Combinação da caldeira com o sistema de aquecimento de água
Um sistema de tubos e radiadores conectados ao circuito de água permite distribuir uniformemente o calor por toda a área do edifício. O tipo mais simples de trocador de calor pode ser um tanque de água, quando uma fonte de calor está localizada diretamente abaixo dele. Mas esse aquecimento é ineficaz, pois o aquecimento do líquido será realizado apenas por baixo.
A chamada "jaqueta d'água" será muito mais eficaz em termos de transferência de energia térmica. Um tipo mais complexo de circuito de água é um duplo topo e paredes ao longo de todo o contorno da caldeira, dentro do qual circula o refrigerante. Devido à circulação constante, a água não estagna, e a espessura de 3-5 cm entre as paredes permite que o líquido aqueça o mais rápido possível.
Outro tipo de circuito de água igualmente eficaz é soldado a partir de tubos grossos de aço, curvados por ondas ao longo das paredes e do topo da câmara de combustão em forma de “bobina”. O refrigerante se move lentamente através de tubos com diâmetro de 5-6 cm, proporcionando excelente transferência de calor
Além disso, este tipo de circuito tem uma vantagem importante - maior facilidade de manutenção.
Unidade de controle e monitoramento
As caldeiras estão equipadas com sistemas especiais para regular a temperatura da água no circuito de água. O sistema mais simples é baseado na operação de um termostato - quando a temperatura necessária é atingida, o amortecedor do ventilador é fechado e, assim, o fluxo de ar é reduzido. Assim que a água esfriar, o sistema funcionará na ordem inversa.
Sistemas de controle mais avançados funcionam com a inclusão dos sensores de temperatura mais precisos e fornecimento de ar eletrificado forçado. Ao instalar a ventilação forçada, é realizado um suprimento de ar superior, devido ao qual o combustível é queimado quase completamente. O equipamento de caldeira deste tipo precisa ser conectado à rede elétrica, mas na ausência de eletricidade não é capaz de funcionar.
Equipamentos com bomba de circulação podem salvar o sistema de seu degelo completo. Uma caldeira deixada sem vigilância no inverno, tendo esgotado todo o combustível, não poderá manter o nível de temperatura da água no sistema por muito tempo, resultando em congelamento ao longo do tempo. Em uma situação tão crítica, o sistema de controle ligará a bomba de circulação, o que levará à circulação do refrigerante - em geadas suaves, a água corrente não congelará.
O que deve estar na composição do sistema de aquecimento de água
O esquema de aquecimento de água de uma casa particular, também líquida, envolve o uso de um líquido refrigerante no sistema, que “entrega” calor da caldeira de aquecimento aos radiadores ou piso radiante, circulando constantemente no sistema.
Em outras palavras, o refrigerante "corre em círculo", aquecendo na caldeira e liberando seu calor nos aparelhos de aquecimento.
Para garantir o funcionamento de tal sistema, muitos outros equipamentos são utilizados, o que torna o sistema mais flexível (aquecimento diferenciado de várias zonas), seguro (proteção contra sobrepressão e vazamento de refrigerante do sistema) e automatiza o processo de controlar o aquecimento doméstico.
O diagrama de blocos do sistema de aquecimento de água é assim:
Diagrama estrutural do sistema de aquecimento de água
Os sistemas de aquecimento de água podem ser:
- com circulação natural do refrigerante;
- com circulação forçada do refrigerante.
Sistemas com circulação natural do refrigerante
Em um sistema com circulação natural do refrigerante, a força motriz é a diferença na densidade do líquido aquecido e frio (refrigerante) nos tubos de alimentação e retorno, respectivamente.
Sistema de circulação natural
Quando o refrigerante é aquecido na caldeira, sua densidade diminui e ele é deslocado para cima no tubo vertical, deslocado por um líquido frio mais denso que retorna pelo tubo de retorno.
Neste caso, o refrigerante passa da caldeira ao longo da coluna vertical para o tanque de expansão do tipo aberto, espalha-se ainda mais pelas colunas horizontais ao longo dos radiadores de aquecimento e retorna à caldeira através do tubo de retorno.
Em tais sistemas, os parâmetros importantes são: o diâmetro dos tubos (especialmente o riser de alimentação central), bem como sua inclinação.
A vantagem de tal sistema pode ser chamada de independência energética (ao usar uma simples caldeira de combustível sólido), e na lista de desvantagens nomearemos a incapacidade de regular os regimes de calor de várias salas, aumento do consumo de combustível, necessidade de usar tubos metálicos de grande diâmetro.
Sistemas com circulação forçada do refrigerante
Esse sistema também é complementado por uma bomba de circulação, que “força” cria uma força motriz aplicada ao refrigerante.
Sistema de aquecimento "forçado"
As vantagens de tal sistema incluem a possibilidade de controle separado e flexível (diferenciado) da potência de cada radiador ou piso radiante por meio de válvulas manuais ou automáticas, o que possibilita o uso de fontes de energia de forma mais econômica para o funcionamento da caldeira. Nesse sistema, tubos de plástico podem ser usados, o que reduz significativamente o custo dos materiais e facilita o trabalho de instalação, e os próprios tubos de plástico podem ser “escondidos” nas paredes.
A desvantagem de tal sistema é apenas sua "dependência energética" da presença de eletricidade na casa para garantir o funcionamento da bomba. Em alguns casos, um sistema de aquecimento combinado é usado.
Vídeo. Como funciona uma caldeira de mineração
Pavel Vorobyov editor-chefe
Autor da publicação 22/06/2018
Os sistemas de aquecimento de água foram usados pela primeira vez nos banhos da Roma Antiga. Depois de várias dezenas de séculos, essas invenções brilhantes tornaram-se familiares e acessíveis a todos.
Como está
Um desses milagres da termotecnologia é uma caldeira de aquecimento. O princípio de operação de uma caldeira de água quente é que o refrigerante é aquecido a 115 graus e transfere esse calor para o sistema de aquecimento do edifício. A água passa para o estado de vapor a uma temperatura de 100 graus, portanto, para evitar a ebulição, é mantida uma pressão aumentada na caldeira.
Quanto maior a pressão na unidade, melhor: a probabilidade de ebulição próxima à parede é reduzida, o que significa que menos incrustação é formada. Portanto, uma bomba é instalada na entrada, que bombeia a água resfriada para dentro.
Existem as seguintes modificações das unidades de aquecimento de água:
- Gás-combustível
- Combustível líquido
- Elétrico
- Combustível sólido
Independentemente do combustível em que o sistema funciona, o princípio de funcionamento da caldeira de água quente é o mesmo: o combustível é queimado no forno e o calor é transferido através de suas paredes para a água que circula pelos tubos de aquecimento. O design é criado de forma a garantir a combustão mais completa do combustível e a transferência de calor ideal.
Os queimadores da caldeira de água quente variam de acordo com o tipo de combustível utilizado. Eles podem ser atmosféricos embutidos ou superalimentados substituíveis. Os queimadores embutidos causam o uso de apenas um determinado tipo de combustível. Queimadores substituíveis são mais convenientes porque permitem que você mude de um tipo de combustível para outro.
Como eles são usados
Funcionalmente, as caldeiras de água quente são divididas em:
A finalidade das unidades de circuito único é apenas o fornecimento de calor. A água passa por canos, baterias e retorna à caldeira novamente.
O escopo de geradores desse tipo está se tornando mais amplo.Devido à presença não de uma, mas de várias entradas e saídas do refrigerante, a caldeira é adicionalmente capaz de garantir o funcionamento de caldeiras, pisos aquecidos a água, um trocador de calor de piscina, etc.
Os sistemas de aquecimento de circuito duplo são projetados não apenas para aquecimento, mas também para o abastecimento de água quente nas instalações. Seu design prevê a presença de trocadores de calor tipo placa embutidos, com a ajuda dos quais as caldeiras de circuito duplo são capazes de fornecer água quente à casa 24 horas por dia e quase ilimitadamente.
O princípio de funcionamento dos modelos com circuitos de água
O processo de aquecimento da água é realizado exclusivamente durante o período de combustão do combustível. O principal combustível é carvão ou madeira. Ao mesmo tempo, uma carga é suficiente para 3-4 horas, um período mais longo de queima de combustível será fornecido por uma caldeira de combustível sólido geradora de gás (pirólise).
Quanto maior a qualidade da caldeira, a eficiência dos processos de troca de calor no circuito de água e quanto mais preciso for o controle da temperatura do transportador de calor, menor será o custo de cada quilowatt de calor produzido. O design especial do circuito de água permite o aquecimento mais eficiente do transportador de calor principal durante a operação da caldeira.
Uma parede em uma camisa de água é capaz de acumular a energia térmica resultante. Devido a isso, o aquecedor aquece rapidamente a água e também mantém uma temperatura alta por muito tempo. Os equipamentos de aquecimento de caldeiras com circuito de água funcionam de forma igualmente eficaz tanto num sistema com circulação natural como forçada.
Como fazer uma caldeira de mineração com um circuito de água com suas próprias mãos
Para executar esta unidade de forma independente, você precisa estocar os seguintes materiais:
Diagrama de uma caldeira de mineração com um circuito de água
- chapa metálica para o tanque (espessura 4 mm);
- chapa metálica para a tampa (espessura 6 mm);
- tubo de chaminé;
- bomba de óleo;
- ventilador;
- adaptadores de aço;
- selante resistente ao calor;
- cantos de metal para suportes.
- moedor com um círculo para cortar metal;
- lápis e fita métrica de construção;
- fure com uma broca para metal;
- martelo e um conjunto de chaves;
- soldagem de eletrodos.
Para facilitar o trabalho na implementação da caldeira, você pode levar barris prontos para propano ou oxigênio.
Esquema de funcionamento da caldeira
O diagrama de montagem da unidade ficará assim:
- O corpo da caldeira deve ser dividido em 2 partes. Na parte superior, você precisará montar uma jaqueta de água e conectar a parte inferior aos radiadores de aquecimento. A parte inferior deve necessariamente ser separada da parte superior, à qual o tubo de pressão está conectado.
Antes de realizar o trabalho, é necessário determinar o local onde a caldeira será colocada. É necessário garantir que não haja coisas inflamáveis nas proximidades e que o próprio corpo da caldeira não bloqueie o movimento, não interfira no trabalho.
Parâmetros numéricos da caldeira
Etapa 1. Preparando a base e as paredes
Sob a caldeira de mineração com um circuito de água, é melhor fazer uma mesa de concreto. Também é possível ladrilhar o piso e a parede adjacente à estrutura da caldeira.
As paredes devem ser de material incombustível
Se as paredes forem de madeira, uma folha de amianto deve ser colocada entre elas e a unidade.
Passo 2. Fazendo o tanque principal da caldeira (interno)
Este corpo é um tanque com uma camisa de água, um canal de fornecimento de oxigênio e um tubo através do qual o óleo flui para a tigela.
Na parte inferior desta caixa, é necessário fazer uma porta para retirar a cuba e acender o óleo.
- Desenhe um diagrama da caldeira.
- Meça as dimensões do tanque em chapa de metal e corte-o com um moedor.
- Corte o fundo do tanque.
- Conectamos uma folha de metal de tal forma que é obtido um tubo com um diâmetro de 60 cm.
- Nós anexamos o fundo.
Solde a base com segurança
Etapa 3. Fazendo o revestimento externo do tubo
- O comprimento do tubo externo deve ser 5 mm menor que a altura do tubo externo.
- Usando um moedor, cortamos um orifício no tubo para a chaminé, portas, tubos de alimentação (na parte superior do tubo) e um orifício para o retorno do refrigerante (na parte inferior).
- Colocamos a parte externa do tubo na interna e soldamos hermeticamente as bases.
Tigela com fundo soldado
Instalação de um banho de água
Etapa 4. Fazendo um canal de suprimento de ar
- Meça um tubo com um diâmetro de 6-8 cm em chapa de metal e corte-o com um moedor. O comprimento do tubo excede o design geral em 10-15 cm.
- Medimos de uma extremidade 50 cm e fazemos um buraco.
- Agora estamos fazendo um canal para o abastecimento de óleo, que ficará dentro do tubo de abastecimento de ar. Para fazer isso, pegue um pedaço de tubo de 8 cm de comprimento (d = 1 cm) e solde na outra extremidade de um tubo de mesmo diâmetro, mas com 50 cm de comprimento em um ângulo de 130-150 0 .
- Instale cuidadosamente o tubo de alimentação de óleo no tubo de alimentação de ar.
- Na lateral realizamos um tie-in para o compressor. Conectamos a bomba de abastecimento de combustível e a bomba de circulação.
- Colocamos a tigela no caldeirão.
- Consertamos a porta.
Passo 5 Instalando a chaminé
Depois que a própria caldeira estiver instalada com segurança na base, procedemos à instalação da chaminé, cujo comprimento deve ser de 3,5-4 m.
Montando uma chaminé de tubos de sanduíche
Ao mesmo tempo, tente fazer um tubo vertical sem seções horizontais.
- Conectamos o tubo de saída da caldeira ao tubo da chaminé.
- Dependendo do esquema de saída da chaminé: através de uma parede ou telhado, realizamos marcações. Se passarmos um cano pela parede pelo teto.
Nós carregamos a chaminé pela parede
Fixação externa do tubo de combustão
Saída da chaminé acima do telhado
Etapa 6. Conectando o circuito de água
Se a caldeira for usada como conexão a radiadores para aquecimento de uma sala grande, toda a rede de baterias deve primeiro ser colocada na sala.
Para conectar a caldeira ao radiador, usamos um tubo com diâmetro de 43 mm.
- Pegamos um pequeno recipiente de metal (tanque de água) com paredes grossas e o fixamos com parafusos na caldeira. Você pode usar a soldagem como um fixador.
Ligar a caldeira ao sistema
Opções de instalação para sistemas de aquecimento de água
Se uma pessoa despreparada considerar todas as opções de instalação existentes para sistemas de aquecimento de água, especialmente com circulação natural, poderá “afogar-se” em uma abundância de informações.
No âmbito deste artigo, vamos nos concentrar no esquema de instalação de aquecimento de água mais comumente usado, disponível para repetição por uma pessoa sem experiência em tal trabalho.
Hoje, o aquecimento de água em uma casa particular é considerado o mais eficaz, feito de acordo com um sistema de instalação de aquecimento de água de dois tubos, no qual o líquido “quente” é fornecido por um tubo (de alimentação) e o “frio” é descarregado por outro ( Retorna).
Esquema de instalação de dois tubos com circulação forçada
Tal esquema permite conectar dispositivos de aquecimento (radiadores, circuitos de piso radiante) em paralelo com a regulação independente manual ou automática (o termostato é “nada” aqui, no entanto) do fluxo de fluido que passa por eles. Em tais sistemas de aquecimento, é conveniente usar dispositivos especiais - um coletor, ao qual todos os "consumidores" de calor estão conectados.
O uso de nós coletores no sistema de aquecimento
Para obter mais informações sobre sistemas de instalação para sistemas de aquecimento de água, consulte o artigo “Esquema de aquecimento para uma casa particular”
Características de design
O equipamento de caldeira deste tipo, na verdade, é uma versão ligeiramente modificada das caldeiras padrão - o circuito de água está incluído adicionalmente no design.
- fornalha;
- grato;
- câmara de cinzas;
- circuito de água.
Se os modelos de circuito único se destinam apenas ao aquecimento ambiente, os modelos de circuito duplo são usados tanto para aquecer o edifício quanto para fornecer água quente.
O carregamento de combustível pode ser feito manualmente ou automaticamente. A segunda opção envolve a presença de um reservatório na caldeira, onde o combustível é derramado a cada 3-7 dias.Mas os modelos são mais caros do que aqueles com abastecimento manual de combustível e, portanto, menos comuns.
Além disso, apenas o combustível que passou por treinamento especial é adequado para fornecimento - carvão de até 2,5 cm ou as chamadas "eco-ervilhas". Alguns modelos estão equipados com aquecedores elétricos integrados que iniciam quando o fornecimento de combustível é interrompido - isso garante sua operação contínua.
Recursos de montagem
Para aquecer uma residência de uma pequena praça, é aconselhável realizar a instalação diretamente na própria casa. Além disso, a sala das caldeiras pode ser equipada como um edifício separado ou dentro de outras dependências.
Nesse caso, o tubo de aquecimento é sempre colocado no subsolo, necessariamente abaixo do nível de congelamento do solo, é fornecido isolamento térmico. Na sala da caldeira, a temperatura do ar deve estar no nível de 10 graus; separadamente, você deve cuidar de equipamentos de ventilação de alta qualidade.
O revestimento do piso no local de instalação deve ser incombustível, nivelado e firme. Para aumentar a resistência do piso, a caldeira é instalada em uma fina mesa de concreto. Na frente da unidade de aquecimento, uma folha de metal com uma área de pelo menos 1 m². m.
Durante a instalação, deve seguir rigorosamente todas as recomendações dadas nas instruções de operação do equipamento da caldeira quanto aos principais parâmetros das chaminés: seção e altura. As juntas entre a chaminé e a chaminé devem ser preenchidas com um selante resistente ao calor ou revestidas com uma solução de argila.
AFIRMAÇÃO
1. A caldeira de água contém um forno, um cinzeiro emoldurando seu corpo na forma de uma camisa de água, cuja parede interna está conectada a divisórias de água ocas formando um canal de gás em ziguezague, cada uma das quais conectada à camisa de água de a caldeira de três lados, um sistema de vácuo na fornalha da caldeira, entrada de água da rede na parte inferior, saída de água quente na parte superior, enquanto as janelas são feitas no corpo, caracterizado por a camisa de água mencionada ser interna, e o corpo da caldeira está equipado com uma camisa de água externa com uma parede externa em forma de cilindro, truncada ao longo da corda pela frente e por dentro uma parede em forma de paralelepípedo, que atua simultaneamente como parede externa da água interna jaqueta, divisórias de metal são fixadas entre as paredes da jaqueta de água externa da caldeira à mesma distância das paredes laterais da jaqueta de água interna, e tubos de metal de pressão são conectados ao espaço da caldeira cortado pelas divisórias para fornecer água quente do tubo de água quente usando uma bomba instalada na tampa superior da caldeira, as divisórias de água ocas estão localizadas à mesma distância entre si e a parede interna da camisa de água interna, a camisa de água interna da caldeira e as divisórias de água ocas têm a mesma espessura, enquanto na camisa de água externa, a distância entre a parede interna e a divisória é igual à espessura da camisa de água interna e a distância entre a parede superior da camisa de água interna e a tampa comum da caldeira é pelo menos 2 vezes maior do que ela, as divisórias ocas de água são feitas com uma parede inferior horizontal e com a parede superior localizada em um ângulo de pelo menos 3° com a horizontal e tem um comprimento que é pelo menos 3,5 vezes maior do que a distância entre a divisória de água oca e a parede interna da camisa de água interna da caldeira, o sistema de vácuo no forno da caldeira inclui um termostato conectado ao amortecedor de ar na porta pki, o canal de gás em ziguezague da caldeira é conectado à chaminé através de um confundidor, que é conectado com o lado maior à parede traseira da caldeira e o lado menor à chaminé, enquanto os laços são instalados uniformemente na parte superior tampa da caldeira.
2.Caldeira de água quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as divisórias metálicas formarem uma ranhura com o fundo da caldeira com pelo menos 30 mm de altura em ambos os lados da caldeira.
3. Caldeira de água quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as tubagens metálicas de descarga para água quente estarem ligadas no centro do espaço da camisa de água exterior, fechadas por chapas metálicas, cortadas por uma divisória.
4. Caldeira de água quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os tubos metálicos de descarga para o fornecimento de água quente serem rebaixados em pelo menos 2/3 da altura da divisória.
5. Caldeira de água quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o ângulo de estreitamento do misturador ser de pelo menos 15°.
6. Caldeira de água quente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o termóstato estar ligado ao registo de ar na porta da fornalha por meio de uma alavanca e, por exemplo, uma corrente.
7. Método de fabricação de uma caldeira de água quente, que consiste na preparação de peças, blocos e montagem da caldeira, caracterizado pelo fato de que as partes planas são preparadas a partir de chapas de aço de espessura calculada para a fabricação de toda a caldeira, assentos e furos são cortadas nas partes planas, em seguida, são montadas as divisórias de água ocas, que são a base para a montagem de toda a caldeira, pois todas as outras partes são fixadas a elas e fixadas rigidamente gradualmente até obter a estrutura completa da caldeira, a conexão de peças planas é realizada por soldagem na posição horizontal.
