Caldera de leña para calentar una casa particular.

El contenido del artículo

• Los principales tipos de calderas de leña.
• Potencia del equipo
• Dispositivo de chimenea
• Inercia del sistema
• Automatización y canalización de calderas de leña
• Instalación, conexión

Con una selección limitada de fuentes de energía, es posible que la calefacción de leña no tenga ninguna alternativa. Es importante comprar una caldera de leña adecuada y comprender las características de su funcionamiento. Le informaremos sobre estas unidades de calefacción, comenzando con la elección del tipo adecuado y terminando con preguntas de instalación..

Los principales tipos de calderas de leña.

El arsenal de equipos de calefacción se repone constantemente con productos nuevos y más avanzados, sin embargo, no se ha inventado nada radicalmente nuevo entre las calderas de combustible sólido. En un intento por aumentar la eficiencia, los diseñadores de alguna manera mejoraron el diseño, por lo que aparecieron varias variedades con una serie de características características:

1. Forma de Z compleja del horno o su división en 2 cámaras de combustión. Estas calderas están diseñadas para la combustión a largo plazo y la combustión más completa de los gases de pirólisis emitidos..

Un ejemplo de la construcción de una caldera de combustible sólido de combustión prolongada: 1 – automatización de la caldera; 2 – puerta de carga; 3 – suministro de aire primario; 4 – suministro de aire secundario; 5 – cenicero; 6 – combustión de gases de pirólisis; 7 – pirólisis de combustible sólido; 8 – intercambiador de calor; 9 – extractor de ventilador

2. La presencia de rejillas llenas de agua y / o una chaqueta. Se cree que de esta manera el refrigerante absorbe hasta el 90% del calor de combustión, pero en la práctica, las buenas calderas de leña con una eficiencia superior al 80% ya son una rareza..

Rejillas llenas de agua de una caldera de combustible sólido

3. Forma de organización del soplado. Al reducir el oxígeno suministrado, la duración de la combustión se puede prolongar en gran medida, manteniendo la temperatura del agua dentro de los límites especificados. Por lo general, se realiza mediante un amortiguador manual o controlado; si el tiro no es lo suficientemente fuerte, se puede utilizar un ventilador. El amortiguador generalmente se controla mediante automatización digital que controla la temperatura del agua en la tubería de suministro.

Ventilador de presurización de caldera

4. Tipo y dispositivo del intercambiador de calor. Por un lado, existe una carrera para maximizar el área de superficie para una disipación de calor más eficiente y, por el otro, para lograr durabilidad y confiabilidad. En el primer caso, tenemos intercambiadores de calor tipo caldera alveolar, altamente eficientes, pero problemáticos en la limpieza y reparación / reemplazo. Por otro lado, las bobinas tubulares simples hechas de tubería sin costura estirada en frío son difíciles de discutir con los clásicos..

Intercambiador de calor de panal

5. La presencia de aislamiento. El lugar de instalación determina la necesidad de un recinto lleno de minerales. Si no tiene sentido desperdiciar calor en la calle, entonces, para un garaje o taller, una caldera sin aislamiento puede ser un buen método de calefacción..

También existen diferencias en el tipo de combustible, la disposición horizontal y vertical del eje y el material del horno. Las cámaras y bobinas, hechas de acero dulce laminado en frío, son simples y sin pretensiones, pero propensas a la formación de escoria. Las bobinas de hierro fundido y las camisas rellenas de agua son las más duraderas y no son propensas a la formación de incrustaciones, pero requieren tuberías especiales debido a su alta sensibilidad al choque térmico..

Caldera de pellet

Potencia del equipo

En última instancia, para la caldera, no son tanto los detalles de su estructura interna los que son importantes como los principales indicadores de rendimiento que se han logrado mediante una serie de innovaciones de ingeniería. El parámetro más importante y definitorio de la caldera es su potencia instantánea nominal. La capacidad calorífica para diferentes tipos de combustible es diferente, así como para diferentes tipos de leña, el fabricante no puede predecirla con precisión ni calcular la potencia nominal en un modo de funcionamiento en particular..

La determinación de la potencia se realiza según dos indicadores. Por el volumen de la cámara de combustión, se puede juzgar el peso del marcador. En promedio, se cree que por cada kilovatio de potencia de una caldera de leña hay 2.5-3 litros del volumen de la cámara de combustión. Habiendo recibido el valor instantáneo de la potencia liberada durante la combustión, es posible predecir qué cantidad puede ser absorbida por el intercambiador de calor a diferentes temperaturas de funcionamiento. Por lo general, la absorción se hace deliberadamente más alta que la liberación de calor calculada en condiciones de combustión cercanas a las óptimas, pero este enfoque está plagado de problemas..

Condensado en una caldera de combustible sólido

El hecho es que todas las calderas de leña padecen una enfermedad común: la formación de alquitrán debido al alto contenido de humedad de la madera quemada. La condensación solo ocurre cuando la diferencia de temperatura es lo suficientemente alta. Entonces, la formación de acumulaciones en el economizador o en el intercambiador de calor secundario puede detenerse cuando el portador de calor se calienta a 40-45 ° C. La conclusión es que si carga la caldera a la mitad, su potencia no será suficiente para el calentamiento normal de las paredes y los intercambiadores de calor, por lo que el equipo simplemente «fluirá»..

Dispositivo de chimenea

El golpe principal de la condensación del vapor de agua de la madera cae sobre el sistema de chimenea. La tubería es larga, la diferencia de temperatura (especialmente en el exterior) es muy alta. Hay dos enfoques para resolver este problema..

El primero consiste en instalar grifos de revisión para drenar la humedad condensada. Dichas curvas deben ubicarse en el punto más bajo de cada segmento giratorio, comenzando desde la última sección vertical y terminando con el punto de conexión de la caldera. La desventaja es que las tuberías para drenar el agua deben limpiarse periódicamente y no pueden tener una longitud significativa con un diámetro pequeño..

Con chimeneas de ladrillo o con tuberías de fibrocemento en el revestimiento, tales problemas no surgen. Las dificultades de construir tales chimeneas son obvias, pero también pueden eludirse utilizando materiales más caros. Hablamos de tubos sándwich de acero inoxidable aislados con carga mineral. Para un dispositivo de chimenea actual, esta es la mejor opción. Para resumir: el condensado no se forma solo en chimeneas aisladas.

Inercia del sistema

Otra desventaja de una caldera de combustible sólido está oculta en la naturaleza cíclica de su funcionamiento y la incapacidad de reponer de forma independiente las reservas de combustible. Debido a esto, se requiere una alta capacidad calorífica de la estructura de la casa, o un aislamiento sordo, cerca de una casa pasiva, o una forma de almacenar un suministro de calor para el período de enfriamiento del sistema..

Dado que el volumen del intercambiador de calor en la caldera es pequeño, el desplazamiento del sistema se puede aumentar principalmente aumentando el diámetro de las tuberías. Otra alternativa de este tipo es la instalación de un acumulador de calor. Con el enfoque correcto, puede darse cuenta de la acumulación de calor solo después de calentar el sistema principal, lo que ayudará a acelerar el calentamiento de la casa y resolverá el problema de la condensación..

Acumulador de calor en el sistema de calefacción.

Los sistemas de calefacción por suelo radiante tienen su propia inercia alta, que crece con el grosor de la regla acumulada. Con un corte térmico por debajo del piso, esto puede ser una fuente de calor verdaderamente a largo plazo. Con una capa suficientemente gruesa, incluso el uso de agua de una temperatura superior no provocará molestias y una cebra térmica, pero junto a la inercia del sistema, aumenta el tiempo que tarda en alcanzar el régimen. Por otro lado, conectar un piso cálido a una caldera de leña requiere una tubería bastante compleja, que excluye el sobrecalentamiento tanto de la caldera como de las tuberías en el piso..

Suelo calentado por agua

Automatización y canalización de calderas de leña

Como ya se mencionó, la potencia de la caldera se puede controlar solo cambiando la cantidad de oxígeno suministrado. Este sistema funciona de manera más eficiente y precisa en calderas de pirólisis de minas que utilizan madera o briquetas..

Unidad de control de caldera de combustible sólido

El complejo de automatización principal incluye una unidad de control electrónico, un ventilador, un regulador de tiro accionado eléctricamente y un termopar firmemente unido a la tubería de suministro. Todos estos componentes se venden tanto individualmente como en juegos para un modelo de caldera específico. En promedio, toda la automatización cuesta alrededor de 4-5 mil rublos. Por separado, mencionaremos la importancia de contar con protección contra caída de la compuerta y ranuras de sellado en las trampillas de carga e inspección, chimenea, sistema de estabilización de tiro..

Regulador de tiro de aire

Para las calderas de combustible sólido, se proporcionan varios dispositivos de protección de un tipo diferente, instalados en la tubería hidráulica. De los absolutamente obligatorios, estos son una bomba de circulación y la protección del horno contra el sobrecalentamiento, un grupo de seguridad para aliviar el exceso de presión. Tenga en cuenta que la salida de la válvula de alivio debe estar orientada hacia la pared o estar equipada con una manguera para evitar lesiones a las personas presentes cuando se active. Los requisitos de seguridad pueden prever la instalación de una válvula de socavación de chimenea para estabilizar el tiro y la combustión, se monta inmediatamente en la salida de la caldera o directamente en frente de la sección vertical final.

Diagrama de conexión de una caldera de combustible sólido con un acumulador de calor: 1 – chimenea; 2 – termostato; 3 – grupo de seguridad; 4 – separador de aire; 5 – bomba de circulación; 6 – acumulador de calor; 7 – mezclador de tres vías; 8 – automatización dependiente del clima; 9 – radiador de calefacción; 10 – bomba de circulación; 11 – válvula de retención; 12 – tanque de expansión; 13 – protección contra el funcionamiento en seco; 14 – válvula de compensación; 15 – sensor de temperatura colocado; 16 – caldera de combustible sólido

Para las calderas de hierro fundido, se practica instalar una válvula de dos vías que mezcla el agua de la salida caliente para evitar que el agua fría ingrese al horno calentado. Al instalar un acumulador de calor, se agrega una válvula eléctrica de tres vías, que inicia el suministro de calor al tanque solo después de que la composición principal se haya calentado. El control se realiza por la temperatura de retorno, el circuito adicional se enciende 7–10? С antes de alcanzar la temperatura de corte. En este aspecto, las unidades de control con un controlador PID son las más preferidas..

Instalación, conexión

La caldera está instalada sobre un zócalo de hormigón, cuya altura está determinada por el equilibrio del sistema hidráulico. Idealmente, el refrigerante en la caldera debe estar a la presión más alta en comparación con el resto de la tubería. La posición de la caldera también está determinada por la dirección y el punto de conexión de la chimenea. Su conexión puede ser vertical (superior) u horizontal (trasera o lateral).

Se recomienda utilizar solo tubos de acero o cobre en la tubería de la caldera, para el plástico existe un riesgo demasiado grande de sobrecalentamiento. La sección de la tubería de suministro a 3-5 metros de la caldera también se hace tradicionalmente con metal. Las conexiones se pueden soldar, en ausencia del equipo necesario: roscado en el remolque y sellador anaeróbico.

La caldera debe ajustarse teniendo en cuenta la baja velocidad de calentamiento y la alta inercia. La temperatura de funcionamiento del refrigerante se mantiene, por regla general, dentro del rango de 50–65 ° C. En este caso, la temperatura de la histéresis inversa debe ser ligeramente superior a la máxima, en la que el impulso se detiene por completo. Esto es necesario para que la ignición comience mucho antes de que el agua del sistema se enfríe más de lo esperado..