زادت الكفاءة عدة مرات! غلاية التحلل الحراري: ما هي، مبادئ تشغيلها

تعتمد عملية غلاية التحلل الحراري على تفاعل كيميائي خاص - التحلل الحراري.

يشير هذا المصطلح إلى عملية تحلل الوقود العضوي. للغاز والفحم. وفي الوقت نفسه، يتم إطلاق الطاقة الحرارية بكميات كبيرة.

لا يمكن إجراء هذه العملية إلا في ظل ظروف معينة: نقص الأكسجين في الفضاء، ودرجة حرارة عالية. 200–800 درجة مئوية.

مبادئ التحلل الحراري للتسخين

يتم استخدام التحلل الحراري على نطاق واسع في مختلف الصناعات. هذه العملية الكيميائية مطلوبة بشدة لتدفئة أماكن المعيشة.

تحدث عملية التحلل الحراري مع أي نوع من المواد الخام الصلبة:

• الحطب.
• فروع صغيرة أو نشارة الخشب.
• فحم حجري.
• الخث.
• الفحم البني.
• حبيبات.
• فحم الكوك.

ومع ذلك، تعمل وحدة التحلل الحراري بكفاءة أكبر على الوقود الذي يحتوي على مستوى أعلى من إنتاج المواد المتطايرة - الخشب. سمك 80-100 ملم. ويتم استخدام الكريات أو نفايات الخشب معهم.

غلاية التحلل الحراري: ماذا تعني، وجهازها

تصميم غلاية التحلل الحراري يبدو مثل هذا:

1. مدخنة.
2. وحدة التحكم.
3. قادوس التحميل.
4. فوهة.
5. غرفة الاحتراق.
6. مبادل حراري.

غلاية التدفئة بالتحلل الحراري هي وحدة مكونة من غرفتين - وهذه هي ميزتها الخاصة. التفاعل الكيميائي الرئيسي في هذه الغرف هو:

1. غرفة التحميل أو غرفة التغويز. هنا، يحدث التحلل الحراري الأولي للمواد الخام. تتحول المادة العضوية تحت تأثير درجات الحرارة العالية إلى غاز قابل للاشتعال. يُوجَّه الهواء الأساسي إلى الحجرة للحفاظ على الاحتراق. يحدث الاحتراق عند درجة حرارة 300—800 درجة مئوية.

الصورة ١. حجرة تحميل الوقود في غلاية التحلل الحراري. الجزء الداخلي مُجهّز بطوب حراري.

1. غرفة الاحتراقبعد الاحتراق، يصل الهواء والغاز المنطلقان إلى هنا. هنا، يحترق الغاز الناتج مثل الغاز الطبيعي العادي. درجة الحرارة في المتوسط ​​1200 درجة مئوية. في هذه المرحلة، تُطلق كمية كبيرة من الحرارة اللازمة للتدفئة. وفي الوقت نفسه، توجد مقاومة هوائية قوية، ما يتطلب سحبًا قسريًا، ويؤدي دوره جهاز شفط الدخان.

مساحتين بين الغرفتين يقسم الشبكة، حيث يُحمَّل الوقود. هناك يُشعَل ويُشغَّل جهاز شفط الدخان. تمنع الشبكة الحرارة من التسرب من حجرة التحميل العلوية، وتوفر تدفقًا خفيفًا للهواء الأساسي.

أفران التحلل الحراري مجهزة بمفاتيح الجرالتي تُشعل الوقود. وهكذا، في بداية الاشتعال، تعمل الغلاية كجهاز احتراق مباشر، وبعد إغلاق الصمام، تنتقل إلى التحلل الحراري.

أنواع أجهزة التحلل الحراري وخصائصها

تختلف غلايات التحلل الحراري في تصميمها. إذن هناك:

• غرفة الاحتراق اللاحق في الأعلى. نادرًا ما يُصادف. من مزايا هذا التصميم مرور غازات الاحتراق بسلاسة إلى حجرة الاحتراق اللاحق، وبعد احتراقها، تدخل مباشرةً إلى المدخنة لمزيد من التبريد. من عيوبه أن موقع نظام الدخان غير اقتصادي، إذ يتطلب تصنيعه في البداية مزيدًا من المواد الاستهلاكية.

الصورة ٢. غلاية تحلل حراري مزودة بغرفة احتراق لاحق سفلية. تشير الأسهم إلى مكونات الجهاز.

• غرفة الاحتراق اللاحق في الأسفل. أكثر أنواع التصميم شيوعًا وراحة. يُسهّل هذا التصميم تحميل الحطب، نظرًا لعدم وجوده على الأرض. كما أن للحجرة منفذًا مباشرًا إلى المدخنة السفلية، ومنها إلى المدخنة. إلا أن لهذا التصميم عيوبه أيضًا، إذ يسد الرماد المتصاعد من حجرة التحميل الحجرة الثانية، مما يُؤدي إلى تنظيفها بشكل متكرر. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري توفير تيار هواء أكبر ليتحرك الدخان إلى الأسفل.

وأيضا غلايات التحلل الحراري تختلف في نوع الجر المستخدم:

1. مشروع طبيعي. لا يحتاج إلى كهرباء. مع ذلك، يتطلب تشغيله مدخنة عالية نسبيًا ذات تيار هواء طبيعي قوي، وهو أمر مكلف.
2. التعزيز والجذب القسري. يصبح المرجل معتمدًا على الطاقة، ومع ذلك، تزداد سرعة دخوله إلى الوضع. هذه الوحدة مُجهزة بمراوح وشفاطات دخان، يتم التحكم فيها آليًا - يختفي الاعتماد على الظروف الجوية تمامًا وتزداد كفاءة الاحتراق. يمكن لهذا النوع من الأفران العمل بأقصى مستوى كفاءة طوال الوقت. 4-5 ساعات، وهذا 20% أكثر، من غلاية المسودة الطبيعية.

هناك نوعان حسب طريقة التسخين أجهزة التحلل الحراري:

• لتسخين المياه. الناقل الحراري هو الماء، الذي يُسخّن في المبادل الحراري، ثم يُسكب عبر الأنابيب إلى المشعات. ويتم الحفاظ على درجة الحرارة بفضل الدوران المستمر.
• لتسخين الهواء. يُستخدم بشكل أقل بكثير في الظروف المنزلية. يُستخدم غالبًا لتدفئة المباني الخارجية أو منشآت الإنتاج. تُوزّع الطاقة الحرارية في الغرفة باستخدام كتل هوائية دافئة، تُسخّن نتيجة احتراق المواد الخام. تُوزّع الحرارة عن طريق أنابيب الألومنيوم والمنفخاتيتم التحكم في هذا النظام بشكل تلقائي، لذا يمكن للمالك تخصيصه بسهولة وفقًا لاحتياجاته.

كيفية اختيار مثل هذا الجهاز

عند اختيار وحدة تعتمد على التحلل الحراري انتبه إلى خصائصه الرئيسية:

جودة الحالة. في السابق، كان جسم صندوق النار مصنوعًا بشكل أساسي من الحديد الزهر.

يقوم المصنعون الآن بإنتاج جسم ملحوم مصنوع من مادة صفائحية.

الشيء الرئيسي هنا هو سمكه.

يعتمد ذلك على قوة الغلاية:

• 15—65 كيلو واط: الهياكل الداخلية 5 ملم، خارجي - 4 مم؛
• 75-110 كيلو واط: داخلي - 6 ملم، خارجي - 5 مم؛
• 135-195 كيلو واط: داخل - 8 ملم, الخارج - 6 مم؛
• 200 كيلو واط وأكثر: المكونات الداخلية - 10 ملم، خارجي - 8 ملم.

قوة. يعتمد هذا المؤشر على المنطقة المُدفأة. هناك طرق عديدة لتحديد الطاقة. أبسطها وأمثلها هو استخدام 1 كيلو وات لكل 10 أمتار مربعة منطقة مُدفأة.

يوصي الخبراء بالوحدة مع احتياطي طاقة بنسبة 10%. لذا، لوضعها على 120 متر مربع سوف تقوم الغلاية بالمهمة 16 كيلوواط. إذا كانت مساحة الإقليم 160 متر مربع، يجب أن تكون قوة الجهاز على الأقل 18 كيلوواطوهكذا وفقًا لنفس المبدأ.

كفاءة الطاقة. يُشير إلى نسبة الحرارة المُستهلَكة إلى حجم المواد الخام المُستخدَمة. يعتمد هذا المؤشر بشكل أساسي على نوع الوقود. لذا، لتحقيق تدفئة فعّالة، لا نحتاج إلا إلى مواد استهلاكية جافة.

ومع ذلك، يتم أيضًا أخذ حجم غرفة التحميل التي تحتوي على الحطب في الاعتبار. حتى 60-65 سم. وبالإضافة إلى ذلك، كلتا الكاميرتين مطلية بمادة خاصة طبقة من الخرسانة الخزفية يحافظ على درجة حرارة مناسبة بالداخل، مما يزيد من كفاءة وفعالية احتراق الوقود.

سعر. غلايات التحلل الحراري أغلى من أنواع غلايات التدفئة الأخرى. ومع ذلك، تتوفر خيارات أخرى. وبالتالي، فإن التدفئة المنزلية أرخص بمرتين أو ثلاث مرات مستوردة، وخصائصها لا تقل عن نظيراتها الأجنبية.

فوائد الاستخدام

• مدة الحرق.

بعد إشارة مرجعية واحدة، يعمل هذا الجهاز بسلاسة. حتى الساعة 12 ظهرًاأي أنه يجب تحميله بشكل أكبر أقل مرتين، من الغلايات التي تعمل بالوقود الصلب الأخرى.

ومع ذلك، فإن الأمر كله يعتمد على النوع: فالمدفأة التي تعمل بحرق الخشب العادي تعمل لمدة تصل إلى حوالي 4 ساعات ومع الاحتراق العلوي - في المتوسط 30 ساعة على الحطب و 5-7 أيام على الفحم.

تم تحقيق هذا التأثير بسبب عملية الاحتراق المتحكم بهاالعديد من الطُرز الحديثة مزودة بتحكم تلقائي في التشغيل. كما تعتمد مدة الاحتراق على مساحة المعيشة، ودرجة حرارة الهواء في الغرفة وخارجها، وتصميم الوحدة وقوتها.

• كفاءة 85-90%.

• الاحتراق الكامل للمواد الخام.

انخفاض استهلاك المواد الخام، تحتاج المداخن وحوض الرماد إلى التنظيف بشكل أقل تكرارًا.

• صديق للبيئة.

نتيجة احتراق الخشب أو أنواع الوقود المشابهة له، مواد أقل ضررًا بثلاث مراتمقارنةً بغيرها من غلايات الوقود الصلب. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقليل الانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة في الغرفة العلوية.

• فعالية التكلفة.

حتى الحطب الكبير غير المقسم مناسب للاحتراق. بالإضافة إلى ذلك، يُقلل الاحتراق ثنائي الغرف من الهواء الزائد في غاز العادم، مما يزيد من التوفير. بالمقارنة مع أنواع أخرى من غلايات الوقود الصلب، فإن كفاءة وحدات التحلل الحراري أعلى. بنسبة 5-8%.

سلبيات

1. الاعتماد على الطاقةفي أغلب الأحيان، لا تعمل هذه الغلايات بدون شفاط دخان. يتطلب نظام السحب القسري نظامًا مزودًا بمولد كهربائي. تستهلك المروحة كهرباءً بكمية لا تقل عن 80-100 واط.
2. سعر مرتفع. في المتوسط أغلى بمقدار 1.5-2 مرة أنواع أخرى.
3. حساسية رطوبة الوقود. أقصى قدر من الجفاف ضروري. لذلك، عند الحرق 1 كجم الحطب مع 20% الرطوبة، وسوف تكون قوة تشغيل المعدات 4 كيلوواط. إذا أخذت 1 كجم الحطب مع 50% الرطوبة، تنخفض الطاقة مرتين ويحقق كل شيء 2 كيلوواط.
4. عدم استقرار تشغيل الوحدة عند الأحمال المنخفضة (أقل من 50%)تراكم القطران في قناة غازات الاحتراق.
5. أبعاد كبيرة معدات التحلل الحراري.
6. غلايات التحلل الحراري هي عبارة عن دائرة واحدة فقطلتسخين المياه للاستخدام المنزلي، ستكون هناك حاجة إلى وحدة منفصلة.
7. ليس من الممكن أتمتة عملية تحميل الوقود - يتم تحميلها يدويًا حصريًا.

آمن للاستخدام

عمل غلاية التحلل الحراري يعني التشغيل عند أعلى درجات الحرارة الممكنة. ولذلك، يفرض كل مصنع متطلبات عالية على تركيب وتشغيل المعدات.

يتم إجراء التثبيت من قبل متخصص يتمتع بالكفاءة اللازمة. يتم وضع الغلاية في غرفة منفصلة ذات تهوية جيدة، ويتم تركيب مدخنة على الوحدة.

كما تم أخذها في الاعتبار قواعد التشغيل التالية:

• إذا لم يكن هناك تيار هواء كافي أو سائل تبريد مطلوب، لا يمكن استخدام الغلاية.
• لا يجوز تكليف الأطفال أو أي أشخاص غير مصرح لهم بتحميل أو إضاءة المعدات.
• درجة حرارة الماء في نظام الأنابيب التي تمر عبر الغلاية، لا ينبغي أن تتجاوز 95 درجة مئويةفي حال تجاوز المؤشر، يُضعف اللهب في حجرة الوحدة مؤقتًا باستخدام الرمل. بالتوازي مع ذلك، تُفتح جميع مخمدات الدخان الممكنة.
• يصبح الغلاية ساخنة جدًا أثناء التشغيل، لذا يجب ألا يكون هناك أي مواد أو أشياء قابلة للاشتعال بالقرب منها.
• يُمنع منعًا باتًا تعديل تصميم الغلاية أو استخدامها لأغراض أخرى.

صور غلايات التحلل الحراري

الصورة ٣. غلاية التحلل الحراري مُركّبة في المنزل. يُخزّن حطب الوقود بجانبها.

الصورة ٤. غلاية التحلل الحراري من شركة Viessmann. الجهاز مزود بتحكم إلكتروني.

الصورة 5. غلاية التحلل الحراري مع تحميل الوقود السفلي بأبعاد كبيرة إلى حد ما.

فيديو مفيد

شاهد الفيديو الذي يوضح كيفية عمل غلاية التحلل الحراري، ويشرح كيفية تشغيلها.

الاستنتاجات

غلاية التحلل الحراري - بديل جيد لوحدات الاحتراق المباشر. مع ذلك، ينصح بعض الخبراء بشراء معدات التحلل الحراري كمصدر حرارة احتياطي ضمن مجموعة مع غلاية كهربائية أو غازية. إذا كنتَ لا تزال تُركّب التحلل الحراري كمولد حرارة رئيسي، فستحتاج إلى تصميم كفء ومتخصصين مؤهلين تأهيلاً عالياً للتركيب.