Características de diseño y principio de trabajo.
La parte interior se utiliza como caja de fuego. Está diseñado para que la combustión se produzca de arriba a abajo. Esto se ve facilitado por un suministro de aire especial directamente a la zona de combustión. El proceso recuerda más a la combustión lenta con la producción de gases a partir de combustibles carbonosos. En gran medida, estos gases son inflamables. Debido a su postcombustión en la parte superior del horno, se produce el máximo aprovechamiento de la energía térmica, lo que permite incrementar la transferencia de calor y reducir el consumo de combustible.
La cámara de la caldera está dividida en dos partes por un distribuidor de aire. Tiene la forma de una tubería, a la que se une una almohadilla con palas en un extremo, y el otro extremo sirve para suministrar oxígeno.
Las calderas de combustión superior se caracterizan por una operación cíclica, y hasta que la primera pestaña se queme, no será necesario agregar un segundo lote de combustible.
Características técnicas de las calderas de combustible sólido.
Las calderas de combustión superior se producen con diferentes capacidades de 8 a 95 kW. Algunos modelos pueden alcanzar los 1200 kW. Cuanto más alto sea el indicador, más eficiente será el funcionamiento de la unidad y mayor será el área que se puede calentar. Las calderas con la potencia mínima están diseñadas para su instalación en casas pequeñas. Los "Burany" ucranianos con 40 kW están destinados a calentar grandes casas o almacenes.
Caldera de combustible sólido BURAN-EXTRA 1200
Los materiales de la caldera son hierro fundido o acero. Un intercambiador de calor de hierro fundido es más duradero, pero debido a su gran peso, puede ser difícil de instalar. Los intercambiadores de calor de acero están hechos de acero de varias calidades, desde baja calidad hasta alta calidad, resistente a altas temperaturas. Además, las calderas de acero a menudo están protegidas de ladrillos de arcilla refractaria.
La mayoría de las veces, las calderas de combustión superior funcionan con madera, pero hay modelos en los que puede apilar carbón, briquetas de turba, virutas y otros combustibles.
La eficiencia de las calderas es del 85-93%. Según los fabricantes, el tiempo de funcionamiento del dispositivo después de una carga de leña es de 8 a 31 horas, y en carbón hasta 5 días. Una caldera económica promedio produce calor en 5-8 horas.
Temperatura de calentamiento del agua 70 0 C en madera y 85 0 C en carbón. La temperatura de entrada recomendada es de 60 0 C. El sistema de calefacción puede ser de circulación natural o forzada.
Hacer una caldera para una combustión prolongada
Para realizar la instalación con sus propias manos, necesitará acero St 20. La instalación realizada con él tendrá una duración mínima de 15 años. Con una mayor cantidad de carbono en el acero, el material puede calentarse por las altas temperaturas, por lo que no es apto para la fabricación. Si es posible, puede comprar acero resistente al calor aleado con molibdeno o cromo. En la tabla puede averiguar qué tamaños de espacios en blanco se requerirán para la fabricación del dispositivo.
Tamaños de piezas de trabajo
Para cortar el material, lo mejor es acudir a un taller que disponga de tijeras de guillotina. No habrá rebabas en las piezas, se ahorrará mucho tiempo. También necesitará los siguientes detalles:
- Esquina igual 50x4 mm. Será necesario para hacer rejillas.
- 2 tubos: DN50 y DN El primero para el intercambiador de calor y los tubos a los que se conectarán los sistemas de calefacción. El segundo es para la chimenea.
- Tubería 60x40 mm para el canal del conducto de aire.
- Tira de acero 20x3 mm.
- Aislamiento de basalto.
- Plumas.
- Cartón y cordón de amianto.
También necesitará herramientas para soldar metal, cortar y algunas otras que están disponibles en cada hogar.
Unidad de control y ventilador
La caldera de la mina utilizará una unidad de control, ventilador, sensor de temperatura. Vale la pena encontrar productos polacos que sean muy similares a los chinos, pero que difieran significativamente en la calidad de construcción y la vida útil. Marcado de la unidad de control - KG Elektronik SP-05, ventilador - DP-02.
Ventajas y desventajas de las calderas de combustible sólido para combustión superior.
Las calderas de combustión superior han estado proporcionando calor a los usuarios durante más de 15 años. Durante este tiempo, han confirmado completamente su efectividad, que está garantizada por los siguientes factores:
- cuando se carga el combustible, el distribuidor se eleva, y después del encendido descansa sobre la madera y cae al quemarse;
- en el lugar por donde entra el aire se produce una oxidación incompleta de los hidrocarburos. El gas con partículas de ceniza se transfiere a la parte superior de la cámara de combustión. Allí se le une el oxígeno, como resultado de lo cual se quema y desprende el calor restante;
- al comienzo de la cámara de combustión de gas, hay un regulador de tiro. Detecta automáticamente la temperatura del agua y regula la velocidad de combustión de compuestos volátiles.
Las calderas tienen las siguientes ventajas:
- tiempo de funcionamiento prolongado y número mínimo de descargas;
- independencia energética debido al trabajo con circulación natural y tiro natural;
- la versatilidad de algunas unidades en cuanto a combustible: carbón, leña, virutas, turba, etc .;
- una pequeña cantidad de combustible puede garantizar una alta eficiencia de trabajo;
- funcionamiento continuo automatizado de la caldera para el suministro de agua caliente y calor;
- la ausencia de mecanismos complejos hace que el funcionamiento de la caldera sea simple incluso para los principiantes;
- alto nivel de seguridad;
- larga vida útil de 10 a 15 años o más.
La caldera de combustión superior tiene un alto nivel de seguridad.
Desventajas de las calderas de combustible sólido con carga superior:
- alto costo en comparación con otras instalaciones;
- Sensibilidad a los cambios en la temperatura del intercambiador de calor. Es posible la condensación y oxidación de los elementos de acero;
- un mayor contenido de cenizas puede obstruir la zona de combustión y reducir el nivel de transferencia de calor;
- es necesario limpiar manualmente con regularidad la chimenea y el cenicero;
- colocación inconveniente de leña debido a características de diseño;
- no puede cargar combustible grande, por ejemplo, no leña cortada;
- el combustible debe estar completamente seco, por lo que debe pensar en las condiciones para su almacenamiento;
- la carga incompleta hace que el encendido sea inconveniente; la cámara de combustión es lo suficientemente profunda;
- es imposible realizar una carga adicional si el proceso ya se está ejecutando;
- la viga de soporte y el disco, que sirven como división entre las zonas de combustión de combustible sólido y gas, fallan rápidamente.
Como puede ver, las calderas de combustible sólido para combustión superior no están exentas de desventajas, por lo tanto, antes de comprar un dispositivo de este tipo, sopese cuidadosamente los pros y los contras.
PRINCIPE OBRAS Y RESEÑAS
En algunos casos, una caldera de combustible sólido sigue siendo la única forma práctica de calentar un ohmio privado. Sin embargo, los diseños clásicos tienen un inconveniente muy desagradable, es necesario controlar constantemente la cantidad de combustible y arrojar leña o carbón al horno. Se retrasó un poco o se retrasó, y el refrigerante comienza a enfriarse.
Puede desarrollar un hábito, crear un horario rígido para garantizar un calentamiento constante, o puede elegir una caldera de combustible sólido para una combustión prolongada, que de una manera extremadamente simple puede funcionar en una sola pestaña hasta por varios días.
Principio de funcionamiento y dispositivo.
Tradicionalmente, las calderas de combustible sólido, como estufas y chimeneas, utilizaban combustión activa de madera o carbón. Gracias al suministro de aire controlado, fue posible lograr la máxima transferencia de calor y un buen consumo de combustible. Sin embargo, la combustión activa utiliza demasiado rápido todo el volumen de combustible en el horno, del cual es necesario reponer constantemente su cantidad.
En las calderas de combustible sólido para combustión prolongada, la idea principal es ralentizar el proceso de combustión del combustible. Si solo se enciende una parte del marcador, el volumen total se consumirá durante un período de tiempo mucho más largo.
A modo de ejemplo, basta recordar cuánto tiempo arde una cerilla cuando se levanta con una llama hacia arriba, y cómo se enciende rápidamente y arde con una llama bajada hacia abajo, mientras quema sus dedos. Con la madera y el carbón, este principio también se aplica.
Es necesario limitar el área de combustión en un lugar del marcador y mantenerla en el nivel mínimo requerido, evitando que todo el volumen se encienda.
Las calderas de combustión prolongada están equipadas con una cámara de combustión volumétrica varias veces más grande que la de los diseños convencionales. La leña o el carbón se llena hasta la parte superior de la cámara, dejando solo un pequeño espacio. El encendido se realiza desde la parte superior de la pestaña.
La cámara está aislada en la parte inferior, el flujo de aire se realiza solo desde la parte superior, si la caldera es de combustión superior. Después de que se enciende el combustible, todo el oxígeno de la cámara se quema y, de hecho, se conserva la leña ubicada debajo del área de combustión.
El suministro de aire está controlado y estrictamente limitado. Como resultado, la madera arde sin llama o arde solo en la parte superior de la cámara.
Se utiliza un ventilador especial para suministrar aire, que se instala en lugar de una puerta estándar o en un asiento separado. Solo controlando el ventilador, el proceso de combustión de la caldera y la preparación del refrigerante están completamente controlados, lo que simplifica enormemente la automatización del funcionamiento de las calderas de combustible sólido.
Por el método de localización del área de combustión, las calderas se distinguen:
- con ardor superior;
- con combustión de fondo (pirólisis).
Existe una diferencia fundamental entre los dos. Las calderas de combustión prolongada son, por definición, de combustión superior, lo que garantiza que el volumen principal del marcador no se caliente. Las calderas de fondo son calderas de pirólisis. Aunque destacan en el grupo hotelero, también son dispositivos de larga duración.
Cuando la madera se calienta por encima de los 300 ° C sin combustión activa, comienza la descomposición de la madera en cenizas y gas de pirólisis, que se quema y puede obtener más energía térmica que con la combustión activa ordinaria, pero con menos potencia.
La combustión activa proporciona una producción de calor significativamente mayor por unidad de tiempo que la combustión superior o inferior del mismo volumen de combustible. Para obtener la potencia requerida en las calderas de combustión prolongada, es necesario aumentar el área de combustión débil, para aumentar la cantidad de combustible que se coloca en el horno.
Esto tiene dos ventajas principales calderas de combustión prolongada:
- La combustión gradual del combustible es más fácil de controlar y los marcadores son suficientes para más tiempo, además, la diferencia es de un orden de magnitud.
- Es posible controlar y regular automáticamente la salida de calor de la caldera con un consumo de combustible gradual.
El principio de funcionamiento de la caldera de pirólisis.
En las calderas de pirólisis, una cámara está equipada adicionalmente para quemar el gas liberado. El suministro de aire se realiza por separado de la cámara principal con un relleno, por lo que es posible mantener allí la combustión activa con una gran salida de calor por unidad de tiempo.
Las calderas de combustión superior de combustión prolongada a menudo no están equipadas con barras de rejilla, ya que no es necesario suministrar aire desde abajo y las cenizas son más fáciles de eliminar con una bandeja sólida retráctil; además, esto debe hacerse casi una vez cada varias semanas. o incluso un mes.
Solo las calderas combinadas y las calderas de pirólisis están equipadas con rejillas, en las que, además de una combustión prolongada, puede configurar el modo de funcionamiento clásico habitual con una combustión completa y uniforme del marcador.
¿Es cierto que la descarga es una vez a la semana?
De hecho, algunas calderas de combustión prolongada pueden funcionar hasta una semana con un solo repostaje de leña o carbón.Sin embargo, esto se aplica principalmente a las unidades de servicio pesado con una potencia de 150 kV y hasta varios megavatios. Una caldera convencional para una casa privada se diseña más a menudo para un funcionamiento continuo en una pestaña durante hasta 30-45 horas, es decir, hasta dos días.
El principal problema es el tamaño admisible de la cámara de combustión mientras se mantiene la capacidad de control adecuada de todo el proceso. Es necesario elegir una solución de compromiso entre parámetros como:
- volumen de la cámara;
- profundidad de la cámara;
- área de combustión;
- potencia requerida de la caldera.
Con un aumento en el volumen de la cámara para llenar el combustible, es necesario aumentar el área de combustión, ya que no funcionará para hacer que la cámara sea estrecha y alta. En este caso, es difícil mantener un flujo de aire activo hacia la zona de combustión cuando desciende demasiado.
Surgen una serie de flujos turbulentos que pueden propagar la combustión por todo el volumen y reducir por completo el funcionamiento normal de la caldera.
Los fabricantes de calderas comienzan en primer lugar con la producción de calor requerida de la caldera, y ya sobre esta base, las dimensiones de la cámara de combustión se seleccionan como una solución de compromiso.
Las calderas de carbón funcionan más tiempo en una pestaña que en madera. Por ejemplo, si la caldera está diseñada para funcionar con una carga de carbón durante 17 horas, cuando se coloque la leña, lo más probable es que funcione solo de 14 a 15 horas, con la misma configuración de salida de calor.
Doble circuito o con circuito de agua para el hogar
Las calderas de combustible sólido para combustión prolongada pueden equiparse con uno o dos intercambiadores de calor para preparar el refrigerante para el sistema de calefacción y el suministro de agua caliente. Al mismo tiempo, no existen diferencias fundamentales con el diseño de las ballenas convencionales de combustible sólido. Los circuitos se pueden combinar en un intercambiador de calor bitérmico o ubicarse por separado entre sí.
El fabricante selecciona el tipo y la configuración del intercambiador de calor en función de las dimensiones y la forma del horno para maximizar el uso de energía térmica para el propósito previsto.
Las calderas de combustión prolongada funcionan con un volumen de aire más pequeño y con una temperatura más baja de los productos de combustión salientes. Los intercambiadores de calor se fabrican con la mayor superficie de intercambio de calor posible.
La ventaja de las calderas de combustión prolongada es la capacidad de controlar y regular la potencia térmica de combustión, solo ajustando el suministro de aire, sin importar la cantidad de combustible cargado.
Si en las calderas ordinarias es necesario limitar las porciones de leña o carbón y más a menudo hacer marcadores para reducir la temperatura del refrigerante, entonces en las calderas de combustión prolongada es suficiente limitar el flujo de aire para que la leña sólo arde sin llama.
Producción ucraniana
Entre los fabricantes ucranianos, las siguientes empresas se dedican a la producción de calderas de combustible sólido de combustión prolongada: Altep, Buran, Gefest-profi, KOTeko, NEYS, SWaG, Donterm.
Caldera Altep KT-1E
Presentados parcialmente sus propios desarrollos, sin embargo, en vista de la mayor experiencia de los fabricantes europeos, los modelos repiten parcial o completamente las soluciones exitosas de los socios occidentales o se ofrece un ensamblaje con licencia sobre la base de plantas y empresas regionales.
Marca y modelo | Energía | Tipo de combustión | Gasolina | Duración del trabajo | Costo, $ |
Altep KT-1E 15-45 KW | 15 | Quema superior | leña / carbón | 8-24 horas | 950 |
Buran-12 | 12 | Quema superior | Leña / carbón / briquetas / desechos | hasta 30 h | 975 |
Buran -20 Delux | 20 | Quema superior | Carbón / leña / briquetas | Carbón-12 días, Leña-48 h Briquetas - 72 h | 1200 |
SWaG 20 kW Dm | 20 | Quema superior | Carbón / leña / pellets | Carbón: hasta 5 días. | 1050 |
NEYS NEUS-B | 10-38 | Quema superior | Carbón / leña / pellets | 8-24 h | 750-1200 |
Donterm DTM KOT-10T | 10 | Quema superior | Carbón / leña / briquetas | Hasta 48 h | 450 |
Producción rusa
Las calderas de combustible sólido de producción rusa están representadas principalmente por varias marcas, mientras que el equipo en sí a veces se ensambla en las mismas instalaciones de producción.
Entre las marcas comunes: Phantom, Teplov, Bourgeois, F.B.R.Zh., Zota, Wester, Don, Sibenergoterm (Prometheus), Tepoldar (Cooper PRO), Buderus.
En casi todos los casos, las calderas de combustión prolongada o las calderas de pirólisis son una revisión del diseño clásico con un aumento en el horno y la reestructuración del sistema de suministro de aire.
Sin embargo, modelos como Prometheus o Zota cuentan con un diseño único de un intercambiador de calor y un sistema de eliminación de productos de combustión, enfocado específicamente en la pirólisis de la combustión inferior o superior del combustible.
Marca y modelo | potencia, kWt | Tipo de combustión | Gasolina | Duración del trabajo, h | Costo, mil rublos |
Bourgeois-K T-50A | 50 | Pirólisis / leña | leña | 6-12 | 138/149 circuito simple / circuito doble |
Bourgeois-K T-150A | 150 | Pirólisis / leña | leña | 6-12 | 315/336 circuito simple / circuito doble |
ZOTA "Carbono" | 15-60 | Quema de fondo / carbón | carbón | 10-12 | 40-84 |
Teplov T10 | 10 | Pirólisis / leña / carbón | leña | hasta 12 | 40/44 circuito simple / circuito doble |
Teplov T100 | 100 | Pirólisis / leña / carbón | leña | hasta 12 | 190/210 circuito simple / circuito doble |
Phantom Max 30a | 30 | Pirólisis | leña | hasta 20 | 100 |
Phantom Max 90 a | 90 | pirólisis | leña | hasta 20 | 236 |
Calderas Stropuva
La empresa Stropuva, establecida en Lituania desde 2000, se dedica a la producción de calderas de combustión prolongada y soluciones listas para usar para sistemas de calefacción autónomos con control automático. Calderas tener un aspecto específico debido al volumen significativamente mayor de la cámara de combustión, además, en su mayor parte hacia arriba.
La forma de cualquier modelo es un cilindro alto, dentro del cual se ensamblan una cámara volumétrica, un sistema de suministro de aire e intercambiadores de calor para el circuito de calefacción y agua caliente. El diseño y el principio de funcionamiento de las calderas Stropuva están patentados, por lo que es casi imposible encontrar un análogo, sin embargo, en el mercado ya se pueden encontrar muchas falsificaciones, pisoteando fuertemente las características y la calidad de los originales.
Las calderas STROPUVA IDEAL son una solución universal para trabajar con madera, carbón, briquetas de combustible. La característica principal es la presencia de una automatización perfecta, que le permite configurar los modos de funcionamiento de los equipos de calefacción con alta precisión. Sin embargo, esta línea incluye solo modelos de 20 y 40 kW.
Dispositivo de caldera Stropuva
Las calderas STROPUVA son universales: calderas para quemar casi cualquier tipo de combustible sólido, desde residuos de madera hasta coque y carbón. Parcialmente automatizado, principalmente en términos de mantener un modo de grabación a largo plazo. La gama de modelos está representada por calderas con una capacidad de 10 a 40 kW.
Las calderas de leña STROPUVA son una solución sencilla en los casos en que el principal tipo de combustible es, por definición, la madera. La lista de modelos comienza con una potencia de 7 kW, como una excelente solución para una pequeña casa de campo o cabaña de verano.
Como escoger
El criterio principal al elegir una caldera de combustión prolongada es su potencia térmica nominal, además, cuando se usa el tipo principal de combustible.
Después de eso, debes prestar atención a:
- volumen de la cámara de combustión;
- tiempo de funcionamiento de una carga;
- versión y disponibilidad de automatización;
- la posibilidad de utilizar otro tipo de combustibles sólidos;
- número y características de los intercambiadores de calor.
No vale la pena contar con la carga de combustible, que durará una semana en calderas ubicadas para una casa particular. La duración óptima de la batería es de 17 a 45 horas, lo que es bastante adecuado para uso privado.
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Matices del sistema de control de la caldera de combustión superior.
En calderas de combustión prolongada con combustión superior, el principio de control principal es la regulación de los flujos de aire que ingresan a la cámara de combustión. Las unidades estándar están equipadas con un dispositivo mecánico para esto. El amortiguador accionado por cadena es accionado por un termostato.
El termostato de la caldera se ajusta a un cierto régimen de temperatura.Cuando el medio de calentamiento se calienta hasta el nivel requerido, la compuerta se ajusta automáticamente a una determinada posición, reduciendo la intensidad de calentamiento. Es imposible reducir drásticamente la temperatura, porque el refrigerante seguirá calentándose por inercia, calentando la habitación.
Los dispositivos con ventiladores funcionan de manera un poco diferente. Si necesita aumentar la potencia de transferencia de calor, esto se puede hacer precisamente a expensas del ventilador. El aparato soplará aire. Debido a esto, es posible reducir la inercia de la caldera. El control se realiza automáticamente y los sensores registran los más mínimos cambios en la temperatura del refrigerante.
Materiales para el montaje de una caldera tipo eje.
Para hacer una unidad de pirólisis tipo mina con sus propias manos, debe preparar:
- Láminas de acero revestidas con un espesor de 3-5 milímetros. No debe utilizar otro tipo de acero, ya que la pirólisis se realiza a alta temperatura y una aleación convencional se quemará rápidamente.
- Chapa de acero con un espesor de 1 a 2 milímetros.
- Ladrillo de arcilla refractaria.
- Tubos con un diámetro de 25 y 135 milímetros.
- Esquinas de 4x4 centímetros o una tubería de perfil del mismo tamaño.
- Puerta de doble ceniza, preferiblemente con junta de amianto.
- Una válvula diseñada para regular el suministro de aire.
- Una puerta para limpiar la cámara del intercambiador de calor.
- Válvulas de compuerta - 3 piezas: se necesita una para la chimenea, la segunda se coloca entre las cámaras de la partición y la tercera se requiere para regular el flujo de aire hacia la cámara de combustión.
- Lana de basalto.
- Hoja galvanizada.
Pero, antes de ir a comprar materiales de construcción, debe calcular la potencia mínima de la unidad. Luego comienzan a desarrollar los dibujos de este dispositivo.
Puede utilizar cálculos listos para usar y diagramas de calderas. Al elegir un dibujo, se debe prestar especial atención al volumen del compartimiento de combustión. Cuanto mayor sea este valor, más prolongada será la combustión.
Revisión de las mejores calderas de combustión superior.
Actualmente, la producción de calderas de combustible sólido se ha expandido significativamente y muchos modelos de empresas extranjeras y nacionales se presentan a la elección de los consumidores. Echemos un vistazo a los mejores.
Stropuva
Las calderas de la empresa búlgara Stropuva son unidades compactas de alta eficiencia. Los dispositivos están equipados con un ventilador. El cuerpo cilíndrico tiene una estructura de eje. Los dispositivos se caracterizan por un excelente rendimiento combinado con un excelente diseño. Las calderas universales se pueden calentar con madera, turba o briquetas prensadas. La potencia de los modelos es de 8-40 kW, el área calentada es de 30-400 metros cuadrados. El contenido de humedad permisible del combustible puede alcanzar el 45%, lo que es totalmente compatible con los requisitos modernos.
Liepsnele
En Lituania, las calderas de combustión prolongada se fabrican con combustible sólido de tipo universal, es decir, funcionan con cualquier tipo de combustible. La potencia de las unidades varía en el rango de 10-40 kW, el área calentada es de hasta 400 metros cuadrados. El tiempo máximo de funcionamiento en una colocación de carbón es de hasta 7 días, leña, hasta 2 días. El diseño de las calderas es un tipo clásico de mina con combustión superior. Las calderas Liepsnele tienen una alta eficiencia, no menos del 90%, independientemente del tipo de combustible y la elección del modo de funcionamiento.
Semana
Las calderas son de forma rectangular, tienen un diseño atractivo y dimensiones compactas. Para una eliminación de calor más completa, se proporcionan canales a través de los cuales pasan los gases de combustión calentados. Calderas rusas de combustión superior capaces de funcionar con una carga de carbón hasta por 7 días.
Semana de la caldera
La compañía Nedelka ofrece cuatro variantes de calderas con diferentes capacidades, asumiendo el calentamiento de locales de diferentes tamaños: 50-250 m2, 150-400 m2, 400-800 m2, 800-2000 m2 .
Para el calentamiento de agua de una casa privada, se han desarrollado muchos diseños de dispositivos de calefacción. Las calderas de mina destacan por su eficiencia y bajo mantenimiento.Su costo es bastante elevado, por lo que muchos artesanos repiten los modelos de fábrica en casa o los fabrican según su propio diseño.
Una caldera de mina de combustión prolongada se diferencia de otras en la duración de la combustión y en las características del dispositivo. A menudo no es necesario agregar combustible, tiene una cámara de combustible grande y la combustión es lenta. Se han desarrollado dos tipos de calderas de mina: con combustión convencional y pirólisis. Cada uno tiene un dispositivo similar de dos cámaras: una quema combustible, la otra tiene un intercambiador de calor.
Una caldera de mina con combustión convencional tiene un diseño más simple. La mitad de todo el volumen está ocupado por una cámara de combustión con una altura de casi toda la unidad, pero de poca anchura y profundidad. En el lateral o en la parte superior hay una trampilla para cargar combustible. Cuando se ve desde arriba, la cámara de combustión se asemeja a una mina, de ahí el nombre. Un cenicero se encuentra debajo de la cámara de combustión, separado de él por una rejilla. A través de la puerta del cenicero, el acceso se abre no solo a él, sino también a la cámara de combustión. La entrada de aire está regulada por una puerta ubicada debajo de la puerta.
La caldera de la mina no requiere un control especial debido a su duración de combustión.
La segunda parte importante es una cámara con un intercambiador de calor lleno de agua o, si la caldera no se utiliza para calentar agua caliente, un tubo de fuego. Los gases ingresan desde la cámara de combustión a través del orificio y salen por la chimenea, calentando simultáneamente el intercambiador de calor. Desde allí, el agua ingresa al sistema a través de tuberías o el aire caliente calienta la habitación.
Una caldera de pirólisis tipo eje tiene un diseño similar, pero se fabrica con algunos elementos adicionales:
- 1. Cámaras en las que el monóxido de carbono se quema y se quema. Ubicadas en la parte inferior del espacio de intercambio de calor, las paredes están revestidas con ladrillos de arcilla refractaria.
- 2. Varias tuberías con muchos agujeros pequeños. A través de ellos, se suministra aire para las cámaras de combustión y postcombustión.
- 3. En la parte superior de la pared hay válvulas para separar las dos cámaras.
El principio de funcionamiento de la caldera de pirólisis es algo diferente. Durante la cámara de combustión, el flujo de aire es limitado, la combustión lenta provoca la formación de una gran cantidad de gases que ingresan a las cámaras adicionales y se queman. Las calderas queman cualquier combustible sólido: carbón, leña, pellets. Una carga de carbón es suficiente para cinco días, leña, no más de treinta horas. Debido a la combustión completa, tales calderas tienen una alta eficiencia, hasta el 90%.
El diseño propuesto tiene una potencia de 22 kW, una eficiencia del 75%. Funciona en madera durante 10 horas sin carga adicional, en carbón, durante un día. La cámara de combustión tiene un volumen de 83 litros hasta el borde inferior de la abertura de carga. La caldera está equipada con automatismos de fabricación polaca: una unidad de control con un sensor de temperatura KG Elektronik SP-05 y un ventilador DP-02. La vista general se muestra en el dibujo.
El dispositivo funciona de la siguiente manera:
- 1. La leña se carga en la cámara de combustión y se prende fuego. Las puertas están cerradas herméticamente.
- 2. La temperatura de calentamiento requerida se establece en la unidad de control, no menos de 50 °. Se presiona el botón de la unidad y el ventilador comienza a soplar aire.
- 3. Cuando se alcanza la temperatura establecida, el suministro de aire del ventilador se detiene. La leña arde lentamente, dan muy poco calor.
- 4. Después de un tiempo, la temperatura desciende. El ventilador se enciende de nuevo y la combustión continúa.
La unidad electrónica regula el proceso de combustión, que tiene lugar con la máxima eficiencia. Prácticamente no hay combustión lenta, se utilizan modos de combustión intensiva y de espera.
La siguiente figura muestra una vista interior.
El combustible sólido se quema de acuerdo con el esquema clásico: el calor se transfiere directamente a las paredes de la camisa de agua y al techo del tanque. Tiene un intercambiador de calor incorporado que toma calor de los gases. El aire caliente se alimenta a la cámara de combustión a través del conducto de aire desde abajo. El combustible cargado en grandes cantidades asegura un largo tiempo de funcionamiento de la caldera.Mientras espera, cuando el ventilador se apaga, el aire está completamente bloqueado por un amortiguador gravitacional, accionado por un equipo automático, el tiro natural se bloquea.
El dibujo muestra la parte trasera con un intercambiador de calor de tubo de llama.
Al ensamblar con nuestras propias manos, usamos los dibujos, nos adherimos a las dimensiones especificadas. La secuencia es la siguiente:
- 1. Recorte el cuerpo de metal de 4 mm: fondo, paredes laterales, tapa, puertas. Todo se pega al fondo, que se suelta a los lados, como en el dibujo. En el interior, arreglamos las esquinas mediante soldadura, que servirá de estante para la rejilla.
- 2. Suelde con cuidado las juntas y proceda a una camisa de agua de metal de 3 mm. Se retira de las paredes del cuerpo 20 mm y, para instalarlo, soldamos tiras de acero al cuerpo. Les soldamos la piel.
- 3. Instalación de los tubos de llama en la parte superior de la caldera. Cortamos agujeros en las paredes posterior y frontal, insertamos varios tubos, soldamos en los extremos.
- 4. Cortar las puertas, soldar dos tiras desde el interior, poner amianto entre ellas para sellar. Cortamos las rejillas de 360 × 460 mm de las esquinas y las soldamos a los estantes con esquina exterior.
- 5. En las paredes del tanque cortamos los accesorios en las tuberías de suministro y retorno, la tubería de derivación del canal de humo. Soldamos un conducto de aire a partir de un tubo de perfil de 40 × 60 mm. Se le conectará un ventilador a través de la brida. La entrada de aire es a través de la pared trasera.
- 6. Soldamos las bisagras de las puertas y las pestañas para fijar el marco decorativo. Envolvemos el tanque de la caldera con aislamiento de basalto, lo sujetamos con un cordón. Sujetamos el marco con tornillos autorroscantes a las pestañas, instalamos las puertas.
Principio de funcionamiento
La peculiaridad del funcionamiento de las estructuras horizontales y verticales radica en el hecho de que cuando se quema el combustible, se calienta el aire que, a medida que sube, se descarga a través de la chimenea. Al mismo tiempo, en el proceso de transferencia de calor del aire calentado, se calienta agua fría en el intercambiador de calor.
Además, existe otro tipo de generador de calor, en forma de caldera de mina. Este diseño se diferencia de los demás en la disposición vertical de la gran cámara de carga. En este caso, el combustible se quema en el fondo de la mina y el aire caliente y el humo salen por la segunda cámara, donde se encuentra el intercambiador de calor.
Qué se necesita
Primero, vale la pena decidir las dimensiones de la futura caldera de combustible sólido y elegir el diseño más adecuado. Por supuesto, al conocer todos los aspectos de la construcción de generadores de calor de ladrillos, puede diseñar y construir todo usted mismo.
Sin embargo, en ausencia de un conocimiento adecuado, es mejor leer detenidamente y elegir una opción entre las que se presentan en Internet.
Vale la pena señalar de inmediato el hecho de que al construir una caldera de combustible sólido hecha de ladrillos con sus propias manos, tendrá que enfrentarse a trabajos de soldadura, ya que el intercambiador de calor está hecho de tuberías o láminas de metal.
Si lo desea, puede comprar un intercambiador de calor listo para usar en una tienda especializada, luego puede prescindir de la soldadura.
Materiales (editar)
Entonces, a partir de los materiales para construir una caldera de combustible sólido hecha de ladrillos, necesitará:
- Refuerzo de cemento y cimentación. Si se planea una cimentación de ladrillos, se requerirá una cantidad adicional de rotura de ladrillos y guijarros.
- Ladrillos de arcilla refractaria y mortero para la colocación del horno.
- Tuberías y chapa para el intercambiador de calor.
- Puertas y reja.
- Bomba de agua.
- Dispositivo de calentamiento de agua.
También necesitará herramientas como:
- Maquina de soldar.
- Amoladora, cortadora de gas, taladro eléctrico.
- Un marcador que se utilizará para marcar chapa.
- Nivel, alicates y cinta métrica.
Además, no te olvides del equipo de protección personal en forma de guantes, gafas y una máscara para protegerte durante el trabajo.
Preparación del intercambiador de calor
Para construir una caldera de ladrillo con sus propias manos, primero debe preparar un intercambiador de calor para poder quitarle las dimensiones de la cámara de combustión. Es decir, tendrá que comprar un intercambiador de calor ya hecho o diseñarlo usted mismo.
Por ejemplo, al decidir hacer un intercambiador de calor de tipo horizontal a partir de tuberías, necesitará:
- Primero, prepare secciones de tubería del tamaño requerido.
- Además, se cortan agujeros en el tubo rectangular en los postes de las esquinas, con la ayuda de los cuales se unirán los tubos transversales. Los agujeros se realizan con un diámetro de 50 mm en el borde de 60 mm. En total, hay 4 agujeros en cada rack. Se hacen 2 agujeros más en la pared frontal. Uno se hace desde abajo y es obligatorio para la devolución. El segundo desde arriba es para drenaje de agua caliente.
- Después de eso, debe soldar los puntales a los tubos transversales en un ángulo de 90 grados.
- También se sueldan los tubos bajo el agua y los ramales, y luego se sueldan los extremos de los tubos rectangulares.
Además, un intercambiador de calor horizontal puede estar hecho de acero y tuberías. El principio de realizar todo el trabajo es similar a la opción descrita anteriormente, excepto que en este caso los postes de las esquinas, así como las tuberías longitudinales, serán reemplazados por paredes huecas.
Un intercambiador de calor de tipo vertical brinda no solo la posibilidad de transferir calor a la habitación, sino que también es posible instalar una estufa con un quemador encima. La ubicación de la chimenea dependerá de su presencia o ausencia.
Es decir, si planea instalar un quemador, entonces la tubería se instala solo en el costado.
También hay un punto más importante que debe tenerse en cuenta al instalar una estufa en la estufa: no debe haber tuberías en la parte superior del intercambiador de calor.
Construcción paso a paso de la caldera.
Un cuerpo de ladrillo para una caldera de combustible sólido se coloca de la misma manera que una estufa convencional. Las dimensiones tanto de la carcasa como del intercambiador de calor dependen de las dimensiones del área calentada.
Además, el esquema de tuberías de la caldera debe seleccionarse de acuerdo con la complejidad del sistema, el número de circuitos y la presencia de cualquier equipo adicional.
Para instalar una caldera de ladrillos de combustible sólido, puede seguir los siguientes pasos:
- La base se vierte al tamaño del intercambiador de calor.
- A continuación, se coloca una capa impermeabilizante de material para techos sobre la base, sobre la cual se aplica una solución de horno.
- Luego se coloca la primera fila, hecha de ladrillos refractarios, en la que se ubicará la parte inferior de la cámara del horno y un cenicero con puerta, separados por una rejilla.
- Además, se instala un intercambiador de calor en la base colocada para que ascienda hasta el punto donde se extraerá el aire caliente. Además, para evitar la formación de tapones de aire en el futuro, entre el ladrillo y el intercambiador de calor, debe haber un espacio de al menos 10-30 mm.
- Se adjunta una puerta al frente para cargar combustible en la cámara de combustión, y se deja un lugar para la chimenea.
- Se coloca una placa de cocción o una hoja gruesa de metal encima de la cámara de combustión, sobre la cual se coloca una capa de ladrillo o se coloca la bóveda de la cámara.
- La chimenea se puede ubicar en el lateral o en la parte superior de la cámara de combustión. Además, se puede fabricar tanto con tubo de hierro como con ladrillo.
- Además, se instala un amortiguador de humo en el cuerpo de la chimenea.
- Después de que la mampostería se seque bien, puede instalar el circuito de agua. Las tuberías con agua se suministran al intercambiador de calor, que se conectan al radiador de calefacción mediante acoplamientos o soldadura.
- A continuación, se realiza una prueba de funcionamiento del sistema de calefacción y si todo está en orden, puede comenzar a terminar la estufa con yeso o azulejos.
Principio de funcionamiento de la caldera de calefacción de leña, combustión prolongada.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de una caldera de leña para el funcionamiento a largo plazo con una carga tienen como objetivo recrear tales condiciones en el espacio limitado de la cámara de combustión.La leña no arde en el pleno sentido de la palabra, sino que arde sin llama. El tiempo de funcionamiento aumenta y la falta de calor se compensa con la postcombustión de los gases liberados.
El diseño de calderas de combustión prolongada incluye las siguientes unidades:
- Cámara de combustión: el dispositivo tiene dos cámaras de combustión a la vez. El primer horno (con carga vertical u horizontal) está diseñado para la quema de madera. La segunda cámara se utiliza para la postcombustión del dióxido de carbono producido. Para garantizar la combustión completa del gas, la cámara de combustión está hecha de ladrillos de arcilla refractaria, lo que evita la pérdida de calor y ayuda a mantener una temperatura de aproximadamente 800 ° C.
Cómo elegir una caldera de leña de combustión lenta
Varios fabricantes nacionales y extranjeros ofrecen calderas de calefacción de leña de combustión prolongada. El diseño del equipo, así como las características de la ingeniería térmica, difieren significativamente. Al elegir un generador de calor, preste atención a los siguientes parámetros:
- Rendimiento.
- Caracteristicas de diseño.
- País del fabricante.
De acuerdo con los tres parámetros enumerados anteriormente, se selecciona un modelo de caldera adecuado para las necesidades domésticas.
Cálculo de potencia
Una caldera de calefacción de leña seleccionada correctamente para una combustión prolongada, se adapta fácilmente a la calefacción de espacios habitables de hasta 400 - 500 m². Al elegir, se tiene en cuenta el rendimiento del generador de calor. El cálculo de potencia se realiza de la siguiente manera:
- Calcula el área total de la casa.
- Calcule la potencia requerida de la caldera usando la fórmula 1 kW = 10 m².
- Si en la estructura hay un circuito de ACS, se suma un 15-20% de la reserva al resultado obtenido.
Los cálculos anteriores son adecuados para edificios con un grado medio de aislamiento térmico, ubicados en la latitud media de Rusia y con una altura de techo de no más de 2,7 m. Para habitaciones con una configuración compleja, una gran cantidad de aberturas de ventanas y puertas, los cálculos se realizan utilizando calculadoras en línea.
Características del funcionamiento de las calderas de leña con combustión prolongada.
El tiempo de combustión de un marcador de leña es de 8 a 24 horas. La duración de la batería depende de varios factores:
- Tipo de caldera.
- Calidad del combustible.
- Funcionamiento correcto.
Aprender a calentar correctamente la caldera es mucho más fácil de lo que parece a primera vista. Durante el encendido y el funcionamiento posterior, cumplen los requisitos especificados por el fabricante en la documentación técnica. Después de algunas cámaras de combustión, el proceso se vuelve familiar.
Cómo conseguir leña de larga duración
Puede lograr la quema de leña a largo plazo siguiendo cuidadosamente las recomendaciones del fabricante:
- La leña se enciende con la compuerta completamente abierta.
- La caldera se cambia al modo de combustión prolongada solo después de alcanzar la temperatura de 600 ° С.
- El contenido de humedad de la madera no debe exceder el 20%. No se recomienda calentar con coníferas.
Las violaciones de las reglas de funcionamiento conducen a la formación de resina a partir de la madera en la caldera. La mayoría de las veces, no se cumplen las siguientes condiciones:
- La temperatura mínima del refrigerante en la salida no debe caer por debajo de 65 ° C.
- Es correcto calentar la caldera con leña de leña: álamo temblón, haya, acacia, roble, etc.
- El alto contenido de humedad de la madera provoca una abundante liberación de resina.
El funcionamiento correcto de las calderas de combustión prolongada prolonga la vida útil del equipo y aumenta la transferencia de calor.
Cómo cargar leña correctamente
El encendido se realiza exclusivamente con astillas secas. Está prohibido utilizar gasolina o queroseno para encender leña. De vez en cuando, se recomienda utilizar briquetas químicas especiales que eliminan los depósitos de alquitrán en las paredes.
¿Cuánta leña se necesita para la temporada de invierno?
El dispositivo de la caldera para combustión prolongada, permite ahorrar en combustible, aproximadamente un 15-30%, según el modelo seleccionado. El consumo aproximado de leña se calcula de la siguiente manera:
- Generalmente se acepta que para calentar cada 100 m² se necesitarán 3 Gcal / mes.
- Cuando se quema un kilogramo de leña, se liberan 3200 kcal.
- Para obtener 1 Gcal, las calderas de combustión prolongada queman 312 kg de leña.
- Para obtener 3 Gcal, necesitará aproximadamente una tonelada de madera.
Durante la temporada de calefacción, para calentar una casa de 100 m², se necesitan entre 7 y 8 toneladas de leña.
Reglas y regulaciones para la instalación de una caldera de leña de combustión prolongada.
La instalación de una caldera de combustión prolongada se lleva a cabo de acuerdo con las normas aplicables a todas las calderas que funcionan con madera. Durante el trabajo de instalación, tenga en cuenta los requisitos existentes de PPB y SNiP:
- La instalación se realiza sobre una base sólida e incombustible. Las paredes y los pisos están cubiertos con materiales de construcción no combustibles.
- La chimenea se realiza de acuerdo con los cortes de fuego. En la unión con la pared hecha de material combustible, se coloca un aislamiento resistente al fuego. El material está revestido con chapa de acero.
El calentamiento de agua de una caldera de leña de combustión prolongada está conectado a salidas especiales ubicadas en el cuerpo de la caldera. Las instrucciones indican en detalle qué ramal se dirige al suministro y retorno del circuito de agua.
- Una caldera con una capacidad de más de 40 kW se instala en una habitación separada.
- Las calderas volátiles se conectan a la fuente de alimentación a través de un estabilizador y una fuente de alimentación ininterrumpida. Asegúrese de utilizar máquinas. La conexión se realiza directamente desde la sala de control.
En la habitación destinada a la sala de calderas es necesario disponer de ventilación de suministro y extracción y luz natural. Si es necesario, se permite colocar la caldera en el sótano.