Los propietarios de casas particulares que deciden instalar una caldera de calefacción de combustible sólido se preocupan principalmente por 3 parámetros: la potencia térmica de la unidad, su precio y la duración de la combustión de 1 carga. Estos parámetros están interrelacionados, cuanto mayor es la potencia y la duración, mayor es el costo del generador de calor. La única forma de reducir los costos es hacer una caldera de larga duración con sus propias manos o confiar el trabajo a los artesanos. Presentamos 2 diseños de calderas TT, dibujos detallados y procedimientos de fabricación para calentadores.
¿Cómo aumenta la duración de la quema de combustible sólido?
El sueño de muchos propietarios de viviendas es poner una caldera de combustible sólido, que no tenga que correr con leña cada 4-6 horas. Con esto, los fabricantes y vendedores de equipos de calefacción aplican el prefijo "duración de la combustión" a todos los generadores de calor seguidos, incluidos los de pellets, que funcionan de forma independiente hasta 7 días.
Se acostumbra justificar la duración del proceso de combustión utilizando un régimen de combustión lenta con suministro de aire limitado. Pero quemar madera y carbón de esta manera es ineficiente, y aquí está el por qué:
- Las calderas de leña y carbón alcanzan su eficiencia del 70-75% durante la combustión máxima. Cuando arde lentamente, la eficiencia del agregado disminuye a 40-50% (como con una estufa de barriga ordinaria).
- La leña humeante produce poca energía térmica. ¿Quién necesita un generador de calor "de larga duración" que no calienta completamente la casa?
- La madera recién cortada de ciertas especies (por ejemplo, álamo, sauce) y el combustible bajo en calorías no se pueden quemar normalmente en modo de combustión lenta.
De hecho, las calderas de combustible sólido de larga duración son aquellas que tienen una cámara de combustible ampliada, solo su tamaño afecta la duración del proceso, ceteris paribus. El principio es simple: cuanto más leña hay en el horno, más tiempo se queman y emiten calor.
Las calderas domésticas que pueden funcionar desde una pestaña de 8 a 12 horas en madera y hasta 24 horas en carbón son de los siguientes tipos:
- clásico, con suministro de aire forzado;
- actuando según el principio de la combustión superior (como el "Stropuva" báltico).
Es bastante realista hacer estos diseños de calderas TT en casa con las herramientas y la práctica necesarias en la soldadura. Incluso en Internet, puede encontrar dibujos de calderas mineras para combustible sólido y aserrín, pero estos calentadores son bastante voluminosos y difíciles de fabricar, y por lo tanto merecen un tema aparte.
Caldera de combustión continua clásica
La fiabilidad y la eficiencia de las calderas ya han sido probadas por el tiempo en varias instalaciones. Las características técnicas del modelo presentado de la unidad son las siguientes:
- potencia - 22-24 kW;
- el tiempo de combustión (en promedio) en la madera es de 10 a 12 horas, al menos 8 horas;
- lo mismo, con carbón - hasta 1 día;
- Eficiencia - 75-77%;
- presión máxima de trabajo en el sistema de calefacción - 3 Bar, nominal - 1.5 Bar;
- la cantidad de agua en el tanque de caldera - 50 l;
- peso del producto - 150 kg;
- tamaño de la abertura de carga (ancho x alto) 360 x 250 mm;
- el volumen total del horno es de 112 l, útil (para cargar combustible) - 83 l;
- la profundidad del horno es de 46 cm, la longitud óptima del registro es de 40 cm.
Para referencia. El maestro fabrica calderas de larga duración de diferente potencia, la línea incluye unidades para 16, 24, 36 y 130 kW. El precio del producto terminado por 24 kW cuando se ordena desde el maestro es de aproximadamente 450 u. e) Todas las preguntas y aclaraciones relacionadas con la construcción de una caldera de combustible sólido y su fabricación pueden discutirse personalmente con Vitaly, cuyos contactos figuran en la página "Nuestros expertos".
En el dibujo se muestran el dispositivo y las dimensiones generales de una caldera de leña de larga duración para la fabricación de bricolaje:
El generador de calor funciona con éxito tanto en madera como en carbón. La capacidad útil de la cámara de combustión se calcula hasta el borde inferior de la abertura de carga, ya que no es deseable llenar la cámara hasta la parte superior. La caldera funciona en el siguiente orden:
- Después de colocar y encender combustible sólido, las puertas se cierran herméticamente.
- En la unidad de control electrónico, se establece la temperatura del refrigerante deseada, se recomienda que no sea inferior a 50 ° C. Luego, la unidad se enciende presionando el botón apropiado, el ventilador arranca.
- Cuando se calienta a la temperatura establecida, el ventilador se apaga, el aire en la cámara de combustión se detiene. La caldera TT está en modo de espera, la leña arde muy débilmente y prácticamente no produce calor.
- Después de que la temperatura cae en el tanque de la caldera, el controlador da una orden para encender el ventilador y se reanuda el proceso de combustión en el horno.
El controlador modifica el rendimiento del ventilador como mejor le parezca para maximizar la eficiencia de la combustión. No se quema por descomposición en esta caldera casera, está en estado de espera o quema madera y carbón en modo intensivo.
La estructura interna de la unidad se muestra en los dibujos de la caldera en el contexto de:
El sistema de calefacción implementa el método clásico de quemar combustibles sólidos con transferencia directa de calor a las paredes de la camisa de agua y al techo, que es el fondo del tanque de la caldera. Se sumerge un intercambiador de calor de tubo de fuego en este tanque, que absorbe el calor de los gases de combustión. El aire calentado en el canal se suministra al horno desde abajo, a través de la rejilla. La duración de la combustión se proporciona debido a:
- Gran volumen de caja de fuego.
- Bloqueo completo del acceso de aire al horno en modo de espera. Después de apagar el ventilador, el amortiguador de gravedad se cierra, cierra el conducto de aire y evita así que el tiro de la chimenea infle los carbones.
El dispositivo de la parte trasera y el intercambiador de calor del tubo de fuego se muestra en el siguiente dibujo:
Herramientas y materiales para la fabricación.
Las calidades de acero con bajo contenido de carbono St 3, 10, 20 se usan generalmente para piezas en bruto para ensamblar una caldera de combustible sólido de larga combustión. El acero que contiene más carbono (St 35, 45) tiene la tendencia a calentarse a altas temperaturas y, por lo tanto, no es adecuado para soldar un generador de calor.
Si tiene suficiente experiencia en soldadura y la capacidad de comprar metal a un precio más alto, entonces la cámara de combustión puede estar hecha de acero aleado resistente al calor con cromo y molibdeno (por ejemplo, 12XM, 12X1MF). En este artículo se describe cómo determinar independientemente el grado de acero con suficiente aproximación.
La lista de espacios en blanco a partir de los cuales ensamblará una caldera de combustible sólido con sus propias manos se presenta en forma de tabla:
Propina. Los billets se cortan mejor con tijeras de guillotina en algún lugar del taller. Por lo tanto, ahorra mucho tiempo en el corte y desbarbado manual.
Además, dichos materiales serán necesarios:
- esquina de ángulo igual 50 x 4 mm para la fabricación de rejillas;
- tubería DN50 - al intercambiador de calor y tuberías para conectar el sistema de calefacción;
- tubería DN150 - a la tubería de la chimenea;
- tubo de perfil 60 x 40 mm para el canal de aire;
- fleje de acero 20 x 3 mm;
- aislamiento de basalto con una densidad de 100 kg / m³ y un espesor de 2 cm;
- chapa lisa de 0.3-0.5 mm con colorante polimérico;
- manijas prefabricadas en la puerta;
- cordón, cartón amianto.
De las herramientas, vale la pena señalar la máquina de soldar, la amoladora y el taladro; para soldar, se utilizan los electrodos ANO-21 o MR-3C. El resto es un conjunto estándar de dispositivos y herramientas de medición disponibles en todos los hogares.
El kit de automatización utilizado en la caldera TT, que consta de una unidad de control, un ventilador y un sensor de temperatura, está hecho en Polonia (no se mezcla con chino, se ve igual). Marcado de la unidad de control - KG Elektronik SP-05, ventilador - DP-02.
Montaje de la unidad de calentamiento.
Primer paso La fabricación de una caldera de larga duración consiste en ensamblar una caja de la cámara de combustión de metal con un espesor de 4 mm mediante soldadura en tachuelas. Todo comienza con la parte inferior de la unidad, donde las paredes laterales, la cubierta del techo y las aberturas de las puertas quedan atrapadas, como se muestra en la foto:
La lámina inferior se produce en cada dirección de acuerdo con el dibujo, al mismo tiempo que sirve como el marco inferior de la puerta del cenicero. Dentro de la cámara para soldar, se fijan los estantes de las esquinas, donde se apoyará la rejilla. La caja de fuego ensamblada se hierve cuidadosamente en todas las juntas y se comprueba si hay fugas.
Segunda fase - Instalación de una camisa de agua de metal de 3 mm. Su grosor en las paredes laterales es de 2 cm, por lo tanto, las piezas de fleje de acero deben soldarse a la caja de la cámara de combustión, soltándolas en 20 mm. Se aferran a ellas chapas de acero.
¡Atención! La camisa de agua comienza en el nivel de la rejilla y no lava la cámara de cenizas.
Los llamados clips están escalonados en el medio. Este es un círculo de acero, pasado a través de agujeros en la pared del tanque de la caldera y soldado a tope al horno. El segundo extremo del clip se escalda alrededor del agujero, como se muestra en la foto:
Algunas palabras sobre cómo hacer clips adicionales alrededor de los bordes de la camisa de agua de una caldera casera de combustible sólido. Es necesario tomar una tira de 20 mm e insertarla desde el extremo entre las paredes hasta una profundidad de 50-100 mm, y luego soldar en ambos lados.
Tercera etapa - instalación de tubos de llama en la parte superior del tanque de la caldera. Para hacer esto, en la pared posterior y frontal de acuerdo con el dibujo, se cortan agujeros donde se insertan las tuberías. Sus extremos están hervidos herméticamente, como todas las juntas de una chaqueta de agua.
Cuarta etapa - fabricación de puertas y rejas. Una tira en 2 filas está soldada a las puertas desde el interior, y se inserta un cable de asbesto entre ellas, este será el sello del nártex. Las planchas de rejilla están hechas de esquinas No. 5, soldadas con una esquina exterior hacia abajo. Por lo tanto, sirven como difusores de aire suministrado por el ventilador al cenicero.
En la quinta etapa Se instalan accesorios para conectar las tuberías de suministro y retorno cortadas en las paredes del tanque de la caldera, una tubería de chimenea y un canal de aire de una tubería de 60 x 40 mm con una brida de montaje del ventilador. El conducto ingresa a la cámara de cenizas en el medio de la pared posterior, inmediatamente debajo de la camisa de agua.
Etapa seis - Soldadura de bisagras de puerta y piezas empotradas de 2 cm de ancho para fijar el revestimiento decorativo de la caldera para una larga combustión.
Séptima Etapa, último. El tanque de la caldera está forrado a los lados y en la parte superior con aislamiento de basalto, este último se fija con un cable. Después de eso, queda atornillar las láminas de metal pintado con tornillos a las partes incrustadas e instalar las puertas.
Al final, se conecta un ventilador a la contrabrida del conducto, y la unidad de control se monta en la caldera desde arriba. El sensor de temperatura debe insertarse debajo del aislamiento de basalto desde la parte posterior de la unidad. Además, se pueden hacer varias adiciones útiles al diseño de una caldera casera de larga duración, de acuerdo con su deseo:
- integrar en el tanque de caldera un circuito de agua para calentar agua en el suministro de agua caliente;
- Proporcione una funda de inmersión para instalar el termómetro, en caso de un corte de energía cuando se apaga la pantalla del controlador;
- lo mismo para montar un grupo de seguridad;
- Instale un calentador eléctrico, calentando el refrigerante después de quemar madera.
Algunas palabras sobre cómo hacer circular el agua caliente en una caldera de combustible sólido para calentarla para las necesidades del hogar. Es necesario tomar 10 m de un tubo de cobre con un diámetro de 8-12 mm y doblar una bobina en forma de espiral. Este último se enrolla dentro del tanque de la caldera alrededor de los tubos de llama, y los extremos se sacan de la parte posterior de la unidad. Tenemos una caldera de doble circuito de larga duración.
Nota. La práctica de operar estos generadores de calor ha demostrado que la instalación de un calentador eléctrico es necesaria para aquellos propietarios que desean calentar la casa a una tarifa nocturna.En otros casos, el tiempo de combustión es suficiente para no correr hacia la sala de calderas en medio de la noche para arrojar leña.
Las patas de la unidad se pueden unir en cualquier etapa eligiendo secciones de metal adecuadas. Para obtener detalles y secretos sobre el montaje de una caldera TT, vea el video del autor del maestro - creador de la unidad de calefacción:
Caldera de combustión superior
En el espacio postsoviético, estos generadores de calor se conocen en dos variedades:
- Unidades bálticas de la empresa "Stropuva" (Stropuva) y sus derivados de otros fabricantes.
- Estufas de leña como "Bubafonya".
No se sabe cuál de los calentadores apareció antes, pero la estufa Bubafonya ganó gran popularidad como calentador para casas de verano, garajes y otros edificios con bajos requisitos para la estética del producto. Lo que no se puede decir acerca de las calderas de combustión superior, aunque muchas por alguna razón las consideran la única versión posible de los generadores de calor de combustible sólido de combustión continua. De hecho, su única carta de triunfo es la misma: una gran caja de fuego.
El principio de funcionamiento de tales calderas es quemar combustible, aplastado por la carga, de arriba a abajo. Además, el aire se suministra a la zona de combustión también desde arriba, a través de un tubo telescópico conectado a la carga. El diagrama de trabajo de la unidad se muestra en la figura:
Durante el funcionamiento de las calderas Stropuva, se manifestaron muchas deficiencias, como lo demuestran las revisiones de los propietarios en los foros:
- No puede tirar troncos al horno hasta que se queme la pestaña anterior. Físicamente, esto es posible, pero luego se violará el principio de la combustión superior, la llama cubrirá todas las capas de combustible.
- Cuando se trabaja con aserrín fresco y otros desechos pequeños, el combustible restante "cuelga" en las paredes.
- La eficiencia de la caldera TT no es demasiado alta porque no tiene un intercambiador de calor. Debido a la cámara de calentamiento de aire y la gran cámara de combustión, no queda espacio para el intercambiador de calor.
Preparación de materiales.
La caja redonda crea algunos inconvenientes en la fabricación, pero tampoco lo hará cuadrado: el combustible se "colgará" en las esquinas. Hay un problema con el ensamblaje de una tubería telescópica con una carga, por lo que es mejor tomar esta parte del horno Bubafoni. El dibujo de una caldera de larga duración, comparable en tamaño a la versión clásica, se ve así:
Antes de hacer una caldera, seleccionamos materiales de acuerdo con el dibujo:
- tubería DN 400 con una pared de 5 mm - en la cámara de combustión;
- lo mismo, DN 50 - para suministro de aire y tuberías de agua;
- lo mismo, DN 100 - para la chimenea;
- un trozo de una hoja de 10 mm de grosor redondo con un diámetro de 38 cm;
- tira de 40 x 4 mm - para distribuidores de aire;
- refuerzo con un diámetro de 16-20 mm de un perfil periódico - en rejillas;
- algodón de basalto con un grosor de 3 cm y una densidad de 100 kg / m³;
- chapa con revestimiento de polímero.
La elección del material para la camisa de agua depende del método de instalación, ya que es poco probable que el artesano del hogar tenga rodillos en existencia que puedan darle al metal un espesor de 3 mm en forma de cilindro. Las opciones son las siguientes (se muestran a continuación en el diagrama):
- Esquema número 1. Tome una tubería de pared delgada de mayor diámetro, aunque no es fácil encontrar una, pero la ordinaria pesará mucho la caldera.
- Esquema número 2. Doble dos láminas de metal en 2 lugares en un ángulo de 60 °, y luego suelde dos mitades. Necesitará una prensa listogib.
- Esquema No. 2 en otro diseño. Cocine una camisa de 6 hojas - segmentos en clips.
- Esquema número 3. Suelde una caja rectangular, que aumentará el volumen del tanque de la caldera.
También necesitará una chapa de 3 mm en el marco de la puerta, la parte inferior con una tapa y una compuerta de aire.
Fabricación de generadores de calor
El trabajo comienza cortando espacios en blanco y aberturas en la pared de la tubería de acuerdo con las dimensiones del dibujo. Las puertas están hechas de partes cortadas, las marquesinas y las manijas compradas están instaladas en ellas. Desde el refuerzo, se muestra la rejilla, que se muestra en la foto:
En general, el algoritmo de ensamblaje de la caldera de combustión superior se ve así:
- Corte un orificio en la pieza de trabajo redonda para la carga, inserte la tubería y escalde.
- Suelde 6 tiras curvas al fondo de la carga, que servirán como distribuidores de aire.
- Conecte la parte inferior a la caja de fuego, instale dentro de la rejilla.
- Después de cortar un orificio en el centro de la cubierta del tubo de aire, colóquelo en la cámara de combustión. Antes de esto, debe colocar la tubería con la carga en su lugar.
- Suelde el tubo de humos.
- Monte la camisa de agua de acuerdo con el esquema seleccionado, escalde herméticamente todas las articulaciones.
- Ate las boquillas de refrigerante.
- Lleve a cabo el aislamiento y la carcasa de la caldera, instale puertas.
- Coloque un obturador en la parte superior del tubo de aire.
Es difícil instalar equipos automáticos y presurización en una caldera con una combustión superior larga, porque el ventilador no se puede conectar a una tubería en movimiento. Es necesario hacer una funda flexible y proporcionar una funda de inmersión para el sensor de temperatura. Es imposible colocarlo debajo del aislamiento, porque la zona de combustión en este tipo de calentadores está cambiando constantemente hacia abajo.
Conclusión
Ambos diseños de calderas de combustible sólido de bricolaje de larga duración tienen derecho a la vida. Pero hacer una unidad de calefacción confiable no es fácil: las uniones metálicas deben hervirse de manera hermética y de alta calidad. No se puede prescindir de la experiencia y las calificaciones de un soldador. De ahí la conclusión: si ve que no puede superar el autoensamblaje o si no tiene tiempo para esto, comuníquese con los maestros. De esta forma, ahorrará hasta un 50% en comparación con la compra de una caldera TT de fábrica.