Caldeiras de aquecimento a combustível sólido: principais tipos e critérios para escolher a melhor unidade

Poder

Para não escolher modelos com alta potência, cuide da perda de calor da sua casa.

Ao escolher uma unidade, você deve prestar atenção ao seu poder. Não há requisitos especiais aqui, para cada 10 m².

m. área, precisamos de 1 kW de energia térmica. Ou seja, para uma casa média de 150 metros quadrados. m. você precisará de uma caldeira de combustível sólido com capacidade de 15 kW. Também adicionamos uma pequena margem de 10-20% - será necessária em caso de geadas inesperadas ou ao usar combustível de baixa qualidade.

Você também precisa lidar com as perdas de calor. Para isso, avaliamos a presença de isolamento de janelas, paredes e sótão.As perdas podem ser reduzidas com a instalação de janelas de vidro triplo, revestimento das paredes principais com tijolos e isolamento térmico adicional (penoizol, lã mineral), isolamento de sótãos e portas.

Os vazamentos de calor mais violentos ocorrem em salas com muitas paredes externas. Por exemplo, se você deseja aquecer uma casa de campo de um quarto, pode obter com segurança uma margem de 30%, pois aqui todas as paredes serão externas.

Como melhorar o desempenho da caldeira

Uma caldeira de combustível sólido automontada, como regra, é caracterizada por perdas de calor significativas associadas ao escape de calor para a chaminé. Além disso, quanto mais reta e alta a chaminé, mais calor é perdido. A saída neste caso será a criação do chamado escudo de aquecimento, ou seja, uma chaminé curva, que permite transferir mais energia térmica para a alvenaria. O tijolo, por sua vez, emitirá calor para o ar da sala, aquecendo-o. Muitas vezes, esses movimentos são organizados nas paredes entre os quartos. No entanto, essa abordagem é viável apenas se a caldeira estiver localizada no porão ou no piso do porão, ou se for construída uma chaminé volumosa de vários estágios.

Alternativamente, a eficiência da caldeira pode ser aumentada instalando um aquecedor de água ao redor da chaminé. Neste caso, o calor dos gases de combustão aquecerá as paredes da chaminé e será transferido para a água. Para esses fins, a chaminé pode ser feita a partir de um tubo mais fino, que é embutido em um tubo maior.

A maneira mais eficaz de aumentar a eficiência de uma caldeira de combustível sólido é instalar uma bomba de circulação que bombeia água à força. Isso aumentará a produtividade da planta em cerca de 20-30%.

Obviamente, é necessário projetar a caldeira para que o refrigerante possa circular sozinho se a eletricidade for desligada em casa. E se estiver disponível, a bomba acelerará o aquecimento da casa a temperaturas confortáveis.

Proteção de uma caldeira de combustível sólido contra superaquecimento

Em uma caldeira de combustível sólido, o combustível queimado e a própria caldeira têm uma massa bastante grande. Portanto, o processo de liberação de calor na caldeira tem uma grande inércia. A combustão do combustível e o aquecimento da água em uma caldeira de combustível sólido não podem ser interrompidos instantaneamente cortando o fornecimento de combustível, como é feito em uma caldeira a gás.

Caldeiras de combustível sólido, mais do que outras, são propensas ao superaquecimento do refrigerante - água fervente se o calor for perdido, por exemplo, quando a circulação de água no sistema de aquecimento parar repentinamente ou mais calor for liberado na caldeira do que consumido.

A água fervente na caldeira leva a um aumento de temperatura e pressão no sistema de aquecimento com todas as consequências graves - a destruição do equipamento do sistema de aquecimento, ferimentos em pessoas, danos materiais.

Os modernos sistemas de aquecimento fechados com caldeira a combustível sólido são especialmente propensos ao superaquecimento, pois contêm um volume relativamente pequeno de líquido de arrefecimento.

Os sistemas de aquecimento geralmente usam tubos de polímero, coletores de controle e distribuição, várias torneiras, válvulas e outros acessórios. A maioria dos elementos do sistema de aquecimento é muito sensível ao superaquecimento do líquido de arrefecimento e aos picos de pressão causados ​​pela água fervente no sistema.

A caldeira de combustível sólido no sistema de aquecimento deve ser protegida contra superaquecimento do líquido de arrefecimento.

Para proteger a caldeira de combustível sólido do superaquecimento Em um sistema de aquecimento fechado que não está conectado à atmosfera, duas etapas devem ser tomadas:

1. Desligue o fornecimento de ar de combustão ao forno da caldeira para reduzir a intensidade de combustão do combustível o mais rápido possível.
2. Providencie o resfriamento do transportador de calor na saída da caldeira e evite que a temperatura da água suba até o ponto de ebulição. O resfriamento deve ocorrer até que a liberação de calor seja reduzida a um nível em que a água fervente se torne impossível.

Considere como proteger a caldeira do superaquecimento, usando o circuito de aquecimento como exemplo, mostrado abaixo.

Esquema de conexão de uma caldeira de combustível sólido a um sistema de aquecimento fechado

Esquema de um sistema de aquecimento fechado com uma caldeira de combustível sólido.

1 - grupo de segurança da caldeira (válvula de segurança, purgador automático, manômetro); 2 - um tanque com abastecimento de água para resfriar o refrigerante em caso de superaquecimento da caldeira; 3 - válvula de fechamento do flutuador; 4 - válvula térmica; 5 - grupo para conectar um tanque de membrana de expansão; 6 - unidade de circulação de refrigerante e proteção da caldeira contra corrosão de baixa temperatura (com bomba e válvula de três vias); 7 - proteção do trocador de calor contra superaquecimento.

A proteção da caldeira contra superaquecimento funciona da seguinte forma. Quando a temperatura do refrigerante sobe acima de 95 graus, o termostato da caldeira fecha o registro para fornecer ar à câmara de combustão da caldeira.

A válvula térmica pos.4 abre o fornecimento de água fria do tanque pos.2 para o permutador de calor pos.7. A água fria que flui através do trocador de calor resfria o refrigerante na saída da caldeira, evitando a ebulição.

O abastecimento de água no tanque pos.2 é necessário em caso de falta de água no abastecimento de água, por exemplo, durante uma queda de energia. Muitas vezes, um tanque de armazenamento comum é instalado no sistema de abastecimento de água da casa.Em seguida, a água para resfriar a caldeira é retirada deste tanque.

Um permutador de calor para proteger a caldeira de sobreaquecimento e arrefecimento do líquido de refrigeração, pos. 7 e uma válvula térmica, pos. 4, são normalmente incorporados no corpo da caldeira pelos fabricantes de caldeiras. Isso se tornou um equipamento padrão para caldeiras projetadas para sistemas de aquecimento fechados.

Nos sistemas de aquecimento com caldeira de combustível sólido (com exceção dos sistemas com depósito de reserva), as válvulas termostáticas e outros dispositivos automáticos que reduzem a extração de calor não devem ser instalados nos dispositivos de aquecimento (radiadores). A automação pode reduzir o consumo de calor durante o período de queima intensiva de combustível na caldeira, e isso pode fazer com que a proteção contra superaquecimento seja acionada.

Outra maneira de proteger uma caldeira de combustível sólido do superaquecimento é descrita no artigo:

Leia: Tanque tampão - proteção de uma caldeira de combustível sólido contra superaquecimento.

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Tipos de caldeiras de combustível sólido

Esses dispositivos diferem nos tipos de combustível usados, no número de fornos e câmaras de combustão, no método de fornecimento de combustível e no material de que são feitos. Existem vários tipos de caldeiras a combustível sólido.

Aquecedores de queima constante

Eles são feitos de ferro fundido ou aço, contêm uma ou duas fornalhas, funcionam apenas em carvão e madeira, o ciclo de trabalho é de 4 a 6 horas, o combustível é fornecido manualmente. O esquema de controle desse equipamento é principalmente mecânico, a temperatura da caldeira é de 60 a 70 graus, a diferença entre o fornecimento e o retorno é de 20 graus.

Consumo de energia de 7 a 50 kW e eficiência - 80-90%.

Dispositivos de queima longa

Unidades de forno único de aço - o forno está localizado na parte superior, o que garante uma queima mais longa de um marcador (lenha por mais de 24 horas, carvão - até 144 horas) e aquecimento uniforme do refrigerante.

Trabalha em lenha e seus derivados (briquetes, serragem, aparas, etc.), bem como em carvão. A temperatura da caldeira é de 70 a 80 graus, a potência é de até 50 kW, a eficiência é de 90 a 95%. O combustível é fornecido manualmente.

Combustível sólido de pirólise

Eles são feitos de aço, possuem duas câmaras conectadas por um bocal. A tecnologia reside no fato de que o combustível principal (lenha seca com teor de umidade não superior a 25%), queimando na primeira câmara, emite gás de madeira combustível, que se inflama na segunda câmara.

O ciclo de operação no caso de conectar um tanque de buffer é possível de 6 horas a um dia, a temperatura de operação da caldeira é de 70 a 95 graus, o consumo de energia é de até 120 kW, a eficiência é de 90 a 95%.

Pelota

Os agregados de aço operam em grânulos (pellets) feitos de resíduos de madeira - serragem, aparas, etc. Na presença de grelhas removíveis, é possível usar carvão e lenha.

Temperatura alcançada - 70-80 graus, potência de até 400 kW, ciclo de trabalho de 24 a 144 horas.

O esquema de fornecimento de combustível em tais caldeiras pode ser automatizado, controle eletrônico. Este tipo de equipamento é usado para aquecer salas com uma grande área.

Recomendações para escolher uma caldeira de combustível sólido

Entre a variedade de opções caldeiras de combustível sólido é importante escolher que será mais adequado às condições específicas. Tanto os parâmetros da casa quanto as condições do entorno são levados em consideração

Combustível utilizado

Ao escolher uma caldeira de combustível sólido, os seguintes parâmetros são levados em consideração:

• preço;
• eficiência;
• tempo de um download;
• prevalência na área.

O combustível é carregado em caldeiras de pellets de combustível sólido até uma vez por mês, em carvão - uma vez a cada poucos dias. As caldeiras de madeira funcionam a partir de um marcador por não mais que um dia.

Se possível, é melhor instalar uma caldeira de aquecimento que exija menos manutenção. Mas se você puder comprar, por exemplo, apenas lenha sem problemas e interrupções, terá que optar por elas.

Dispositivo de construção

O carregamento automático simplifica muito o processo de aquecimento de uma casa, mas essas caldeiras de combustível sólido requerem eletricidade. Portanto, este método não é adequado para dachas, onde muitas vezes há interrupções ou a potência alocada de eletricidade dificilmente é suficiente para outras necessidades.

Dos tipos de projeto da caldeira, é melhor escolher a pirólise ou a combustão a longo prazo. Neles, os recursos são gastos de forma mais eficiente, ou seja, os custos são reduzidos.

Poder

A partir deste parâmetro depende de qual área da casa a caldeira de combustível sólido instalada pode aquecer. Se não for suficiente, será muito frio. Mas também não vale a pena escolher com uma margem grande.

Caso contrário, a sala estará muito quente. Além disso, os custos de aquecimento aumentarão significativamente.

Para determinar a potência necessária da caldeira, calcule a perda de calor da casa. Eles dependem de seu tamanho, materiais e clima.

Mas para um cálculo aproximado, basta conhecer a área total. 1 kW é suficiente para aquecer 10 metros quadrados. m. com uma altura de teto de cerca de 2,5-2,7 metros.

Para levar em conta as condições climáticas, são usados ​​coeficientes especiais. O valor resultante é multiplicado por:

• 1,5-2 para as regiões do norte;
• 1-1,2 para a banda do meio;
• 0,7-0,9 para as regiões do sul.

Esses cálculos estão corretos apenas para aquecer a casa. Se também estiver planejado aquecer água para necessidades domésticas, a capacidade será aumentada em outros 20-25%.

Dimensões e peso do dispositivo

O tamanho da caldeira de combustível sólido depende de qual forno é necessário. A distância das paredes deve ser de pelo menos 20-25 cm.

Ocupe mais espaço caldeiras a pellets de combustível sólido com automático carregando. Seu bunker em tamanho às vezes excede o próprio dispositivo.

Em geral, todas as caldeiras de aquecimento a combustível sólido têm um peso considerável. Portanto, eles são instalados no chão e não pendurados na parede.

Referência. Caldeiras de combustível sólido de ferro fundido são mais pesadas que as de aço. Muitas vezes eles exigem a instalação de uma fundação.

Número de circuitos

Modelos de caldeiras de circuito único executam apenas uma função - aquecer a casa. Outras tecnologias terão que ser usadas para aquecer a água.

Foto 3. Caldeira de combustível sólido de circuito único. Está ligado ao sistema de aquecimento, através do qual circula o refrigerante.

Em uma caldeira de combustível sólido de circuito duplo, existem dois tubos de saída. Um sistema de radiadores é conectado a um deles e a água para as necessidades domésticas sai para o outro. Isso é mais conveniente - você não precisará de um segundo dispositivo, mas o consumo de recursos aumentará. E em caso de avaria, não haverá calor nem água quente.

Funções adicionais

Alguns modelos de caldeiras de combustível sólido têm uma ou mais das seguintes funções:

1. Uma placa que permite cozinhar alimentos. Isso é especialmente útil para casas pequenas.
2. Acendimento automático de lenha.
3. Sensor de pressão.
4. Acumulador térmico.

Um acumulador de calor é um tanque cheio de água. Está localizado na chaminé ou conectado separadamente. Durante o fogo, a água nele aquece.Em seguida, é usado para necessidades domésticas ou (com menos frequência) para aquecimento (após o resfriamento do líquido "principal" no sistema). O uso dessa tecnologia torna a operação do equipamento mais eficiente.

O princípio de operação de caldeiras automáticas de queima longa

A caldeira automática de combustível sólido de longa duração é uma instalação poderosa com um bunker no qual o combustível sólido é armazenado. Uma peça semelhante pode ser integrada à caldeira ou colocada em uma sala mobiliada separadamente.

No primeiro caso, o armazenamento é fixado na parte superior ou lateral do equipamento da caldeira. Mas devido à quantidade limitada de combustível, a maioria dos consumidores para na segunda opção e prepara uma sala especial.

Para mover lenha ou serragem do "armazém" para a câmara de combustão, um mecanismo de carregamento é ativado. É parafuso ou pneumático. Um transportador pneumático é usado como mecanismo de alimentação - um tubo através do qual os pellets de células de combustível são transferidos com a ajuda de massas de ar.

Fonte

A principal vantagem desse equipamento é a dependência energética parcial, pois a câmara de combustível é carregada uma vez ao dia. Das desvantagens, há altos custos de energia elétrica durante a operação das unidades de abastecimento de combustível.

Um grande número de unidades suporta a alimentação do parafuso de grânulos e a intensidade de carregamento é determinada pela automação.

A caldeira de combustível sólido com alimentação automática de combustível possui as seguintes características:

1. Para ajustar a temperatura do refrigerante, a intensidade do suprimento de ar para o tanque é alterada.
2. O sistema é controlado de acordo com o seguinte princípio: o sensor de temperatura envia um sinal eletromagnético ao mecanismo de controle, como resultado do qual o registro de ar é aberto ou fechado.
3. Para regular a temperatura do ar dentro da sala, são utilizados um termostato e válvulas de 3 vias.
4. Para compensar as quedas de pressão no sistema de aquecimento e protegê-lo do superaquecimento do líquido de refrigeração, os componentes do grupo de segurança estão equipados na caldeira. Estes incluem um tanque de expansão, uma válvula de segurança com purgador de ar e um dispositivo de medição (manômetro).
5. Para proteger o líquido de refrigeração do superaquecimento, sensores de proteção e circuitos de refrigeração com circulação natural são colocados na caldeira.
6. Com a ajuda de um sensor de tiragem, a operação da caldeira é suspensa em caso de diminuição da tiragem no forno.
7. Para monitorar a funcionalidade da unidade e selecionar o regime de temperatura ideal, um módulo de controle é colocado na unidade.
8. Se você instalar um módulo GSM adicional, poderá fornecer controle remoto e gerenciamento do sistema de aquecimento usando um smartphone ou tablet.

Ao escolher caldeiras automáticas de combustível sólido, é importante prestar atenção a essas nuances:

1. O consumo de materiais combustíveis é determinado pela sua qualidade (teor calórico, umidade, teor de cinzas). Ao mesmo tempo, as matérias-primas de alta qualidade são caras e o grau de consumo depende das condições externas de temperatura.
2. A frequência de fornecimento de combustível depende do volume do bunker.
3. A potência da caldeira é selecionada levando em consideração a área do edifício aquecido. Não faz sentido comprar unidades de alto desempenho para pequenos espaços.Os parâmetros operacionais ideais são determinados pela seguinte fórmula: 2 kW por 10 m².
4. Com uma quantidade idêntica de combustível queimado, 2 caldeiras podem ter indicadores de eficiência diferentes. O intervalo médio varia de 60 a 85%.
5. Dependendo do nível de automação, é assegurada a operação autônoma ininterrupta do equipamento sem intervenção humana.

As caldeiras automáticas de combustível sólido têm as seguintes vantagens:

1. Consumo econômico de combustível sólido. Ao mesmo tempo, os resíduos de carvão e madeira são vendidos a preços acessíveis.
2. Autonomia e independência quase completas da participação humana.
3. Conformidade com as normas ambientais.
4. Facilidade de instalação do equipamento.

Além das vantagens, essas unidades também apresentam desvantagens. Portanto, se as lascas de madeira forem usadas como matéria-prima de combustível, durante o tempo de inatividade prolongado, elas podem grudar ou endurecer no fundo do tanque. O material úmido não fornece o grau de aquecimento desejado.

Para o bom funcionamento da caldeira, é importante limpá-la constantemente da sujeira.

Caldeiras de combustível sólido

Se falamos sobre esse tipo de equipamento de combustível, são caldeiras tradicionais que têm o design mais simples. O combustível queima da maneira usual, aquecendo a água, que transporta calor por toda a casa. A vantagem é que o preço de uma caldeira a combustível sólido para aquecer uma casa particular será baixo. Entre as deficiências, pode-se distinguir o seguinte: perda de energia liberada, a necessidade de muitas vezes colocar combustível.

   
O design moderno das caldeiras de combustível sólido permitirá que elas se encaixem em qualquer espaço vital.

Se antes, quando as tecnologias de caldeiras a combustível eficientes ainda não eram utilizadas para uso privado, este era o equipamento mais utilizado.Atualmente, pode ser comprado para casas de campo, onde está prevista uma estadia curta durante a estação fria.

 
A lenha é um tipo de combustível acessível e econômico.

Escopo de uso

Ressalta-se que este equipamento é utilizado não apenas para fins particulares, mas também para atender necessidades industriais – este fato implica a existência de diversos modelos. A principal diferença entre os sistemas de aquecimento utilizados na produção é que o combustível é fornecido automaticamente, embora o princípio de funcionamento permaneça o mesmo.

Eles também têm um sistema especial de remoção de cinzas, o que os torna verdadeiramente inovadores. Caldeiras domésticas instaladas em residências particulares, como regra, não possuem essas opções, pois a automação é cara e nem todo usuário pode pagar.

Modelos populares de caldeiras de combustível sólido

Modelo Hercules U22С-3

Viadrus Hercules U22С-3

Ao comprar esta caldeira, mesmo uma família grande pode resolver facilmente o problema não apenas de aquecimento, mas também de fornecimento de água quente para as necessidades domésticas. Uma simples conexão da caldeira de armazenamento é suficiente. O isolamento mineral do corpo da caldeira garante uma perda mínima de calor, pelo que é utilizado muito menos combustível para o aquecimento. A peculiaridade da caldeira Hercules U22С-3 é que, se desejado, ela pode ser convertida e, em seguida, pode operar com gás ou combustível líquido.

Modelo SIME SOLIDA 3

Outro modelo não menos popular de caldeira a combustível sólido é o SIME SOLIDA 3, da Fonderie Sime Spa, cujas fábricas estão localizadas na Itália, Espanha e Reino Unido. O equipamento apresentado pela empresa conquistou a confiança dos clientes pela simplicidade de operação. Para aquecimento de uma casa com uma área de cerca de 165 m2.m, um dos quatro tipos de combustível que pode ser usado para aquecimento é adequado - carvão, madeira, coque ou antracito.

O corpo da caldeira é isolado com uma camada de lã de vidro, o que minimiza a perda de calor e economiza combustível. O próprio trocador de calor é feito de ferro fundido, possui três seções, devido às quais há uma combustão equilibrada de todo o combustível sem resíduos. Isso reduz significativamente a emissão de gases nocivos para a atmosfera. A intensidade da combustão do combustível é regulada por um dispositivo que abre ligeiramente a porta e deixa entrar um pouco de ar. As portas largas proporcionam um carregamento conveniente e seguro de combustível na caldeira, facilitando muito sua limpeza.

A prioridade deste modelo é que é bastante seguro e fácil de manter. Além disso, você não precisa monitorar constantemente o processo de combustão e a limpeza da caldeira não é trabalhosa, pois você não precisa limpar o cinzeiro com frequência e todo o procedimento não levará muito tempo.