Parâmetros básicos de caldeiras e fogões de combustível sólido
O fornecimento de calor de combustível sólido é caracterizado por custos iniciais relativamente baixos. Existem no mercado caldeiras de aquecimento doméstico a combustível sólido a preços acessíveis. No entanto, o processo de instalação do equipamento e de todo o sistema como um todo deve ser realizado de acordo com certas regras.
Caldeira de combustível sólido no sistema de aquecimento
Quase todos os fogões a combustível sólido e caldeiras para aquecimento de água quente possuem as mesmas características. O seu conhecimento e capacidade de utilizar correctamente as informações irão ajudá-lo a escolher o equipamento certo para aquecer a sua casa. Ao escolher, você deve prestar atenção não só aos aspectos técnicos, mas também à mão de obra. As caldeiras de aquecimento doméstico para combustíveis sólidos devem ser feitas de tipos especiais de aço. A caixa tem pelo menos 2 mm de espessura. Para a câmara de combustão, é utilizado aço resistente ao calor com espessura de 3 mm ou mais.
A vantagem será uma garantia do fabricante e vendedor do equipamento de aquecimento. Você também precisa estar atento à presença de uma rede de centros de serviços para manutenção e reparo. Para que as revisões das caldeiras de aquecimento a combustível sólido sejam apenas positivas, ao escolher o equipamento, você deve estudar os seguintes parâmetros:
- Potência nominal. É determinado por cálculos preliminares de fornecimento de calor. Para formar um pequeno estoque, o aquecimento de uma casa particular com combustível sólido deve ter uma capacidade de 15-20% a mais que a calculada;
- Material trocador de calor... As mais confiáveis são as caldeiras de aquecimento de combustível sólido em ferro fundido. Sua desvantagem é um grande indicador de inércia e possível destruição sob forte estresse mecânico. A alternativa são modelos mais leves e baratos com trocador de calor em aço;
- Tipo de caldeira. Além do equipamento clássico de combustão direta, você pode escolher pirólise ou caldeiras de longa queima.
Caldeiras de aquecimento de combustível sólido do-it-yourself são freqüentemente feitas. Mas, para fazer esse trabalho, você precisa escolher o esquema de manufatura e os materiais corretos. A vantagem de tais projetos é a capacidade de se adaptar de acordo com os parâmetros acima a um sistema de aquecimento específico.
Todos os fogões de aquecimento de ar com combustível sólido são projetados para usar carvão, madeira, briquetes de combustível ou turfa. As exceções são as caldeiras a pellets, que diferem em design e se destinam apenas a pellets.
Escolhendo uma caldeira - finalidade, recursos, prós e contras
Caldeiras automáticas
A caldeira automática funciona com combustível sólido granular. A principal característica e principal vantagem da sua instalação em habitação privada é a máxima automatização do funcionamento desse sistema de aquecimento.
O combustível é fornecido e as cinzas são removidas automaticamente. A desvantagem é a necessidade de uma sala especial.
Caldeiras de pirólise
Uma caldeira de pirólise a combustível sólido gera calor pela queima do gás gerado pela decomposição sob a influência da alta temperatura do combustível sólido.
A principal vantagem é a eficiência que chega a 90% e a durabilidade de uma carga (até 10 horas). Mas um sistema de aquecimento de combustível sólido com uma caldeira de pirólise também custará mais para instalar.
Caldeiras de queima longa
As caldeiras de combustão longa mais famosas são o fogão tipo Buleryan e o sistema de combustível sólido Stropuva. Seus designs diferem uns dos outros, mas no geral são semelhantes - uma aba de combustível é suficiente para pelo menos 30 horas de combustão.
A principal desvantagem é o rápido resfriamento do ar se uma casa de campo for aquecida com uma transferência de calor desigual das instalações.
Caldeiras clássicas
Uma caldeira clássica é, em princípio, semelhante a um fogão doméstico. Um fluxo de ar de combustão é fornecido pela grelha. As vantagens incluem a independência de outras fontes de energia e a possibilidade de utilização de diferentes tipos de combustível. A desvantagem é a necessidade de abastecimento regular de combustível e a presença de uma sala de caldeira.
Esquemas de aquecimento de combustível sólido
A instalação de equipamentos de aquecimento é precedida da escolha de um esquema. Disso dependem o conjunto completo de fornecimento de calor, os parâmetros de funcionamento do sistema, bem como o tipo de refrigerante. Em alguns casos, um esquema de aquecimento a vapor de combustível sólido é aconselhável. Mas na maioria das vezes eles escolhem o aquecimento de água em casa.
Esquema de aquecimento de água doméstico
A escolha é determinada pelas características da casa - sua área, perdas de calor e o modo de aquecimento necessário à temperatura. Para uma distribuição uniforme do calor, é recomendado um esquema para a instalação de uma caldeira de aquecimento de combustível sólido em um circuito de água. Se a área da casa for pequena, o aquecimento do ar pode ser usado. Em casos raros, caldeiras a vapor caseiras para aquecimento de combustível sólido são usadas.
No primeiro estágio de escolha de um esquema para instalação de uma caldeira de aquecimento de combustível sólido, é difícil determinar o tipo de fornecimento de calor. Atualmente, os tipos mais comuns são os seguintes:
- Água com circulação natural... Aplicável a pequenas casas particulares e chalés de verão. Isso se deve ao comprimento máximo possível da linha de até 30 M. Mesmo com uma potente caldeira de aquecimento para uma casa a combustível sólido, a taxa de circulação de água será pequena;
- Água de circulação forçada... Para este tipo de fornecimento de calor, você pode considerar fazer uma caldeira de aquecimento de combustível sólido com uma bomba embutida. Graças a este design, a área de aquecimento é significativamente aumentada;
- Ar... Ele pode ser implementado usando caldeiras de aquecimento de combustível sólido especiais do-it-yourself, que possuem canais para a circulação de ar quente no projeto. Uma alternativa é instalar um trocador de calor a ar e um sistema de dutos para distribuir o ar aquecido pelos cômodos da casa;
- Vapor... Raramente é utilizado em aquecimento autônomo devido ao alto custo do equipamento e à necessidade de monitoramento constante do estado do refrigerante. A maioria dos esquemas de aquecimento a vapor de combustível sólido é projetada para aquecer grandes edifícios.
A melhor opção para instalar uma caldeira de aquecimento de combustível sólido doméstico é o fornecimento de calor de água com circulação forçada. Tem bom desempenho e é de manutenção barata. Você também pode notar um grande número de esquemas, de acordo com os quais você pode calcular independentemente uma caldeira de aquecimento de combustível sólido.
Em qualquer sistema de aquecimento, independentemente do esquema escolhido, os elementos de segurança devem estar presentes. Para caldeiras de combustível sólido para aquecimento de água quente, são as saídas de ar, dreno e válvulas de retenção.
Vídeo
Escolha do equipamento da caldeira. O vídeo focará na escolha do equipamento da caldeira. Você aprenderá: o que procurar, quais elementos são necessários na sala da caldeira, o que deveria ser a chaminé de uma caldeira a gás e, usando um aparelho barato, como se proteger da perda de duzentos mil rublos.
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Caldeiras de queima direta
O dispositivo de caldeira de aquecimento de combustível sólido mais simples tem modelos clássicos. Eles consistem em uma câmara de combustão, cinzeiro, trocador de calor e chaminé. A transferência de energia térmica para a água ocorre devido à combustão do combustível no forno.
Projeto de caldeira de combustão direta
A vantagem de tais modelos é a confiabilidade e a simplicidade de design. Para o fabrico independente de uma caldeira de aquecimento a combustível sólido deste tipo, será necessário um mínimo de ferramentas e materiais.
Mas junto com as qualidades positivas, essas caldeiras têm uma série de desvantagens. O principal é o alto consumo de combustível. Em análises de caldeiras de aquecimento a combustível sólido de combustão direta, eles indicam a necessidade de adição constante de lenha ou carvão. Se isso não for feito, a temperatura da água nos canos diminuirá inevitavelmente.
Também devem ser observadas tais características de aquecimento de uma casa privada com combustível sólido usando caldeiras deste tipo:
- Grande indicador de inércia... O tempo de aquecimento da água nas tubulações até a temperatura desejada pode ser de 10 a 30 minutos, dependendo do tipo de sistema e suas características;
- Problemas de regulação de energia... Como nos fogões de aquecimento a ar com combustível sólido, isso só pode ser feito restringindo o fluxo de ar através do cinzeiro. Portanto, ao projetar um sistema de fornecimento de calor, é necessário prever a instalação de dispositivos de segurança;
- Baixa taxa de eficiência... Normalmente é cerca de 60-65%. Isso se deve ao fato de que parte da energia térmica sai com o monóxido de carbono pela chaminé;
- Equipamento... A composição das caldeiras de aço e ferro fundido para aquecimento de combustíveis sólidos não inclui bomba de circulação, grupo de segurança.
Vale destacar também a ausência de um segundo circuito de abastecimento de água quente. Alternativamente, pode-se considerar a possibilidade de conectar um tanque de aquecimento direto ou indireto, se isso estiver previsto no projeto. Neste caso, no cálculo de uma caldeira de aquecimento a combustível sólido, deve ser considerada a instalação de equipamentos adicionais.
Na maioria dos casos, no dispositivo de uma caldeira de aquecimento de combustível sólido, o tempo de operação em um lote de lenha ou carvão é de 4 a 6 horas. Quanto maior for a intensidade da combustão, menor será o tempo de um ciclo.
Caldeiras de pirólise de combustível sólido
Para otimizar o consumo de combustível e aumentar a eficiência, foram desenvolvidas caldeiras de aquecimento doméstico de pirólise para combustível sólido. Apesar da similaridade dos processos que ocorrem dentro da estrutura, seu princípio de funcionamento difere dos modelos descritos de combustão direta.
Projeto de caldeira de pirólise
Essas caldeiras de combustível sólido para abastecimento de água quente também são chamadas de caldeiras a gás. Seu princípio de funcionamento não é baseado na combustão direta da lenha, mas na formação de uma mistura volátil. Com um efeito de temperatura relativamente pequeno na madeira e com um fluxo mínimo de oxigênio, ocorre o processo de sua combustão lenta. Como resultado, o chamado gás de madeira é formado.Subindo por canais especiais, ele entra na câmara de combustão, onde se mistura com o fluxo de ar e se inflama.
A vantagem de operar caldeiras de aquecimento a gás para uma casa com combustíveis sólidos é o consumo econômico de combustível. Em média, um lote de lenha é suficiente para 12-18 horas de trabalho. Além disso, as caldeiras de ferro fundido de pirólise para fornecimento de calor de combustível sólido são caracterizadas pelas seguintes qualidades:
- Conexão elétrica... Para um funcionamento eficiente, a caldeira deve ser equipada com ventilador ou turbina (raro);
- Qualidade do combustível... Antes do carregamento, a madeira deve passar por uma etapa de secagem. A umidade ideal para aquecer uma cabana privada com combustível sólido deve ser de 8 a 10%;
- Volume mínimo de monóxido de carbono... A maioria deles é queimada na câmara secundária. Por isso, no cálculo de uma caldeira de combustível sólido, é possível prever uma chaminé de menor diâmetro. Mas deve ser isolado, uma vez que existe uma alta probabilidade de condensação em sua superfície;
- Tipos de combustível... O dispositivo de uma caldeira de pirólise de combustível sólido é feito de forma que possam ser utilizados toros, serragem e resíduos de madeira. É importante que tenham o nível correto de umidade e não contenham impurezas estranhas.
Para regular a potência das caldeiras de aquecimento de combustível sólido do tipo "faça você mesmo", você pode conectar um ventilador à unidade de controle. Ele irá ajustar a potência do dispositivo dependendo da temperatura interna e externa. Desta forma, você pode reduzir o consumo de combustível e otimizar o desempenho de aquecimento.
É possível melhorar as características de uma caldeira de aquecimento a combustível sólido geradora de gás caseira revestindo sua superfície externa. Isso reduzirá a perda de calor da estrutura.
Caldeira de combustível sólido para longa queima
Uma das alternativas para uma caldeira de aquecimento de pirólise são os modelos de longa duração. Esta é uma estrutura de aquecimento relativamente nova, caracterizada pelo baixo consumo de combustível e um longo período de combustão.
Caldeira de queima longa
O esquema clássico de instalação de uma caldeira de fornecimento de calor de combustível sólido permite um aquecimento significativo de água em um trocador de calor. Atualmente, os sistemas de baixa temperatura estão ganhando grande popularidade. É para tais esquemas que uma caldeira de longa duração será ideal. Difere dos modelos clássicos pela ausência de cinzeiro e pela forma de fornecimento de ar para manter o processo de combustão do combustível. Avaliações de caldeiras de longa queima para aquecimento de combustível sólido indicam sua alta eficiência e confiabilidade de operação.
Estruturalmente, consiste em uma grande câmara de combustão que ocupa cerca de 90% do volume total da caldeira. O ar é fornecido pelo tubo superior, que é baixado pela gravidade à medida que o combustível queima. Na verdade, ocorre um processo de combustão lenta, devido ao qual a temperatura do refrigerante não ultrapassa + 70 ° C.
Será útil para o consumidor conhecer as seguintes propriedades de uma caldeira de longa duração:
- A presença de um regulador automático de tiragem... Trata-se de um dispositivo mecânico que possui um termoelemento em seu design. Quando aquece, o fluxo de ar diminui. O processo reverso provoca uma diminuição na temperatura de exposição ao termoelemento;
- Não há necessidade de se conectar à rede elétrica;
- A remoção de cinzas é realizada uma vez a cada 3-4 dias de trabalho... No entanto, com uma grande quantidade de produtos de combustão, ocorre uma forte deterioração do funcionamento da caldeira;
- A queima ocorre apenas no topo... Isso resulta em uma redução significativa no consumo de combustível.
Uma das desvantagens das caldeiras de longa duração é o alto custo. No entanto, com o projeto correto do sistema de aquecimento, a compensação dos custos primários ocorrerá após 4-5 estações de aquecimento.Também é necessário proteger a estrutura da umidade.
É necessário controlar a taxa de circulação do refrigerante. Seu intenso resfriamento pode provocar perda de umidade na superfície do trocador de calor..
Como funciona essa unidade?
Dispositivos de combustível sólido usam vários tipos de combustíveis sólidos para seu trabalho. Estes são lenha, carvão, xisto betuminoso, turfa, etc. O ciclo de operação da caldeira pode ser condicionalmente dividido em três fases. Vamos considerar cada um deles com mais detalhes.
Fase # 1 - acendendo a caldeira
O ciclo começa com a ignição, que é caracterizada por um forte aumento da temperatura, em média, de 40 ° C a 600 ° C em 5-10 minutos. Os valores de temperatura do trocador de calor de combustão começam a subir, os quais dependem dos parâmetros do sistema e podem variar de 40 ° C a 70 ° C. No mínimo, um golpe de calor é possível no sistema de aquecimento como um todo e no próprio trocador de calor. Este último, especialmente feito de ferro fundido, não será capaz de resistir a tais condições por muito tempo e quebras. Se a taxa de circulação do refrigerante for baixa e o aquecimento ocorrer rapidamente, o líquido pode ferver, o que causará um choque térmico e hidráulico no sistema de aquecimento. Os mais vulneráveis são os canos de plástico. Nesse estágio, os canos começam a esquentar, mas o ar na sala ainda está frio.
Carvão, madeira, pellets, turfa, etc. podem ser usados como combustível para caldeiras de combustível sólido.
Estágio # 2 - aquecendo o refrigerante
A temperatura no forno continua a subir e atinge 1300 ° C para caldeiras a carvão e cerca de 1000 ° C para caldeiras a lenha. O refrigerante continua a aquecer. Nesta fase, o controle é importante, caso contrário pode-se aquecer até a temperatura máxima da caldeira, que sai de 95 ° C, e isso já é perigoso.
A regulagem é realizada por meio de um amortecedor que controla a alimentação de ar. A temperatura ideal deve ser mantida até a combustão completa do combustível. Nesta fase, os canos da sala ficam quentes, o ar aquece.
Estágio # 3 - queima de combustível
No final do ciclo da caldeira, o combustível é completamente queimado e carvões incandescentes são formados. A temperatura cai para 600 ° C-400 ° C, que são consideradas as mais confortáveis para o sistema. O refrigerante esfria lentamente, o ar na sala também começa a esfriar um pouco. Após a formação das brasas, o processo de resfriamento do ar e do refrigerante é imediatamente acelerado.
Tendo considerado todas as fases de operação da caldeira de combustível sólido, você pode ver claramente sua principal característica - a ciclicidade da temperatura. É devido à necessidade de adicionar uma nova porção de combustível de vez em quando para minimizar as flutuações na temperatura do refrigerante. Em maior medida, este problema é resolvido nas caldeiras automáticas, onde existe um abastecimento automatizado de combustível e sopro do ventilador do queimador. O resto precisa de monitoramento humano constante e reposição oportuna do suprimento de combustível.
As caldeiras de combustível sólido são ligeiramente inferiores em eficiência às unidades que funcionam com combustível líquido. Leia mais sobre este equipamento de aquecimento em nosso material :.
