Columnas de agua caliente

Características de diseño y principio de funcionamiento.

Las calderas de leña se pueden utilizar para calentar una casa, para calentar agua fría y también para calefacción y agua caliente al mismo tiempo. Dado que una caldera de calefacción que usa madera como combustible está expuesta a fuego abierto y condensación que causa corrosión, es necesario usar grados especiales de acero o hierro fundido para la fabricación de su horno y camisa de agua.

El dispositivo y el principio de funcionamiento de una caldera de combustible sólido.

La calefacción con leña en una casa privada se puede crear utilizando los siguientes tipos de equipos de calefacción:

• dispositivos de calentamiento por pirólisis;
• calderas de combustión prolongada;

El dispositivo de calentamiento por pirólisis sobre madera consta de dos cámaras de combustión. En uno de ellos se realiza la combustión primaria de leña, durante la cual se liberan gases de combustión. En la segunda cámara, estos gases de combustión se queman por completo, liberando calor adicional. Esta tecnología de generación de calor puede reducir significativamente el consumo de materiales combustibles.

La elección a favor de las calderas de combustible sólido no es casual

La caldera de agua caliente de combustión prolongada tiene una alta eficiencia. Es capaz de proporcionar un calentamiento uniforme del refrigerante y un bajo consumo de combustible a altas tasas de transferencia de calor. ¿Cuánto tiempo arderá un marcapáginas de leña? Como regla general, un marcador de leña es suficiente para operar una caldera de agua caliente durante 24 a 48 horas.

El equipo de calentamiento de agua caliente por leña es un recipiente cerrado. La madera cargada en el horno se quema y libera energía térmica, que calienta el refrigerante en el circuito de agua. Además, el agua del intercambiador de calor ingresa bajo presión al sistema de calefacción de la casa, calentando todas sus instalaciones.

Uso de calderas eléctricas.

Esquema de instalación de una caldera eléctrica en el sistema de calefacción.

Para calentar toda la vivienda con electricidad, se instala una caldera que calienta el agua a una temperatura determinada, y luego circula por el sistema de calefacción a través de un refrigerante. Muchos creen que la instalación y el uso de tales calderas es una opción poco económica para una mansión privada.

En este caso, el gas, en comparación con la electricidad, es mucho más práctico, pero esto si hay acceso a la red de gas. Aunque la instalación de equipos de gas y el servicio de mantenimiento de calderas de gas dan sus frutos durante mucho tiempo.

Las principales ventajas de usar calderas eléctricas:

• conveniencia en la operación de equipos;
• calentamiento rápido de la casa;
• control de temperatura;
• instalación de equipos en cualquier época del año.

El principio de funcionamiento de una caldera eléctrica es prácticamente el mismo que el de un sistema de calefacción de gas. La diferencia radica en el hecho de que el agua se calienta por medio de elementos calefactores y no por gas. Al mismo tiempo, el calor en todo el espacio habitable se produce de la misma manera que con la calefacción de gas, es decir, en la tubería que usa un refrigerante.

Cómo elegir una caldera de leña para una casa privada.

Al elegir una caldera de calefacción para una casa privada, se tienen en cuenta varios puntos con respecto a las características de diseño y el rendimiento:

• Área calentada: los cálculos de rendimiento aproximados se realizan de acuerdo con la fórmula 1 kW = 10 m². Al conectar el segundo circuito para el suministro de agua caliente, agregue otro 15-20% al resultado.
• Tipos de calderas de calefacción: como ya se señaló, existen unidades clásicas, así como aquellas que utilizan el principio de combustión por pirólisis. Estos últimos se consideran las calderas de leña más económicas para la calefacción individual de hogares suburbanos privados. Los primeros son 3-4 veces más baratos.
• Tipo de intercambiador de calor: hay dos tipos. Se diferencia en el tipo de materiales utilizados y la construcción.Las calderas de acero son más baratas, pero sirven un promedio de 10 a 15 años menos. Las unidades no temen golpes ni daños mecánicos, son fáciles de reparar y mantener.Las calderas de hierro fundido, en promedio, duran unos 35 años, tienen el mejor rendimiento térmico. Tienen miedo de los daños mecánicos. La reparación requerirá la sustitución de toda la sección. Otra desventaja del hierro fundido es el gran peso de la caldera. La unidad de pirólisis, que tiene dos cámaras de combustión, alcanza fácilmente una masa de 5 céntimos.
• Características de diseño de la cámara de combustión: los fabricantes producen calderas con carga lateral de leña. El diseño se utiliza en la mayoría de las unidades, tanto de tipo clásico como de pirólisis.Merecen especial atención las calderas con carga superior. Este diseño se utiliza en unidades generadoras de gas. La principal ventaja de la solución es la posibilidad de secado preliminar de la leña, lo que aumenta la eficiencia de calefacción.
• La presencia de funciones adicionales (automatización, la presencia de una fuente de energía de respaldo, una caldera de almacenamiento incorporada, un sistema de control remoto), todo esto aumenta la comodidad de operación y está disponible como un paquete adicional.

Además de los parámetros técnicos, deberá decidir la marca de la caldera de leña y seleccionar un generador de calor que sea adecuado para la categoría de precios.

Qué caldera elegir

Si los fondos lo permiten, es mejor colocar una caldera de leña de fabricación alemana o checa. Algo peor en términos de rendimiento, unidades polaca y doméstica. Entre las empresas manufactureras extranjeras y nacionales, los líderes son:

• Calderas de leña alemanas, representadas por las empresas Buderus. Viessmann. Lopper. Todos los equipos tienen un alto grado de seguridad y confiabilidad, y una larga vida útil. La desventaja de los modelos es el capricho de la calidad y el grado de la leña, el alto costo.
• Calderas de leña de fabricación checa: los productos de las empresas OPOR merecen atención. Viadro. y ATMOS. En términos de calidad y automatización, los modelos no son inferiores a sus homólogos alemanes, pero tienen un costo promedio de 10% menos.
• Calderas de fabricación rusa: casi todos los fabricantes de equipos de calefacción producen unidades TT. Las calderas están adaptadas a las condiciones domésticas, sin pretensiones en cuanto a la calidad del combustible y el portador de calor utilizado.Los productos de las siguientes plantas son los más populares: ZOTA. Teplodar.
• Calderas de leña polacas: se ofrecen varias docenas de modificaciones en el mercado nacional. Los modelos están en demanda: Defo, SAS, DREWMET, ORLAN. La gama incluye tanto generadores de calor convencionales de leña como calderas de combustión de pirólisis.

La mayoría de los fabricantes, además de las clásicas calderas de calefacción que funcionan exclusivamente con leña, ofrecen generadores de calor universales o multicombustible.

El costo de las calderas de leña para casas de campo.

Varios factores afectan el costo de la unidad:

• Tipo de intercambiador de calor: una caldera de hierro fundido costará entre 1,5 y 2 veces más que una contraparte de acero.
• Fabricante.
• El principio de funcionamiento: el costo de una caldera generadora de gas a leña de un fabricante nacional costará entre 35 y 40 mil rublos. y el precio de una caldera de diseño clásico bajará a aproximadamente 20 mil rublos.
• Equipamiento adicional.

No se requiere el registro de documentos para poner en funcionamiento la caldera, sujeto a su registro en Rostekhnadzor.

Hacer una caldera de leña con tus propias manos.

¿Es difícil hacer una caldera de leña para la casa con tus propias manos? La condición principal para este diseño es el espesor y el grado de acero utilizado. En los modelos de fábrica, la carcasa exterior está hecha de acero resistente al calor con un grosor de 1,5 mm. Para un intercambiador de calor, estos parámetros deben ser mayores, desde 2 mm.

La mejor opción es crear una estructura soldada, que tendrá una forma similar a los modelos de fábrica.Sin embargo, si calculamos la intensidad de mano de obra del trabajo y el costo de los materiales, la diferencia entre comprar y fabricar uno mismo será pequeña. Por lo tanto, como alternativa a las estufas de leña para una casa con calentamiento de agua, a menudo se usan barriles de acero simples. La condición principal es el grosor de su pared, desde 1,5 mm.

Para su fabricación se requiere una capacidad de unos 200 litros. Se corta longitudinalmente y se instala una partición en el interior. Su longitud debe ser menor que la longitud del cañón. Esto es necesario para la instalación de rejillas.

Luego se cortan agujeros en la parte frontal para montar puertas. Deben seleccionarse con anticipación para no confundirse con los tamaños. Para eliminar el monóxido de carbono, se corta una chimenea en la parte posterior de la estructura. Su diámetro puede ser de 50 a 100 mm.

Sin embargo, a juzgar por las revisiones de una caldera de calefacción de leña de este tipo, se pueden observar las siguientes desventajas:

• Baja eficiencia;
• Calentamiento del cuerpo, que puede causar quemaduras al tocarlo;
• Vida útil corta.

Se utilizan diseños similares para calentar pequeños cuartos de servicio: un garaje, un almacén, etc. Para el hogar, lo mejor es comprar un modelo de calidad fabricado en fábrica. Cumplirá con los esquemas modernos de calefacción de leña.

Antes de hacer una caldera de leña casera para un sistema de calefacción, es necesario calcular las dimensiones óptimas del horno.

Inercia del sistema

Otra desventaja de una caldera de combustible sólido se esconde en la naturaleza cíclica de su operación y la incapacidad de reponer las reservas de combustible por sí sola. Debido a esto, se requiere una alta capacidad de calor de la estructura de la casa en sí misma, o un aislamiento sordo, cerca de una casa pasiva, o una forma de almacenar un suministro de calor para el período de enfriamiento del sistema.

Dado que el volumen del propio intercambiador de calor en la caldera es pequeño, el desplazamiento del sistema se puede aumentar principalmente aumentando el diámetro de las tuberías. Otra alternativa de este tipo puede llamarse la instalación de un acumulador de calor. Con un enfoque competente, es posible realizar la acumulación de calor solo después del calentamiento del sistema principal, lo que ayudará a acelerar el calentamiento de la casa y resolverá el problema del condensado.

Los sistemas de calefacción por suelo radiante tienen su propia alta inercia, que crece con el espesor de la solera de almacenamiento. En presencia de un corte térmico debajo del piso, esto puede ser una verdadera fuente de calor a largo plazo. Con una capa suficientemente gruesa, incluso el uso de agua a una temperatura más alta no causará incomodidad y cebra térmica, pero junto con la inercia del sistema, aumenta el tiempo que tarda en alcanzar el régimen. Por otro lado, conectar un piso cálido a una caldera de leña requiere una tubería bastante complicada, que excluye el sobrecalentamiento tanto de la caldera como de las tuberías en el piso.

Potencia del equipo

En última instancia, para la caldera, no son tanto los detalles de su estructura interna los que son importantes, sino los principales indicadores de rendimiento que se han logrado utilizando una serie de innovaciones de ingeniería. El parámetro más importante y definitorio de la caldera es su potencia nominal instantánea. La capacidad calorífica de los diferentes tipos de combustible es diferente, como es el caso de los diferentes tipos de leña, el fabricante no puede predecirlo con precisión y calcular la potencia nominal en un modo de operación particular.

El poder está determinado por dos indicadores. Por el volumen del horno, se puede juzgar la masa del marcador. En promedio, se cree que por cada kilovatio de potencia de la caldera de leña, hay 2,5-3 litros de volumen de la cámara de combustión. Habiendo obtenido el valor instantáneo de la potencia liberada durante la combustión, es posible predecir qué parte de ella puede ser absorbida por el intercambiador de calor en diferentes condiciones de operación de temperatura. Por lo general, la absorción se hace deliberadamente más alta que la liberación de calor calculada en condiciones de combustión cercanas a las óptimas, pero este enfoque está plagado de problemas.

El hecho es que todas las calderas de leña sufren una enfermedad común: la formación de alquitrán debido a la alta humedad de la madera quemada.La condensación ocurre solo a una diferencia de temperatura suficientemente alta. Por lo tanto, la formación de acumulaciones en el economizador o en el intercambiador de calor secundario puede detenerse cuando el refrigerante se calienta a 40-45 ºС. La conclusión aquí es que si carga la caldera a la mitad, su potencia no será suficiente para el calentamiento normal de las paredes y los intercambiadores de calor, por lo que el equipo simplemente tendrá una "fuga".

Especificaciones

La mayoría de las calderas de agua caliente de leña del mercado actual tienen las siguientes características de rendimiento:

El principio de funcionamiento de la caldera de combustión superior.

• Energía. Este indicador depende del volumen del intercambiador de calor, el volumen de la cámara de combustión y el material del que están hechas las paredes del horno. Además, el consumo de energía de la caldera se ve directamente afectado por el consumo de material combustible. Cuanta más leña se cargue, más energía térmica se liberará durante su combustión. ¿Cuántos kilovatios se necesitan para calentar una casa privada? Para saber cuánta energía se requiere para calentar una habitación en particular, debe usar la siguiente relación: se requiere 1 kW de energía térmica para calentar 10 m² de una habitación.
• Eficiencia. Para calcular la eficiencia del dispositivo, debe conocer la tasa de circulación del refrigerante, la cantidad de calor que emite la leña durante la combustión y también tener en cuenta el método de combustión del combustible. La eficiencia de los equipos de calefacción de larga duración y los sistemas de pirólisis puede alcanzar hasta el 85-95%.
• Refrigerante. El agua se utiliza como portador de calor en los sistemas de calefacción de leña. Alternativamente, se puede usar cualquier líquido anticongelante.
• Propósito. En invierno, la caldera se puede utilizar tanto para calefacción como para calentamiento de agua. En verano, la función principal de una caldera de leña es preparar agua caliente.

Ventajas y desventajas

La calefacción sobre leña se caracteriza por una serie de ventajas innegables, las principales de las cuales son los siguientes indicadores:

• Bajo peso de los equipos de calefacción. Para las calderas de leña, a diferencia de sus contrapartes que funcionan con otros tipos de combustible, no existen requisitos estrictos con respecto a su diseño y ubicación de instalación. Por lo tanto, se puede instalar una caldera de fabricación propia en cualquier parte de una casa de campo, aunque la solución más correcta sería asignar una habitación separada para un horno.
• Sistema de control automático. El número mínimo de componentes ACS de una caldera industrial permite no solo un consumo eficiente de material combustible, sino que también reduce la probabilidad de falla en caso de falla de uno de los dispositivos de control.
• Versatilidad. En las calderas de calefacción de leña, no solo se puede utilizar madera, sino también cualquier otro tipo de combustible sólido como combustible.
• Larga vida útil. Una caldera de leña servirá a su propietario durante más de un invierno. ¿Cuántos años dura una caldera industrial? Los fabricantes de este tipo de equipos de calefacción garantizan al menos 15 años de funcionamiento sin problemas.
• Facilidad de mantenimiento. En el curso de la realización de trabajos relacionados con el mantenimiento de la caldera de calefacción de una casa privada, solo es necesario limpiar el cenicero y la chimenea una vez al año.
• Precio aceptable. ¿Cuánto debo pagar al comprar una caldera? El precio de cada modelo específico depende de la cantidad de opciones presentes en este equipo. Se puede observar con plena confianza que todos los propietarios de una casa privada pueden comprar una caldera de calefacción de leña sin dañar gravemente el presupuesto familiar.

Desafortunadamente, las calderas de agua caliente alimentadas con leña no están exentas de ciertos inconvenientes. Estas deficiencias se aplican solo a las calderas de leña hechas de forma artesanal.Uno de ellos es que es imposible automatizar el proceso de control en una caldera de leña casera, por lo que el propietario de dicho equipo debe cargar manualmente el combustible en la cámara de combustión.

El segundo inconveniente es la "glotonería" de una caldera de agua hecha a sí misma. Para que el funcionamiento de este equipo en el invierno proporcione condiciones de vida cómodas, es necesario crear una gran cantidad de leña. ¿Cuánta leña necesitas para tener suficiente para todo el invierno? El consumo de combustible para cada caso específico es individual. La cantidad de leña almacenada depende de la potencia del dispositivo de calefacción y del área de las instalaciones calentadas de una casa privada.

Otros tipos de calefacción de una casa de campo o casa de campo.

Usando una bomba de calor

Con la nueva alternativa de la bomba de calor, la calefacción de espacios sin gas ni leña se ha vuelto más asequible para todos. Este método es realmente el mejor tipo de calefacción de una casa de campo o casa de campo. La planta genera calor a partir de recursos naturales: tierra, mar, lagos e incluso aire. Pero la bomba de calor no es muy popular entre los consumidores debido al alto costo del equipo y el trabajo de instalación.

El uso de unidades de combustible líquido.

El combustible principal para las calderas de combustible líquido es el combustible diesel, y el equipo que se usa para calentar la habitación se llama diesel. En lugar de combustible diesel, a veces se usa queroseno o aceite de colza. Pero debido a la alta eficiencia, las calderas de combustible líquido rara vez se instalan en casas particulares, pero son muy efectivas para calentar edificios grandes.

Uso de colectores solares.

Recientemente, los propietarios de mansiones privadas han comenzado a utilizar cada vez más colectores solares, en los que la energía solar se convierte en calor. Es más práctico instalar dichos colectores en el techo de la casa para que sea posible recibir la mayor cantidad de energía solar posible. La principal desventaja de una instalación de este tipo es la dependencia directa del clima y la cantidad de días soleados.

Hoy en día, los tipos de calefacción eficientes que se utilizan para calentar una casa de campo o una casa de campo son las instalaciones de calefacción eléctrica y las calderas de combustible sólido. Son estos dos tipos de combustible los que son excelentes sustitutos del gas y la leña, y se consideran los más asequibles para los consumidores, tanto en la instalación de equipos como en la conexión del sistema de calefacción. El resto de opciones, que aportan calefacción y calor a la vivienda, se aplican directamente como método adicional a las instalaciones existentes.

Variedades

El consumidor puede elegir entre varias soluciones, cada una de las cuales tiene sus pros y sus contras. En cualquier caso, los sistemas de calefacción de un edificio residencial deben ser confiables y también cumplir con los requisitos de energía térmica (área habitable, intensidad de operación, duración de la estación fría en la región, etc.).

Caldera clasica

Este diseño es el más sencillo y comprensible de todos los que existen actualmente en el mercado.

Peculiaridades:

• similar a una estufa ordinaria, equipada con una caja de fuego, chimenea y cenicero;
• la operación no requiere conocimientos complejos;
• funciona con combustible con baja eficiencia;
• consume mucha madera.

Si está planeado instalar cableado portador en sus instalaciones, las calderas clásicas no le convienen.

Caldera de pirólisis

La eficiencia de dicho calentamiento es mucho mayor que en el caso anterior.

Caracteristicas de diseño:

• relativa novedad en el mercado (por lo tanto, las revisiones son aún escasas y es prematuro sacar conclusiones globales);
• es posible desarrollar una alta eficiencia;
• con alta eficiencia, se logran ahorros significativos en el consumo de combustible;
• los gases de escape durante el proceso de combustión se mueven hacia la tubería;
• desde la tubería, los gases de pirólisis transfieren su temperatura al intercambiador de calor;
• A juzgar por lo anterior, me gustaría llamar a este diseño ideal. Sin embargo, tiene un inconveniente importante: una estricta selección de combustible.

Calderas de larga duración

Según los expertos, para calentar una casa privada, es preferible

Peculiaridades:

• tales calderas con circuito de agua pueden trabajar durante largas horas en un marcador de leña (la cifra de 3-5 días habla por sí sola, y las buenas críticas de usuarios agradecidos solo mejoran la reputación de estos productos);
• tales estufas de larga duración pueden funcionar con diferentes tipos de combustible (y se reconstruyen fácilmente de uno a otro).

Por desgracia, comprar uno por poco dinero es simplemente poco realista. El placer cómodo cuesta mucho dinero y, como dicen, costará un centavo.

Requerimientos de seguridad

Cabe recordar que las calderas con circuito de agua requieren atención desde el punto de vista de la seguridad. No se trata solo de los riesgos de ignición, sino también de la circulación de aire y gas en toda regla.

Peligro de incendio.

• Los más importantes son los siguientes puntos:

• disponibilidad de espacio libre para almacenar combustible: la leña no se puede almacenar directamente en la estufa, ya que aumenta el riesgo de ignición;
• es necesario proporcionar ventilación por extracción en la habitación, especialmente si compró una caldera de alta capacidad para calentar la casa;

Sin suficiente ventilación, la unidad no podrá hacer frente a la cantidad de gases emitidos durante la combustión. Pero entre ellos hay monóxido de carbono.

• es estrictamente necesario asegurar la lejanía de la caldera de las paredes y del techo a una distancia de al menos 1 m;
• el tamaño de la habitación debe ser de al menos 8 metros cuadrados. metros;
• la base debe ser no inflamable. Para este propósito, el sitio está hormigonado. Otra opción es cubrir el pedestal existente con tejas o hierro, si es, por ejemplo, de madera.

Chimenea

La seguridad de toda la casa y de los residentes también depende de:

material de la chimenea - acero inoxidable. Solo este material protegerá la estructura de la deposición de hollín graso y sustancias resinosas. El acero inoxidable tiene un alto coeficiente de deslizamiento, es decir, las micropartículas se repelen en lugar de “pegarse”;

Las tuberías de hierro simples son muy difíciles de limpiar debido a la abundancia de depósitos de alquitrán y hollín.

• asegúrese de que la chimenea atraviese la pared de la casa en un cierto ángulo e, idealmente, debe hacer un agujero en el techo. Esta medida garantizará la liberación total de los productos de la combustión al exterior;
• Asegúrese de colocar el borde superior de la tubería aproximadamente 1 m por encima de la cumbrera del techo, de lo contrario, no habrá suficiente tracción.

Automatización y tubería de calderas de leña

Como ya se mencionó, la potencia de la caldera solo se puede regular cambiando la cantidad de oxígeno suministrado. Este sistema funciona de manera más eficiente y precisa en calderas de mina tipo pirólisis en madera o briquetas.

El complejo de automatización principal incluye una unidad de control electrónico, un ventilador, un regulador de tiro accionado eléctricamente y un termopar firmemente enrollado en la tubería de suministro. Todos estos componentes se venden tanto individualmente como en kits para un modelo de caldera específico. En promedio, toda la automatización cuesta alrededor de 4-5 mil rublos.

Por separado mencionamos la importancia de contar con protección contra caída de amortiguadores y ranuras de sellado en trampillas de carga e inspección, chimenea y sistema de estabilización de tiro.

Para las calderas de combustible sólido, se proporcionan otros tipos de dispositivos de protección, instalados en las tuberías hidráulicas. Por supuesto, esta es una bomba de circulación y protección del horno contra sobrecalentamiento: un grupo de seguridad para aliviar el exceso de presión

Tenga en cuenta que la salida de la válvula de reinicio debe estar orientada hacia la pared o provista de una manguera para no lesionar a las personas presentes cuando se accione. Los requisitos de seguridad pueden prever la instalación de una válvula de alivio de presión de chimenea para estabilizar el tiro y la combustión, se monta inmediatamente a la salida de la caldera o directamente en frente de la sección vertical final

Diagrama de conexión de una caldera de combustible sólido con acumulador de calor: 1 - chimenea; 2 - termostato; 3 - grupo de seguridad; 4 - separador de aire; 5 - bomba de circulación; 6 - acumulador térmico; 7 - mezclador de tres vías; 8 - automatización dependiente del clima; 9 - radiador de calefacción; 10 - bomba de circulación; 11 - válvula de retención; 12 - tanque de expansión; 13 - protección contra marcha en seco; 14 - válvula de relleno; 15 — sensor de temperatura superior; 16 - caldera de combustible sólido

Para las calderas de hierro fundido, se practica instalar una válvula de dos vías que mezcla el agua de la salida caliente para evitar que entre agua fría en el horno calentado. Al instalar un acumulador de calor, se agrega una válvula eléctrica de tres vías, que inicia el suministro de calor al tanque solo después de que la composición principal se haya calentado. El control se lleva a cabo de acuerdo con la temperatura de retorno, el circuito adicional se enciende 7-10 ºС antes de que se alcance la temperatura de corte. En este aspecto, las unidades de control con un controlador PID son las más preferidas.