Calderas caseras para larga duración en leña.

El contenido del artículo

• Cómo funciona: ¿por qué no se quema toda la leña a la vez?
• Desventajas del bricolaje
• Caldera de mina: desmontamos el esquema.
• Integración en el diseño de un intercambiador de calor de agua.
• Equipamiento opcional

De setenta a cien mil rublos: este es el precio promedio de las calderas de combustible sólido con una duración diaria de combustión. Pero, al tener las habilidades de soldadura por arco, puede hacer una caldera de combustión prolongada con sus propias manos. Será mucho más barato y hay una cantidad suficiente de esquemas y diseños. Hablemos de ellos.

Cómo funciona: ¿por qué no se quema toda la leña a la vez?

Muchos diseñadores han luchado por esta tarea durante mucho tiempo: cómo hacer que las calderas de combustible sólido sean más convenientes, aumentar su autonomía y reducir el tiempo dedicado al mantenimiento. Una de las primeras soluciones fue el desarrollo de dispositivos para el suministro automático y por lotes de combustible. Sin embargo, este enfoque se justificó solo en unidades que queman combustible con formato de tamaño en forma de gránulos y briquetas..

Después de eso, se observaron otras características del proceso de combustión de la madera. Sabemos que el hogar de la llama está sostenido por una corriente de aire fresco. El aire entrante, ardiendo, forma un gas a alta temperatura, que calienta rápidamente los troncos que se encuentran sobre la llama. Y cuanto más alta es la pila, más rápido se enciende.

Obviamente, al contrarrestar estos dos fenómenos, se puede lograr un trabajo más largo. Por ejemplo, si quema la leña colocada en el pozo de la caldera no de abajo hacia arriba, sino solo de arriba. Otra innovación se implementó en calderas tipo generador. La madera en ellos arde, pero se calienta fuertemente, formando un gas de pirólisis. Él, a su alta temperatura, solo necesita una pequeña cantidad de oxígeno para encenderse e inflamarse aún más..

La generación de gas de pirólisis solo es posible con un suministro limitado de oxígeno, suficiente para mantener la combustión lenta en el horno, y no demasiado grande para que el gas no se queme prematuramente. Ambos principios descritos se pueden implementar con relativa facilidad en dispositivos caseros..

Desventajas del bricolaje

Sin embargo, tenga en cuenta que calcular la potencia final y los parámetros de combustión no es tan fácil. En particular, la eficiencia de generación depende tanto de la fuerza de tracción como de la leña utilizada (humedad, crianza). Además, hay una serie de matices puramente tecnológicos que son difíciles de implementar en un taller casero..

En primer lugar, es el material de fabricación. La temperatura de combustión del gas generador es ligeramente superior a la madera y puede alcanzar los 800 ° C. En estas condiciones, el acero estructural solo puede trabajar con una capacidad calorífica intrínseca significativa, es decir, el espesor de las paredes de las cámaras de combustión debe ser de unos 12 mm o incluso más. También se pueden usar aceros resistentes al calor, pero solo si se dispone de medios adecuados de procesamiento y unión. Desafortunadamente, no hay otras formas: todos los demás productos tienen una vida útil corta hasta que se queman (no más de 10 años) y sufren un cambio de forma debido a tensiones internas..

Otro problema es que se requiere una forma especial de las cámaras y sus separadores para un funcionamiento estable. En las condiciones de estampado de fábrica y soldadura automática, es posible crear formas arbitrariamente complejas, pero en la producción doméstica, no se puede realizar un sistema de canal elegante. Esto conduce a una mayor resistencia aerodinámica de la caldera y no permite un tiro normal. El flujo inverso de la ráfaga superior se puede compensar con un conducto de escape muy alto (unos 10-12 m) o con un tiro forzado debido a un extractor de humos eléctrico..

La instalación de este último se recomienda estrictamente para todas las calderas de combustión prolongada sin excepción. Durante el día, la fuerza del tiro natural puede cambiar, lo que conduce a una combustión incompleta del gas del generador y su acumulación en una concentración explosiva incluso dentro de la sala de calderas..

Caldera de mina: desmontamos el esquema.

La caldera con carga vertical de eje tiene un cuerpo en forma de columna alta (hasta 2 metros) de perfil cuadrado o redondo con una sección interna de aproximadamente 0,3 m². Esta columna tiene un fondo en blanco y, posiblemente, una carcasa exterior que limita la radiación de calor de las paredes calientes..

Una estructura que es muy similar al pistón de una jeringa desechable se baja a la cámara de combustión. La losa ancha en la base repite exactamente el perfil interno del eje, creando huecos en las paredes de 4-6 mm. El espacio actúa como una boquilla y restringe el flujo de aire a través de la cámara de combustión, por lo que aquí es importante un ajuste preciso. Vástago del pistón: tubo de acero de 100 mm con una longitud no inferior a la altura total del eje, soldado a través del centro de la placa.

El conducto de humos se encuentra en el lateral del pozo con una desviación de 200 mm desde el borde superior. Este es un manguito de acero ordinario soldado a través de una de las paredes del eje. Otros 250 mm más abajo dentro del eje a lo largo de sus paredes se suelda un aro de alambre de 4-5 mm de espesor. Por lo tanto, el juego del eje es limitado, pero aún es suficiente para que el pistón pase.

Una placa de acero descansa en el lado resultante, exactamente como en un pistón. Se hizo un agujero de 250-300 mm en su centro, a lo largo del borde del cual se soldaba una tira de acero doblada en un anillo para formar un lado de 70-80 mm de alto. Hay el mismo lado a lo largo del borde exterior..

Ahora tenemos el fondo de la cámara para mezclar y quemar gases de pirólisis. Su función es localizar la combustión secundaria, porque de lo contrario el volumen del hogar aumentará con el hundimiento del pistón a medida que el combustible se consuma con la consiguiente caída en la eficiencia de la caldera. Otro detalle es la tapa de la caldera. Esta es la tercera losa, pero con dimensiones a lo largo de los contornos exteriores del eje. En los bordes, tiene un lado pequeño (30-40 mm) para un vestíbulo estrecho, y se hizo un orificio de 120 mm en el centro y se insertó una manga, que sobresale hacia arriba y hacia abajo 250-300 mm.

Integración en el diseño de un intercambiador de calor de agua.

La cámara resultante tiene un volumen de aproximadamente 0,15-0,2 m³, cualquier intercambiador de calor puede colocarse con relativa libertad, pero se utilizan principalmente bobinas tubulares estiradas en frío resistentes al calor. Sus extremos atraviesan las paredes de la caldera y se suministran con 5-6 vueltas de rosca de tubería; todo es como de costumbre..

Es mucho más importante resolver otro problema: después de instalar el intercambiador de calor, el pistón ya no se puede extraer, pero ¿cómo colocar la leña? Para estos fines, se cortan dos orificios en la pared frontal de la caldera y se sueldan dos manguitos rectangulares de acero para el montaje de puertas batientes..

Uno de ellos es pequeño, de unos 200 mm de altura, y está instalado en la parte superior de la caldera, exactamente frente a la cámara de combustión de pirólisis por encima del anillo de soporte. Con su ayuda, puede controlar el proceso de combustión y ajustar el tiro, por lo que es mejor elegir opciones con vidrio templado..

La segunda puerta debe ser casi tan ancha como el eje de la caldera. Está diseñado para cargar y encender combustible, así como para eliminar las cenizas después de que se haya quemado. La abertura debe colocarse debajo del anillo de soporte..

También existen alternativas. La caldera, por ejemplo, puede tener un tanque circunferencial alrededor del cuerpo, o se puede envolver con una tubería de acero sin costura convencional durante 3-4 vueltas. Es necesario colocar el intercambiador de calor en la parte superior de la caldera, aunque el resto de la superficie exterior (incluida la chimenea) es apta para tomar calor de todo tipo de economizadores.

Equipamiento opcional

Solo queda hacer algunas mejoras. Para empezar, hagamos más eficiente la distribución del aire primario sobre el hogar del generador. Para hacer esto, suelde de 6 a 8 pétalos parabólicos perpendicularmente a la placa del pistón para formar una especie de impulsor..

La segunda adición útil a una caldera de este tipo es su tubería correcta. Debe instalarse una unidad de recirculación entre el suministro y el retorno del intercambiador de calor interno, que no permitirá que la temperatura del agua en la caldera descienda por debajo de 50–60 ° С. De lo contrario, la formación de condensación a partir de la humedad residual y la rápida corrosión de la pared es inevitable..

Suelde un pequeño perno a la parte superior del tubo del pistón y coloque un amortiguador con un orificio para regular la cantidad de aire suministrado al generador. Además, no debe reemplazar el extractor de humos con un ventilador, que es mucho más difícil de ajustar. La bomba de escape debe instalarse en un punto de la chimenea, a 2 metros de la caldera. Es óptimo si las aletas del radiador se instalan en esta sección de la tubería..