Consumo proyectado de carbón para calefacción doméstica

El principio de funcionamiento de una caldera de combustión prolongada.

Las calderas de combustible sólido aparecieron hace relativamente mucho tiempo, pero todas, independientemente del modelo y el fabricante, tenían un inconveniente importante. Había que añadir combustible constantemente a medida que se quemaba. Fue ineficaz y no económico. Esta situación continuó exactamente hasta 2000, cuando Stropuva encontró una manera de solucionar este problema. Es al ingeniero Edmuntas Stropaitis a quien le debemos un invento como una caldera de combustión prolongada.
Hoy en día, es el dispositivo más práctico y funcional para calentar una casa privada o una cabaña de verano, cuyo nivel de rendimiento alcanza el 70 y, a veces, el 100%. Pero, a diferencia de las calderas de pirólisis clásicas, que también tienen una buena eficiencia, estas unidades pueden mantener el calor durante 7 días con solo un lote de combustible.

¿Cuáles son sus principales características técnicas y por qué este dispositivo es tan económico y eficiente?

Dispositivo de caldera de combustión prolongada

El principio de funcionamiento de una caldera de combustible sólido para una combustión prolongada es similar a las unidades de pirólisis. El calor principal no se genera a partir de la combustión de madera o carbón, sino de la gasificación de combustibles sólidos. El proceso de combustión tiene lugar en un espacio cerrado, desde donde se libera gas de madera a través de un tubo telescópico especial.

Después de eso, el gas se dirige a la boquilla de la almohadilla térmica, donde tiene lugar la difusión (mezcla) con el aire secundario bombeado por el ventilador. Por lo tanto, un proceso continuo continuará hasta que el carbón o la madera se quemen por completo. En este caso, la temperatura de combustión a veces alcanza los 1200 grados.

Estructura interna de una caldera de combustión prolongada.

La efectividad de este principio radica precisamente en el hecho de que el combustible sólido se consume muy lentamente, según sea necesario, lo que aumenta significativamente la eficiencia de dicho calentador. Pero la alta productividad no es la única ventaja de este diseño.

Como regla general, el objetivo de una combustión duradera es que no todo el carbón o la leña se queman al mismo tiempo, sino solo la capa superior. Debido al hecho de que el aire se suministra desde arriba y no desde abajo, el combustible se quema gradualmente en su capa superior.

Principio de combustión prolongada

Cuando esta capa se quema, se abre el suministro de aire y exactamente tanto como se necesita para la combustión de la capa superior. Esto proporciona tal duración de combustión y la capacidad de controlar el proceso.

Cabe decir que esta versión del calentador es aceptable solo como sistema de calefacción. Si necesita considerar un sistema para calentar agua para las necesidades domésticas, debe buscar otras opciones.

Si la opción se selecciona específicamente para calentar una casa grande, entonces dicho aparato es una excelente alternativa a los aparatos eléctricos y de gas.

Revisión de los mejores modelos

Como se mencionó anteriormente, el dispositivo interno, que tiene una caldera de carbón de combustión prolongada, garantiza un funcionamiento ininterrumpido desde una carga de combustible hasta varios días. Repasemos las mejores calderas de combustión prolongada que funcionan con combustibles sólidos, en particular, con carbón con un intercambiador de calor de acero y hierro fundido.

Con qué están equipadas las calderas modernas

La mayoría de los modelos de fabricantes nacionales y extranjeros están equipados con aislamiento térmico, lo que ayuda a reducir la pérdida de calor. En tales calderas, la unidad de control equipada con un ventilador a menudo reemplaza el regulador de tiro automático.

Para ajustar la intensidad de la combustión, puede elegir un regulador automático o manual de suministro de aire a la cámara de combustión. Las calderas de baja potencia con ajuste manual son cómodas en funcionamiento porque le permiten ajustar el tiro de acuerdo con el régimen de temperatura seleccionado.

También tienen una gran demanda las calderas de combustible sólido de doble circuito, que realizan simultáneamente dos funciones: calentar las instalaciones de la casa y proporcionar agua caliente a sus residentes. Al elegir un dispositivo, vale la pena determinarlo usted mismo: si será el elemento principal o auxiliar del sistema.

Esquema: funcionamiento de una caldera de combustible sólido.

Si nos centramos en el costo de una caldera de combustible sólido, entonces es mejor dar preferencia a las unidades de fabricantes extranjeros en el segmento de precio medio. Una diferencia significativa con los análogos caros será solo la ausencia de componentes electrónicos complejos en ellos.

Su tarea principal es controlar el proceso de combustión, teniendo en cuenta la temperatura de las habitaciones interiores y el aire exterior, simplificando así el funcionamiento de la unidad.

Elección de carbón y leña correcta.

Antracita de carbón

Al elegir carbón, es mejor elegir combustible del tipo Antracita con un tamaño que varía de 25 a 50 mm y no más del veinte por ciento de humedad. Tenga en cuenta que el carbón fino puede hacer que la caldera deje de arder debido a la falta de aire y que el material demasiado grueso se queme más rápido.

El combustible de baja calidad es definitivamente más barato. Pero al comprarlo, el funcionamiento de la caldera puede verse interrumpido, lo que requerirá un mantenimiento más frecuente.

Para ahorrar carbón, puede mezclar material de calidad media con material de menor calidad. Entonces, la cámara se llenará uniformemente y no habrá perturbaciones en el funcionamiento de la caldera.

Hay algunas peculiaridades en el encendido de una caldera de este tipo.

Para llevar a cabo dicho procedimiento, puede utilizar el algoritmo:

1. Se colocan en la cámara varios kg de troncos de madera seca., después de lo cual la parte superior se llena de carbón. Al cargar combustibles mixtos, es importante cargar primero el material grueso.
2. Configuración de los parámetros requeridos de trabajo: temperatura, potencia.
3. Encendido de la máquina de calentamiento. producido a través de un cenicero.
4. Mientras el combustible se quema puede cargar materiales adicionales y limpiar las cenizas.

Calificación de calderas combinadas

Una gran cantidad de modelos diferentes a veces causa dificultades para elegir incluso para los especialistas, sin mencionar a los compradores comunes, por lo que publicamos los 5 mejores modelos. Para mayor claridad, resumiremos los datos en una tabla.

Tabla 1. Los mejores modelos de 2018-2019

Vista exterior de la caldera Protherm Bizon 40 NL

Los fabricantes y modelos más conocidos: características y precios

Stropuva S15U

Stropuva (Stropuva) S15U con una potencia de 15 kW es una caldera universal tipo mina que funciona no solo con carbón, sino también con madera, pellets y briquetas de cualquier material. Está equipado con un regulador de tiro bimetálico, que elimina la necesidad de conectarse a la red eléctrica. Apto para viviendas de 100-120 m2.

El costo: RUB 81,500–99,770.

País productor: Rusia - Lituania, STROPUVA LLC (STROPUVA).

Heiztechnik Q Alfa 15

Heiztechnik (Heiztechnik) Q Alfa 15 con una capacidad de 15 kW está destinado a calentar una habitación con un área de 110-130 m2, quema carbón, astillas de madera, varias maderas y briquetas. Esta caldera polaca se distingue por una combinación de rejillas de hierro fundido y un cuerpo de acero de caldera grueso (5 mm), que garantiza una larga vida útil, hasta 20 años.

El costo: 62 240–68 720 rublos.

País productor: Polonia, LLC "HEIZTECHNIK" (HEIZTECHNIK).

Buderus Logano S181-15E

Buderus Logano S181-15E con una capacidad de 15 kW es una de las mejores calderas de carbón de combustión prolongada para calentar una casa privada con un área de 120-140 m2. El paquete básico incluye sensores de temperatura del agua y del gas, así como un amplio búnker (240 litros), gracias al cual el dispositivo funciona durante 3-5 días seguidos.

El costo: 218.000-250.640 rublos.

País productor: Alemania, LLC "BOSCH" (BOSCH THERMOTECHNIKA).

SEMANA KO-60

WEEK KO-60 con una capacidad de 60 kW es un modelo altamente eficiente de producción doméstica capaz de calentar una casa de 200 a 250 m2 durante 2 a 4 días en un lecho de carbón. Su unidad de microprocesador no es sensible a cortes de energía, y cuando se apaga, la caldera simplemente se apaga lentamente (6-12 horas).

El costo: 115,900-130,500 rublos.

País productor: Rusia (Kemerovo), TRIAI LLC.

TIS PRO 11

TIS (TIS) PRO 11 con una potencia de 11 kW es una unidad compacta que es muy adecuada para calentar una pequeña casa privada, cabaña o cabaña de verano de 80-100 m2. El ajuste del suministro de aire puede ser manual (usando un perno en la puerta) o automático (usando un termostato mecánico), a elección.

El costo: 64,100–67,200 rublos.

País productor: Bielorrusia, LLC "BelKomin" Grupo TIS (Grupo TIS).

LIEPSNELE L20U

LIEPSNELE (Liepsnele) L20U con una capacidad de 20 kW es una caldera no volátil para una casa de 150-180 m2, tiene una cámara de carga espaciosa (320 l), que asegura el tiempo de combustión de un marcador hasta 6-7 días . Es prácticamente "omnívoro": se puede calentar con carbón, madera, aserrín, virutas, pellets e incluso turba.

El costo: 85 400–90 560 rublos.

País productor: Lituania, LLC "VAKARO RASA" (VAKARO RASA).

El principio de funcionamiento del equipo.

El proceso de trabajo se basa en la combustión del combustible en la cámara correspondiente.

Es importante tener en cuenta que se pueden utilizar diferentes materiales como combustible. Por ejemplo, para una caldera mixta, la madera y el carbón no son las únicas fuentes de energía.

Dichos modelos pueden aceptar briquetas, gránulos, cáscaras y virutas.Pero para ello, es necesario que el diseño de la cámara esté orientado a trabajar con otro tipo de combustibles sólidos.

Independientemente del tipo de materias primas consumidas, la cámara de combustión emite energía térmica, que se puede convertir directamente en corrientes de aire caliente, o ir a un intercambiador de calor para calentar agua. Si se usa una caldera de carbón, entonces el proceso de combustión será largo y el potencial de energía térmica es alto. Por el contrario, la leña seca de baja densidad o las briquetas con virutas se queman rápidamente, dejando poco calor, pero mucha ceniza y cenizas.

Calderas automáticas

Las calderas automáticas de carbón de combustión prolongada que se ofrecen en el mercado moderno están diseñadas según el principio de las instalaciones de pellets. Su característica es la presencia de un dispositivo quemador y una tolva para cargar el suministro de combustible. El dispositivo de la parte de intercambio de calor de las unidades repite el diseño de sus "contrapartes" tradicionales, se utiliza un intercambiador de calor de tubos de fuego u otro diseño de paso múltiple para transferir el calor.

La característica principal es un quemador de retorta. Consiste en un cuenco - una retorta, un sinfín de alimentación con caja de engranajes y un motor eléctrico, y un ventilador para inyección de aire.El carbón de la tolva caerá por la abertura de entrada del alimentador del sinfín, que lo lleva al cuenco. Este último dispone de ranuras laterales para la entrada de aire forzado por el ventilador.

Una caldera de carbón de este tipo está completamente automatizada, comenzando con la operación de encendido eléctrico y terminando con el control de la intensidad de la combustión. La duración de la operación de la unidad no está limitada por el suministro de combustible, que se puede reponer vertiéndolo en el búnker sobre la marcha. Solo la frecuencia de mantenimiento y limpieza requiere detener la caldera una vez a la semana.

Un representante llamativo de este tipo de calentadores es una caldera de carbón automática de la marca Heiztechnik, equipada, además de las unidades principales, con un circuito para el suministro de agua caliente, una bomba de circulación y un controlador programable con capacidad para conectar termostatos externos. El controlador controla el funcionamiento del quemador y puede detenerlo en cualquier momento, lo cual es una ventaja significativa para las unidades de combustible sólido. Otro plus es la posibilidad de poner la rejilla en poco tiempo, retirar el quemador y seguir trabajando con la tradicional combustión directa de combustible en el horno. El fabricante declara la eficiencia de la unidad al nivel del 88%.

Las desventajas de una caldera de carbón con quemador de tornillo son su alto costo y la exigente calidad del combustible. Los requisitos del fabricante para Heiztechnik son los siguientes:

• tamaño de la fracción: no más de 25 mm;
• humedad - hasta 10%;
• contenido de polvo en el combustible: no más del 20%;
• carbón para calderas automáticas - coquización media, tipo 31 o 32, no superior.

Diseño de calderas de carbón

Una caldera moderna de combustión prolongada que consume carbón o leña se compara favorablemente con los dispositivos clásicos de combustible sólido. Estos últimos requieren la adición regular de una sustancia combustible al horno. Las características de diseño de los mecanismos de combustión a largo plazo proporcionan un suministro automático de combustible durante mucho tiempo. Algunos modelos pueden funcionar ininterrumpidamente con una carga hasta por dos días.

Diseño de calderas de carbón

Al ingresar al modo de funcionamiento, la leña o el carbón para calderas de combustión prolongada comienzan a arder no desde la parte inferior, sino desde el área superior. Este efecto se llama quema de arriba hacia abajo. Puedes imaginar el procedimiento si prendes fuego a dos fósforos. Uno de ellos debe tener una llama baja en la cabeza en la parte inferior, y el segundo también estará en posición vertical, pero la cabeza ardiente permanecerá en la parte superior. Este último se quemará más tarde.

Ventajas de las calderas de este tipo.

Como se mencionó anteriormente, una caldera moderna de carbón tiene mucho en común con la clásica estufa rusa.Pero si un hogar de ladrillos calentado con calor calienta el aire de la casa directamente, entonces la caldera de carbón calienta el agua, que luego circula a través del sistema de radiadores de la habitación climatizada.

En todos los demás aspectos, las calderas de combustible sólido para calentar una casa privada encarnaban la versatilidad del predecesor ruso original. Por ejemplo, no tienen pretensiones en la elección del material combustible y le permiten cargar leña, briquetas, pellets, aserrín, papel de desecho, trapos, lo que en sí mismo es una buena idea para la eliminación de desechos combustibles.

Por otro lado, por supuesto, el funcionamiento de la caldera con combustible "pastoreo" requiere más control: tendrá que seguir las lecturas de los instrumentos y reponer el tanque con más frecuencia. Y dado que tales materias primas se queman de manera desigual, son posibles caídas de temperatura en el sistema del radiador. Sin mencionar el hecho de que la basura no apta para combustible deja depósitos de carbón y hollín que deben limpiarse.

Por lo tanto, a pesar de la abundancia de combustible residual, los propietarios prudentes (léase perezosos) adquieren una gran cantidad de carbón de combustión prolongada. El horno puede funcionar con una fuente de calor de este tipo durante varios días sin necesidad de mantenimiento, limpieza e incluso repostaje adicionales.

A diferencia de la estufa rusa, que requiere el cumplimiento de una determinada tecnología de encendido, la caldera de carbón es extremadamente fácil de usar: simplemente abra la cámara de combustión y arroje carbón adentro.

Esta operación requiere un mínimo de precauciones, las peculiaridades de la instalación y funcionamiento de una caldera de carbón implican que todos los procesos potencialmente peligrosos se controlen automáticamente.

Otra ventaja de una caldera de carbón es su alta eficiencia, y el uso de tecnologías modernas de ahorro de energía ha duplicado la productividad de las nuevas calderas de combustible sólido en comparación con las antiguas estufas de carbón.

Por supuesto, para un habitante de la ciudad mimado por la calefacción centralizada y el suministro de agua, la necesidad de cargar el tanque de vez en cuando puede parecer tediosa, pero solo a primera vista. Casi todas las calderas modernas de carbón aprovechan al máximo una sola carga, y el control de la temperatura se realiza mediante sistemas de sensores y dispositivos de suministro de aire.

Debido a su alta eficiencia y seguridad, las calderas de carbón se utilizan con éxito para calentar casas de campo y casas de verano, edificios residenciales y oficinas. Pero, por supuesto, el equipo de carbón se usa idealmente en la construcción residencial privada, donde su superficie también se puede usar para calentar alimentos.

Criterios de selección para calderas de combustible sólido para combustión prolongada

Ya nos hemos familiarizado con la clasificación general de calderas de combustible sólido. Es hora de considerar los criterios mediante los cuales los propietarios de casas privadas determinan las opciones más adecuadas para las unidades para instalar sistemas de calefacción. Después de revisar las siguientes secciones, aprenderá cómo elegir la caldera de combustible sólido de combustión prolongada adecuada para su hogar.

Tipo de combustible

En primer lugar, debe decidir qué tipo de combustible se utilizará para calentar. Proceda de qué tipo de combustible es más conveniente comprar e importar. Si ha cosechado leña, es aconsejable comprar una caldera de leña. Se puede recomendar la calefacción de pellets a los propietarios de cabañas donde no hay árboles. Las calderas de carbón son adecuadas para quienes tienen la oportunidad de pedir combustible de alta calidad en condiciones favorables. Los sistemas de calentamiento de aserrín se utilizan generalmente para calentar instalaciones de procesamiento de madera.

Potencia de la caldera

Para determinar la potencia requerida del sistema de calefacción, debe realizar cálculos matemáticos simples. Calcule el volumen total del local a calentar. La cifra resultante lo ayudará a encontrar un modelo con los parámetros adecuados en una amplia gama de calderas de combustible sólido para combustión a largo plazo.Tenga en cuenta: siempre debe proporcionar una reserva de energía para que durante una fuerte helada de invierno no haga frío en la casa.

Peso del dispositivo

Al elegir una caldera de combustible sólido para combustión a largo plazo para calentar una casa privada, el parámetro de masa se tiene en cuenta solo si el propietario tiene la intención de fijar la unidad comprada en la pared. De acuerdo con los estándares estatales establecidos por el servicio de gas de Rusia, este método de instalación está permitido para calentar calderas con un volumen de menos de 100 litros.

Volumen de la cámara de carga

Este parámetro caracteriza la relación del volumen de combustible a introducir con la potencia de la unidad de calefacción. Cuanto más combustible quepa en la cámara de carga, con menos frecuencia necesitará reponer el suministro de leña / carbón / pellets. Para las calderas de acero, la relación de estos valores es de 1,6 a 2,6 l / kW. Las unidades de calefacción de hierro fundido consumen menos combustible: 1,1-1,4 l / kW.

El volumen total de la cámara de carga lo ayudará a evaluar aproximadamente las capacidades de la caldera. No podrás rellenarlo al 100% en ningún caso. El volumen útil de la cámara de carga es de mucha mayor importancia. Este valor muestra la cantidad real de combustible que puede cargar en la cámara de combustión. Para determinarlo, debe conocer el principio de combustión de la caldera seleccionada y el método de carga de combustible (superior o frontal).

Eficiencia de la caldera

Uno de los parámetros más importantes para cualquier unidad de calentamiento de combustible sólido para combustión a largo plazo. La cifra que expresa la eficiencia de la caldera caracteriza la parte de la energía térmica generada que realmente se gasta en calentar la vivienda. Al elegir una unidad de alta eficiencia, puede reducir sus requisitos de energía. Una eficiencia deficiente significa un desperdicio de calor innecesario, por lo que debe agregar más combustible para mantener su hogar a una temperatura aceptable.

Con carga de carbón 2-4 veces al día

En primer lugar está la marca Buderus. Los modelos más tecnológicamente sofisticados y, en consecuencia, eficientes de este fabricante con una potencia estándar de 25-30 kW son capaces de mantener constantemente una temperatura agradable en las habitaciones cuando hace frío en la región de -10 ° C durante 12 horas. Pero aún tiene que lidiar con agregar carbón dos veces al día, si no hay ganas de congelar en invierno. Y en caso de heladas más severas, será necesario visitar el compartimiento del horno 3-4 veces dentro de las 24 horas.

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La elección de un modelo específico debe considerarse en función de la pérdida de calor de la casa, su área total y el régimen de temperatura en invierno en una región en particular. Sin embargo, no importa en qué caldera recayó la elección, es imposible cometer un error aquí: todos los productos son de muy alta calidad, así como los precios. Aquí, los modelos más populares costarán alrededor de 80,000 - 90,000 rublos.

El próximo fabricante es la planta de Kirovsky con la conocida caldera KChM-5. Este modelo en varias configuraciones y con diferente potencia máxima se utiliza en una gran cantidad de casas particulares en toda Rusia. Se trata de una caldera de fabricante nacional y su calidad es notablemente inferior, pero realiza regularmente su función y ha ganado considerable popularidad a lo largo de los años. Por supuesto, el costo de la unidad hizo una contribución significativa a esto: por 35,000 - 40,000 puede tomar un aparato de trabajo completamente confiable. Si calienta con carbón, una pestaña será suficiente durante 5-6 horas, dependiendo de los detalles de la organización del sistema de calefacción.

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Otro conocido fabricante de calderas de carbón es Sibenergoterm con el modelo Prometheus. Vienen en varias capacidades desde 20 kW hasta 60 kW y son bastante asequibles. Para una caldera de 24 kW, deberá pagar 44,000 - 47,000 rublos. El diseño está probado y al instalar un búnker adicional comprado, incluso con heladas por debajo de -25 ° C, puede mantener la temperatura en la caldera hasta 65 ° C y en la casa +25 ° C durante 12 horas seguidas.

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Las calderas de la marca europea Viadrus también gozan de buenas críticas, pero su coste, como el de Buderus, es bastante elevado. Los precios comienzan en 60.000 rublos. Las calderas domésticas de la compañía Zota llamadas "Smoke" también son bastante comunes: este es un modelo económico de 20,000 a 25,000 rublos bastante asequibles. Sin embargo, sin el aislamiento adecuado, incluso en una casa pequeña en invierno frío, tendrá que ir a la cámara de combustión cada 3-4 horas.

Sistemas de pirólisis

Los científicos han notado durante mucho tiempo que cuando se quema cualquier combustible sólido, se libera dióxido de carbono, que puede usarse como combustible adicional. Este proceso se llama pirólisis. Cuando se quema leña, se libera bastante gas. por eso las calderas de pirólisis de leña están tan extendidas.
El principio de funcionamiento de tales dispositivos es bastante simple. El combustible se coloca en la primera cámara de combustión. Con poca entrada de aire, la madera arde sin llama y libera gas de pirólisis. que entra en la segunda cámara. Aquí el gas se quema y calienta el medio de calefacción del sistema de calefacción del hogar.

Tal dispositivo puede aumentar significativamente la eficiencia de una caldera de leña. La eficiencia de tales dispositivos alcanza el 90% o más. Además, las calderas de pirólisis de combustión prolongada tienen otras ventajas, a saber:

• el combustible se quema casi por completo. No es necesario eliminar constantemente numerosos productos de combustión;
• el tiempo de funcionamiento de la caldera aumenta en una pestaña. Basta con "tirar" leña en la cámara de combustión una vez cada 15 horas;
• el consumo de combustible se reduce significativamente, lo que implica un ahorro en la calefacción de la casa;
• los dispositivos son ecológicos. Durante la combustión del gas de pirólisis, no se liberan sustancias nocivas a la atmósfera. Cuando arden, se obtienen dióxido de carbono y vapor de agua;
• es posible controlar completamente la temperatura de combustión;
• Las calderas de leña de pirólisis de combustión prolongada no tienen pretensiones de mantenimiento.

Pero, a pesar de todas sus ventajas, el equipo de pirólisis no está exento de desventajas. Entre ellos se encuentran los siguientes:

• Las calderas de pirólisis son equipos bastante costosos. Para muchas familias, puede que simplemente no sea asequible. Pero, por otro lado, tales dispositivos ahorrarán dinero en calentar la casa, lo que compensa el costo de compra de equipos;
• las calderas tienen mucho peso y dimensiones impresionantes, debido a su compleja estructura;
• bastante exigente con la calidad del combustible. La leña debe estar seca, la eficiencia del dispositivo depende de ello;
• la necesidad de un suministro constante de electricidad. El dispositivo incluye ventiladores que necesitan electricidad.

El alto costo de las calderas de calentamiento por pirólisis de combustión prolongada reduce significativamente su popularidad. Pero muchos artesanos fabrican estos dispositivos por su cuenta. Los diagramas y dibujos se pueden encontrar fácilmente en Internet.