O que são caldeiras de aquecimento caseiras para uma casa particular

Caldeira de combustível sólido DIY

Considere o exemplo da caldeira mais popular com combustão superior (Fig. 3). Se necessário, as dimensões podem ser alteradas em proporção às indicadas no desenho. Uma característica distintiva do design é um tubo que serve como regulador de suprimento de ar e trocador de calor ao mesmo tempo. Os gases liberados durante a combustão lenta do combustível sobem e inflamam no forno superior.

Para a fabricação, são necessários os materiais descritos na seção 2: tubos, chapas de aço, cantoneiras, isolantes, papelão de amianto, eletrodos.

A primeira etapa de uma caldeira caseira inclui as seguintes etapas:

1. Um corpo cilíndrico é soldado a partir de um tubo com diâmetro de 45 cm e comprimento de 150 cm.
2. O fundo é fechado com um círculo cortado em chapa de aço por soldagem.
3. No tubo de diâmetro inferior (parte inferior), é feito um orifício retangular sob a porta do cinzeiro. Também pode ser feito de chapa de aço ou adquirido pronto para dimensionar.
4. A fornalha está localizada na parte superior, um retângulo também é cortado sob a porta. A porta deve ser isolada com papelão de amianto e um cordão de amianto ao redor do perímetro. Todas as portas devem ser fechadas com travas.
5. Uma saída de fumaça é soldada a partir de um tubo de perfil, que será inserido na chaminé.

Importante! A umidade (condensado) se formará na superfície do tubo devido às diferenças de temperatura, levando à corrosão, portanto, as soldas devem ser de alta qualidade

1. Pernas de um ângulo igual são soldadas ao corpo da caldeira.
2. Recorte a tampa superior com um diâmetro de 46 cm, que será colocada em cima do corpo cilíndrico.

Trocador de calor DIY para uma caldeira de combustível sólido

A segunda etapa é a produção de um trocador de calor:

1. Um tubo trocador de calor com diâmetro de 40 cm e comprimento de 130 cm é soldado a partir de uma chapa de metal.
2. Insira-o em um corpo cilíndrico, fixe um espaço de 5 cm entre os tubos, devido ao qual se formará uma “jaqueta de água”.
3. A diferença no comprimento dos tubos do trocador de calor e do exterior deve ser de pelo menos 20 cm. O tubo no tubo é fixado por soldagem usando anéis de metal preparados.
4. Os tubos de derivação são instalados nas zonas superior e inferior da camisa de água: um para abastecimento e outro para a saída do refrigerante. Para sua fabricação, é usado um tubo com 5 cm de diâmetro, uma rosca é aparafusada do lado de fora, através da qual eles serão conectados aos tubos do sistema de aquecimento.
5. O tubo de distribuição através do qual o ar será fornecido é soldado de metal de espessura maior do que para a carcaça e o trocador de calor (pelo menos 5 mm com um diâmetro de 6 cm). O comprimento do tubo é 10 cm menor que o comprimento do tubo do trocador de calor (120 cm).

Importante! O tubo de distribuição está localizado na zona de altas temperaturas e se deforma e queima com o tempo, portanto, para sua fabricação, é usado metal com espessura de 5 mm ou mais

1. O tubo é inserido no disco preparado com um orifício preparado. Um disco de aço metálico com diâmetro de 38 cm é soldado ao tubo.
2. Pelo menos 4 cantos são soldados à base do disco, atuando como um impulsor.
3. Uma válvula para fornecimento de ar porcionado é instalada na parte superior do tubo e um laço é soldado no qual uma corrente é fixada para levantar o tubo.

Atenção! Para melhorar a transferência de calor, um ventilador de ar forçado é instalado na parte superior do tubo.

Como montar corretamente a caldeira

Depois de completar as duas etapas principais, prossiga para a final.

A terceira etapa é a montagem da caldeira:

1. Eles escolhem o local de instalação da caldeira, verificam o nível para que não haja gotas que possam prejudicar o funcionamento do gerador de calor.
2. A tampa com o tubo de distribuição é puxada para o corpo, tendo colocado previamente o cordão de amianto. A tampa também pode ser soldada ao corpo.
3. O tubo de combustão é inserido na chaminé.
4. Através dos tubos rosqueados de saída, a caldeira é conectada ao sistema de aquecimento da casa.
5. O sistema é enchido com água e o funcionamento da caldeira é verificado quando não está totalmente carregada.
6. Se o teste correu bem, a caldeira é carregada em plena capacidade.

Variedades de caldeiras

Todas as caldeiras de combustível sólido existentes podem ser divididas em 3 grupos:

Existem várias outras características de classificação, mas é o princípio da combustão do combustível que é decisivo na escolha de uma caldeira.

Pirólise

Em caldeiras deste tipo, o combustível queima lentamente com acesso mínimo de ar, devido ao qual a quantidade de gás combustível aumenta e, quando é queimado novamente, a eficiência da caldeira aumenta para 85-90%. E embora algumas pessoas pensem que é muito difícil fazer uma caldeira com as próprias mãos, contaremos e, mais importante, mostraremos como fazer uma caldeira de combustível sólido de pirólise de longa duração com nossas próprias mãos (veja os desenhos abaixo).

Foto 1 Esquema da caldeira de pirólise em madeira

Clássico

Estruturalmente, trata-se de um fogão a lenha padrão, onde, devido ao tamanho menor da câmara de combustão, o combustível queima um pouco mais lentamente. Como regra, são essas caldeiras que eles preferem fazer por conta própria. Você também aprenderá a fazer uma unidade tão clássica no artigo.

Foto 2 Esquema de uma caldeira clássica de queima longa

O design de tais caldeiras é notável não apenas pela facilidade de fabricação, mas também pela possibilidade de conectar um segundo circuito para produzir água quente simultaneamente ao aquecimento.

Estas são as caldeiras mais eficientes, cuja eficiência se aproxima de 95%. A principal vantagem está em um processo totalmente automático, onde os pellets carregados na tremonha são despejados na câmara de combustão por meio de um sem-fim. O design complexo e a automação dificultam a fabricação independente.

Foto 3 Esquema de uma caldeira de combustível sólido com alimentação automática de pellets

Tipos de combustível

Hoje, os combustíveis sólidos no mercado russo são apresentados em uma grande variedade. Isto:

• lenha, incluindo euro (serragem compactada de coníferas ou folhosas),
• biopellets granulados (serragem comprimida, turfa, resíduos agrícolas, etc.);
• carvão - todas as variedades e frações de pedra e antracite;
• madeira e resíduos agrícolas.

Para que o aquecimento seja econômico, é recomendável adquirir ou fabricar uma caldeira universal que possa operar com qualquer tipo de combustível.

Se você decidir comprar esse equipamento, preste atenção às caldeiras de aquecimento combinadas. que funcionam com combustíveis alternativos, e a troca é muito rápida e fácil

Estas podem ser as seguintes opções:

• combos elétricos;
• combos de combustível sólido;
• universal, usando qualquer combinação de combustível.

Design e princípio de operação

O princípio de operação de tal caldeira é relativamente simples - o ar frio é aspirado por baixo, passando pelas paredes da câmara, aquece, sobe e aquece a sala.

Foto 4 Fazemos uma caldeira com materiais improvisados

Nas caldeiras de queima longa, ao contrário das tradicionais, o acesso ao ar deve ser o mais limitado possível. Para aumentar a duração da combustão e reduzir a quantidade de espaço livre na câmara de combustão, é necessário carregar o combustível o mais densamente possível.

Materiais e ferramentas necessários:

• tubo 0,3-0,5 cm;
• folha de metal 0,5-0,8 mm;
• cantos metálicos;
• acessórios;
• tubo com um diâmetro de 25 cm (você pode usar um cilindro de gás vazio);
• máquina de solda e eletrodos;
• Búlgaro;

Caldeira simples de planta de queima longa

Na fig. 1 mostra um desenho de uma caldeira simples com um forno inferior. Para a fabricação de um corpo retangular e um trocador de calor, é utilizada chapa de aço macio. O trocador de calor é projetado como uma "jaqueta de água".O coeficiente de transferência de calor (COP) é ​​aumentado devido ao design de saliências dentro da caldeira, refletindo a chama e o gás de aquecimento.

Arroz. 1 Caldeira com "jaqueta de água"

Na fig. 2 mostra um trocador de calor combinado tipo camisa de água (2) formado em torno da câmara de combustão mais um registro de ranhura (3) feito de chapa de aço. Os produtos de combustão saem pelo tubo de combustão (1). O combustível sólido (5) queima na parte inferior da câmara. Abaixo está o regulador de ar (8).

Arroz. Caldeira de registro de 2 slots

Caldeira de queima superior

O desenho da câmera é mostrado na Fig.3. A caldeira em forma de cilindro é feita de tubos de diferentes diâmetros. O ar é fornecido através de um tubo móvel que se estende para cima para liberar a fornalha quando o combustível precisa ser carregado. Quando queimado, começa a diminuir de volume e com ele o cano também cai suavemente sob o peso de seu peso. O fornecimento uniforme de combustível é obtido usando um disco soldado à base do tubo.

O trocador de calor é projetado como uma "manta de água" envolvendo a câmara de combustão. O aquecimento do ar ocorre na parte superior da caldeira.

Arroz. 3. Caldeira de combustão superior

Escolhendo o tipo de caldeira a combustível sólido

Como entender qual caldeira será ideal para a manutenção de um sistema de aquecimento específico? Obviamente, é necessário determinar o tipo de combustível, a potência necessária da unidade e as características de seu design, o processo de instalação e operação subsequente, bem como as características do sistema de aquecimento conectado.

Dentre os materiais que podem ser utilizados como combustíveis sólidos, os mais utilizados são:

• carvão;
• briquetes de turfa;
• pellets;
• lenha;
• serragem e outros resíduos de produção combustíveis.

Tipos de combustível sólido para caldeiras de aquecimento na foto

Para aumentar a rentabilidade e eficiência do sistema de aquecimento, é possível fabricar uma unidade universal que pode trabalhar com vários tipos de combustível.

A escolha do tipo e design da caldeira de aquecimento depende diretamente do tipo de combustível que você usará, do desempenho necessário do sistema de aquecimento e do local onde será instalado. As seguintes modificações de unidades de aquecimento de combustível sólido são adequadas para autoprodução:

Equipados com um permutador de calor em aço ou ferro fundido, podem ser utilizados tanto para aquecimento como para abastecimento de água quente. A eficiência de tais caldeiras é de cerca de 85%.

1. Pirólise

Eles proporcionam combustão separada do combustível e dos gases voláteis emitidos ao mesmo tempo, devido ao qual a eficiência e, consequentemente, a economia do sistema de aquecimento são significativamente aumentadas.

1. Pelota

A eficiência deste tipo de caldeiras de aquecimento atinge 90%. Sua principal vantagem é um alto grau de automação dos processos de trabalho e a desvantagem é a complexidade do design.

1. longa queima

Eles são capazes de trabalhar continuamente durante toda a estação de aquecimento, exigindo que o combustível seja carregado uma vez a cada poucos dias, o que os distingue favoravelmente das caldeiras de combustível sólido clássicas.

O princípio de operação de caldeiras de combustível sólido e seu dispositivo

O combustível orgânico sólido é a fonte de energia mais antiga para a humanidade. Recusá-lo completamente, mesmo no mundo moderno, é impossível. Além disso, além da lenha e do carvão, muitos outros tipos de sólidos combustíveis apareceram hoje:

• briquetes de turfa - a turfa seca e prensada libera muito calor durante a combustão;
• briquetes de resíduos de marcenaria - serragem comprimida, aparas e cascas de árvores;
• carvão de bétula - o mesmo que para o churrasco;
• lixo reciclado de aterros sanitários;
• pellets de aquecimento de combustível - combustível fino obtido pela prensagem de serragem. Pode ser alimentado automaticamente
• serragem seca comum.

Várias matérias-primas para uso em caldeiras de combustível sólido

É claro que todo esse combustível é obtido a partir do processamento de diversos resíduos, o que resolve o problema da reciclagem nas empresas e vai de encontro à economia “verde”.

Conselhos úteis O combustível mais barato listado acima é a serragem. Se você pretende usá-los para aquecimento, certifique-se de que eles tenham menos de 20% de umidade. Grandes valores desse parâmetro não permitirão a produção de gás de pirólise, pois a maior parte da energia de aquecimento irá secar o combustível.

Como resultado da atividade humana, é gerada uma enorme quantidade de resíduos que podem ser convertidos em combustível de alta energia, o que levou ao surgimento no mercado de caldeiras de aquecimento para combustíveis sólidos de longa queima. Ao contrário dos fornos convencionais, essas unidades não trabalham na combustão do combustível em si, mas na sua divisão em decorrência do aquecimento. Na câmara de trabalho de tais caldeiras, os produtos de decomposição gasosa de combustíveis sólidos são queimados. Tal esquema de operação é várias vezes mais eficiente do que a combustão convencional de combustível fóssil. O gás de pirólise emite uma grande quantidade de energia.

O princípio de operação de uma caldeira de combustível sólido para queima longa

O dispositivo de tal instalação de gerador de gás não é muito complicado. Você pode até construir uma caldeira de combustível sólido de queima longa com suas próprias mãos. O desenho da versão mais simples fica assim:

• um tanque cilíndrico fechado, que possui uma escotilha para colocação de combustível, um soprador e um orifício para instalação de chaminé;
• um distribuidor de ar está localizado dentro do tanque, o que cria um redemoinho do gás de pirólise. Está ligado a um tubo telescópico móvel. Toda essa estrutura, semelhante a um pistão, pressiona o combustível de cima. A combustão do gás ocorre acima do pistão e o combustível arde abaixo dele;
• o trocador de calor é construído na câmara superior onde a temperatura máxima é atingida.

A combustão lenta do combustível sólido ocorre na câmara inferior. Isso é obtido ajustando o suprimento de ar para o soprador. O gás liberado queima intensamente na câmara superior e aquece o refrigerante.

Esquema do sistema de aquecimento de uma casa particular usando uma caldeira de combustível sólido

Conselho útil: Não use o projeto mais simples para a fabricação de uma caldeira que aquecerá continuamente um edifício residencial. Para fazer isso, você precisa comprar um produto acabado ou fazer uma versão mais complexa e confiável.

Caldeiras de combustível sólido de queima longa podem ser indispensáveis ​​em residências particulares, dependências, garagens e estufas. Eles serão especialmente benéficos onde houver uma grande indústria de processamento de madeira, uma vez que os resíduos nessas empresas são distribuídos quase gratuitamente. Essas unidades também são necessárias em áreas onde há interrupções regulares no fornecimento de gás. Tais instalações têm muitas vantagens, mas também há uma desvantagem importante - um custo muito alto. É por isso que hoje é importante fazer caldeiras de combustível sólido do tipo "faça você mesmo" para queima longa. Desenhos para isso podem ser usados ​​com vários graus de complexidade. Depende do nível de habilidade.

Aquecimento de água faça você mesmo de uma casa particular, esquemas de design. Prós e contras. A diferença entre a circulação natural e forçada da água.

O princípio de funcionamento da caldeira de queima longa

Em unidades convencionais de combustível sólido, um marcador é suficiente para 6-7 horas de queima. Assim, se a próxima porção de recursos não for adicionada ao forno, a temperatura na sala começará imediatamente a diminuir. Isso se deve ao fato de que o calor principal da sala circula de acordo com o princípio da livre circulação de gás. Quando aquecido pela chama, o ar sobe e sai.

O recurso térmico de uma caldeira de queima longa é suficiente para cerca de 1-2 dias a partir de uma colocação de lenha. Alguns modelos podem se manter aquecidos por até 7 dias.

Como essa relação custo-benefício e eficiência são alcançadas?

Esquema de operação da caldeira

De uma caldeira convencional, uma caldeira TT de queima longa distingue-se pela presença de duas câmaras de combustão ao mesmo tempo. No primeiro, o próprio combustível queima como padrão e, no segundo, os gases liberados durante esse processo.

Um papel importante neste processo é desempenhado pelo fornecimento oportuno de oxigênio, fornecido pelo ventilador.

Este princípio foi implementado há relativamente pouco tempo. Em 2000, a empresa lituana Stropuva apresentou esta tecnologia pela primeira vez, que imediatamente ganhou respeito e popularidade.

Caldeira caseira de longa duração

Hoje, esta é a maneira mais barata e prática de aquecer uma casa de campo, onde a gaseificação não é fornecida e há falta de energia.

Essas unidades operam com base no princípio da queima de combustível superior. Como padrão, em todos os fornos, a fornalha está localizada na parte inferior, o que permite tirar o ar frio do chão, aquecê-lo e levantá-lo.

O princípio de funcionamento desta caldeira é um pouco semelhante à pirólise. O calor principal aqui é liberado não da combustão de combustível sólido, mas dos gases liberados como resultado desse processo.

O próprio processo de combustão ocorre em um espaço fechado. Através de um tubo telescópico, o gás liberado entra na segunda câmara, onde é totalmente queimado e misturado ao ar frio, que é bombeado pelo ventilador.

Caldeira de queima longa TT (diagrama)

Este é um processo contínuo que ocorre até que o combustível queime completamente. A temperatura durante essa combustão é muito alta - cerca de 1200 graus.

Como mencionado acima, esta caldeira tem duas câmaras: a principal é grande e pequena. O combustível em si é colocado em uma grande câmara. Seu volume pode chegar a 500 metros cúbicos.

Qualquer combustível sólido pode atuar como recurso de combustão: serragem, carvão, lenha, paletes.

Um fornecimento de ar constante é realizado por um ventilador embutido. A vantagem deste método é que o combustível sólido é consumido extremamente lentamente.

Isso aumenta significativamente a eficiência de tal aquecedor. Por que a lenha queima tão lentamente em comparação com um fogão padrão?

A linha inferior é que apenas a camada superior queima, já que o ar é soprado por um ventilador de cima. Além disso, o ventilador adiciona ar somente depois que a camada superior estiver completamente queimada.

Existem muitos modelos no mercado hoje que funcionam com o mesmo princípio, mas, dependendo das dimensões, material de execução, opções adicionais, possuem eficiência e economia diferentes.

As caldeiras Universal TT operam com absolutamente qualquer combustível, o que simplificará bastante sua operação para os proprietários. Uma opção mais econômica é uma caldeira de queima longa TT a lenha. Funciona exclusivamente em madeira e não pode ser carregado com nenhuma outra opção de combustível.

Dicas úteis para fazer uma caldeira TT

Tubo de liga de aço para caldeira

Você pode reduzir significativamente o custo de construção de uma unidade se usar um tubo de aço sem costura de grau 20.

Antes de instalar a caldeira no local determinado para esta unidade, faça o primeiro acendimento na rua, equipando a caldeira com uma chaminé temporária. Assim, você ficará convencido da confiabilidade do design e verá se o gabinete está montado corretamente.
Se você usar um cilindro de gás como câmara principal, lembre-se de que essa unidade fornecerá combustão por 10 a 12 horas devido à pequena quantidade de combustível que está sendo colocada. Assim, o pequeno volume do tanque de propano diminuirá depois de cortar a tampa e o cinzeiro. Para aumentar o volume e garantir maior tempo de queima, devem ser utilizados dois cilindros. Então o volume da câmara de combustão será definitivamente suficiente para aquecer uma grande sala, e não haverá necessidade de colocar lenha a cada 4-5 horas.
Para que a porta do cinzeiro feche bem, impedindo a entrada de ar, ela deve estar bem vedada. Para fazer isso, coloque um cordão de amianto ao redor do perímetro da porta.

Se você fizer uma porta adicional na caldeira, que permita “recarregar” o combustível sem remover a tampa, ela também deve ser bem vedada com um cordão de amianto.

Para o funcionamento de uma caldeira TT, cujo diagrama anexamos abaixo, qualquer combustível sólido é adequado:

• carvão duro e marrom;
• antracite;
• lenha;
• pellets de madeira;
• briquetes;
• serragem;
• xisto com turfa.

Não há instruções especiais para a qualidade do combustível - qualquer um serve. Mas lembre-se de que, com um alto teor de umidade do combustível, a caldeira não fornecerá alta eficiência.

Como fazer uma caldeira de queima longa de combustível sólido com suas próprias mãos desenhos e diagramas

Antes de começar a fabricar a caldeira, você precisa decidir sobre seu design. Sua escolha depende da finalidade da unidade. Se for destinado ao aquecimento de uma pequena despensa, garagem ou casa de campo, não é necessário fazer um circuito de água nele. O aquecimento de tal sala ocorrerá diretamente da superfície da caldeira, por convecção de massas de ar na sala, como de um forno. Para maior eficiência, você pode organizar o sopro de ar forçado da unidade com um ventilador. Se houver um sistema de aquecimento de líquido na sala, é necessário fornecer um dispositivo na caldeira do circuito na forma de uma bobina de um tubo ou outra estrutura semelhante.

Esquema para conectar uma caldeira de combustível sólido a um sistema de aquecimento

A escolha da opção também depende do tipo de combustível sólido que precisará ser usado. Para aquecimento com lenha comum, é necessário um volume maior do forno e, para o uso de pequenas pelotas de combustível, você pode organizar um recipiente especial a partir do qual o combustível peletizado é alimentado automaticamente na caldeira. Para a fabricação de uma caldeira de queima longa a combustível sólido com suas próprias mãos, o desenho pode ser feito e universal. É adequado para qualquer tipo de combustível sólido utilizado.

Desenho de uma caldeira a combustível sólido para queima longa com potência de 25/30/40 kW

Diremos passo a passo como e de quais partes é possível fazer uma caldeira de aquecimento a combustível sólido de queima longa de acordo com o esquema proposto:

• prepare um local onde a futura unidade será instalada. A base sobre a qual ficará deve ser uniforme, forte, rígida e à prova de fogo. Uma fundação de concreto ou uma laje grossa de ferro fundido ou aço é mais adequada para isso. As paredes também devem ser estofadas com material refratário se forem de madeira;
• coletamos todo o material e ferramentas necessários: dos quais precisamos de um aparelho para soldagem a arco elétrico, um moedor e uma fita métrica. Dos materiais: chapa de aço de 4 mm; Tubo de aço de 300 mm com paredes de 3 mm, assim como outros tubos de 60 e 100 mm de diâmetro;

• para fazer uma caldeira de combustível sólido de queima longa, você precisa cortar um pedaço de 1 m de comprimento de um tubo grande de 300 mm. Pode ser um pouco menos, se necessário;
• de uma chapa de aço, cortamos o fundo ao longo do diâmetro do tubo e o soldamos, fornecendo pernas de um canal de até 10 cm de comprimento;
• o distribuidor de ar é feito na forma de um círculo feito de chapa de aço com diâmetro 20 mm menor que o tubo. Um impulsor de um canto com um tamanho de prateleira de 50 mm é soldado na parte inferior do círculo. Para fazer isso, você pode usar um canal do mesmo tamanho;
• de cima, no meio do distribuidor, soldamos um tubo de 60 mm, que deve ser mais alto que a caldeira. No meio do disco distribuidor, fazemos um furo no tubo, para que haja um túnel de passagem. É necessário para o fornecimento de ar. Um amortecedor corta a parte superior do tubo, o que permitirá ajustar o suprimento de ar;

Representação esquemática de um dispositivo de caldeira de combustível sólido

• na parte mais baixa da caldeira fazemos uma pequena porta, equipada com válvula e dobradiças, que dá acesso ao cinzeiro para facilitar a remoção das cinzas. De cima, na caldeira, cortamos um buraco para a chaminé e soldamos um tubo de 100 mm neste local. No início, ele faz um leve ângulo para o lado e sobe 40 cm e depois estritamente verticalmente para cima. A passagem da chaminé pelo tecto da sala deve ser protegida de acordo com as regras de segurança contra incêndio;
• finalizamos a construção de uma caldeira de aquecimento para combustível sólido de longa duração fazendo a tampa superior. Deve haver um furo no centro para o tubo distribuidor de fluxo de ar. O encaixe nas paredes da caldeira deve ser muito apertado, excluindo a entrada de ar.

Desenho com dimensões para criar uma caldeira de combustível sólido com suas próprias mãos

Conselho útil! Para acender uma caldeira de combustível sólido de longa duração, de fabricação própria, cujo desenho foi apresentado acima, você deve: remover a tampa e levantar o regulador, encher a caldeira com combustível até o topo e derramar líquido inflamável sobre ela , coloque tudo no lugar e jogue a lasca em chamas no tubo regulador . Quando o combustível queimar, reduza o fluxo de ar ao mínimo para que ele comece a arder. Depois disso, o gás de pirólise acenderá e a caldeira iniciará.