A eficiência da caldeira é incrivelmente alta! Quais outras características o aquecimento a combustível sólido oferece?

Por que o aquecimento é chamado de combustível sólido fica claro pelo seu nome - o combustível sólido atua como um transportador de energia nele, que, por sua vez, pode ser renovável (madeira) e fóssil (turfa, carvão, xisto).

Tipos de combustível sólido

Tipos populares de combustível sólido para aquecimento residencial ou para uso em salas de caldeiras são considerados:

• combustível de carvão - hulha, antracito, linhita;
• combustível de turfa - briquetes ou pellets de turfa;
• xisto betuminoso;
• combustível de madeira e seus derivados.

Para decidir qual a melhor matéria-prima para aquecimento de uma instalação específica, leve em consideração características da caldeira (consumo de vários tipos de combustível), preços das fontes de energia e sua distribuição na região.

Para aquecer um edifício relativamente pequeno, o combustível mais aceitável e amigo do ambiente é madeira e seus derivados: serragem, aparas, cavacos, briquetes e pellets. A lenha é um pouco inferior ao carvão em termos de poder calorífico, mas as vantagens da lenha são inegáveis:

• Disponibilidade na maioria das regiões da Rússia e, portanto, o preço é baixo.
• Eco-amizade - a lenha não emite substâncias nocivas (enxofre) para a atmosfera.

O carvão vence a madeira devido ao maior tempo de queima.

Tipos de caldeiras de combustível sólido para aquecimento

A tarefa de aquecer equipamentos de qualquer tipo consiste em aquecer o refrigerante: água, anticongelante, óleo ou líquido especial até a temperatura especificada.

Portanto, todos os tipos e modelos de caldeiras de combustível sólido têm uma série de características comuns.

Todas as caldeiras deste tipo têm uma desvantagem comum. - a necessidade de adicionar combustível constantemente durante toda a estação de aquecimento. É impossível eliminar essa desvantagem, mas é perfeitamente possível aumentar a frequência de adição de lenha, carvão e turfa incluindo unidades adicionais no projeto da caldeira. Para implementar isso, você precisa entender claramente o princípio de funcionamento e o mecanismo de uma caldeira de combustível sólido.

No total, existem diferentes três tipos de caldeiras de combustível sólido — dispositivos clássicos, de pirólise e de pellets.

Esquema clássico

Modelo tradicional e padrão de caldeira de combustível sólido é capaz de operar normalmente com qualquer combustível sólido.

O princípio de funcionamento, como o de outros tipos de caldeiras, baseia-se na combustão da matéria-prima "oferecida" para aquecer o refrigerante a uma temperatura específica, com o calor liberado durante o processo de combustão. Caldeira clássica funciona da mesma forma que um forno convencional, mas as paredes e o "teto" da fornalha são uma camisa d'água. A câmara de combustível da caldeira em si é volumosa, separada do cinzeiro por grelhas na parte inferior. O ar necessário para a queima da matéria-prima entra na fornalha pela porta do cinzeiro com um registro e a grelha.

Foto 1. Estrutura de uma caldeira de combustível sólido do tipo clássico. As setas indicam as partes do dispositivo.

Os gases de combustão formados na caixa de fogo da caldeira são removidos pela chaminé e junto com eles também Uma parcela significativa do calor "vai pelo ralo". Este ponto também deve ser levado em consideração na escolha do modelo do dispositivo. Muitos fabricantes utilizam corredores de fumaça e curvas adicionais nos projetos de suas caldeiras para aumentar a eficiência.

A vantagem óbvia de um dispositivo de aquecimento clássico - ausência de eletrônica, automação e diversos tipos de sistemas de controle, que são muito propensos a quebrar. Se o projeto da caldeira tiver um termostato, ele funciona com base em um princípio mecânico.

Tais argumentos falam da confiabilidade da caldeira clássica de combustível sólido. Quanto às desvantagens do projeto de uma caldeira deste tipo, há apenas uma: o equipamento requer atenção constante durante toda a estação de aquecimento: fornecimento de combustível, remoção de cinzas, limpeza de paredes e chaminés.

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Dispositivos de aquecimento de pellets

Pellets são pequenos grânulos cilíndricos feitos de madeira, turfa e resíduos agrícolas. Este biocombustível tem uma capacidade de aquecimento uma vez e meia maior que a da lenha. 20% de umidade.

Uma instalação automatizada de alta eficiência foi desenvolvida especificamente para revelar o potencial dos pellets (92%). Caldeira de pellets pode passar despercebido por um bom tempo humano.

Foto 2. Caldeira de combustível sólido a pellets. À esquerda, um tanque em forma de funil para carregamento de pellets.

O tempo de queima contínua da caldeira depende de duas condições:

• Capacidade do bunker com suprimento de pellets, de onde eles entram na fornalha.
• A necessidade de limpar as peças do dispositivo de fuligem e cinzas.

Os principais elementos da caldeira são câmara de combustão (caixa de fogo) e trocador de calor tubular. A unidade principal é um queimador com suprimento de ar forçado. O ar quente produzido pela fornalha, passando pelos tubos de incêndio, transfere calor para a camisa de água e, através da chaminé, já resfriado, é expelido. Em modelos de caldeiras de alta potência, um ventilador - um exaustor de fumaça - é instalado para esse trabalho.

Os geradores de calor a pellets também possuem um sistema de carregamento manual de combustível. Neste projeto, a caldeira difere dos modelos clássicos apenas por um queimador de maçarico especial que fornece uma chama contínua. Possui um funil de pequena capacidade acoplado com reserva de combustível. por 1 a 7 dias de queima contínua.

Gravidade específica dos pellets de 600 a 700 kg/m³, e o consumo médio diário de combustível é 2 kg por hora para um dispositivo com energia 10 kW, ou seja, 48 kg por dia.

Os benefícios de usar uma caldeira de pellets incluem os seguintes recursos:

• O aumento da transferência de calor do combustível e o próprio projeto da caldeira permitem alcançar a eficiência até 92%.
• A automação garante facilidade de manutenção e segurança operacional.

• Alto tempo de queima contínua.
• Quantidade mínima de emissões nocivas na atmosfera.

As desvantagens das caldeiras a pellets incluem:

• Dependência energética.
• Alto custo - o mais caro entre seus "irmãos".

Pirólise

Das caldeiras tradicionais às caldeiras de pirólise são distinguidos por um ciclo de combustão duploUma das câmaras é usada para queimar combustível, a outra para o gás liberado.

A matéria-prima na primeira câmara da caldeira queima em baixo nível de oxigênio e alta temperatura (até 800 °C) e inicia o processo de formação do gás de pirólise, cuja quantidade depende da umidade do combustível.

A melhor fonte de energia para tal dispositivo é a madeira nobre. É permitido adicionar pellets, bem como resíduos de madeira (não mais que um quarto do volume de lenha).

Esquema de funcionamento do gerador de gás:

• O combustível é colocado na grelha.
• O fornecimento de ar primário é fornecido.
• O combustível inflamado é levado à temperatura necessária.
• Ajustando a válvula, o suprimento de ar é limitado, iniciando assim o processo de pirólise.
• O gás resultante é bombeado para a câmara secundária simultaneamente com o suprimento de ar.
• O gás, ao entrar em contato com o oxigênio, queima com grande liberação de calor, aquecendo assim o líquido no trocador de calor.
• O produto da combustão, a fumaça, sai pela chaminé.

Foto 3. Comparação da estrutura de uma caldeira de combustível sólido do tipo clássico (esquerda) e uma caldeira de pirólise (direita).

A taxa de reação do gás com o oxigênio regulado por uma válvula automática, o que permite manter a temperatura necessária do líquido de arrefecimento.

As vantagens das caldeiras geradoras a gás incluem:

• completo, quase 100% combustão de combustível (eficiência) 85 - 95%);
• fácil regulação da temperatura do líquido de arrefecimento.

As desvantagens das caldeiras são consideradas:

• alto custo do equipamento;
• altas exigências de qualidade do combustível (humidade não mais que 20%).

Materiais para fazer uma caldeira

Uma vez resolvido o problema com o tipo de combustível, eles começam a selecionar o material para o elemento principal do sistema de aquecimento: a caldeira.

• Ferro fundido

Suas vantagens incluem durabilidade, uma caldeira de ferro fundido serve 35 anos ou maisMas é aqui que as qualidades positivas terminam.

As características negativas de uma caldeira de ferro fundido incluem: alto risco de choque térmico.

Frágil De acordo com suas propriedades físicas, o ferro fundido é uma liga de ferro e carbono, reage mal a mudanças bruscas de temperatura. Devido a esta qualidade do material, a caldeira necessita de tubulação, ou seja, conexão de um ou mais circuitos de aquecimento, equipando o sistema de aquecimento com automação.

Preço - um ponto importante que merece atenção, pois o custo de uma caldeira de ferro fundido é alto e, se forem necessários reparos, você terá que pagar uma quantia considerável. Isso se explica pela impossibilidade de reparo - os elementos de ferro fundido em caldeiras não podem ser soldados ou vedados de forma eficaz. Uma peça defeituosa terá que ser substituída completamente.

Ferro fundido medo de impacto mecânico repentino (choque).

Especialistas e usuários não chegaram a um consenso sobre essa questão. longo resfriamento dos elementos de ferro fundido da caldeira. Em termos de operação, isso é bom, mas em caso de reparos urgentes ou necessidade de mudar rapidamente para outro modo de aquecimento, é ruim.

• Aço

Trata-se da mesma liga de ferro e carbono. Mas, ao contrário do ferro fundido, contém outros elementos químicos — metais e não metais. Diante disso, o aço é considerado uma liga que contém não menos que 45% de ferro.

As caldeiras de aço estão sujeitas à corrosão e servem 10 a 15 anos a menos que o ferro fundido, mas tambémtem algumas vantagens:

• O equipamento é mais barato que a opção anterior.
• Uma caldeira de aço de baixa potência pode ter uma caixa de fogo de volume bastante grande. Para dispositivos de ferro fundido, a profundidade da caixa de fogo depende da sua potência, por exemplo, 15 kW corresponde 30 centímetros. Enquanto que com caldeiras de aço - com potência semelhante, a profundidade pode ser até 60 cm.
• Caldeiras de aço podem ser reparadas e facilmente colocadas em condições de funcionamento por meio de soldagem.
• Quase todos os dispositivos são equipados com automação, o que não pode ser dito dos produtos de ferro fundido.

Vídeo útil

Assista ao vídeo que demonstra o processo de instalação de uma caldeira de combustível sólido em uma casa.

Como escolher a potência do dispositivo

Para fazer uma escolha final de uma caldeira de aquecimento, Você precisa conhecer a transferência de calor do combustível e o procedimento para calcular a potência necessária.

Dissipação de calor:

• carvão - 6500 kcal/kg;
• briquetes de resíduos de madeira - 4500 kcal/kg;
• lenha 20% umidade - 3600 kcal/kg;
• lenha 50% umidade - 1900 kcal/kg.

O carvão tem a maior produção de calor, mas o uso de madeira é aconselhável a um preço baixo na região de residência.

Os varejistas oferecem uma ampla variedade de equipamentos de aquecimento, mas nem todos os fabricantes têm pressa em indicar o combustível primário nas características dos aparelhos.

Se a caldeira for projetada para carvão, a madeira também queimará perfeitamente, mas a eficiência não corresponderá à declarada. Isso afetará da duração da combustão e da quantidade de madeira consumida.

Tome a decisão certa para o usuário cálculos aritméticos simples ajudarão.

Em média para aquecimento 10 metros² altura dos cômodos até 3 metros obrigatório 1 kW capacidade da caldeira. Ou seja, para aquecer um espaço com uma área 100 metros² suficiente 10 kW.

Resultado semelhante será obtido se o cálculo for feito com base no volume da sala. Neste caso, com isolamento térmico eficaz da edificação, é necessário 40 W por 1 m². Por exemplo: a altura das paredes 2,5 m, quadrado 100 metros², 100x2,5x40=10000 W (10 kW).

Este cálculo é adequado quando a caldeira é utilizada apenas para aquecimento. Para uma caldeira de circuito duplo, que serve como caldeira de aquecimento indireto, leve em consideração capacidade do trocador de calor.