een groot aantal multidirectionele doorgangen van verbrandingsproducten in de interne holte van de jassen zijn uitgerust met speciale dempers. Het openen of sluiten van deze dempers regelt de luchtstroom van hete massa's tijdens de verbranding van brandstof.

Sommige fabrikanten van verwarmingsapparatuur installeren gietijzeren branders op het bovenoppervlak van het lichaam, die in het dagelijks leven worden gebruikt om te koken. Dergelijke eenheden worden kachelketels genoemd.

De uitlaatpijp voor de schoorsteen is uitgerust met een speciale demper, die wordt gebruikt om de stroom warme luchtstromen tijdens de verbranding, gericht in het uitlaatgaskanaal, te regelen.

REFERENTIE! Er zijn modellen ontworpen voor het verwarmen van baden. Het bovenoppervlak van dergelijke saunakachels is ontworpen om stenen te plaatsen die de lucht verwarmen, en een warmtewisselaar verwarmt stromend water voor gebruik.

Hoe werkt een vastebrandstofketel?

Het werkingsprincipe van houtgestookte ketels is dat, nadat brandstof in de kamer is geladen, deze wordt ontstoken en de vuurhaard wordt gesloten. Voor de verbranding wordt lucht gebruikt die door het rooster lekt. Onder invloed van natuurlijke trek passeren hete stromen uitlaatgassen van onder naar boven, langs de holtes van de watermantel. Door de hoge temperatuur van de verbrandingsproducten warmt de warmtewisselaar op en wordt de rook via de uitlaatpijp afgevoerd - de schoorsteen in.

Door het gebruik van dempers waarmee de unit is uitgerust, kunt u het verbrandingsproces regelen. Wanneer de ketel wordt ontstoken, worden alle kleppen geopend, waardoor toegang en verwijdering van een grote hoeveelheid lucht wordt verkregen die nodig is voor de werking van de ketel.Terwijl het brandhout of de steenkool verbrandt, sluit u eerst de asladeklep en sluit u, na het stabiliseren van de verbranding, de warmtewisselaar, waarbij u zorgt voor de vereiste beweging van hete luchtmassa's door de interne holte van de apparatuur. De klep op de schoorsteenpijp wordt alleen afgedekt als de gesloten asladeklep de stijging van de koelvloeistoftemperatuur niet kan opvangen.

AANDACHT! Fabrikanten van vastebrandstofeenheden voorzien de rookafvoerpijp niet altijd van een demper! In dit geval wordt de klep op de schoorsteen geïnstalleerd.

Om een ​​constante verbrandingstemperatuur te behouden, worden thermostaten gebruikt die, afhankelijk van veranderingen in de koelvloeistofparameters, de onderste demper van de ketel regelen. Installeer de regelaar bovenaan de watermantel. Door de stijve verbinding, met behulp van een hefboom en een ketting, verandert de positie van de poort wanneer de thermische kop wordt gedraaid, die reageert op schommelingen in de temperatuur van het koelmiddel.

Het ontwerp van de meeste eenheden met vaste brandstof omvat het handmatig laden van brandhout of kolen. Fabrikanten van moderne apparatuur bieden consumentenmodellen met automatische brandstoftoevoer. Deze techniek is populair bij het gebruik van gegranuleerde briketten, speciaal gemaakt voor verbranding tijdens de bereiding van de koelvloeistof.

Soorten ketels volgens werkingsprincipe

Het verbranden van hout of kolen in de verbrandingskamer kan op verschillende manieren gebeuren. Het gebruik van de ene of de andere methode verdeelt apparatuur met vaste brandstoffen in verschillende categorieën.

Klassiek

De naam zelf spreekt over de methode voor het verbranden van brandstof die bekend is bij ovenapparatuur. De vuurhaard wordt geladen met hout, aangestoken, de deur wordt gesloten en de luchttoevoer wordt geregeld met behulp van een ventilator, handmatig of met een thermostaat.De hete lucht, die opstijgt, verwarmt de watermantel van de ketel en verlaat deze via de schoorsteen. Het vermogen van de klassieke unit wordt geregeld door de luchtklep van de aslade. Maar zelfs als de poort volledig gesloten is, gaat het verbrandingsproces door, alleen met minder intensiteit.

Deze methode is populair bij de vervaardiging van huishoudelijke ketels met laag vermogen. Vanwege de eenvoud van het ontwerp maken ambachtslieden die zelfstandig een verwarmingseenheid vervaardigen vaak gebruik van deze techniek. De gladde oppervlakken van de interne holtes maken het gemakkelijk om het interne oppervlak te onderhouden en te reinigen van as en roet.

Lang branden

Het grootste nadeel van het gebruik van een ketel met vaste brandstof is de noodzaak om regelmatig brandhout aan de vuurhaard toe te voegen. Om het tijdsinterval tussen downloads te vergroten, zijn er verschillende technologieën ontwikkeld. Een dergelijke methode wordt lang branden genoemd.

Een kenmerk van deze methode is de geleidelijke laag-voor-laag verbranding van een grote hoeveelheid opgeslagen brandstof. Het vertragen van het verbrandingsproces wordt bereikt door de richtingen van de stroom van hete luchtmassa's in het interne deel van de warmtewisselaar te veranderen. Afhankelijk van het aantal tegemoetkomende stromen zijn langbrandende eenheden:

• twee richtingen;
• Drieweg;
• meerdere passen.

Warmtewisselaars met een groot aantal slagen worden gebruikt in krachtige industriële ketels vanaf 100 kW. Lang brandende huishoudelijke apparatuur is gemaakt met een watermantel met twee of drie doorgangen.

Mijneenheden met vaste brandstoffen hebben een brede toepassing gevonden in het dagelijks leven. Het ontwerpkenmerk hiervan is dat de ventilator zich in het bovenste gedeelte bevindt en de schoorsteen aan de onderkant ontstaat. Dergelijke ketels hebben één slag van de warmtewisselaar van boven naar beneden.De verbranding vindt plaats in een richting die ongebruikelijk is voor de natuurwetten, vanwege de tegenovergestelde richting van de stuwkracht. Het grote nadeel van dergelijke apparatuur is de constante noodzaak om de rookafvoerpijp in het onderste deel van de behuizing schoon te maken. Door de ongebruikelijke richting van het werkproces vindt het verbranden van hout zeer langzaam plaats.

Naast langbrandende ketels die natuurlijke trek in een langzame modus gebruiken om de tijdsintervallen tussen brandstofladingen te vergroten, zijn er units met geforceerde regeling van luchtstromen met behulp van ventilatoren. De complexiteit van het selecteren van apparatuur en het vervolgens regelen van de beweging van hete luchtstromen maakt ketels met geforceerde beweging van uitlaatgassen niet erg populair.

Pyrolyse

Een vorm van langdurige verbranding is de verdeling van het warmteoverdrachtsproces in de verbranding van vaste brandstof en de naverbranding van pyrolysegas. De vuurhaard van dergelijke ketels is verdeeld in twee kamers: in de eerste smeult het hout langzaam met gebrek aan zuurstof, hierdoor komt secundair gas (koolwaterstof, stikstof, koolmonoxide...) vrij, dat in de tweede brandt. deel van de verbrandingskamer.

Om de verbranding in pyrolyse-eenheden te vertragen, wordt vaak omgekeerde trek gebruikt, vergelijkbaar met die welke wordt gecreëerd in een schachttype-eenheid. Of ze gebruiken speciale rookafzuigers die de beweging van verbrandingsproducten in de warmtewisselaar regelen. Lucht wordt toegevoerd aan de tweede verbrandingskamer voor de verbranding van secundair gas. De interne holte van dergelijke apparatuur heeft een hoge aerodynamische weerstand, waardoor de brandstof niet oplaait in de eerste kamer.Het werkproces in het tweede compartiment verbrandt alle schadelijke gassen, waarvan de vorming typisch is voor normale verbranding.

BELANGRIJK! Bij de werking van pyrolyseketels is het gebruik van brandstof met een vochtgehalte van meer dan 30% niet mogelijk! Overtollig vocht zal het proces van het vrijkomen van secundaire gassen verstoren!

Het dubbele verbrandingsproces verhoogt de efficiëntie van de vaste brandstofeenheid. Het gebruik van minder hout of steenkool in vergelijking met conventionele ketels doet de consument nadenken over de mogelijkheid om dergelijke technologie te gebruiken om zijn eigen huis te verwarmen.

Op pellets

Dure apparatuur omvat onder meer langbrandende apparatuur die korrelvormige brandstof als hulpbron gebruikt. De complexiteit van het ontwerp is te wijten aan de aanwezigheid van een trechter voor het laden en een mechanisme voor het invoeren van pellets in de vuurhaard. De hoeveelheid tijd (tot 7 dagen) van autonome werking van de eenheid hangt af van de grootte van de laadcontainer; deze heeft de vorm van een afgeknotte kegel, waar zich een gat bevindt voor aansluiting op een schroef of een ander type mechanisme dat verdeelt de briketten indien nodig in de vuurhaard.

De werking van alle componenten en mechanismen van een dergelijke eenheid wordt automatisch geregeld. Moderne modellen zijn zelfs uitgerust met een mechanisme om de aslade van as te reinigen. Het enige wat de consument hoeft te doen is de bunker inladen en de pellets aansteken. Soortgelijke ontwerpen worden gebruikt bij het gebruik van houtsnippers, steenkoolbriketten en andere soorten bulkbrandstof.

BELANGRIJK! De laadtank en het toevoermechanisme die zijn ontworpen voor één type brandstof kunnen niet worden gebruikt voor het stoken met andere grondstoffen die niet door de fabrikant van de apparatuur zijn geleverd! Een dergelijke overtreding zal de ketel beschadigen!

Het gebruik van verschillende verbrandings- en laadmethoden ontneemt ketels met vaste brandstoffen de noodzaak van frequent laden, terwijl de kosten aanzienlijk stijgen. Dankzij een grote keuze aan verwarmingsapparatuur kan de consument zijn eigen behoeften correct beoordelen en een weloverwogen keuze maken.