Caldaie fai-da-te a combustione lunga su legno, caricamento 24 ore

Caldaia a combustibile solido per il riscaldamento di locali domestici e industriali

Caldaie a combustibile solido per il riscaldamento di una casa privata

I modelli di base di caldaie a combustione lunga con un circuito dell'acqua su legno per la casa si distinguono per il materiale di fabbricazione, il design del forno, lo scambiatore di calore, il camino e il metodo di caricamento e combustione del combustibile.

Una caldaia a legna a combustione lunga con circuito idraulico è dotata di un registro tubolare (verticale) o di uno scambiatore di calore a camicia. Il design del case esclude praticamente la possibilità di ebollizione dell'acqua nei sistemi a circolazione naturale.

La caldaia a combustibile solido si basa sul principio della combustione a lungo termine ed economica del combustibile

Una caldaia a legna in acciaio a combustione lunga per il riscaldamento di un'abitazione ha una bassa inerzia termica. Il circuito della caldaia in acciaio resistente al calore resiste a sbalzi di temperatura e pressione nell'impianto. La mancanza di materiale è la sua sensibilità alla corrosione, che viene esaltata dallo stress termico del metallo. Il periodo di revisione dell'unità in acciaio è di 15 anni.

Le pareti di uno scambiatore di calore in ghisa di una caldaia a legna per il riscaldamento di una casa privata con batterie si riscaldano e si raffreddano a lungo. La lega fragile non è progettata per cambiamenti critici nelle prestazioni del sistema.

Caldaia a combustibile solido in modalità semiautomatica

Il vantaggio della ghisa è dovuto all'amorfo del materiale alla corrosione dell'ossigeno. La vita utile di una caldaia con scambiatore di calore in ghisa, con il corretto funzionamento dell'unità, raggiunge i 25 anni.

Il principio di funzionamento di un'unità di combustione a lungo termine è la combustione forzata, sequenziale, dall'alto verso il basso del legno, in cui vengono rilasciati metano, monossido di carbonio e idrogeno. La mancanza di ossigeno rallenta la velocità di propagazione della fiamma. L'energia termica aggiuntiva viene generata dalla combustione dei gas di combustione. Il flusso dei fumi lava la superficie dello scambiatore di calore all'uscita della caldaia. Il design consente di caricare la legna da ardere una volta al giorno.

Tabella 1.Il prezzo delle caldaie a combustibile solido a combustione lunga:

Nota! Il prezzo medio delle caldaie per una lunga combustione sul legno per una casa è di 50 mila rubli. La qualità degli ultimi sviluppi nazionali delle caldaie a combustibile solido è un degno concorrente delle controparti straniere.

Caldaie a pirolisi a combustione lunga

Le unità di pirolisi sono uno dei tipi di caldaie a combustione lunga. La separazione graduale del processo di combustione aumenta l'efficienza e prolunga il tempo di funzionamento del gassificatore. Il focolare della caldaia a pirolisi è separato da un ugello speciale. Nel primo compartimento, sotto l'influenza delle alte temperature, la posa della legna emette gas infiammabili. Il secondo è utilizzato per la postcombustione dei prodotti di decomposizione del legno. Una quantità minima di cenere si forma nel cassetto cenere e il camino non è ricoperto da depositi di fuliggine.

Le unità generatrici di gas sono destinate agli impianti di riscaldamento di edifici residenziali, la cui superficie è superiore a 100 m².

Tabella 2. Prezzo delle caldaie a pirolisi a combustione lunga con circuito idraulico:

Le caldaie a legna a pirolisi funzionano fino a due giorni con un carico di combustibile. Il costo del prodotto dipende dalla marca del produttore, dalla potenza e dal grado di equipaggiamento dell'unità con automazione.

Caldaie fai-da-te a combustione lunga su legno, caricamento 24 ore

La potenza della caldaia è selezionata in base alle caratteristiche strutturali dell'abitazione (superficie, perdite di calore totali) e alla zona climatica del luogo di residenza. Di norma, l'efficienza di una caldaia fatta in casa per una lunga combustione sul legno non supera l'80% (cioè un quinto del calore dalla combustione del carburante viene perso nella caldaia).

La mancanza di potenza termica stimola il generatore a lavorare in modalità di combustione intensiva. I picchi di carico costanti portano a un consumo eccessivo di legna da ardere, doppia perdita di calore e usura prematura della caldaia.

Dispositivo caldaia a combustibile solido

Calcolo delle dimensioni del forno per una caldaia a combustione lunga su legno

Il tipo di legna, la forma e la lunghezza della legna determinano le dimensioni e l'area equivalente della camera di combustione. La densità specifica e apparente del carico, il calore che la legna rilascia durante la combustione sono valori di riferimento. Il calcolo del volume di carico aiuterà a calcolare il consumo di carburante per la stagione, organizzare i luoghi di stoccaggio del carburante.

Importante! La qualità del legno influisce sul processo di combustione. L'alto contenuto di resina nella legna da ardere di conifere e l'elevato contenuto di umidità del legno appena tagliato riduce l'efficienza della caldaia. La combustione incompleta della legna grezza porta al deposito di fuliggine e catrame sulla superficie del circuito idrico, sulle pareti del forno e sul camino. Il metallo si ossida, trasferisce il calore in modo peggiore, si brucia rapidamente.

Tabella 3. Calore volumetrico di combustione di legna di diverse specie:

Consideriamo un esempio di calcolo del volume della camera di carico di una caldaia a legna.
Dati iniziali:

• potenza caldaia 10 kW;
• il volume di un carico deve garantire il funzionamento dell'unità durante il giorno;
• combustibile - legna da ardere di betulla, lunghezza del tronco 0,60 ÷ 0,65 m;
• contenuto di umidità del legno 20%.

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Quando si brucia 1 kg di legna da ardere di betulla, vengono rilasciati 4,2 kW di energia termica. La potenza data (10 kW) fornirà la combustione di 2,4 kg di legna all'ora (10 / 4,2 = 2,381).

Un metro cubo di legna da ardere di betulla pesa 650 kg. Il consumo orario di carburante sarà di ≈ 0,004 m³ / h (2,4 / 650 = 0,0037).

Il peso del segnalibro che deve sopportare la griglia con bocchetta è ≈ 60 kg (2.381x24 = 57.144).

La legna da ardere di betulla non cade strettamente, quindi il volume del segnalibro aumenterà di 1,9 volte - fino a 0,008 m³ / h (0,004x1,9 = 0,0076).

Secondo la condizione - caricando una volta ogni 24 ore, rispettivamente, il volume di carburante è di 0,2 m³ (0,008x24 = 0,192).

Dovresti considerare attentamente la scelta della legna da ardere per una caldaia a combustibile solido

Se prendiamo in considerazione la lunghezza dei tronchi 0,6 ÷ 0,65 m, la profondità ottimale del focolare sarà di 0,7 m.

Supponiamo che l'altezza del carico del combustibile sia 0,6 m La larghezza del forno sia 0,5 m (0,2 / 0,7 / 0,6 = 0,476).

La dimensione di lavoro del focolare di una caldaia a legna per il riscaldamento di una casa (superficie 80 m2, legna da ardere di betulla) è 0,7x0,6x0,5 m. rimozione dei fumi.

Una combustione regolata ed equilibrata ridurrà il tasso di propagazione naturale della fiamma. La fornitura limitata di aria primaria e secondaria al forno fornirà una mancanza di ossigeno e prolungherà il tempo di funzionamento di una caldaia artigianale di 1,8 volte. Ciò può ridurre il consumo stimato di legna da ardere e, di conseguenza, le dimensioni dell'unità.

Una caldaia a combustibile solido a legna è una buona alternativa al riscaldamento a gas

Caldaia a legna casalinga a combustione lunga con focolare verticale (Bubafonya)

Le caldaie fai-da-te a combustione lunga sono assemblate da lamiera d'acciaio (spessore 4 ÷ 6 mm), tubi a pareti spesse (DN 300 mm) e contenitori cilindrici di dimensioni adeguate. Il design più semplice ("Slobozhanka" o "Bubafonya") è assemblato da una bombola di gas o un barile. Il principio del dispositivo è copiato dalla caldaia baltica "Stropuva".

La capacità del focolare verticale viene utilizzata per la combustione della legna diretta dall'alto verso il basso. Il processo è accompagnato da una compattazione uniforme del carico, dal rilascio e dalla postcombustione dei gas di legno e dalla rimozione dei prodotti della combustione nel camino.

L'aria primaria viene fornita allo specchio di combustione attraverso un tubo verticale. Una struttura statica o telescopica è montata nella parete superiore della caldaia. L'asse del pistone corre lungo il centro del focolare cilindrico. Lo spazio tra il collare e il tubo di alimentazione dell'aria primaria è formato da un cordone saldato, che fornisce una corsa libera dello stelo e una perdita d'aria minima nella camera d'aria per la combustione dei gas di legno.

Disegno di un forno di metallo con un forno a combustione continua

La combustione dei gas di pirolisi aumenta l'efficienza della caldaia. Una copertura dell'ammortizzatore nella parte superiore del tubo regola la presa d'aria. Un disco con lame è saldato dal basso, che taglia il flusso d'aria nella zona di combustione. Il materiale per il distributore viene selezionato tenendo conto della capacità termica. Il diametro del disco è leggermente inferiore alla dimensione del focolare.

Proporzioni costruttive della caldaia Bubafonya:

• diametro ottimale del corpo 300 ÷ 800 mm;
• altezza caldaia - nell'intervallo di 3 ÷ 5 diametri;
• spessore parete 4 ÷ 6 mm;
• il diametro del disco è del 10% inferiore alla sezione della camera di combustione;
• lo spessore del disco è inversamente proporzionale al diametro (una frittella pesante spingerà la zona di combustione e spegnerà la fiamma, una frittella leggera produrrà un effetto di combustione inversa);
• le lame curve formano un flusso d'aria turbolento diretto per bruciare i gas di pirolisi;

Caldaia artigianale a combustione lunga "Bubafonya" con focolare verticale

• il diametro del tubo di alimentazione dell'aria è preso come 0,55 di S (area della sezione trasversale dell'uscita del camino);
• lo spazio tra il tubo e il collare non supera i 2,5 mm;
• l'altezza del tubo di aspirazione aria (nella posizione inferiore) sale di 150 mm sopra il collare.

L'area della sezione trasversale del tubo del camino all'uscita della caldaia a combustione lunga è determinata da formule empiriche:

S = 1,75xN (m2)dove

S è l'area della sezione trasversale del tubo di uscita (cm² o m²);

N è la potenza termica della caldaia (kW / h);

1,75 - coefficiente ottenuto empiricamente (m2h / kW).

Disegno di fornace ardente lungo

N = m * qw (kWh)dove

m è la massa della legna da ardere di un carico (kg);

qw - trasferimento di calore specifico del legno con un determinato contenuto di umidità (kW / kg).

Il peso del carico per caldaie autocostruite per combustione lunga su legno è determinato dal volume di lavoro del forno (Vk) e dal peso specifico del legno (md):

m = Vk * md (kg)dove

Vk = πD² / (4 * ht) (dm³), dove

hò è l'altezza della camera di carico.

Tabella 4. Dimensioni equilibrate degli elementi nel sistema di distribuzione dell'aria primaria per la caldaia Bubafonya:

Nota! Non è possibile posizionare lo scambiatore di calore tubolare nella camera di combustione. È necessario un involucro cilindrico esterno di diametro maggiore o una struttura incorporata nel camino.

Il principio di funzionamento e i disegni delle caldaie a pirolisi con le proprie mani

Le unità di pirolisi fatte in casa sono installate per riscaldare grandi case. Il design del focolare, dell'ugello e dei condotti del fumo complica l'assemblaggio dei generatori di gas fatti in casa. Circolazione forzata refrigerante e alimentazione d'aria alla zona di combustione significa la dipendenza del funzionamento della caldaia da fattori esterni. Per ridurre il rischio di avaria caldaia di emergenza, una serranda per il rilascio di energia termica e uno scambiatore di calore a camicia consentono.

Schema di un generatore di gas artigianale con alimentazione di aria forzata alla zona di combustione: 1 - corpo caldaia; 2 - porta di carico; 3 - porta cassetto cenere; 4 - un ventilatore che fornisce aria alla zona di combustione; 5 - camera di carico e zona di combustione del combustibile primario; 6 - un foro tecnologico per la pulizia dei canali del camino; 7 - camera di combustione dei gas di legno; 8 - camicia dello scambiatore di calore; 9 - canale uscita fumi; 10 - collo uscita camino; 11 - cancello regolazione camino (11а - maniglia cancello); 12 - uscita alla condotta di distribuzione; 13 - tubo di ritorno attraverso il quale scorre il refrigerante raffreddato dall'impianto di riscaldamento; 14 - manicotto dell'unità di controllo (termomanometro); 15 - Luca per la pulizia dei canali da fumo

Il corpo caldaia è saldato in lamiera d'acciaio spessa (4 ÷ 5 mm). Il caricamento della legna da ardere è frontale. La radiazione termica viene trasferita al tetto della caldaia, alle pareti laterali della camera e riscalda l'aria che entra nella zona di combustione. La tenuta e la tenuta della camera di combustione è assicurata da una serranda con riflettore e catenaccio girevole sui portelli di carico e cenere. L'aria viene fornita alla camera di combustione forzatamente da un ventilatore.

La camicia dello scambiatore di calore copre completamente il forno e parzialmente la camera di combustione dei gas di pirolisi. Lo spazio (3 ÷ 5 cm) è riempito d'acqua. Lo scambio termico della parete posteriore è aumentato: da un lato lo scambiatore di calore confina con il focolare, l'altra parete della camicia è a contatto con il canale del camino. Uno scambiatore di calore costruito nella direzione del flusso dei fumi riduce la temperatura dei fumi a 100 ° C. Il volume interno del circuito caldaia è preso come il 5 ÷ 25% della capacità totale dell'impianto di riscaldamento.

Schema di reggiatura tipico caldaia a pirolisi

Il tubo di alimentazione del refrigerante al sistema di consumo si trova in alto. Collegamento del tubo di ritorno - in basso. Il raffreddamento del vettore di calore di ritorno al di sotto dei 65 ° C è pericoloso per la fuoriuscita di condensa acida sulle pareti dello scambiatore di calore, che distrugge l'acciaio. Con una bassa potenza della caldaia, la temperatura tra le linee di mandata e di ritorno viene equalizzata installando una valvola di bypass. Il circuito della caldaia di una grande casa è integrato con un ascensore e una pompa di circolazione.

La griglia nelle caldaie a combustione lunga fatte in casa funge da supporto per il carico di carburante. La legna da ardere calda giace sulla griglia, rivestita di argilla refrattaria. Gli ugelli nel corpo della griglia fungono da ugello attraverso il quale il gas combustibile entra nella zona di postcombustione del combustibile.

La cenere e la cenere si svegliano nel cassetto cenere. Per caldaie a bassa potenza, con una distribuzione uniforme del carico termico sullo specchio, sono adatte griglie in ghisa standard.

Schema di riscaldamento della caldaia in una casa privata

I prodotti della combustione entrano nei canali ed escono dalla caldaia attraverso il collo del camino (la formula per l'area della sezione trasversale del collo del camino è riportata nell'esempio sopra). La serranda di controllo del camino viene aperta se necessario.

Il design consente un carico aggiuntivo di combustibile senza lo spegnimento completo della caldaia o lo scarico forzato di energia termica in caso di interruzione di corrente. Il gas di legna caldo esce dal forno bypassando il postcombustore e i condotti del camino.

La sezione e l'altezza del camino prevedono il funzionamento di una caldaia artigianale non volatile a tiraggio naturale. Il normale tiraggio della caldaia a pirolisi sarà fornito da un'altezza del camino di 6 m.

I dati ottenuti si riflettono su un disegno in scala di una caldaia a combustione lunga con le proprie mani, in base al quale vengono determinati il ​​volume e l'importo approssimativo per l'acquisto di materiali di consumo.

Schemi del dispositivo di caldaie a pirolisi di diversi tipi

Importante! Se non riesci a capire da solo il calcolo dei parametri della caldaia, dovresti cercare l'aiuto di professionisti. Risorse Internet specializzate offrono disegni per realizzare una caldaia a pirolisi a combustione lunga con le tue mani. Alla documentazione tecnica sono allegati video tutorial con spiegazioni dettagliate sull'installazione.

Installazione di caldaie a legna nell'impianto di riscaldamento

L'autoproduzione di una caldaia implica le capacità e l'esperienza nella produzione di lavori di saldatura, installazione elettrica e fabbro. Saranno utili conoscenze di fisica, ingegneria del calore, scienza dei materiali, regole per l'installazione di sistemi di riscaldamento.

È necessaria l'osservanza delle tecniche e dei metodi di sicurezza. Per il montaggio della caldaia sono necessari un locale attrezzato e attrezzi.

Materiale per la realizzazione di una caldaia a pirolisi:

• lamiera di acciaio di spessore 6, 5 e 4 mm (focolare, camicia e corpo dello scambiatore di calore);
• angolo con fianchi ripiani 50 mm (irrigidimenti telaio);

Caldaia a doppio circuito a combustibile solido con accumulo per acqua calda

• tubo di acciaio (tubazione di uno scambiatore di calore con un sistema di riscaldamento);
• una griglia in ghisa di dimensioni adeguate o un'asta tonda con un diametro di 20 mm;
• mattone refrattario;
• ventilatore centrifugo;
• ante pronte con catarifrangente, fissaggio, maniglia e serratura;
• gruppo di sicurezza (sensore di temperatura, manometro).

Le parti saldate sono contrassegnate con il gesso (giunto, codice, Dimensioni). Le organizzazioni specializzate offrono servizi di taglio nel punto di acquisto.

Strumenti per la produzione di caldaie:

• Saldatrice DC;
• elettrodi (3 ÷ 5 mm di diametro);
• trapano elettrico;

Schema di collegamento caldaia riscaldamento

• smerigliatrici angolari (per cerchio grande 230 mm e piccolo 125 mm);
• calibro a corsoio, metro a nastro, livello.

Il montaggio della caldaia parte dal mantello interno. La qualità delle saldature dovrebbe garantire la resistenza e la densità della struttura, che è a diretto contatto con il refrigerante.

Installazione fai-da-te di caldaie a combustione lunga su legno

Una caldaia a pirolisi per un sistema di riscaldamento autonomo si trova in una stanza separata, appositamente adattata e protetta dal fuoco. Il locale caldaia è dotato di un sistema di ventilazione. L'unità deve essere distante almeno 20 cm dalle pareti.

Il valore di peso standard per caldaie a combustione lunga fatte in casa su legno è di 250 kg / m². Il rispetto delle condizioni consente di installare l'unità su una superficie piana e stabile senza fondamenta. L'area del luogo di installazione viene portata oltre la sporgenza del corpo dell'unità di 15 cm (30 cm davanti alla porta tagliafuoco).

Il dispositivo di una caldaia a combustibile solido in acciaio Buderus Logano

Il pavimento è rivestito con cartone amianto o basalto (spessore 4 ÷ 6 mm). Sopra è posta una lastra di ferro zincato (spessore 2 mm). Il contatto diretto del pavimento con il corpo esclude le strutture di supporto - gambe della caldaia.

La superficie del camino deve essere coperta con isolamento termico. L'isolamento eviterà un brusco calo di temperatura e la formazione di condensa nel camino. Lo spessore dello strato isolante dipende dalla temperatura dei fumi di scarico. Si consiglia di utilizzare un tubo sandwich in acciaio inossidabile resistente ai fluidi aggressivi. In assenza di tiraggio naturale viene installato un aspiratore di fumo.

L'estetica della produzione artigianale è inferiore al design dei modelli di fabbrica, ma l'unità autoassemblata soddisfa i requisiti di un sistema di riscaldamento specifico. Non dimenticare che realizzare una caldaia a combustione lunga secondo i disegni già pronti (video) con le tue mani ridurrà il costo della sua sistemazione almeno 2 volte.