Sistema de aquecimento econômico de uma casa de campo à base de caldeira a combustível sólido, de "A" a "Z"

No material apresentado, em ordem, são consideradas todas as etapas da criação de um sistema de aquecimento eficaz para uma casa de campo com caldeira a combustível sólido. Começando com a escolha do equipamento e calculando a potência, terminando com os diagramas de instalação e regras de operação.

Escolha do tipo ideal de caldeira e equipamento para combustível sólido

No momento, existem 4 tipos principais de caldeiras a combustível sólido.

Tradicional, é clássico

Design moralmente obsoleto, com eficiência extremamente baixa - menos de 60%. Requer manutenção frequente, carregamento manual de combustível de 4 a 8 vezes por dia. As principais vantagens são baixo custo, alta confiabilidade e extrema despretensão.

Caldeiras de queima longa

Sua tecnologia foi desenvolvida nos anos 70 do século passado e chegou à sua conclusão lógica usando modernos meios de controle de temperatura. A presença de bombas de circulação forçada torna esse sistema um pouco mais eficiente que o clássico, mas volátil. Sem entrar em particularidades do processo de combustão, observamos que o carregamento de combustível em uma caldeira de queima longa pode ocorrer exclusivamente ciclicamente - isso é antieconômico, com frequentes mudanças de temperatura e muito inconveniente para manter. Em combinação com um esquema complexo de cintas e uma lista completa de restrições durante a gravação, esta máquina é muito difícil de operar.

Caldeiras de pirólise

Um tipo relativamente novo. O princípio do suprimento de calor é baseado na combustão do gás de pirólise, que é liberada após o tratamento térmico do combustível. Os fabricantes regulam a eficiência dessas caldeiras em mais de 90%, o que é apenas um artifício publicitário. Este cálculo de eficiência leva em consideração a energia gasta no processo de pirólise.

A pirólise é o processo de decomposição da madeira quando aquecida sem acesso ao ar, acompanhada pela liberação de gás combustível.

O verdadeiro KDP, modelo tecnicamente perfeito desse tipo de caldeira, não excede 75-80%. E isso leva em consideração as condições operacionais ideais, o que significa que a umidade do combustível não ultrapassa 10%. Com o aumento da umidade, a eficiência do calor benéfico se dissipa rapidamente. Existem riscos adicionais que surgem durante a operação. O maior é o fluxo potencial de gás de pirólise. Com o carregamento sistemático do aparelho com combustível de alta umidade, a câmara do gerador de gás queima rapidamente. Para evitar isso, recomenda-se que o forno da caldeira seja revestido antes de cada estação de aquecimento.

Tipo pellet

A caldeira de combustível sólido mais avançada tecnologicamente que você pode escolher. Inclui um conjunto de sistemas de controle, automação de processos e segurança. No momento, esse equipamento é o mais caro, mas o mais tecnicamente avançado:

• alta eficiência - 85-90%;
• automação total do processo de carregamento de pellets de combustível;
• sistema de controle flexível das condições de temperatura nos quartos;
• alto grau de segurança durante a operação.

O dispositivo e as características técnicas da caldeira a pellets:

Princípio esquemático do funcionamento de uma caldeira de aquecimento de pellets.

Pelotas de combustível que são usadas como combustível nessas caldeiras.

Por sua vez, as caldeiras a pellets podem ser divididas em três tipos, de acordo com o tipo de estrutura do elemento principal da câmara de combustão.

Queimador de tocha

Esta é a tecnologia menos econômica usada neste tipo de equipamento. A combustão do combustível ocorre no fluxo de ar criado pelo ventilador, a temperaturas de até 1200⁰C. Uma característica distintiva dessa tecnologia é a versatilidade e simplicidade da qualidade do combustível.

 
Ao escolher esse tipo de queimador, verifique se há uma câmara de medição adicional (destacada na figura) com uma válvula de fechamento com aba que evita a combustão reversa. Isso tornará o processo de alimentação de pellets mais econômico e seguro.

Grate

Com esse método, os grânulos de combustível são alimentados na tremonha de armazenamento e, a partir daí, são despejados sob o seu próprio peso na grelha. Abaixo, é bombeado ar que suporta a combustão. Os ferros de grade podem ser fixos e móveis. Estes últimos são usados ​​para queimar combustível de grandes frações com alto teor de cinzas.

 
Câmara de combustão, uma válvula de alimentação de pellets é destacada.

Grelha, também é montado em uma bandeja cônica.

Queimadores de retorta

Bacia de aço ou ferro fundido na qual ocorre combustão. Os pellets são alimentados através da rampa por baixo com um trado de carregamento especial. O ar de combustão primário é fornecido da mesma maneira. O ar secundário para controlar e intensificar o processo é fornecido através dos orifícios na retorta.

Vídeo: Alimentação de pellets em um queimador de retorta

Equipamento adicional para a caldeira

Quase todos os modelos modernos têm as seguintes funcionalidades como padrão:

2. Controle do sistema. Basicamente, vários tipos de termostatos são usados ​​para controlar a temperatura das sondas de refrigerante e lambda, que determinam a quantidade de oxigênio residual nos gases de combustão. Ambos os detectores controlam a potência do ventilador, forçando o ar para dentro do forno.

Escolhendo o modelo mais eficaz

Antes de escolher uma caldeira a combustível sólido, é necessário determinar seus critérios técnicos e de potência que devem atender, a saber:

#1. Um certificado de adaptação de todas as unidades de caldeira para operação no território da Federação Russa.

#2. A presença de vários modos de robôs com vários tipos de pelotas.

#3. A possibilidade de usar um tipo diferente de combustível.

#4. Nível de requisitos de qualidade do combustível;

#5. A presença de água quente e a capacidade de permitir o modo econômico de operação "verão";

#6. Confiabilidade do trabalho contínuo a longo prazo em modo autônomo;

#7. O nível de ruído reproduzível em vários modos de operação:

• aquecimento padrão;
• aquecimento aprimorado com água quente;
• partida de ignição;
• fornecimento de pellets de combustível a partir da tremonha interna e externa;

#8. Capacidade de conectar controle adicional externo;

#9. Controle de escala do regime de temperatura das instalações;

#10. Acesso e tamanho do compartimento de cinzas;

#11. Disponibilidade de sistemas de segurança

• controle de inclinação traseira;
• controle de superaquecimento do refrigerante;
• desligamento automático de emergência e sistema de extinção de incêndio.

Regras para a instalação e disposição da sala das caldeiras

Para uma operação conveniente, a instalação de uma caldeira a pellets a combustível sólido deve ser realizada em uma sala espaçosa. Ao colocá-lo, é necessário observar os parâmetros dos recuos tecnológicos das paredes e outras superfícies indicadas no passaporte do produto.

Na prática, houve casos em que, após seis meses de operação, verificou-se que era impossível abrir o cinzeiro para limpá-lo.

O principal critério para a adequação da sala é a boa ventilação natural ou forçada e uma chaminé adequadamente arranjada. Os esquemas de chaminés mais usados, você pode ver abaixo:

Em todas as versões do dispositivo de chaminé, você deve instalar:

• corta-chamas na chaminé;
• selar a manga de transição na sala da caldeira;
• dispositivo de drenagem.

Recomenda-se a instalação de uma caldeira a combustível sólido em uma almofada de fundação com uma camada de isolamento térmico. É necessário instalar um analisador de gás especial na sala, se isso não for padrão no modelo adquirido.

Regras de instalação do funil de pelotas

Além da tremonha integrada, que possui um pequeno volume e muitas vezes deve ser abastecida com combustível, muitos proprietários conectam uma tremonha externa grande ao sistema.

Existe uma opinião de que em recipientes altos as camadas inferiores de grânulos são esmagadas, isso não é verdade. Os pellets de combustível de alta qualidade suportam bastante pressão.

O recipiente deve estar localizado a não mais de 12 m da caldeira. É permitida complicação no projeto da broca ou o uso de tremonhas de transferência, mas use exclusivamente combustível de alta qualidade. Caso contrário, o pó que cai no forno em grandes quantidades reduzirá a eficiência e poderá danificar os mecanismos de alimentação e dosagem da caldeira.

Na parte inferior do cone da tremonha, sob a saída da entrada de combustível, é necessário prever uma auditoria para remover sistematicamente o pó. Se o cone tiver uma pequena área de seção transversal, a massa dos grânulos comprimidos sob pressão trava. Nesse caso, é recomendável instalar um dispositivo especial "agitador de parafuso".

Funil conectado à caldeira.

Usando um acumulador de calor e calculando seu volume para uma caldeira de combustível sólido

Ao usar dispositivos de aquecimento potentes, existe a possibilidade de superaquecimento do líquido de refrigeração. E embora os modelos modernos tenham uma automação perfeita que evite tais situações, é aconselhável usar dispositivos especiais de armazenamento de calor.

Acumuladores de calor executam as seguintes funções:

• regulação automática da distribuição de refrigerante aquecido em todo o sistema;
• use como um buffer trocador ao criar sistemas de aquecimento híbridos com vários tipos de dispositivos de aquecimento;
• alguns modelos podem atuar como uma caldeira de água quente; aumentar a eficiência da caldeira, reduzindo o número de ajustes de calado.

Tabela de cálculo do volume de armazenamento de calor para uma caldeira a combustível sólido

Capacidade de armazenamento de calor (L)	Tempo de aquecimento de água (h) na potência da caldeira (kW)
	20	25	30	35	40	15	50	55	60
500	1,2	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,5	0,4	0,4
1000	2,3	1,9	1,6	1,3	1,2	1,0	0,9	0,8	0,8
1200	2,8	2,2	1,9	1,6	1,4	1,2	1,1	1,1	0,9
1500	3,5	2,8	2,3	2,0	1,7	1,6	1,4	1,3	1,2
1800	4,2	3,4	2,8	2,4	2,1	1,9	1,7	1,5	1,4
2000	4,7	3,7	3,1	2,7	2,3	2,1	1,9	1,7	1,6
2400	5,6	4,5	3,7	3,2	2,8	2,5	2,2	2,0	1,9
3000	7,0	5,6	4,7	4,0	3,5	3,1	2,8	2,5	2,3
3500	8,1	6,5	5,4	4,7	4,1	3,6	3,3	3,0	2,7
4000	9,3	7,4	6,2	5,3	4,7	4,1	3,7	3,4	3,1
4500	10,5	8,4	7,0	6,0	5,2	4,7	4,2	3,8	3,5
	Verde indica os volumes ideais para as respectivas capacidades da caldeira.

Vários tipos e layouts de tubulação de caldeira a combustível sólido

Existem várias maneiras de conectar a caldeira e o equipamento relacionado ao sistema de aquecimento geral da casa. Considere o mais comum deles.

O tanque de armazenamento atua como uma caldeira de água quente sanitária

O design do tanque de armazenamento é uma espiral localizada dentro do acumulador de calor. O transportador de calor quente que está dentro aquece a água corrente do circuito de água quente. Em caso de queima e desligamento da caldeira, o acumulador de calor permite manter uma temperatura ambiente aceitável, por até 2 dias. Desde que a função DHW não seja usada.

Para controlar a entrada e a temperatura do líquido de refrigeração, é utilizado um dispositivo de termomisturação automática:

Diagrama de conexão de uma caldeira a combustível sólido a um acumulador de calor de dupla finalidade:

Ligar o acumulador de calor e uma caldeira de AQS separada

O volume da caldeira para aquecimento passivo do sistema de AQS depende do número de consumidores e da potência do equipamento utilizado. Ao amarrar caldeiras a pellets, não é recomendável usar materiais e estruturas de polipropileno. A temperatura de saída do trocador de calor com cargas de pico geralmente excede o desempenho de tubos feitos de materiais poliméricos.

Aproveitando uma caldeira de combustível sólido com uma caldeira de água quente separada:

Conexão paralela de duas caldeiras de aquecimento

Para prolongar a vida útil e distribuir uniformemente os recursos utilizados, geralmente os usuários combinam dois tipos diferentes de fontes de aquecimento em um único esquema de fornecimento de calor. Nesse caso, a principal fonte de calor no inverno é uma caldeira a combustível sólido. A caldeira elétrica é ligada no modo de emergência e nos meses de verão, quando é usada para aquecer a água.

Layout da ligação de uma caldeira de aquecimento de combustível sólido com uma conexão elétrica paralela:

O sistema de aquecimento baseado em uma caldeira a pellets é bastante complexo e requer um ajuste cuidadoso. Antes de executar o trabalho de instalação, leia atentamente o material de instruções fornecido pelos fabricantes.