Kotle na tuhá paliva – typy, konstrukce, princip činnosti, výhody a nevýhody – Ukrbio

Kotle na tuhá paliva jsou vyrobeny z oceli nebo litiny a slouží k vytápění a zásobování teplou vodou obytných a průmyslových objektů. Princip je založen na uvolňování tepelné energie v důsledku spalování pevného paliva: uhlí, rašeliny, palivového dřeva, pelet, briket, štěpky atd.

Konstrukce a princip činnosti kotlů na tuhá paliva
Kotel na tuhá paliva je modulární konstrukce sestavená do jednoho pouzdra.

Hlavní prvky:

1. Výměník tepla je jednou z nejdůležitějších částí kotle s jeho pomocí se tepelná energie ohřátých spalin přenáší přímo do chladiva. Průtok plynu je řízen odsávačem kouře. Průměrná životnost výměníku tepla je asi 20 let. K výrobě lze použít ocel nebo litinu. Ocelový výměník tepla je levnější, ale rychleji se opotřebovává Ocelový výměník tepla je odolnější, méně náchylný ke korozi a vyžaduje udržování teploty chladicí kapaliny pouze na 50 C a více, ale je dražší.

2. Spalovací komora s dvířky je určena k nakládání a spalování paliva.

3. Rošt musí mít vysokou tepelnou odolnost proti korozi, k výrobě se často používá slitina železa a grafitu (šedá litina). Rošt zajišťuje přístup spalovacího vzduchu, rovnoměrné rozložení paliva a vysává nespálené zbytky do popelníku.

4. Poklop pro čištění horních průchodů.

5. Regulátor teploty může být buď mechanický (regulátor tahu) nebo automatický (mikroprocesorový regulátor).

Pro pohodlnější a bezpečnější provoz kotle lze použít přídavná zařízení: regulátor tahu, plynový hořák pro zapalování, termostatický ventil proti přetopení a další.

Výhody a nevýhody kotlů na tuhá paliva

Použití kotlů na tuhá paliva v systémech vytápění a zásobování teplou vodou má několik výhod:

1. Hlavní výhodou kotlů na tuhá paliva je schopnost autonomního provozu. Provoz kotle nezávisí na dostupnosti elektřiny, plynu nebo jiných externích zdrojů dodávek energie, což umožňuje jeho použití v odlehlých oblastech i využití jako záložního zdroje tepla v případě výpadku proudu nebo problémů s přívodem plynu.

2. Druhy pevných paliv (palivové dřevo, uhlí, rašelina, pelety, brikety a další) jsou mnohem levnější než použití plynu, elektřiny nebo motorové nafty. Je však třeba vzít v úvahu dodatečné náklady na dopravu, manipulaci a skladování.

3. Maximální účinnost u standardních kotlů může dosáhnout 85 %.
4. Jednoduchá konstrukce kotle výrazně zvyšuje jeho spolehlivost a prodlužuje životnost.
5. Většina modelů kotlů může pracovat na různé druhy paliva.
6. Náklady na kotel na tuhá paliva jsou nižší než na plynový nebo elektrický kotel podobného výkonu.

Mezi nevýhody kotlů na tuhá paliva patří potřeba samostatné místnosti pro instalaci kotle a skladování zásob paliva. Obsluha je pracnější, protože vyžaduje pravidelné ruční přikládání paliva, čištění popela, sazí a přívod vzduchu v případě neautomatického ovládání.

Standardní kotle na tuhá paliva mají jednoduchou konstrukci, což má za následek poměrně nízkou cenu a snadnou obsluhu. Takové kotle mají velkou spalovací komoru a jsou nenáročné na druh a kvalitu paliva. Úplná energetická nezávislost umožňuje jejich použití v podmínkách chybějícího nebo nestabilního napájení. Jednoduchost konstrukce má i negativní stránky – relativně nízká účinnost, nutnost častého přikládání paliva, mechanické nastavování teploty chladící kapaliny, citlivost na úroveň vlhkosti paliva, poměrně časté čištění kotle kvůli hromadění popela, a další.

Princip činnosti kotlů s dlouhým spalováním je zaměřen na dlouhodobé a hospodárné spalování paliva. Provozní doba těchto kotlů na jedno zatížení je až 5 dní při použití uhlí a až 30 hodin při použití palivového dřeva nebo briket. Pro zvýšení provozní doby a množství generovaného tepla se používá metoda spalování „shora“ nebo „shora-dole“. Charakteristickým rysem těchto kotlů je velký objem spalovací komory, který umožňuje naložení až 50 kg paliva. Kvůli omezenému přívodu vzduchu nedochází ani tak k hoření, ale spíše k doutnání paliva.

Video, které vysvětluje provoz dlouho hořícího kotle:

Provozní účinnosti pyrolýzních (plynogenerátorových) kotlů je dosahováno odděleným spalováním tuhého paliva a uvolňováním hořlavých plynů v oddělených spalovacích komorách během procesu. Palivo se vlivem vysoké teploty (200-800C) a při omezeném přístupu vzduchu do spalovací komory rozkládá na pevný zbytek a pyrolýzní plyn (směs dusíku, vodíku, oxidu uhelnatého a uhlovodíků). Hořlavý plyn je přiváděn ventilátorem přes keramickou trysku do druhé komory, kde dochází k přimíchávání kyslíku a spalování plynu.

V důsledku toho dochází k dodatečnému sušení organického paliva (používá se hlavně palivové dřevo nebo treska), což podporuje dokonalejší spalování a tvorbu menšího množství popela a sazí. Účinnost pyrolýzních kotlů může dosahovat 85-92 % v závislosti na kvalitě vstupního paliva.

Nevýhody pyrolýzních kotlů zahrnují jejich relativně vysokou cenu, zvýšené požadavky na vlhkost organického paliva (ne více než 25-30%), nutnost plného zatížení pro efektivní provoz, povinná instalace třícestného ventilu pro směšování horkou vodu do vratného potrubí (teplota by neměla klesnout pod 65C, aby nedocházelo ke kondenzaci) a pojistný ventil pro nouzové vypuštění přebytečné vody při varu.

Video, které vysvětlí provoz pyrolýzních kotlů:

K provozu takových kotlů se používá speciální druh paliva – pelety. Pelety se vyrábí převážně z odpadů dřevozpracujícího a agrozpracujícího průmyslu (sláma, slupky slunečnice atd.) lisováním.

Konstrukčním znakem kotlů na pelety je povinná přítomnost zásobníku (nakládací násypky) pro skladování a podávání pelet do spalovací komory pomocí šroubového mechanismu. Doba nepřetržitého provozu kotle přitom závisí výhradně na objemu bunkru a pohybuje se v průměru od 3-7 dnů i více.

Účinnost kotlů na pelety může být až 95 % v závislosti na kvalitě paliva a modelu kotle. Provoz většiny kotlů je plně automatizovaný a bezpečný. Kotle na pelety jsou energeticky závislé, protože provoz šroubového mechanismu, automatického zapalování a systému přívodu vzduchu vyžaduje přítomnost elektřiny.

Rozhodněte se tedy o typu kotlů na tuhá paliva, které potřebujete, v závislosti na vašich podmínkách, možnostech toho či onoho typu zařízení a vašem dostupném rozpočtu.

Přemrštěné ceny motorové nafty, drahá elektřina a plyn nutí průmyslové podniky a soukromé vlastníky domů hledat a nacházet hospodárnější řešení. Instalujte například kotle na tuhá paliva. Chcete-li vybrat nejvhodnější model, musíte vědět, jak funguje kotel na tuhá paliva a pochopit jeho základní konstrukci.

Hlavními výhodami TTK jsou nízké náklady na energetické zdroje (palivové dřevo, pelety, uhlí, brikety, sypké dřevěné materiály), autonomie, dlouhá životnost a jednoduché ovládání. Konečným výsledkem pořízení dlouhodobě hořícího agregátu je výrazná úspora nákladů na údržbu a provoz, snížení nákladů na zásoby paliva – uhlí nebo palivové dříví byly vždy levnější než plyn nebo elektřina. Z tohoto článku se dozvíte, z čeho se topný kotel skládá a jak funguje v klasickém, pyrolýzním a peletovém provedení.

spalovací komora

V něm hoří naložené palivo. Plní také funkce tepelného výměníku při předávání tepla do topného systému. Spalovací komora je portál pro přikládání (dvířka), komín (jednotka pro odvod spalin), roštový systém, komora pro sběr sazí a popela a otvor pro přívod vzduchu. Během spalování teplo ohřívá plášť výměníku kolem komory. Výměník tepla obsahuje vodu, která je do topného systému přiváděna přirozeně nebo nuceně.

Plášť výměníku tepla

Princip činnosti generátoru tepla na tuhá paliva je založen na ohřevu chladicí kapaliny proudící mezi dvojitými stěnami jednotky. Toto je plášť nebo výměník tepla. Palivo při hoření ohřívá stěny spalovací komory a přes ně se ohřívá pracovní tekutina v plášti. Nosič stoupá nahoru a vstupuje do obecného topného systému. Voda se po průchodu celým systémem obklopujícím vytápěný objekt ochladí a ve vychladlém stavu se vrací zpět do kotle, resp. pláště zpětným proudem (zpátečkou).

Pro urychlení chladicí kapaliny je v systému zabudováno oběhové čerpadlo. Tato jednotka umožňuje ignorovat rozdíly v úrovních instalace potrubí, což zjednodušuje montáž systému. Některé modely kotlů SIV od společnosti Nižnij Novgorod „Kotel 52“ mají vestavěná čerpadla, ale častěji jsou čerpadla instalována vzdáleně, čímž se jednotka zařezává do vratného potrubí chladicí kapaliny. V otevřených inerciálních topných systémech s přirozenou cirkulací pracovního média nejsou potřebná čerpadla – chladicí kapalina se pohybuje potrubím topného systému v důsledku gravitace, sklonu potrubí a teplotního rozdílu v různých místech topného prstence. Inerciální okruhy jsou zcela autonomní, a to přitahuje kupce pyrolýzních kotlů na tuhá paliva. Čtěte dále a zjistěte, jak funguje pyrolýzní kotel:

Takové jednotky nemají jednu, ale dvě spalovací komory. V primární komoře spaluje palivo v režimu přívodu chudého vzduchu. Palivo ve skutečnosti doutná a uvolňuje pyrolýzní plyny, které se také spalují, ale v sekundární komoře. Dvojité spalování zajišťuje ekologické emise a účinnost až 95 %.

Organizace odstraňování kouře

Klasický generátor tepla na tuhá paliva produkuje hodně kouře, který je nutné odvádět ven. A jak v tomto případě fungují topné kotle jakýchkoliv modelů a provedení? Odvod kouře a výfukových plynů z výrobků probíhá přes izolované potrubí, které je instalováno od Třetího dopravního okruhu do ulice.

Jak je řízena a regulována teplota chladicí kapaliny

Bez přístupu kyslíku do spalovací komory nebude fungovat ani jeden kotel. Proto musíte vědět, jaké mechanismy pro to mají kotle na tuhá paliva s dlouhým spalováním a jak funguje systém řízení vzduchu. Čím intenzivnější vzduch vstupuje do komory, tím rychleji palivo hoří. Množství vzduchu je regulováno klapkami a klapkami, které se otevírají/zavírají ručně nebo servopohony.

Další provedení TTK

Jak dlouho hořící kamna na dřevo fungují? Téměř stejně jako pyrolýzní pec funguje celá řada kotlů na tuhá paliva – především musí shořet palivo. Druhým požadavkem je, že palivo musí hořet dlouhou dobu. Při organizaci dlouhodobého spalovacího procesu začíná spalování shora a ničí hořlavé materiály v topeništi vrstvu po vrstvě. Tím je zajištěno pomalé doutnání a sekundární spalování pyrolýzních plynů.

Podívejme se, jak dlouho hořící kamna na dřevo fungují:

1. Po zahájení pyrolýzní reakce v primární komoře je přístup kyslíku téměř uzavřen, takže dřevo nehoří a nedoutná;
2. V sekundární dohořívací komoře pyrolýzní plyn zcela vyhoří, čímž se výrazně sníží objem sazí a popela;
3. Zbývající plyny unikají přes systém odvodu kouře.

Při této organizaci spalování se palivo spálí z 95 % a je téměř úplně recyklováno. Když odpovídáme na otázky kupujících, jak fungují kamna na dřevo s dlouhým spalováním, můžeme s jistotou říci, že princip jejich fungování je jednoduchý a výsledek je působivý. Jeden až dva odběry týdně jsou servisním cyklem, který ocení každý spotřebitel. Jak fungují kamna s dlouhým spalováním, můžete podrobně zjistit v konzultačním oddělení na webových stránkách podniku Vyksa „Kotel 52“, zavoláním nebo pomocí formuláře zpětné vazby.

Užitečné informace k tématu: