Caldera de combustible sólido de bricolaje
Considere el ejemplo de la caldera más popular con combustión superior (Fig. 3). Si es necesario, las dimensiones se pueden cambiar en proporción a las indicadas en el dibujo. Una característica distintiva del diseño es una tubería que sirve como regulador de suministro de aire e intercambiador de calor al mismo tiempo. Los gases liberados durante la combustión lenta del combustible se elevan y se encienden en el horno superior.
Para su fabricación se requieren los materiales descritos en el apartado 2: tubería, chapa de acero, ángulo, aislamiento, cartón asbesto, electrodos.
La primera etapa de una caldera casera incluye los siguientes pasos:
- Se suelda un cuerpo cilíndrico de un tubo con un diámetro de 45 cm y una longitud de 150 cm.
- El fondo se cierra con un círculo recortado en chapa de acero mediante soldadura.
- En la tubería del diámetro inferior (parte inferior), se corta un orificio rectangular debajo de la puerta del cenicero. También puede estar hecho de chapa de acero o comprarse a medida.
- La cámara de combustión está ubicada en la parte superior, también se corta un rectángulo debajo de su puerta. La puerta debe estar aislada con cartón de amianto y cordón de amianto en todo el perímetro. Todas las puertas deben estar cerradas con pestillos.
- Se suelda una salida de humo desde un tubo de perfil, que se insertará en la chimenea.
¡Importante! Se formará humedad (condensado) en la superficie de la tubería debido a las diferencias de temperatura, lo que provocará corrosión, por lo que las soldaduras deben ser de alta calidad.
- Las patas desde un ángulo igual están soldadas al cuerpo de la caldera.
- Recorte la tapa superior con un diámetro de 46 cm, que se colocará encima del cuerpo cilíndrico.
Intercambiador de calor de bricolaje para una caldera de combustible sólido
La segunda etapa es la producción de un intercambiador de calor:
- Un tubo intercambiador de calor con un diámetro de 40 cm y una longitud de 130 cm está soldado de una lámina de metal.
- Insértelo en un cuerpo cilíndrico, fije un espacio de 5 cm entre las tuberías, por lo que se formará una "camisa de agua".
- La diferencia en la longitud de las tuberías del intercambiador de calor y el exterior debe ser de al menos 20 cm. La tubería en la tubería se fija mediante soldadura con anillos de metal preparados.
- Los ramales están instalados en las zonas superior e inferior de la camisa de agua: uno para el suministro, el otro para la salida del refrigerante. Para su fabricación, se utiliza una tubería con un diámetro de 5 cm, se atornilla una rosca en el exterior, a través de la cual se conectarán a las tuberías del sistema de calefacción.
- La tubería de distribución a través de la cual se suministrará el aire está soldada de metal de mayor espesor que para la carcasa y el intercambiador de calor (al menos 5 mm con un diámetro de 6 cm). La longitud de la tubería se hace 10 cm menos que la longitud de la tubería del intercambiador de calor (120 cm).
¡Importante! La tubería de distribución se encuentra en la zona de altas temperaturas y se deforma y quema con el tiempo, por lo que para su fabricación se utiliza metal con un espesor de 5 mm o más.
- El tubo se inserta en el disco preparado con un orificio preparado. Un disco de acero metálico con un diámetro de 38 cm está soldado a la tubería.
- Al menos 4 esquinas están soldadas a la base del disco, actuando como impulsor.
- En la parte superior de la tubería se instala una válvula para el suministro de aire en porciones y se suelda un lazo en el que se fija una cadena para levantar la tubería.
¡Atención! Para mejorar la transferencia de calor, se instala un ventilador de aire forzado en la parte superior de la tubería.
Cómo montar correctamente la caldera.
Después de completar las dos etapas principales, continúe con la última.
La tercera etapa es el montaje de la caldera:
- Eligen el lugar de instalación de la caldera, comprueban el nivel para que no haya desniveles que puedan perjudicar el funcionamiento del generador de calor.
- La tapa con el tubo de distribución se coloca sobre el cuerpo, habiendo colocado previamente el cordón de amianto. La tapa también se puede soldar al cuerpo.
- El conducto de humos se inserta en la chimenea.
- A través de los tubos roscados de salida, la caldera se conecta al sistema de calefacción de la casa.
- El sistema se llena de agua y se comprueba el funcionamiento de la caldera cuando no está completamente cargada.
- Si la prueba salió bien, la caldera se carga a plena capacidad.
Variedades de calderas.
Todas las calderas de combustible sólido existentes se pueden dividir en 3 grupos:
Hay una serie de otras características de clasificación, pero es el principio de combustión de combustible lo que es decisivo al elegir una caldera.
pirólisis
En calderas de este tipo, el combustible se quema lentamente con un acceso mínimo de aire, por lo que la cantidad de gas combustible aumenta y, cuando se vuelve a quemar, la eficiencia de la caldera aumenta a 85-90%. Y aunque algunas personas piensan que es muy difícil hacer una caldera de este tipo con sus propias manos, le diremos y, lo que es más importante, le mostraremos cómo hacer una caldera de combustible sólido de pirólisis de combustión prolongada con sus propias manos (vea los dibujos a continuación).
Foto 1 Esquema de la caldera de pirólisis sobre madera.
Clásico
Estructuralmente, esta es una estufa de leña estándar, donde, debido al tamaño más pequeño de la cámara de combustión, el combustible se quema un poco más lentamente. Como regla general, son estas calderas las que prefieren hacer por su cuenta. También aprenderá cómo hacer una unidad tan clásica en el artículo.
Foto 2 Esquema de una caldera clásica de larga duración.
El diseño de tales calderas es notable no solo por la facilidad de fabricación, sino también por la posibilidad de conectar un segundo circuito para producir agua caliente al mismo tiempo que la calefacción.
Estas son las calderas más eficientes, cuya eficiencia se acerca al 95%. La principal ventaja está en un proceso completamente automático, donde los pellets cargados en la tolva se vierten en la cámara de combustión por medio de un tornillo. El diseño complejo y la automatización dificultan la fabricación independiente.
Foto 3 Esquema de una caldera de combustible sólido con alimentación automática de pellets.
Tipos de combustible
Hoy en día, los combustibles sólidos en el mercado ruso se presentan en una gran variedad. Esta:
- leña, incluido el euro (aserrín comprimido de coníferas o de madera dura),
- biopellets granulados (aserrín comprimido, turba, residuos agrícolas, etc.);
- carbón - todas las variedades y fracciones de piedra y antracita;
- carpintería y residuos agrícolas.
Para que la calefacción sea rentable, se recomienda comprar o fabricar una caldera universal que pueda funcionar con cualquier tipo de combustible.
Si decide comprar dicho equipo, preste atención a las calderas de calefacción combinadas. que funcionan con combustibles alternativos, y el cambio es muy rápido y fácil
Estas pueden ser las siguientes opciones:
- combos eléctricos;
- combos de combustible sólido;
- universal, utilizando cualquier combinación de combustible.
Diseño y principio de funcionamiento.
El principio de funcionamiento de una caldera de este tipo es relativamente simple: el aire frío se aspira desde abajo, pasa a través de las paredes de la cámara, se calienta, sube y calienta la habitación.
Foto 4 Hacemos una caldera con materiales improvisados.
En las calderas de larga duración, a diferencia de las tradicionales, el acceso al aire debe ser lo más limitado posible. Para aumentar la duración de la combustión y reducir la cantidad de espacio libre en la cámara de combustión, es necesario cargar el combustible tanto y tan densamente como sea posible.
Materiales y herramientas necesarios:
- tubo de 0,3-0,5 cm;
- hoja de metal 0,5-0,8 mm;
- esquinas de metal;
- guarniciones;
- tubería con un diámetro de 25 cm (puede usar un cilindro de gas vacío);
- máquina de soldar y electrodos;
- Búlgaro;
Plano de caldera de combustión larga simple
En la fig. 1 muestra un dibujo de una caldera simple con un horno inferior. Para la fabricación de un cuerpo rectangular y un intercambiador de calor, se utiliza chapa de acero dulce. El intercambiador de calor está diseñado como una "camisa de agua".El coeficiente de transferencia de calor (COP) aumenta debido al diseño de protuberancias dentro de la caldera, que reflejan la llama y el gas de calefacción.
Arroz. 1 Caldera con "camisa de agua"
En la fig. La figura 2 muestra un intercambiador de calor combinado tipo camisa de agua (2) formado alrededor de la cámara de combustión más un registro de ranura (3) fabricado en chapa de acero. Los productos de la combustión salen por el conducto de humos (1). El combustible sólido (5) arde en la parte inferior de la cámara. Debajo está el regulador de aire (8).
Arroz. Caldera de registro de 2 ranuras
Caldera de combustión superior
El dibujo de la cámara se muestra en la Fig.3. La caldera en forma de cilindro está hecha de tuberías de diferentes diámetros. El aire se suministra a través de una tubería móvil que se extiende hacia arriba para liberar la cámara de combustión cuando se necesita cargar combustible. Al quemarse, comienza a disminuir de volumen y con ello la tubería también cae suavemente bajo el peso de su peso. El suministro uniforme de combustible se logra utilizando un disco soldado a la base de la tubería.
El intercambiador de calor está diseñado como una "camisa de agua" que envuelve la cámara de combustión. El calentamiento del aire se produce en la parte superior de la caldera.
Arroz. 3. Caldera de combustión superior
Elegir el tipo de caldera de combustible sólido
¿Cómo entender qué caldera será óptima para dar servicio a un sistema de calefacción en particular? Obviamente, es necesario determinar el tipo de combustible, la potencia requerida de la unidad y las características de su diseño, el proceso de instalación y posterior operación, así como las características del sistema de calefacción conectado.
Entre los materiales que se pueden utilizar como combustibles sólidos, los más utilizados son:
- carbón;
- briquetas de turba;
- gránulos;
- leña;
- aserrín y otros residuos de producción de combustibles.
Tipos de combustible sólido para calderas de calefacción en la foto.
Para aumentar la rentabilidad y la eficiencia del sistema de calefacción, es posible fabricar una unidad universal que pueda funcionar con varios tipos de combustible.
La elección del tipo y el diseño de la caldera de calefacción depende directamente del tipo de combustible que vaya a utilizar, el rendimiento requerido del sistema de calefacción y el lugar donde se instalará. Las siguientes modificaciones de las unidades de calefacción de combustible sólido son adecuadas para la producción propia:
Equipados con un intercambiador de calor de acero o hierro fundido, pueden utilizarse tanto para calefacción como para suministro de agua caliente. La eficiencia de tales calderas es de aproximadamente el 85%.
- pirólisis
Proporcionan una combustión separada del combustible y los gases volátiles emitidos al mismo tiempo, por lo que la eficiencia y, en consecuencia, la economía del sistema de calefacción aumentan significativamente.
- Bolita
La eficiencia de este tipo de calderas de calefacción alcanza el 90%. Su principal ventaja es un alto grado de automatización de los procesos de trabajo, y la desventaja es la complejidad del diseño.
- larga quema
Pueden funcionar de forma continua durante toda la temporada de calefacción, lo que requiere que se cargue combustible una vez cada pocos días, lo que las distingue favorablemente de las calderas de combustible sólido clásicas.
El principio de funcionamiento de las calderas de combustible sólido y su dispositivo.
El combustible orgánico sólido es la fuente de energía más antigua para la humanidad. Rechazarlo por completo, incluso en el mundo moderno, es imposible. Además, además de la leña y el carbón, hoy han aparecido muchos otros tipos de sólidos combustibles:
- briquetas de turba: la turba seca y prensada libera mucho calor durante la combustión;
- briquetas de desechos de carpintería: aserrín comprimido, virutas y corteza de árbol;
- carbón de abedul - lo mismo que para la barbacoa;
- basura reciclada de vertederos;
- pellets de calefacción de combustible - combustible fino obtenido prensando aserrín. Se puede alimentar automáticamente
- aserrín seco ordinario.
Diversas materias primas para su uso en calderas de combustibles sólidos
Está claro que todo este combustible se obtiene procesando diversos desechos, lo que resuelve el problema del reciclaje en las empresas y va en línea con la economía "verde".
Consejo útil El combustible más asequible mencionado anteriormente es el aserrín. Si piensa utilizarlos para calefacción, asegúrese de que tengan menos del 20% de humedad. Los valores grandes de este parámetro no permitirán que se produzca gas de pirólisis, ya que la mayor parte de la energía de calentamiento se destinará a secar el combustible.
Como resultado de la actividad humana, se genera una gran cantidad de residuos que pueden convertirse en combustible de alta energía, lo que propició la aparición en el mercado de las calderas de calefacción de combustibles sólidos de larga duración. A diferencia de los hornos convencionales, estas unidades no trabajan en la combustión del combustible en sí, sino en su división como resultado del calentamiento. En la cámara de trabajo de tales calderas, se queman productos de descomposición gaseosos de combustibles sólidos. Este esquema de trabajo es varias veces más eficiente que la combustión convencional de combustibles fósiles. El gas de pirólisis emite una gran cantidad de energía.
El principio de funcionamiento de una caldera de combustible sólido para una combustión prolongada.
El dispositivo de tal instalación de generador de gas no es muy complicado. Incluso puede construir una caldera de combustible sólido de larga duración con sus propias manos. El dibujo de la versión más simple se ve así:
- un tanque cilíndrico cerrado, que tiene una escotilla para depositar combustible, un soplador y un orificio para instalar una chimenea;
- un distribuidor de aire está ubicado dentro del tanque, lo que crea un remolino del gas de pirólisis. Está unido a un tubo telescópico móvil. Toda esta estructura, similar a un pistón, presiona el combustible desde arriba. La combustión del gas se produce por encima del pistón y el combustible arde por debajo;
- el intercambiador de calor está integrado en la cámara superior donde se alcanza la temperatura máxima.
En la cámara inferior se produce una combustión lenta del combustible sólido. Se logra ajustando el suministro de aire al soplador. El gas liberado arde intensamente en la cámara superior y calienta el refrigerante.
Esquema del sistema de calefacción de una casa privada que utiliza una caldera de combustible sólido.
Consejo útil No utilice el diseño más simple para la fabricación de una caldera que calentará un edificio residencial de forma continua. Para hacer esto, debe comprar un producto terminado o hacer una versión más compleja y confiable.
Las calderas de combustible sólido de larga duración pueden ser indispensables en viviendas particulares, dependencias, garajes e invernaderos. Serán especialmente beneficiosos donde haya una gran industria de procesamiento de la madera, ya que los desechos en tales empresas se regalan casi gratis. Estas unidades también son necesarias en áreas donde hay interrupciones regulares en el suministro de gas. Tales instalaciones tienen muchas ventajas, pero también hay un inconveniente importante: un costo muy alto. Es por eso que hoy en día es importante fabricar calderas de combustible sólido de bricolaje para una combustión prolongada. Los dibujos para esto se pueden usar con diversos grados de complejidad. Depende del nivel de habilidad.
Calentamiento de agua de bricolaje de una casa privada, esquemas de diseño. Pros y contras. La diferencia entre circulación de agua natural y forzada.
El principio de funcionamiento de la caldera de larga duración.
En unidades de combustible sólido convencionales, un marcador es suficiente para 6-7 horas de combustión. En consecuencia, si la siguiente porción de recursos no se agrega al horno, la temperatura en la habitación comenzará a disminuir de inmediato. Esto se debe al hecho de que el calor principal en la habitación circula según el principio de libre circulación de gas. Cuando es calentado por la llama, el aire sube y sale.
El recurso térmico de una caldera de combustión prolongada es suficiente para aproximadamente 1-2 días con una colocación de leña. Algunos modelos pueden mantener el calor hasta 7 días.
¿Cómo se logra esta rentabilidad y eficiencia?
Esquema de funcionamiento de la caldera
De una caldera convencional, una caldera TT de combustión prolongada se distingue por la presencia de dos cámaras de combustión a la vez. En el primero, el propio combustible se quema de forma estándar, y en el segundo, los gases liberados durante este proceso.
El suministro oportuno de oxígeno, que proporciona el ventilador, desempeña un papel importante en este proceso.
Este principio ha sido implementado relativamente recientemente. En el año 2000, la empresa lituana Stropuva presentó por primera vez esta tecnología, que inmediatamente ganó respeto y popularidad.
Caldera casera de larga duración.
Hoy en día, esta es la forma más económica y práctica de calentar una casa de campo, donde no se proporciona gasificación y hay cortes de energía.
Tales unidades funcionan según el principio de quemar combustible superior. Como estándar, en todos los hornos, la cámara de combustión está ubicada en la parte inferior, lo que le permite tomar aire frío del piso, calentarlo y levantarlo.
El principio de funcionamiento de esta caldera es algo similar a la pirólisis. El calor principal aquí no se libera de la combustión de combustible sólido, sino de los gases liberados como resultado de este proceso.
El proceso de combustión en sí tiene lugar en un espacio cerrado. A través de un tubo telescópico, el gas liberado ingresa a la segunda cámara, donde se quema completamente y se mezcla con aire frío, que es bombeado por el ventilador.
Caldera de larga duración TT (esquema)
Este es un proceso continuo que ocurre hasta que el combustible se quema por completo. La temperatura durante dicha combustión se alcanza muy alta, alrededor de 1200 grados.
Como se mencionó anteriormente, esta caldera tiene dos cámaras: la principal es grande y pequeña. El combustible en sí se coloca en una gran cámara. Su volumen puede alcanzar los 500 metros cúbicos.
Cualquier combustible sólido puede actuar como recurso para la combustión: aserrín, carbón, leña, tarimas.
Un ventilador incorporado proporciona un suministro constante de aire. La ventaja de este método es que el combustible sólido se consume muy lentamente.
Esto aumenta significativamente la eficiencia de dicho calentador. ¿Por qué la leña se quema tan lentamente en comparación con una estufa estándar?
La conclusión es que solo se quema la capa superior, ya que un ventilador sopla aire desde arriba. Además, el ventilador agrega aire solo después de que la capa superior se haya quemado por completo.
Hoy en día, hay muchos modelos en el mercado que funcionan según el mismo principio, pero, según las dimensiones, el material de ejecución, las opciones adicionales, tienen una eficiencia y economía diferentes.
Las calderas Universal TT funcionan con absolutamente cualquier combustible, lo que simplificará enormemente su operación para los propietarios. Una opción más económica es una caldera de leña TT de larga duración. Funciona exclusivamente con leña y no se puede cargar con ninguna otra opción de combustible.
Consejos útiles para hacer una caldera TT
Tubería de acero aleado para caldera
Puede reducir significativamente el costo de construir una unidad si toma una tubería de acero sin costura de grado 20.
Antes de instalar la caldera en el lugar previsto para este equipo, realizar el primer encendido en la calle, equipando la caldera con una chimenea temporal. Entonces estará convencido de la confiabilidad del diseño y verá si el estuche está ensamblado correctamente.
Si usa un cilindro de gas como cámara principal, tenga en cuenta que dicha unidad le proporcionará combustión durante 10 a 12 horas debido a la pequeña cantidad de combustible que se pone. Por lo tanto, el pequeño volumen del tanque de propano disminuirá después de cortar la tapa y el cenicero. Para aumentar el volumen y proporcionar un tiempo de combustión más largo, se deben usar dos cilindros. Entonces, el volumen de la cámara de combustión definitivamente será suficiente para calentar una habitación grande, y no será necesario colocar leña cada 4-5 horas.
Para que la puerta del cenicero cierre herméticamente, impidiendo la entrada de aire, debe estar bien sellada. Para hacer esto, coloque un cordón de asbesto alrededor del perímetro de la puerta.
Si va a hacer una puerta adicional en la caldera, que le permite "recargar" el combustible sin quitar la tapa, también debe sellarse herméticamente con un cordón de asbesto.
Para el funcionamiento de una caldera TT, cuyo diagrama adjuntamos a continuación, cualquier combustible sólido es adecuado:
- carbón duro y pardo;
- antracita;
- leña;
- gránulos de madera;
- briquetas;
- serrín;
- esquisto con turba.
No hay instrucciones especiales para la calidad del combustible; cualquiera servirá. Pero tenga en cuenta que con un alto contenido de humedad del combustible, la caldera no dará una alta eficiencia.
Cómo hacer una caldera de combustión prolongada de combustible sólido con sus propias manos dibujos y diagramas
Antes de comenzar a fabricar la caldera, debe decidir su diseño. Su elección depende del propósito de la unidad. Si está destinado a calentar un pequeño cuarto de servicio, un garaje o una casa de campo, entonces no es necesario hacer un circuito de agua en él. El calentamiento de dicha habitación ocurrirá directamente desde la superficie de la caldera, por convección de masas de aire en la habitación, como si fuera un horno. Para una mayor eficiencia, puede disponer el soplado de aire forzado de la unidad con un ventilador. Si hay un sistema de calefacción por líquido en la habitación, es necesario proporcionar un dispositivo en la caldera del circuito en forma de serpentín de una tubería u otra estructura similar.
Esquema para conectar una caldera de combustible sólido a un sistema de calefacción.
La elección de la opción también depende del tipo de combustible sólido que será necesario utilizar. Para calentar con leña ordinaria, se requiere un mayor volumen del horno, y para el uso de pequeños gránulos de combustible, puede disponer un recipiente especial desde el cual el combustible en gránulos se alimenta automáticamente a la caldera. Para la fabricación de una caldera de combustión prolongada de combustible sólido con sus propias manos, el dibujo puede ser tomado y universal. Es apto para cualquier tipo de combustible sólido utilizado.
Dibujo de una caldera de combustible sólido para combustión prolongada con una potencia de 25/30/40 kW
Le diremos paso a paso cómo y de qué partes es posible hacer una caldera de calefacción de combustible sólido de larga duración de acuerdo con el esquema propuesto:
- prepare un lugar donde se instalará la futura unidad. La base sobre la que se apoyará debe ser plana, fuerte, rígida e ignífuga. Una base de hormigón o una losa gruesa de hierro fundido o acero es la más adecuada para esto. Las paredes también deben estar tapizadas con material refractario si son de madera;
- recogemos todo el material y herramientas necesarios: de los cuales necesitamos un aparato para soldadura por arco eléctrico, una amoladora y una cinta métrica. De materiales: chapa de acero de 4 mm; Tubería de acero de 300 mm con paredes de 3 mm, así como otras tuberías de 60 y 100 mm de diámetro;
- para hacer una caldera de combustible sólido de larga duración, debe cortar una pieza de 1 m de largo de un tubo grande de 300 mm, puede ser un poco menos si es necesario;
- de una lámina de acero, cortamos el fondo a lo largo del diámetro de la tubería y lo soldamos, proporcionándole patas de un canal de hasta 10 cm de largo;
- el distribuidor de aire está realizado en forma de círculo de chapa de acero con un diámetro 20 mm menor que el tubo. Un impulsor de una esquina con un tamaño de estante de 50 mm se suelda en la parte inferior del círculo. Para hacer esto, puede usar un canal del mismo tamaño;
- desde arriba, en el medio del distribuidor, soldamos un tubo de 60 mm, que debe ser más alto que la caldera. En el medio del disco distribuidor, cortamos un agujero a través de la tubería, de modo que haya un túnel pasante. Es necesario para el suministro de aire. Un amortiguador corta la parte superior de la tubería, lo que le permitirá ajustar el suministro de aire;
Representación esquemática de un dispositivo de caldera de combustible sólido.
- en la parte inferior de la caldera realizamos una pequeña puerta, dotada de válvula y bisagras, que conduce al cenicero para facilitar la evacuación de las cenizas. Desde arriba en la caldera, cortamos un orificio para la chimenea y soldamos un tubo de 100 mm en este lugar. Al principio, va en un ligero ángulo hacia un lado y hacia arriba en 40 cm, y luego estrictamente verticalmente hacia arriba. El paso de la chimenea por el techo de la habitación debe estar protegido según las normas de seguridad contra incendios;
- terminamos la construcción de una caldera de calefacción para combustible sólido de larga duración haciendo la cubierta superior. Debe haber un orificio en el centro para el tubo distribuidor de flujo de aire. El ajuste a las paredes de la caldera debe ser muy apretado, excluyendo la entrada de aire.
Dibujo con dimensiones para crear una caldera de combustible sólido con tus propias manos.
Consejo util Para encender una caldera de combustible sólido de combustión prolongada hecha a sí misma, cuyo dibujo se presentó anteriormente, debe: quitar la tapa y levantar el regulador, llenar la caldera con combustible hasta el tope y verter líquido inflamable sobre ella , coloque todo en su sitio y arroje la astilla encendida en el tubo regulador . Cuando el combustible se encienda, reduzca el flujo de aire al mínimo para que solo comience a arder sin llama. Después de eso, el gas de pirólisis se encenderá y la caldera se encenderá.
