¡La eficiencia de la caldera es increíblemente alta! ¿Qué otras características ofrece la calefacción con combustible sólido?

El nombre del sistema de calefacción lo deja claro: El combustible sólido actúa como portador de energía en él., que a su vez pueden ser renovables (madera) y fósiles (turba, carbón, esquisto).

Tipos de combustible sólido

Tipos populares de combustible sólido para calentar una casa o para su uso en salas de calderas. se consideran:

• combustible de carbón - hulla, antracita, lignito;
• combustible de turba - briquetas o pellets de turba;
• esquisto bituminoso;
• combustible de madera y sus derivados.

Para decidir qué materia prima es mejor elegir para calentar una instalación específica, tenga en cuenta características de la caldera (consumo de varios tipos de combustible), precios de las fuentes de energía y su suministro en la región.

Para calentar un edificio relativamente pequeño, el combustible ecológico más aceptable es madera y sus derivados: Serrín, virutas, astillas, briquetas y pellets. La leña es algo inferior al carbón en cuanto a poder calorífico, pero sus ventajas son innegables:

• Disponibilidad en la mayoría de las regiones de Rusia y, en consecuencia, el precio es bajo.
• Respeto al medio ambiente - La leña no emite sustancias nocivas (azufre) a la atmósfera.

El carbón supera a la madera Debido al mayor tiempo de combustión.

Tipos de calderas de combustible sólido para calefacción

La tarea de calentar equipos de cualquier tipo. consiste en calentar el refrigerante: agua, anticongelante, aceite o líquido especial a la temperatura especificada.

Por lo tanto, todos los tipos y modelos de calderas de combustible sólido tienen una serie de características comunes.

Todas las calderas de este tipo tienen un inconveniente común. La necesidad de añadir combustible constantemente durante la temporada de calefacción. Es imposible eliminar este inconveniente, pero es posible aumentar la frecuencia de adición de leña, carbón y turba incorporando unidades adicionales al diseño de la caldera. Para ello, es necesario comprender claramente el principio de funcionamiento y el mecanismo de una caldera de combustible sólido.

En total, hay diferentes tres tipos de calderas de combustible sólido — dispositivos clásicos, de pirólisis y de pellets.

Esquema clásico

Modelo tradicional y estándar de caldera de combustible sólido. es capaz de funcionar normalmente con cualquier combustible sólido.

El principio de funcionamiento, al igual que el de otros tipos de calderas, se basa en la combustión de la materia prima utilizada para calentar el refrigerante a una temperatura específica, liberándose el calor durante la combustión. Caldera clásica. Funciona de la misma manera que un horno convencional.Pero las paredes y el techo de la cámara de combustión son una camisa de agua. La cámara de combustible de la caldera es voluminosa y está separada del cenicero por rejillas en la parte inferior. El aire necesario para la combustión de la materia prima entra en la cámara de combustión a través de la puerta del cenicero, con una compuerta, y la rejilla.

Foto 1. Estructura de una caldera de combustible sólido de tipo clásico. Las flechas indican las partes del dispositivo.

Los gases de combustión que se forman en la cámara de combustión de la caldera se eliminan a través de la chimenea y, junto con ellos, también Una parte importante del calor “se va por el desagüe”. Este punto también debe tenerse en cuenta al elegir un modelo de dispositivo. Muchos fabricantes utilizan corredores de humo y curvas adicionales en el diseño de sus calderas para aumentar la eficiencia.

La ventaja obvia de un dispositivo de calefacción clásico Ausencia de electrónica, automatización y diversos sistemas de control, que suelen fallar con facilidad. Si la caldera cuenta con un termostato, su funcionamiento se basa en un principio mecánico.

Estos argumentos demuestran la fiabilidad de la caldera clásica de combustible sólido. En cuanto a las desventajas del diseño de este tipo de caldera, solo hay una: El equipo requiere atención constante Durante toda la temporada de calefacción: suministro de combustible, retirada de cenizas, limpieza de paredes y chimeneas.

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dispositivos de calentamiento de pellets

Los pellets son pequeños gránulos cilíndricos elaborados con madera, turba y residuos agrícolas. Este biocombustible tiene una capacidad calorífica una vez y media mayor que la de la leña. 20% de humedad.

Se ha desarrollado específicamente una instalación automatizada de alta eficiencia para revelar el potencial de los pellets (92%). Caldera de pellets Puede pasar desapercibido durante mucho tiempo humano.

Foto 2. Caldera de pellets de combustible sólido. A la izquierda, un tanque en forma de embudo para la carga de pellets.

El tiempo de combustión continua de la caldera depende de dos condiciones:

• Capacidad de búnker con suministro de pellets, desde donde ingresan al hogar.
• La necesidad de limpiar las piezas del dispositivo de hollín y cenizas.

Los elementos principales de la caldera son cámara de combustión (caja de fuego) e intercambiador de calor tubular. La unidad principal es un quemador con suministro de aire forzado. El aire caliente producido por el horno, al pasar por los conductos de humos, transfiere calor a la camisa de agua y, una vez enfriado, se expulsa al exterior por la chimenea. En los modelos de calderas de alta potencia, se instala un extractor de humos con ventilador para esta función.

Los generadores de calor de pellets también cuentan con un sistema de carga manual de combustible. En este diseño, la caldera se diferencia de los modelos clásicos únicamente por un quemador especial que proporciona una llama continua. Incorpora una tolva de pequeña capacidad con reserva de combustible. durante 1 a 7 días de combustión continua.

Gravedad específica de los pellets de 600 a 700 kg/m³, y el consumo diario promedio de combustible es 2 kg por hora para un dispositivo con potencia 10 kW, es decir 48 kg por día.

Los beneficios de utilizar una caldera de pellets incluyen las siguientes características:

• La mayor transferencia de calor del combustible y el propio diseño de la caldera permiten lograr eficiencia. hasta el 92%.
• La automatización garantiza la facilidad de mantenimiento y la seguridad operativa.

• Alto tiempo de combustión continua.
• Cantidad mínima de emisiones nocivas a la atmósfera.

Las desventajas de las calderas de pellets incluyen:

• Dependencia energética.
• Alto costo: el más caro entre sus "hermanos".

Pirólisis

De calderas tradicionales a calderas de pirólisis Se distinguen por un doble ciclo de combustión.Una de las cámaras se utiliza para quemar el combustible y la otra para el gas liberado.

La materia prima en la primera cámara de la caldera se quema a un bajo nivel de oxígeno y a una temperatura alta (hasta 800 °C) y comienza el proceso de formación de gas de pirólisis, cuya cantidad depende de la humedad del combustible.

La mejor fuente de energía para un dispositivo de este tipo es la madera dura. Se permite añadir pellets, así como residuos de madera.no más de una cuarta parte del volumen de leña).

Esquema de funcionamiento del generador de gas:

• El combustible se coloca en la parrilla.
• Se proporciona suministro de aire primario.
• El combustible encendido se lleva a la temperatura requerida.
• Al ajustar la válvula se limita el suministro de aire, iniciando así el proceso de pirólisis.
• El gas resultante se bombea a la cámara secundaria simultáneamente con el suministro de aire.
• El gas, al entrar en contacto con el oxígeno, se quema con una gran liberación de calor, calentando así el líquido en el intercambiador de calor.
• El producto de la combustión, el humo, sale por la chimenea.

Foto 3. Comparación de la estructura de una caldera de combustible sólido del tipo clásico (izquierda) y una caldera de pirólisis (derecha).

La velocidad de reacción del gas con el oxígeno. regulado por una válvula automática, lo que permite mantener la temperatura requerida del refrigerante.

Las ventajas de las calderas generadoras de gas incluyen:

• completo, casi el 100% combustión de combustible (eficiencia) 85 - 95%);
• Fácil regulación de la temperatura del refrigerante.

Las desventajas de las calderas se consideran:

• alto costo del equipo;
• Altas exigencias en la calidad del combustible (humedad no más del 20%).

Materiales para hacer una caldera

Una vez resuelto el problema con el tipo de combustible, comienzan a seleccionar el material para el elemento principal del sistema de calefacción: la caldera.

• Hierro fundido

Sus ventajas incluyen la durabilidad, una caldera de hierro fundido sirve 35 años o másPero aquí terminan las cualidades positivas.

Las características negativas de una caldera de hierro fundido incluyen: Alto riesgo de choque térmico.

Frágil Según sus propiedades físicas, el hierro fundido es una aleación de hierro y carbono, reacciona mal a los cambios bruscos de temperaturaDebido a la calidad del material, la caldera requiere tuberías, es decir, la conexión de uno o más circuitos de calefacción, dotando al sistema de calefacción de automatización.

Precio Un punto importante a tener en cuenta es que el coste de una caldera de hierro fundido es elevado y, si es necesario repararla, el coste será considerable. Esto se debe a la imposibilidad de reparación: los elementos de hierro fundido de las calderas no se pueden soldar ni sellar eficazmente. Una pieza defectuosa deberá sustituirse por completo.

Hierro fundido miedo al impacto mecánico repentino (choque).

Los expertos y los usuarios no han llegado a un consenso sobre esta cuestión. Enfriamiento prolongado de los elementos de hierro fundido de la caldera. En términos de funcionamiento, esto es bueno, pero en caso de reparaciones urgentes o la necesidad de cambiar rápidamente a otro modo de calefacción, es malo.

• Acero

Se trata de la misma aleación de hierro y carbono. Pero, a diferencia del hierro fundido, contiene otros elementos químicos: metales y no metales. Por ello, el acero se considera una aleación que contiene no menos del 45% de hierro.

Las calderas de acero están sujetas a la corrosión y sirven 10 - 15 años menos que el hierro fundido, pero tambiéntienen algunas ventajas:

• El equipo es más económico que la opción anterior.
• Una caldera de acero de baja potencia puede tener una cámara de combustión de gran volumen. En el caso de los aparatos de hierro fundido, la profundidad de la cámara de combustión depende de su potencia, por ejemplo. 15 kW corresponde 30 centímetros. Mientras que con las calderas de acero, con potencia similar, la profundidad puede ser hasta 60 cm.
• Las calderas de acero se pueden reparar y poner en funcionamiento fácilmente mediante soldadura.
• Casi todos los dispositivos están equipados con automatización, lo que no puede decirse de los productos de hierro fundido.

Vídeo útil

Vea el vídeo, que demuestra el proceso de instalación de una caldera de combustible sólido en una casa.

Cómo elegir la potencia del dispositivo

Para realizar la elección final de una caldera de calefacción, Es necesario conocer la transferencia de calor del combustible y el procedimiento para calcular la potencia requerida.

Disipación de calor:

• carbón - 6500 kcal/kg;
• briquetas de residuos de madera - 4500 kcal/kg;
• leña 20% humedad - 3600 kcal/kg;
• leña 50% humedad - 1900 kcal/kg.

El carbón tiene el mayor rendimiento calorífico, pero es aconsejable el uso de madera. a bajo precio en la región de residencia.

Los minoristas ofrecen una amplia gama de equipos de calefacción, pero no todos los fabricantes tienen prisa en indicar el combustible principal en las características de los dispositivos.

Si la caldera está diseñada para carbón, la leña también arderá perfectamente, pero la eficiencia no corresponderá a la declarada. Esto afectará de la duración de la combustión y de la cantidad de madera consumida.

Tome la decisión correcta para el usuario Un cálculo aritmético simple ayudará.

En promedio para calefacción 10 metros² altura de las habitaciones hasta 3 metros requerido 1 kW Capacidad de la caldera. Es decir, para calentar un espacio con una superficie 100 metros² suficiente 10 kW.

Se obtendrá un resultado similar si el cálculo se basa en el volumen de la habitación. En este caso, para un aislamiento térmico eficaz del edificio, es necesario 40 W por 1 m²Por ejemplo: la altura de las paredes 2,5 metros, cuadrado 100 metros², 100x2,5x40=10000 W (10 kW).

Este cálculo es adecuado cuando la caldera se utiliza únicamente para calefacción. Para una caldera de doble circuito, que funciona como caldera de calefacción indirecta, tenga en cuenta Capacidad del intercambiador de calor.