Construcción de una caldera de combustible sólido.

Crear un microclima cálido y acogedor en una casa de campo durante la estación fría es posible gracias a la presencia de equipos de calefacción bien seleccionados. El uso de calderas de combustible sólido es cada año más popular. Esto se debe al aumento de los precios de los recursos utilizados para operar los sistemas de calefacción. La disponibilidad de carbón y leña está desplazando fuentes de energía más caras como la electricidad, el gas y los combustibles líquidos.

¿Cómo funciona una caldera de combustible sólido?

El cuerpo de las unidades para quemar madera y carbón está fabricado en acero. Tiene forma rectangular y las dimensiones dependen de la potencia térmica. Como cualquier equipo de horno, dentro del marco de abajo hacia arriba se encuentran: un cenicero, una cámara de combustión, una camisa de agua, y en la parte superior hay un tubo para la eliminación de los productos de combustión.

A través de la puerta inferior de la unidad se eliminan las cenizas y también se regula el tiro y, en consecuencia, la potencia térmica de la caldera. El hogar está separado del cenicero mediante rejillas de hierro fundido. Gracias al uso de dicho material, se aumenta la vida útil de las rejillas. La cámara de combustión está equipada con una puerta separada a través de la cual se carga leña en la unidad.

El uso de diferentes materiales en la fabricación de camisas de agua divide los equipos de combustible sólido en modelos:

• con intercambiador de calor de hierro fundido;
• con camisa de acero.

La complejidad del diseño de los intercambiadores de calor depende de las funciones asignadas a la caldera, la potencia y el propósito. Las unidades que tienen una gran cantidad de pasajes multidireccionales de productos de combustión en la cavidad interna de las camisas están equipadas con amortiguadores especiales. La apertura o cierre de estas compuertas regula el flujo de aire de masas calientes durante la combustión del combustible.

Algunos fabricantes de equipos de calefacción instalan quemadores de hierro fundido en la superficie superior del cuerpo, que se utilizan en la vida cotidiana para cocinar. Estas unidades se denominan calderas de estufa.

El tubo de salida de la chimenea está equipado con una compuerta especial, que se utiliza para regular el flujo de aire caliente dirigido al canal de gases de escape durante la combustión.

¡REFERENCIA! Existen modelos diseñados para calentar baños. En la superficie superior de estas estufas de sauna se colocan piedras que calientan el aire y un intercambiador de calor calienta el agua corriente para su uso.

¿Cómo funciona una caldera de combustible sólido?

El principio de funcionamiento de las calderas de leña es que, después de cargar combustible en la cámara, se enciende y se cierra la cámara de combustión. Para la combustión se utiliza aire que se escapa a través de la parrilla. Bajo la influencia del tiro natural, los flujos calientes de gases de escape pasan de abajo hacia arriba, a lo largo de las cavidades de la camisa de agua. Debido a la alta temperatura de los productos de combustión, el intercambiador de calor se calienta y el humo se elimina a través del tubo de salida hacia la chimenea.

El uso de compuertas con las que está equipada la unidad permite regular el proceso de combustión. Cuando se enciende la caldera, se abren todas las compuertas, lo que proporciona acceso y eliminación de una gran cantidad de aire necesario para el funcionamiento de la caldera.A medida que se quema leña o carbón, primero cierre la compuerta del cenicero y, después de estabilizar la combustión, cierre el intercambiador de calor, asegurando el movimiento requerido de masas de aire caliente a través de la cavidad interna del equipo. La compuerta del tubo de la chimenea se cierra sólo cuando la compuerta del cenicero cerrada no puede contener el aumento de la temperatura del refrigerante.

¡ATENCIÓN! ¡Los fabricantes de unidades de combustible sólido no siempre proporcionan una compuerta al tubo de escape de humos! En este caso, la compuerta se instala en la chimenea.

Para mantener una temperatura de combustión constante se utilizan termostatos que, dependiendo de los cambios en los parámetros del refrigerante, controlan la compuerta inferior de la caldera. Instale el regulador en la parte superior de la camisa de agua. Gracias a la conexión rígida, con la ayuda de una palanca y una cadena, la posición de la compuerta cambia cuando se gira el cabezal térmico, que reacciona a las fluctuaciones en la temperatura del refrigerante.

El diseño de la mayoría de las unidades de combustible sólido implica la carga manual con leña o carbón. Los fabricantes de equipos modernos ofrecen a los consumidores modelos con suministro automático de combustible. Esta técnica es popular cuando se utilizan briquetas granuladas, fabricadas especialmente para la combustión durante la preparación del refrigerante.

Tipos de calderas según principio de funcionamiento.

La quema de madera o carbón en la cámara de combustión se puede realizar mediante varios métodos. El uso de un método u otro divide los equipos de combustible sólido en varias categorías.

Clásico

El nombre en sí habla del método de quemar combustible que es familiar para los equipos de hornos. El hogar se carga con leña, se enciende, se cierra la puerta y se regula el suministro de aire mediante un soplador manualmente o con un termostato.El aire caliente, al ascender, calienta la camisa de agua de la caldera y sale por la chimenea. La potencia de la unidad clásica está regulada por la compuerta de aire del cenicero. Pero incluso con la puerta completamente cerrada, el proceso de combustión continuará, sólo que con menor intensidad.

Este método es popular en la fabricación de calderas domésticas de baja potencia. Debido a la simplicidad del diseño, los artesanos que fabrican de forma independiente una unidad de calefacción suelen recurrir a esta técnica. Las superficies lisas de las cavidades internas facilitan el mantenimiento y la limpieza de la superficie interna de cenizas y hollín.

Quema larga

La principal desventaja de utilizar una caldera de combustible sólido es la necesidad de añadir leña a la cámara de combustión con frecuencia. Para aumentar el intervalo de tiempo entre descargas, se han desarrollado varias tecnologías. Uno de esos métodos se llama combustión prolongada.

Una característica de este método es la combustión gradual capa por capa de una gran cantidad de combustible almacenado. La desaceleración del proceso de combustión se logra cambiando la dirección del flujo de masas de aire caliente en la parte interna del intercambiador de calor. Dependiendo de la cantidad de corrientes que entran, las unidades de combustión prolongada son:

• bidireccional;
• tres vías;
• multipaso.

Los intercambiadores de calor con un gran número de carreras se utilizan en calderas industriales de alta potencia a partir de 100 kW. Los electrodomésticos de combustión prolongada se fabrican con una camisa de agua de dos o tres pasadas.

Las unidades de combustible sólido tipo mina han encontrado una amplia aplicación en la vida cotidiana. Cuya característica de diseño es que el ventilador está ubicado en la parte superior y la chimenea nace en la parte inferior. Estas calderas tienen una carrera de intercambiador de calor de arriba a abajo.La combustión se produce en una dirección inusual para las leyes de la física, debido a la dirección opuesta del empuje. La gran desventaja de este tipo de equipo es la necesidad constante de limpiar el tubo de salida de humos ubicado en la parte inferior de la carcasa. Debido a la inusual dirección del proceso de trabajo, la combustión de la madera se produce muy lentamente.

Además de las calderas de combustión prolongada que utilizan tiro natural en modo lento para aumentar los intervalos de tiempo entre cargas de combustible, existen unidades con regulación forzada de los flujos de aire mediante ventiladores. La complejidad de seleccionar el equipo y, posteriormente, controlar el movimiento de los flujos de aire caliente, hace que las calderas con movimiento forzado de gases de escape no sean muy populares.

pirólisis

Un tipo de combustión a largo plazo es la división del proceso de transferencia de calor en combustión de combustible sólido y postcombustión de gas de pirólisis. El hogar de este tipo de calderas se divide en dos cámaras: en la primera, la madera arde lentamente con falta de oxígeno, por lo que se libera gas secundario (hidrocarburos, nitrógeno, monóxido de carbono...), que arde en la segunda. parte de la cámara de combustión.

Para ralentizar la combustión en las unidades de pirólisis, a menudo se utiliza un tiro inverso, similar al creado en una unidad de tipo eje. O utilizan extractores de humos especiales que regulan el movimiento de los productos de combustión dentro del intercambiador de calor. Se suministra aire a la segunda cámara de combustión para la combustión del gas secundario. La cavidad interna de dicho equipo tiene una alta resistencia aerodinámica, lo que permite que el combustible no se queme en la primera cámara.Durante el proceso de trabajo en el segundo compartimento se queman todos los gases nocivos, cuya formación es típica de la combustión normal.

¡IMPORTANTE! ¡El funcionamiento de calderas de pirólisis no permite el uso de combustible con un contenido de humedad superior al 30%! ¡El exceso de humedad interferirá con el proceso de liberación de gases secundarios!

El proceso de doble combustión aumenta la eficiencia de la unidad de combustible sólido. El uso de menos leña o carbón en comparación con las calderas convencionales hace que el consumidor piense en la posibilidad de utilizar esta tecnología para calentar su propia casa.

En pellets

Los equipos costosos incluyen equipos de combustión prolongada que utilizan combustible granular como recurso. La complejidad del diseño se debe a la presencia de una tolva de carga y un mecanismo para introducir pellets en la cámara de combustión. La cantidad de tiempo (hasta 7 días) de funcionamiento autónomo de la unidad depende del tamaño del contenedor de carga, tiene forma de cono truncado, donde hay un orificio para conectar un tornillo u otro tipo de mecanismo que Divide las briquetas en la cámara de combustión, según sea necesario.

El funcionamiento de todos los componentes y mecanismos de dicha unidad se controla automáticamente. Los modelos modernos incluso están equipados con un mecanismo para limpiar el cenicero de las cenizas. Lo único que debe hacer el consumidor es cargar la tolva y encender el pellet. Se utilizan diseños similares cuando se utilizan astillas de madera, briquetas de carbón y otros tipos de combustible a granel.

¡IMPORTANTE! ¡El tanque de carga y el mecanismo de alimentación diseñados para un tipo de combustible no se pueden utilizar para disparar con otras materias primas no proporcionadas por el fabricante del equipo! ¡Tal violación dañará la caldera!

El uso de diferentes métodos de combustión y carga priva a las calderas de combustible sólido de la necesidad de una carga frecuente, al tiempo que aumenta significativamente el coste. Una gran selección de equipos de calefacción permite al consumidor evaluar correctamente sus propias necesidades y tomar una decisión informada.