Combustível para fornalhas (caldeiras): características das marcas russas

Autor: Kolesnikov Yuri Fedorovich, engenheiro de calor e energia

O fogão é montado uma vez, e você precisa aquecê-lo o tempo todo, por um lado. Por outro lado, o design do forno é em grande parte, senão completamente, determinado pelo tipo de combustível usado. E sua disponibilidade depende muito das reservas de recursos locais da região. Então, o fogão é dançado com o combustível.

A tecnologia de aquecimento moderna permite queimar dióxido de carbono, água e cinzas tudo o que, em princípio, pode queimar e algo que, em princípio, não pode queimar. Isso não é apenas uma piada. O que você pode esperar da queima de combustível em um fogão? E quão simples e eficiente pode ser um fogão com tal e tal, ou tal e tal tipo de combustível? Depende de suas propriedades:

1. Estado agregado - sólido, líquido, gasoso;
2. Valor calorífico específico, ou calor de combustão;
3. Custo específico;
4. Taxas de combustão;
5. Temperaturas de combustão;
6. Capacidade de aguar;
7. Conteúdo de cinzas;
8. Teor de compostos orgânicos superiores;
9. Teor de enxofre;
10. Atividade.

Sólido, líquido ou gasoso?

Diagrama da sala da mini-caldeira

Após uma consideração cuidadosa (para a qual, infelizmente, não há lugar aqui), em termos da totalidade das qualidades, o gás natural e os combustíveis líquidos continuam a ser os melhores. Mas é melhor não tentar fazer sozinho um fogão para eles: sem equipamento industrial e tecnologia bem estabelecida, um engenheiro de aquecimento experiente também não o fará. Mais precisamente, tanto mais não vai empreender, sabendo o que é o quê.

E há uma nuance: como esse combustível emite calor quase instantaneamente, você não pode fazer isso com um fogão. Para a incineração, um complexo conjunto de equipamentos também é necessário. Para obter um exemplo, consulte a fig. esquema de uma sala de mini-caldeira. Custa muito e é economicamente (e ambientalmente) justificado para famílias com uma área habitacional de mais de 120-150 m². m.

Observação: A eficiência de até mesmo uma pequena caldeira a gás ou óleo combustível com automação chega a 90% ou mais. Quase todas as perdas em casas de caldeiras centralizadas são causadas por dutos.

Um fogão caseiro pode ser aquecido e fornecido com água quente de até 60-100 m². m. residencial. Mais - a complexidade da obra e os custos aumentam tanto que fica mais barato e fácil instalar uma caldeira a gás de duplo circuito. Se, claro, houver um suprimento de gás. Nesse caso, você precisa se concentrar no menor dos valores indicados; com gás engarrafado - para o ensino superior.

Uma exceção é um forno de pirólise (mais precisamente, um gerador de gás) usando resíduos ou óleo de aquecimento escuro. É fácil fazer você mesmo, respeitando as condições de segurança. Mas a área aquecida é de até 40-60 m². m, a extração de calor para fornecimento de água quente é difícil, e o dispositivo de um circuito de água quente de fluxo total dificilmente é possível. Aqueles. o campo de aplicação é uma garagem, uma residência de verão, um pequeno edifício residencial, desde que o recuperador de calor se encontre em anexo.

Observação: o óleo de pirólise não é um combustível para fornos de pirólise. É um produto da pirólise livre de oxigênio rápida (50-30 s) de resíduos de madeira a uma temperatura de cerca de 600 graus. O óleo de pirólise é fortemente regado, tem uma reação ácida, ou seja componentes quimicamente agressivos em sua composição e contém até 2% ou mais de enxofre. É queimado em caldeiras e fornos industriais com queimador especial.

Prós e contras do ZHTKO

Na verdade, já mencionamos todas as vantagens e desvantagens das caldeiras de combustível líquido, mas para o caso iremos repeti-las:

Prós:

• Um alto grau de automação, a capacidade de criar o máximo conforto térmico.
• Autonomia total de outras fontes de energia (além da eletricidade, mas as necessidades dela são pequenas, dá para conviver com um gerador)

Desvantagens:

• Custos operacionais elevados.
• A necessidade de ter um armazenamento amplo de combustível, para evitar que ele e os oleodutos congelem.
• Os queimadores do ventilador fazem muito barulho, seu trabalho é claramente audível através da parede.
• ZhTKO deve estar localizado em uma sala separada com boa ventilação, de preferência não conectado de forma alguma com os aposentos - o "aroma" do combustível diesel é indestrutível.

Uma sala de caldeira de combustível líquido moderna é uma sala limpa, você não verá poças de "solário" no chão. Mas o cheiro específico de combustível ainda vaza

Então, quem vai instalar o ZHTKO em sua casa? Em primeiro lugar, aquele que não tem e não se espera que coloque um gasoduto num futuro próximo. Em segundo lugar, a pessoa não é pobre, prefere pagar mais, mas obter condições de vida confortáveis. Em terceiro lugar, aquele em cuja casa não há energia elétrica suficiente para organizar o aquecimento alternativo e não se contenta em se afogar com lenha.

Em conclusão, digamos que as caldeiras de combustível líquido são uma técnica bastante complicada que requer manutenção profissional. Portanto, os trabalhos de instalação, conexão e manutenção devem ser realizados por especialistas qualificados.

Calor de combustão e custo

O conteúdo formal deste parágrafo não requer explicações especiais: quilocalorias ou joules. Só podemos lembrar que 1 kcal = 4,3 kJ. Ou seja, se o calor de combustão é 10.000 kcal / kg, então em joules será 43.000 kJ / kg ou 43 MJ / kg para o combustível sólido. Para gasoso - quilocalorias ou quilo / mega joules por metro cúbico. Para livros de referência líquidos são fornecidos por quilograma ou por litro / metro cúbico.

O calor de combustão dos combustíveis comumente usados ​​varia de 1.800 kcal / kg (resíduos de madeira: amieiro, salgueiro, galho podre em bruto) a quase 11.000 kcal / kg (polietileno e outros polímeros orgânicos), que em megajoules será de 7,74 MJ / kg a 47,14 MJ / kg para polietileno.

Uma nuance já se revelou aqui: dá para queimar tudo por completo, mas o preço do quilo é diferente! Portanto, fazemos isso:

• Fazemos um cálculo de engenharia de calor da capacidade de aquecimento da sala.
• Fornecemos uma margem de 10-20% para o abastecimento de água quente.
• Damos aos recebidos outra margem de 50% para resfriados anormais.
• O valor obtido é DIVIDIDO pela eficiência do forno selecionado.
• De acordo com o poder calorífico necessário obtido do forno e o valor de aquecimento específico do combustível, determinamos sua massa / consumo volumétrico.
• Multiplicando o consumo pelo custo, obtemos o custo unitário do aquecimento.
• Repetimos o procedimento para diferentes fogões e combustíveis até atingir o preço mínimo.

Observação: dispositivos de aquecimento com uma eficiência inferior ao limite de 70% não podem ser considerados. Mesmo que tenhamos pessoalmente uma ecologia roxa no lado amarelo, haverá impostos e multas adicionais em outro lugar. Obrigatório.

O que escolher para aquecer uma casa - uma caldeira ou um fogão?

Se você visita sua casa de campo em visitas de curta duração, nos finais de semana ou nas férias, então você não tem nenhuma alternativa especial - você terá que colocar um fogão para aquecer a casa. Já no caso de uma caldeira, você terá que monitorar constantemente o desempenho do sistema de aquecimento e garantir que o CO não congele.

É possível complementar o sistema de aquecimento do ar da casa, que é qualquer fogão, com outros geradores de calor de aquecimento do ar - convectores elétricos ou a gás.

Para instalar convetores elétricos, você precisará de uma quantidade razoável de capacidade de eletricidade dedicada. E os convetores de gás podem ser alimentados tanto com gás principal quanto com gás liquefeito de "balão".

Se você mora permanentemente fora da cidade em sua casa, instalar uma caldeira e um sistema de aquecimento líquido são a alternativa mais razoável para o aquecimento por fogão.

Taxa de combustão

Em fogões caseiros sem automação complexa, há uma correspondência clara: quanto mais rápido o combustível queima, menor a eficiência do fogão pode ser alcançada e mais complexo é o seu design. A razão é simples: sem truques tecnológicos inacessíveis ao construtor, a grande quantidade de calor imediatamente liberada é difícil de ser capturada e enviada para a sala, ou para o aquecedor de água, antes de voar para a chaminé. Portanto, apenas um fogão caseiro com combustível de queima lenta - sólidos, óleos, borra de óleo, etc. faz sentido. Ou uma fornalha de queima lenta, onde o processo de combustão é artificialmente desacelerado.

Em termos de taxa de combustão, o carvão se distingue entre os combustíveis sólidos. Ele é muito irregular enquanto queima. No início, quando a gaseificação está em andamento, a chama se enfurece. E então, quando o carbono puro (carbono amorfo, coque) permanece, a combustão lenta começa. E não é tão fácil fazer um forno com alta eficiência em qualquer modo de combustão.

Caldeira ou fogão - como aquecer a casa?

Para uma pequena casa de campo, parece-me que a questão de como escolher o aquecimento - uma caldeira ou um fogão - continuará sempre a ser pertinente.

Quando a casa é grande, de 100 a 120 metros quadrados, fica difícil aquecê-la com um fogão. Especialmente se a casa for construída em 2 andares e dividida por divisórias em quartos separados.

Neste caso, para o aquecimento da casa, é razoável instalar uma caldeira com sistema de aquecimento a líquido ou aquecer a casa com qualquer tipo de convectores - gás ou eléctrico.

Se uma tubulação de gás passar ao longo da fronteira do local, à qual você pode conectar por pouco dinheiro, a questão da instalação da caldeira geralmente fica resolvida e não está sujeita a uma discussão séria.

A comodidade que o aquecimento a gás oferece não será dada a você por nenhum outro tipo de aquecimento exceto elétrico.

No entanto, com as actuais tarifas de electricidade, apenas as pessoas com um bom rendimento constante podem ser aquecidas com caldeiras ou convectores.

Mas no caso em que a casa tem uma área total pequena, de 40 a 100 metros quadrados, a questão do que fornecer para aquecimento permanece em aberto.

Temperatura de combustão

Esta é uma espada de dois gumes. Uma extremidade - quanto mais alta a temperatura, mais fácil é obter uma combustão completa e alta eficiência. Por outro lado, novamente, torna-se mais difícil extrair e direcionar o calor onde necessário; devido ao grande gradiente de temperatura, ele se esforça para voar para dentro do tubo. Portanto, o design do forno se torna mais complicado. Além disso, as altas temperaturas de combustão exigem materiais refratários caros.

Em geral, quanto mais baixa for a temperatura de combustão, mais simples e eficiente é o recuperador. Projetos caseiros retorcidos em combustão lenta a 600 graus (fornos de queima lenta) podem fornecer uma eficiência de mais de 85%. É difícil alcançar uma eficiência de mais de 75% de um fogão a lenha / carvão (800-900 graus) em um projeto amador, e muitas vezes acontece que a construção orgulhosamente mostrada no vídeo queimou ou rachou antes do final de a estação de aquecimento.

Observação: a temperatura máxima de combustão alcançável em estruturas caseiras é de cerca de 1100 graus; estes são pirólise e fornos de geração de gás. Acima - sem aços especiais e refratários, apenas alguns fornos de teste irão resistir.

Fogão ou caldeira?

Os fabricantes modernos estão competindo entre si para oferecer uma grande seleção de caldeiras: gás, elétrica, combustível sólido, pellet, combustível líquido, resíduos, combinados. Se você é o feliz dono do gás em casa, não pode considerar outras opções de fogões ou caldeiras.

Recebi um campo aberto sem gás e eletricidade com perspectivas pouco claras (nada mudou em três anos). Aquecer uma casa com eletricidade a gasóleo é a ruína da água mais pura (mais ou menos cem euros).No entanto, o preço anunciado do consumo de eletricidade para a caldeira correspondente não inspirou - mais de quinze mil rublos no inverno para cento e cinquenta metros quadrados de uma casa bem isolada.

Como resultado, surgiu a escolha entre uma caldeira de combustível sólido de longa duração (abaixo estamos falando sobre isso) e um fogão de longa duração.

As vantagens de uma caldeira de queima tão longa:

• consumo de combustível econômico;
• alta transferência de calor;
• aquecimento 1-2 vezes ao dia, dependendo do modelo e da temperatura externa;
• distribuição de calor relativamente uniforme.

• alto custo (compra mais instalação chave na mão com garantia de pelo menos cem a cento e cinquenta mil rublos);
• controle, controle e mais controle! (o superaquecimento do sistema, o enfraquecimento dos radiadores e tubos não devem ser permitidos, eletricidade ininterrupta é necessária para uma variedade de sensores de automação, adição oportuna de anticongelante e muito mais);
• uma sala de caldeira separada, equipada de acordo com todos os SNIPs;
• bem, e o risco de uma explosão (desmotivada do ponto de vista da lógica e da consciência), que os vendedores mais ou menos decentes deste equipamento honestamente alertam.

Como resultado, depois de compreender e pesar, decidi instalar o forno. Mas qual deles?

Corte de água

Regar o combustível remove o calor não só e nem tanto para a evaporação da água. Em altas temperaturas, na presença de um catalisador - o carbono - ainda mais energia é gasta na redução química da água e na combinação do oxigênio liberado com o nitrogênio atmosférico. O teor de água do combustível em porcentagem por peso é indicado como W.

A capacidade do combustível de absorver umidade, em primeiro lugar, reduz seu calor de combustão. Para lenha - duas ou mais vezes com aumento de umidade de 20% a 50%. O óleo combustível regado também pode ser explosivo. E o carvão marrom mal molhado se inflama espontaneamente, portanto, não é transportado dos locais de mineração, as usinas termelétricas a carvão marrom são construídas perto dos poços de mineração.

Um forno operando com combustível líquido regado deve ser equipado com um queimador especial e um sistema de preparação de combustível. Combustível sólido - um caminho de fumaça complexo no qual os componentes reduzidos e o nitrogênio oxidado não esfriam antes de se decomporem nos originais e devolvendo o calor.

Trocadores de calor para caldeiras de óleo

Um trocador de calor é um dispositivo no qual o combustível é queimado e o refrigerante é aquecido. Nas caldeiras modernas, possui aletas desenvolvidas, que permitem que o máximo de calor seja retirado durante a combustão. Também surgiram trocadores de calor de resíduos líquidos de condensação com uma seção de trocador de calor adicional, o que torna possível utilizar o calor secundário dos gases residuais. A circulação do refrigerante é organizada de acordo com o princípio da "camisa de água".

Os trocadores de calor podem ser feitos de ferro fundido ou aço. Estradas de ferro fundido são pesadas, têm medo de choques térmicos e mecânicos, mas com manuseio cuidadoso são muito duráveis, servem por pelo menos meio século.

Mesmo os trocadores de calor de aço para caldeiras de combustível líquido são muito pesados, para não mencionar os de ferro fundido, portanto, os ZhTKO são produzidos apenas no design de chão.

Existem também trocadores de calor combinados feitos de ferro fundido e aço.

Atividade

A atividade de combustível é um parâmetro condicional. Caracteriza a capacidade de um combustível de se inflamar e queimar por conta própria.

Considera-se que o combustível extremamente ativo é emitido por uma faísca, e a zona de combustão imediatamente se espalha por toda a sua superfície. Combustível altamente ativo requer uma pequena quantidade de fogo, ou com a ajuda de um pavio, mas então, ao ar livre, ele se inflama rapidamente e se espalha por toda a superfície. Meio ativo requer ignição com mais combustível ativo e não queima completamente sem medidas adicionais (piada, giro) ou pressurização ao ar livre. A combustão de combustível de baixo nível só pode ocorrer em dispositivos especiais após a ignição.

A atividade do combustível depende pouco do seu poder calorífico, mas muito mais do estado de agregação, do ponto de ebulição (para combustível líquido) e do grau de finura (dispersão) do combustível sólido. Por exemplo, a gasolina e o álcool etílico são extremamente ativos à temperatura ambiente. No óleo diesel em temperatura ambiente, a tocha se apaga, mas, borrifada com um bico, ela pisca a 90 graus ao ar livre. A madeira na forma de lenha é moderadamente ativa, na forma de aparas secas é altamente ativa e na forma de serragem é muito fracamente ativa.

Observação: de acordo com a TU, o ponto de inflamação do combustível diesel de verão é de 62 graus. Mas isso está em um cadinho fechado.

Fornos e caldeiras em operação

Quaisquer fontes de calor de combustível sólido são inconvenientes porque requerem carregamento periódico de combustível e limpeza do cinzeiro. O abastecimento automático de combustível pode ser organizado apenas em caldeiras a pellets (existem também caldeiras com abastecimento automático de lenha, carvão, briquetes, mas considerados pouco fiáveis), mas não dispensa a limpeza do cinzeiro. O pagamento pela independência energética e pela disponibilidade relativa de combustível sólido é a manutenção física da caldeira, que requer a presença de uma pessoa. Se falamos de fogões que aquecem a cabana, então o abastecimento de combustível deve ser repetido de 7 a 8 vezes ao dia. Os fogões tradicionais consomem mais combustível do que as caldeiras modernas de combustível sólido. Além disso, os últimos são diferenciados por um intervalo operacional mais longo com uma carga. Em média, 2-3 horas se passam entre as inserções de combustível. Isso se tornou possível devido ao aumento do volume da câmara de combustão, bem como do sistema de abastecimento de ar secundário para a pós-combustão dos gases combustíveis liberados pelo combustível sólido. Assim, o número de inserções de combustível no forno da caldeira pode ser reduzido para 2-3 vezes ao dia, o que é bastante aceitável.

O que é melhor fogão ou caldeira de combustível sólido

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Qual carvão escolher para a fornalha?

O que é carvão? É um produto vegetal que contém carbono e impurezas não combustíveis. São eles que formam cinzas e substâncias semelhantes à escória após a queima. A proporção dos dois componentes é diferente em todos os lugares. É isso, assim como a "idade" do combustível fóssil, que determina o grau do carvão. Os especialistas distinguem entre várias variedades.

O tipo de carvão "mais jovem" é a lingite. Tem uma estrutura bastante solta. Se você pegar um caroço de lingite nas mãos, ele rapidamente se desfaz e perde a forma. Esse carvão é mais frequentemente usado em usinas térmicas, mas a lingite não é adequada para aquecer uma casa.

Além de lingita, carvão marrom, carvão e antracita também são extraídos.
—os mais antigos depósitos de carbono. Todas as variedades têm diferentes níveis de umidade.
No carvão marrom, por exemplo, o teor de umidade é de 50%, no antracito seu limite não ultrapassa 7%. Portanto, o antracito possui o maior calor específico. Seus indicadores são de 9 mil kcal / kg. O carvão tem um indicador inferior - 5,5 kcal / kg. Na variedade marrom, o calor específico é de apenas 3 kcal / kg. Considerando tudo isso, é fácil entender que tipo de combustível comprar para aquecer uma casa.

Termos de uso e precauções

O bioetanol, que faz parte do biocombustível, pertence a substâncias altamente inflamáveis ​​e, ao utilizá-lo, é necessário ser orientado e observar algumas medidas de segurança:

1. Nunca adicione combustível a uma chama aberta ou tanque de combustível quente. Antes de reabastecer, coloque o dispositivo fora e espere esfriar (cerca de 15-20 minutos).
2. É proibido o uso de palha, papel, madeira e outros materiais combustíveis para acender biocombustíveis. É permitido usar apenas um isqueiro especial de metal longo, ignição elétrica ou um fósforo longo.
3. É proibido armazenar uma lata de combustível perto de uma lareira acesa ou outra fonte de fogo aberto.
4. Recomenda-se armazenar biocombustíveis fora do alcance das crianças.
5. Se no processo de abastecimento da biofireplace houver derramamento de combustível, é necessário limpá-lo bem com um pano absorvente.

Regras gerais de operação:

1. É necessário armazenar um recipiente com biocombustível em local longe de fogueiras e aparelhos de aquecimento.
2. A ignição do biocombustível no queimador deve ser feita com um isqueiro especial.
3. Se o biocombustível atingir a superfície da lareira, o chão ou qualquer outra superfície, é necessário limpar cuidadosamente as gotas com um pano absorvente seco.
4. Você pode adicionar biocombustível apenas a uma lareira ecológica apagada e resfriada.

Para que a lareira ecológica agrade aos seus proprietários com uma combustão uniforme e agradável, é necessário abastecê-la de forma adequada com combustível de alta qualidade.

Existem vários critérios pelos quais será extremamente difícil errar na escolha.

• Em primeiro lugar, é necessário escolher os produtos para lareira que estão no mercado há mais de um ano e têm eficácia comprovada. O vendedor deve ter em mãos os documentos necessários para o biocombustível.
• Também vale atentar para o indicador de desempenho e escolher um biocombustível que atenda às necessidades do proprietário da lareira.
• Quando aberto, o líquido não deve emitir odores desagradáveis ​​que atingem fortemente o nariz. É importante que a data de validade impressa na etiqueta tenha uma data de validade suficiente.

Só escolhendo produtos de qualidade pode ter a certeza que a lareira ecológica vai decorar a sua casa e funcionar da forma mais segura possível.