مصدر جيد للتدفئة: رسم غلاية التحلل الحراري ومبدأ التشغيل

التحلل الحراري هو طريقة لتحليل المركبات العضوية وغير العضوية باستخدام الحرارة. ببساطة، تتحلل الجزيئات إلى أجزاء أبسط عند تسخينها.

غلاية التحلل الحراري هي جهاز من نوع غلايات الوقود الصلب (غالبًا لتسخين المياه) باستخدام التدفئة تصل إلى 200–800 درجة مئوية.

الميزة الخاصة هي الاحتراق المنفصل للوقود نفسه والاحتراق اللاحق للغازات المصاحبة ومنتجات الاحتراق في غرفة منفصلة من الغلاية.

مبدأ التشغيل: تشغيل غلاية التحلل الحراري

المبدأ العام لتشغيل الغلاية هو في تسخين الوقود العضوي بدرجة حرارة عالية مع عدم وجود الهواء مما يؤدي إلى تكوين غازات قابلة للاشتعال.

يدخلون إلى غرفة الاحتراق الثانوية وهناك يختلطون بالأكسجين، يتأكسد الغاز، مما يؤدي إلى إطلاق جزء إضافي من الحرارة.

تصنيف

الغلايات لديها الاختلافات حسب موقع غرف الاحتراق الغازي اللاحق:

• مع موقع أعلى؛
• مع موقع أقل.

الغلايات ذات الحجرة العلوية أكبر حجمًا، وتتطلب موادًا أكثر لتجميع المدخنة. لكن تنظيفها أقل تكرارًا، لأن جزيئات الوقود المحروق تتراكم فيها. لا تدخل إلى الكاميرا للغازات اللاحقة للاحتراق.

في الغلايات ذات القسم السفلي، يوجد الوقود في الجزء العلوي، وتُفرَّغ الغازات إلى الجزء السفلي حيث تحترق. هذا مريح، ولكن سيتعين عليك إزالة جزيئات الخشب الصغيرة من حجرة استهلاك الغاز بشكل متكرر.

حسب الاعتماد على الطاقة الغلايات هي:

• بدون استخدام الكهرباء: الغلايات مع مشروع طبيعي؛
• مع مشروع قسري.

مستقل عن الطاقة تتضمن الغلايات تضمين مدخنة عالية في التصميم (لا تقل عن 5-6 أمتار) لزيادة الدفع وضمان وجود فراغ كافٍ في حجرة الاحتراق.

ستكون كفاءة التدفئة لهذه الغلايات أقل إلى حد ما من كفاءة الغلايات ذات السحب القسري.

الأجهزة مع تدفق الهواء القسري مجهزة مروحة واحدة أو اثنتين، والتي يمكن أن تعمل في وضع حقن الهواء أو في وضع استخراج غاز العادم.

تستخدم بعض نماذج الغلايات الطريقة المركبة بمشاركة أجهزة حقن وشفط الغاز لزيادة الطاقة.

حسب طريقة التسخين:

• ماء التدفئة - يتم توصيل أنابيب المياه إلى المبادل الحراري للغلاية، والذي يتم من خلاله توزيع سائل العمل الساخن إلى غرف مختلفة.
• هواء التدفئة - بدلاً من الماء، يُستخدم الهواء، حيث يستقبل الحرارة من خلال المبادل الحراري نفسه، ثم يُوزّع عبر قنوات الهواء. كفاءته أقل من كفاءة طريقة الماء، ويُستخدم في مناطق الإنتاج والمستودعات.

الصورة 1. غلاية التحلل الحراري مع المبادل الحراري، مصممة لتسخين المياه، تعمل على الخشب.

الرسم: منظر عام، عملية العمل

تتوفر خيارات تصميم متعددة لغلايات التحلل الحراري. أبسطها، وفقًا للرسم، مُرتَّب كما يلي.

• غرفة الاحتراق غلاية.
• حجرة التغويز.
• قسم الاحتراق الغازي اللاحق.
• قضبان شبكية.
• المبادل الحراري (أنابيب المدخل/المخرج).
• خط أنابيب عادم الغاز (مدخنة).
• ثقوب النفخ.
• باب حجرة تحميل الوقود.

قد تشمل الغلاية أجهزة استشعار درجة الحرارة والأجهزة اللازمة لمراقبة وصيانة أوضاع التشغيل العادية.

و أيضا الأجهزة غلاية لأتمتة تشغيل مجمع التدفئة بأكمله.

إن جوهر ما يحدث داخل غلاية التحلل الحراري يتميز بالعمليات التالية:

• يدخل تدفق الهواء من الخارج إلى حجرة التغويز مع الوقود الموجود هناك.
• سوف يدعم بعض الأكسجين عملية الاحتراق. (الاحتراق). تدخل الغازات، وهي نواتج الاحتراق، إلى غرفة الاحتراق في الغلاية من خلال الفوهة وتتأكسد هناك في وجود الأكسجين الثانوي، الذي يدخل مع الهواء من الخارج.
• يتم اختزال جزء من غازات التحلل الحراري في وجود الكربون من الوقود إلى أول أكسيد الكربون وأكسيد النيتروجين، مستهلكًا بعض الطاقة في هذه العملية. يمر الخليط إلى قسم الحرق اللاحق الغازات وتتأكسد هناك، وتعيد الطاقة التي أخذتها.

الصورة 2. رسم لغلاية التحلل الحراري ذات الاحتراق الطويل؛ حيث يمكن للجهاز الذي يتم تجميعه وفقًا لها تدفئة منزل كبير.

• يتم تفريغ مخاليط الغازات المشاركة في تفاعل التحلل الحراري إلى الخارج من خلال المدخنة.، متجاوزًا المبادل الحراري للغلاية.

مراحل درجة الحرارة:

• تجفيف الخشب بالتحلل الحراري — 450 درجة مئوية؛
• احتراق غاز الخشب والهواء الثانوي - 560 درجة مئوية؛
• نفخ اللهب وإعادة الحرارة - 1200 درجة مئوية؛
• إزالة نواتج الاحتراق المتبقية - 160 درجة مئوية.

الاختلافات بين الجهاز والغلايات التقليدية

بما في ذلك الخشب (الحطب)، وقوالب الوقود الخاصة (الحبيبات)، والنفايات الناتجة عن الإنتاج. أحد أهم الفروقات بين الغلايات هو استخدام أنواع مختلفة من الوقود الصلب، أي مادة قابلة للاحتراق تقريبًا.

تعتبر مدة عملية احتراق الوقود أطول بكثير من مدة عملية احتراق الوقود في الغلايات التقليدية. من 8 إلى 10 ساعات وما فوق. هناك نماذج من الغلايات ذات حجرة كبيرة للحطب، ومدة التشغيل المستمر هي حتى 24 ساعة. وهذا يعني أن غرفة الاحتراق يتم تغذيتها بكميات جديدة من الوقود. 1-2 مرات في اليوم.

الاختيار والحساب عند الشراء: الرسم البياني

لاختيار المرجل المناسب بشكل مثالي لمنزل معين أو مجمع من المباني، يتم استخدام الاعتبارات التالية:

• عدد الطوابق في المبنى. كلما زاد عددها، كلما أصبح من الصعب نقل المادة العاملة (السائلة أو الغازية) عبر خطوط الأنابيب.
• تحديد نوع المعداتتختلف كفاءة الغلايات باختلاف تصاميمها. قبل الشراء، يُرجى قراءة الوثائق لتحديد المساحة المُصممة لتدفئتها.

الصورة 3. مخطط مبدأ تشغيل غلاية التحلل الحراري لمنزل ريفي مجهز بمدخنة.

• معلمات طاقة مضخة الدورة الدموية، وإمكانية تحديثه أو استبداله لتحسين خصائص أدائه.
• نوع المدخنة وقدرتها على إخراج غازات العادم من الغلاية بحرية إلى الغلاف الجوي. التصميم الآمن يعني سرعة إزالة خليط الغاز بنسبة 100٪ من الحجم.
• تحديد المساحة الإجمالية أماكن مُدفأة. خطأ هنا: 2-3 متر مربع
• درجة العزل الحراري للمباني. سيفقد المنزل المصنوع من الطوب المعزول بعناية الحرارة بشكل أبطأ من المرآب المعدني أو المستودع "البارد"، مما يعني أنه ستكون هناك حاجة إلى طاقة أقل للحفاظ على درجة حرارة الهواء المريحة.
• المنطقة التي يقع فيها المبنى. بالنسبة للأقاليم الجنوبية، فإن غلاية التحلل الحراري البسيطة ستكون مناسبة، أما بالنسبة للأقاليم الشمالية - فهي أكثر قوة، ويفضل أن تكون مع احتياطي.

فيديو مفيد

يوضح الفيديو كيفية صنع غلاية التحلل الحراري لتدفئة الغرفة بنفسك.

المزايا والعيوب

الايجابيات:

• الكفاءة 85-90%.
• يجعل التحلل الحراري من الممكن الضغط على الحد الأقصى للطاقة من مادة صلبة أثناء الاحتراق.
• اقتصاد، يتم تحقيق ذلك بمساعدة مروحة ذات سرعة قابلة للتعديل، مما يجعل من الممكن تغيير طاقة الغلاية حسب الحاجة.
• يحترق الوقود في غلاية التحلل الحراري لفترة أطول بكثير، لذلك، من الضروري تسخين وتنظيف الغلايات بشكل أقل من الغلايات التقليدية.

السلبيات:

• تكلفة عالية معدات المصانع تحد من استخدامها في المنازل الخاصة. سعر هذه الغلاية أعلى بمقدار 2-3 مرات، من المعتاد.
• فترة استرداد طويلة.
• الحاجة إلى استخدام الوقود الجاف. نسبة الرطوبة الموصى بها للمواد الخشبية - تصل إلى 15-20%. وإلا، فلن يكون هناك استقرار في التشغيل، وستنخفض كفاءة التدفئة. قد لا تعمل الغلاية على الحطب الرطب.
• إذا كنت تستخدم خشبًا ينتج كمية كبيرة من الراتينج (شجرة التنوب والصنوبر)، إذن تصبح حجرات الفرن وعناصره متسخة بسرعة وتظهر صعوبات في تنظيفها.
• قد يتم إطلاق الرماد من خلال المدخنة.
• الاعتماد على إمدادات الكهرباء. إن غياب أو انقطاع التيار الكهربائي المتكرر لن يسمح بتركيب الغلاية في المناطق النائية.