POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ PRACY URZĄDZEŃ GRZEWCZYCH POPRZEZ ZASTOSOWANIE KLAP SPALINOWYCH DIERMAYERA cz.2

2.1. Termiczne klapy spalinowe Diermayera
Termiczna klapa spalinowa działa na zasadzie bimetalu. Zbudowana jest z cylindrycznego korpusu ze stali nierdzewnej, wewnątrz którego zamocowany jest mechanizm zamykający. Rozszerzona dolna część korpusu umożliwia ewentualne nałożenie klapy na króciec przerywacza ciągu urządzenia grzewczego.
Szczególną cechą klapy termicznej jest opatentowany kształt elementu sterującego wykonany ze specjalnie do tego celu zaprojektowanego bimetalu platerowanego po obu stronach stalą szlachetną, wygiętego w formie zamkniętego trójkąta. Jeden koniec bimetalu zamocowany jest w obudowie klapy, drugi w połowie tarczy zamykającej. Mechanizm zamykający klapy składa się z dwóch elementów: bimetalu i tarczy zamykającej. Duża długość bimetalu umożliwia szybką reakcję klapy nawet przy niskich temperaturach. Kształt bimetalu pozwala na niezbędną elastyczność przy pracy w podwyższonych temperaturach spalin, nie wpływając na zmianę kształtu bimetalicznego elementu klapy. Przez to możliwe jest nieograniczone zastosowanie do kotłów z regulowaną mocą. Klapa spalinowa posiada wystającą z obudowy od dołu przegrodę do podziału strumienia spalin i wystające elementy sterujące kończące się w przerywaczu ciągu. Tak zbudowana klapa pozwala w optymalny sposób skierować i właściwie wykorzystać zimne powietrze i gorące spaliny do otwierania i zamykania klapy. Minimalny otwór w stanie zamknięcia zostaje samoczynnie oczyszczony przez zamykające się tarcze. Tarcze zamykające posiadają podpory umieszczone pośrodku ponad podstawą, które powodują stabilizację tarcz w przypadku wysokiego ciągu lub wiatru, a to z kolei zapobiega powstawaniu hałasu.
Działanie klapy
Gdy urządzenie grzewcze jest wyłączone, klapa jest zamknięta, tak, że powietrze z pomieszczenia nie może się przedostawać poprzez instalację odprowadzania spalin na zewnątrz. W ten sposób unika się strat ciepła i pojawienia się ciągu. Oprócz tego zmniejsza się przepływ "fałszywego powietrza" w instalacji, w której do jednego czopucha podłączonych jest kilka kotłów. Po uruchomieniu kotła i zapaleniu palnika głównego elementy sterujące klapy wykonane z bimetalu otwierają się automatycznie na skutek przepływu spalin. Następnie spaliny odprowadzane są przez komin do atmosfery. Stopień otwarcia elementów bimetalicznych jest zależny od temperatury spalin, a przez to pośrednio wpływa na wielkość ciągu kominowego.
Klapa zaczyna się otwierać już przy 40°C, a pełne otwarcie osiąga się przy 70°C. Tym samym klapa dostosowuje automatycznie wielkość przekroju przepływu do istniejących w danym momencie warunków pracy urządzenia grzewczego, przez co zmniejszone zostają straty kominowe przy niepełnym obciążeniu cieplnym. Przegroda klapy wystająca z obudowy od dołu służy do podziału przepływu strumienia spalin.
Montaż termicznych klap spalinowych
Klapę spalinową należy zainstalować pionowo, bezpośrednio na króćcu spalin przerywacza ciągu w taki sposób, aby elementy sterujące z bimetalu skierowane były w dół, naprzeciw strumienia spalin. Rozszerzona część klapy musi być umieszczona w rowku lub pierścieniu przerywacza ciągu tak, aby było możliwe centryczne ustawienie klapy w króćcu spalinowym. Wystająca z obudowy przegroda nie powinna znajdować się w pobliżu wewnętrznych części przerywacza. Rurę spalinową należy nasunąć na zewnątrz obudowy klapy. Aby uprościć montaż, rura spalinowa może być skrócona, a obudowa klapy może posłużyć jako element przesuwny. Należy bezwzględnie przestrzegać kierunku przepływu spalin zgodnego ze strzałką, która jest umieszczona w sposób trwały na obudowie klapy. Na Rys. 4 przedstawiono przykład zamontowania termicznej klapy spalinowej.

Rys.4 Wbudowana termiczna klapa 
spalinowa typu GWR - a) otwarta; b) zamknięta

2.2. Mechaniczne klapy spalinowe 
Diermayera
Klapa mechaniczna zbudowana jest z cylindrycznej obudowy zakończonej mufą i tuleją, pośrod-ku której zamocowany jest i wyprowadzony na zewnątrz klapy ułożyskowany wał z tarczą zamykającą. Średnica tarczy jest mniejsza od nominalnej średnicy klapy, umożliwiając naturalne odprowadzenie spalin z dyżurnego płomienia palnika i wentylację komina. Z boku obudowy od strony wału, na podkładkach izolujących, osadzona jest płyta montażowa siłownika elektrycznego, na której zamocowany jest uchwyt blokujący dźwignię nastawczą osadzoną na wale za pomocą tulei. Przykład budowy klapy mechanicznej przedstawiono na Rys. 5.

Rys.5 Schemat budowy klapy spalinowej 
sterowanej silnikiem

1 - obudowa rury, 2 - tarcza zamykająca, 4 - zatrzask, 5 - mocowanie, napęd nastawnika, 6 - element wsporczy silnika, 7 - dźwignia nastawcza, 8 - kołek poprzeczny wałka silnika, 9 i 10 - śruba i nakrętka 6 kt, 11 - sprężyna zwrotna, 12 - wyłącznik krańcowy, 13 - trzpień wyłącznika, 14 - listwa zaciskowa, 15 - bezpiecznik z uchwytem, 16 - element zwłoczny zamykania, 18 - silnik, 19 - przekładnia, 20 - osłona przekładni, 21 - wyłącznik, 22 - przepust kabla, 23 - płyta izolująca, 24 - wałek silnika, 25 - wałek klapy, 26 - tuleja wału, 27 - płytka izolująca.

Zasada działania mechanicznych klap spalinowych
Gdy urządzenie grzewcze nie pracuje, klapa spalinowa jest zamknięta, uniemożliwiając wydostawanie się powietrza z pomieszczenia przez komin. W ten sposób unika się strat ciepła i pojawienia się ciągu. Oprócz tego zmniejsza się przepływ "fałszywego powietrza" w instalacji, w której do jednego przewodu podłączonych jest kilka kotłów. W klapach mechanicznych elementem sterującym jest siłownik elektryczny połączony z automatyką kotła, który w czasie postoju urządzenia grzewczego zamyka przepływ spalin. Siłownik otwiera klapę natychmiast po podaniu impulsu uruchamiającego główny palnik kotła. W czasie otwierania klapy siłownik naciąga sprężynę zwrotną, która po wyłączeniu kotła powoduje powolne zamykanie klapy. Dzięki zainstalowanym wyłącznikom krańcowym nie ma możliwości uruchomienia kotła przy zamkniętej klapie.

Montaż mechanicznych klap spalinowych
Wyróżnia się trzy sposoby montażu klap mechanicznych:
- przed przerywaczem ciągu - zalecany montaż przy kotłach znajdujących się w nie ogrzewanych pomieszczeniach, przy kotłach większej mocy oraz z dużą odległością do przerywacza. Straty gotowości do pracy kotła są zredukowane do minimum. Klapa umieszczona przed przerywaczem ciągu zapobiega wychładzaniu powierzchni grzewczych kotła. Następuje jednak wychłodzenie pomieszczenia z kotłem spowodowane naturalnym przepływem powietrza przez przerywacz i komin;
- za przerywaczem ciągu - montaż przypisany przy podłączeniu kotłów do wspólnego komina oraz przy kotłach w ogrzewanych pomieszczeniach. Podczas przerw w pracy kotła dzięki klapie przez komin nie ucieka "fałszywe powietrze". Oziębienie kotła wychodzi na korzyść kotłowni jako zysk cieplny. Oprócz tego wpływ ciągu kominowego na komorę spalania, a przez to na oziębianie, zostaje zahamowany;- dowolnie pomiędzy kotłem a kominem - zalecany montaż przy kotłach z palnikami nadmuchowymi bez klapy powietrza lub niezależnie od rodzaju palnika przy mocy od 100 kW względnie dla instalacji z dużym ciągiem kominowym bez UDP. Zamknięta klapa spalinowa hamuje wychładzanie zgromadzonego ciepła. Jest to szczególnie ważne przy kotłach z wysoką temperaturą zasilania instalacji.
Często zdarza się, ze klapy spalinowe montowane są bezpośrednio do urządzenia, które wyposażone jest w kołnierz. W tym przypadku klapa musi mieć przyspawany kołnierz lub przewód kominowy musi być konstruowany z kołnierzem, aby zapewnić odpowiednią szczelność. Istnieje także możliwość przyspawania do klapy odpowiedniego kołnierza u producenta urządzeń grzewczych.
Klapy mechaniczne stosowane są przy urządzeniach gazowych lub olejowych z palnikami atmosferycznymi bądź nadmuchowymi. W klapach mechanicznych elementem sterującym jest siłownik elektryczny połączony z automatyką kotła. Siłownik otwiera klapę natychmiast po rozpoczęciu pierwszej fazy pracy palnika, tj. wentylowania komory paleniskowej. Otwierając klapę, siłownik pokonuje opór sprężyny, która po wyłączeniu palnika powoduje zamknięcie przewodu spalinowego. Przykład zamontowania mechanicznej klapy spalinowej przedstawiono na Rys. 6.

Rys.6 Przykład zabudowy mechanicznej klapy spalinowej

ciąg dalszy w następnym numerze

Powrot do poprzedniej strony