Calderas de calefacción de combustible sólido: principales tipos y criterios para elegir la mejor unidad.

Energía

Para no elegir modelos de alta potencia, cuida las pérdidas de calor de tu hogar.

Al elegir una unidad, debes prestar atención a su poder. No hay requisitos especiales aquí, por cada 10 metros cuadrados.

m área, necesitamos 1 kW de energía térmica. Es decir, para una casa media de 150 metros cuadrados. m necesitará una caldera de combustible sólido con una capacidad de 15 kW. También agregamos un pequeño margen de 10-20%: será necesario en caso de heladas inesperadas o cuando se use combustible de baja calidad.

También debe lidiar con las pérdidas de calor. Para ello, evaluamos la presencia de aislamiento de ventanas, paredes y ático.Las pérdidas se pueden reducir instalando ventanas de triple acristalamiento, recubriendo las paredes principales con ladrillos y aislamiento térmico adicional (penoizol, lana mineral), aislando los espacios del ático y las puertas.

Las fugas de calor más salvajes ocurren en habitaciones con muchas paredes exteriores. Por ejemplo, si desea calentar una casa de campo de una habitación, puede tomar un margen del 30% con seguridad, ya que aquí todas las paredes serán externas.

Cómo mejorar el rendimiento de la caldera

Una caldera de combustible sólido autoensamblada, por regla general, se caracteriza por pérdidas de calor significativas asociadas con el escape de calor hacia la chimenea. Además, cuanto más recta y alta sea la chimenea, más calor se pierde. La salida en este caso será la creación del llamado escudo calefactor, es decir, una chimenea curva, que le permite transferir más energía térmica al ladrillo. El ladrillo, a su vez, emitirá calor al aire de la habitación, calentándolo. A menudo, tales movimientos se organizan en las paredes entre las habitaciones. Sin embargo, tal enfoque es factible solo si la caldera está ubicada en el sótano o en el piso del sótano, o si se construye una chimenea voluminosa de varias etapas.

Alternativamente, la eficiencia de la caldera se puede aumentar instalando un calentador de agua alrededor de la chimenea. En este caso, el calor de los gases de combustión calentará las paredes de la chimenea y se transferirá al agua. Para estos fines, la chimenea se puede hacer con un tubo más delgado, que se integra en un tubo más grande.

La forma más efectiva de aumentar la eficiencia de una caldera de combustible sólido es instalar una bomba de circulación que bombee agua a la fuerza. Esto aumentará la productividad de la planta en un 20-30%.

Por supuesto, es necesario diseñar la caldera para que el refrigerante pueda circular por sí solo si se corta la electricidad en la casa. Y si está disponible, la bomba acelerará la calefacción de la casa a temperaturas agradables.

Protección de una caldera de combustible sólido contra el sobrecalentamiento.

En una caldera de combustible sólido, el combustible que se quema y la propia caldera tienen una masa bastante grande. Por lo tanto, el proceso de liberación de calor en la caldera tiene una gran inercia. La combustión del combustible y el calentamiento del agua en una caldera de combustible sólido no se pueden detener instantáneamente cortando el suministro de combustible, como se hace en una caldera de gas.

Las calderas de combustible sólido, más que otras, son propensas al sobrecalentamiento del refrigerante: agua hirviendo si se pierde el calor, por ejemplo, cuando la circulación de agua en el sistema de calefacción se detiene repentinamente o se libera más calor en la caldera que el que se consume.

El agua hirviendo en la caldera provoca un aumento de la temperatura y la presión en el sistema de calefacción con todas las consecuencias graves: la destrucción del equipo del sistema de calefacción, lesiones a personas, daños a la propiedad.

Los sistemas de calefacción cerrados modernos con una caldera de combustible sólido son especialmente propensos al sobrecalentamiento, ya que contienen un volumen relativamente pequeño de refrigerante.

Los sistemas de calefacción suelen utilizar tuberías de polímero, colectores de control y distribución, varios grifos, válvulas y otros accesorios. La mayoría de los elementos del sistema de calefacción son muy sensibles al sobrecalentamiento del refrigerante y a los picos de presión causados ​​por el agua hirviendo en el sistema.

La caldera de combustible sólido en el sistema de calefacción debe protegerse contra el sobrecalentamiento del refrigerante.

Para proteger la caldera de combustible sólido del sobrecalentamiento. En un sistema de calefacción cerrado que no está conectado a la atmósfera, se deben seguir dos pasos:

1. Cierre el suministro de aire de combustión al hogar de la caldera para reducir la intensidad de combustión del combustible lo antes posible.
2. Asegure el enfriamiento del portador de calor a la salida de la caldera y evite que la temperatura del agua alcance el punto de ebullición. El enfriamiento debe tener lugar hasta que la liberación de calor se reduzca a un nivel en el que el agua hirviendo sea imposible.

Considere cómo proteger la caldera del sobrecalentamiento, utilizando como ejemplo el circuito de calefacción, que se muestra a continuación.

Esquema de conexión de una caldera de combustible sólido a un sistema de calefacción cerrado.

Esquema de un sistema de calefacción cerrado con una caldera de combustible sólido.

1 - grupo de seguridad de la caldera (válvula de seguridad, purgador de aire automático, manómetro); 2 - un tanque con suministro de agua para enfriar el refrigerante en caso de sobrecalentamiento de la caldera; 3 - válvula de cierre de flotador; 4 - válvula térmica; 5 - grupo para conectar un tanque de membrana de expansión; 6 - unidad de circulación de refrigerante y protección de la caldera contra la corrosión a baja temperatura (con una bomba y una válvula de tres vías); 7 - Protección del intercambiador de calor contra sobrecalentamiento.

La protección de la caldera contra el sobrecalentamiento funciona de la siguiente manera. Cuando la temperatura del refrigerante supera los 95 grados, el termostato de la caldera cierra la compuerta para suministrar aire a la cámara de combustión de la caldera.

La válvula térmica pos.4 abre el suministro de agua fría desde el depósito pos.2 al intercambiador de calor pos.7. El agua fría que fluye a través del intercambiador de calor enfría el refrigerante a la salida de la caldera, evitando que hierva.

El suministro de agua en el tanque pos.2 es necesario en caso de falta de agua en el suministro de agua, por ejemplo, durante un corte de energía. A menudo, se instala un tanque de almacenamiento común en el sistema de suministro de agua de la casa.Luego, de este tanque se toma el agua para enfriar la caldera.

Los fabricantes de calderas suelen incorporar en el cuerpo de la caldera un intercambiador de calor para proteger la caldera contra el sobrecalentamiento y el enfriamiento del refrigerante, Pos. 7 y una válvula térmica, Pos. 4. Esto se ha convertido en equipo estándar para calderas diseñadas para sistemas de calefacción cerrados.

En los sistemas de calefacción con caldera de combustible sólido (a excepción de los sistemas con depósito de inercia), no se deben instalar válvulas termostáticas y otros dispositivos automáticos que reduzcan la extracción de calor en los dispositivos de calefacción (radiadores). La automatización puede reducir el consumo de calor durante el período de quema intensiva de combustible en la caldera, y esto puede hacer que se dispare la protección contra sobrecalentamiento.

En el artículo se describe otra forma de proteger una caldera de combustible sólido contra el sobrecalentamiento:

Leer: Depósito de inercia: protección de una caldera de combustible sólido contra el sobrecalentamiento.

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Tipos de calderas de combustible sólido.

Estos dispositivos difieren en los tipos de combustible utilizados, el número de hornos y cámaras de combustión, el método de suministro de combustible y el material del que están hechos. Hay varios tipos de calderas de combustible sólido.

Calentadores de combustión constante

Son de hierro fundido o acero, contienen uno o dos fogones, funcionan solo con carbón y madera, el ciclo de trabajo es de 4-6 horas, el combustible se suministra manualmente. El esquema de control de dicho equipo es principalmente mecánico, la temperatura de la caldera es de 60 a 70 grados, la diferencia entre el suministro y el retorno es de 20 grados.

Consumo de energía de 7 a 50 kW y eficiencia: 80-90%.

Dispositivos de larga duración

Unidades de acero de un solo horno: el horno está ubicado en la parte superior, lo que garantiza una combustión más prolongada de un marcador (leña durante más de 24 horas, carbón, hasta 144 horas) y un calentamiento uniforme del refrigerante.

Trabaja sobre leña y sus derivados (briquetas, aserrín, virutas, etc.), así como sobre carbón. La temperatura de la caldera es de 70 a 80 grados, la potencia es de hasta 50 kW, la eficiencia es del 90 al 95%. El combustible se suministra manualmente.

Combustible sólido de pirólisis

Están hechos de acero, tienen dos cámaras conectadas por una boquilla. La tecnología radica en el hecho de que el combustible principal (leña seca con un contenido de humedad de no más del 25%), que se quema en la primera cámara, emite gas combustible de madera, que se enciende en la segunda cámara.

El ciclo de operación en caso de conectar un tanque de compensación es posible de 6 horas a un día, la temperatura de operación de la caldera es de 70 a 95 grados, el consumo de energía es de hasta 120 kW, la eficiencia es de 90–95%.

Bolita

Los agregados de acero operan en gránulos (pellets) hechos de desechos de madera: aserrín, virutas, etc. En presencia de rejillas extraíbles, es posible utilizar carbón y leña.

Temperatura alcanzada: 70-80 grados, potencia de hasta 400 kW, ciclo de trabajo de 24 a 144 horas.

El esquema de suministro de combustible en tales calderas puede ser un control electrónico automatizado. Este tipo de equipo se utiliza para calentar habitaciones de gran superficie.

Recomendaciones para elegir una caldera de combustible sólido

Entre la variedad de opciones calderas de combustible sólido es importante elegir que se adaptará mejor a las condiciones específicas. Se tienen en cuenta tanto los parámetros de la casa como las condiciones del entorno.

Combustible usado

Al elegir una caldera de combustible sólido, se tienen en cuenta los siguientes parámetros:

• precio;
• eficiencia;
• tiempo de una descarga;
• prevalencia en la zona.

El combustible se carga en calderas de pellets de combustible sólido hasta una vez al mes, en carbón, una vez cada pocos días. Las calderas de leña funcionan con un marcador durante no más de un día.

Si es posible, es mejor instalar una caldera de calefacción que requiera menos mantenimiento. Pero si puedes comprar, por ejemplo, solo leña sin problemas e interrupciones, tendrás que optar por ellas.

Dispositivo de construcción

La carga automática simplifica enormemente el proceso de calefacción de una casa, pero estas calderas de combustible sólido requieren electricidad. Por lo tanto, este método no es adecuado para casas de campo, donde a menudo hay interrupciones o la potencia de electricidad asignada apenas es suficiente para otras necesidades.

De los tipos de diseño de calderas, es mejor elegir pirólisis o combustión a largo plazo. En ellos, los recursos se gastan de manera más eficiente, es decir, se reducen los costos.

Energía

De este parámetro depende qué área de la casa puede calentar la caldera de combustible sólido instalada. Si no es suficiente, será demasiado frío. Pero tampoco vale la pena elegir con un gran margen.

De lo contrario, la habitación estará demasiado caliente. Además, los costos de calefacción aumentarán significativamente.

Para determinar la potencia requerida de la caldera, calcule la pérdida de calor de la casa. Dependen de su tamaño, materiales y clima.

Pero para un cálculo aproximado, basta con conocer el área total. 1 kW es suficiente para calentar 10 metros cuadrados. m con una altura de techo de unos 2,5-2,7 metros.

Para tener en cuenta las condiciones climáticas, se utilizan coeficientes especiales. El valor resultante se multiplica por:

• 1.5-2 para las regiones del norte;
• 1-1.2 para la banda media;
• 0.7-0.9 para las regiones del sur.

Estos cálculos son correctos solo para calentar la casa. Si también se planea calentar agua para las necesidades domésticas, la capacidad se incrementa en otro 20-25%.

Dimensiones y peso del dispositivo.

El tamaño de la caldera de combustible sólido depende del horno que se requiera. La distancia a las paredes debe ser de al menos 20-25 cm.

ocupar más espacio calderas de pellets de combustible sólido con automático cargando. El tamaño de su búnker a veces supera al dispositivo en sí.

En general, todas las calderas de calefacción de combustibles sólidos tienen un peso considerable. Por lo tanto, se instalan en el suelo y no se cuelgan en la pared.

Referencia. Las calderas de combustible sólido de hierro fundido son más pesadas que las de acero. A menudo requieren la instalación de una base.

Número de circuitos

Los modelos de calderas de un solo circuito realizan una sola función: calentar la casa. Habrá que utilizar otras tecnologías para calentar el agua.

Foto 3. Caldera de combustible sólido de circuito único. Está conectado al sistema de calefacción, a través del cual circula el refrigerante.

En una caldera de combustible sólido de doble circuito, hay dos tubos de salida. En uno de ellos se conecta un sistema de radiadores y en el otro sale agua para uso doméstico. Esto es más conveniente: no necesitará un segundo dispositivo, pero aumentará el consumo de recursos. Y en caso de avería, no habrá ni calefacción ni agua caliente.

Funciones adicionales

Algunos modelos de calderas de combustible sólido tienen una o más de las siguientes funciones:

1. Una placa que te permite cocinar alimentos. Esto es especialmente útil para casas pequeñas.
2. Encendido automático de leña.
3. Sensor de presión.
4. Acumulador térmico.

Un acumulador de calor es un tanque lleno de agua. Se encuentra en la chimenea o se conecta por separado. Durante el fuego, el agua que contiene se calienta.Luego se usa para necesidades domésticas o (con menos frecuencia) para calefacción (después de enfriar el líquido "principal" en el sistema). El uso de esta tecnología hace más eficiente la operación de los equipos.

El principio de funcionamiento de las calderas automáticas de larga duración.

La caldera automática de combustible sólido de combustión prolongada es una instalación potente con un búnker en el que se almacena el combustible sólido. Una parte similar puede ser parte integral de la caldera o colocarse en una habitación amueblada por separado.

En el primer caso, el almacenamiento se fija en la parte superior o lateral del equipo de la caldera. Pero debido a la cantidad limitada de combustible, la mayoría de los consumidores se detienen en la segunda opción y preparan una habitación especial.

Para mover la leña o el aserrín del "almacén" a la cámara de combustión, se activa un mecanismo de carga. Es de tornillo o neumático. Se utiliza un transportador neumático como mecanismo de alimentación, una tubería a través de la cual se transfieren gránulos de celdas de combustible con la ayuda de masas de aire.

Fuente

La principal ventaja de dicho equipo es la dependencia energética parcial, ya que la cámara de combustible se carga una vez al día. De las desventajas, hay altos costos de energía eléctrica durante la operación de las unidades de suministro de combustible.

Un gran número de unidades admiten la alimentación de gránulos por tornillo y la intensidad de carga se determina mediante la automatización.

La caldera de combustible sólido con suministro automático de combustible tiene las siguientes características:

1. Para ajustar la temperatura del refrigerante, se cambia la intensidad del suministro de aire al tanque.
2. El sistema se controla de acuerdo con el siguiente principio: el sensor de temperatura envía una señal electromagnética al mecanismo de control, como resultado de lo cual se abre o cierra la compuerta de aire.
3. Para regular la temperatura del aire dentro de la habitación, se utilizan un termostato y válvulas de 3 vías.
4. Para compensar las caídas de presión en el sistema de calefacción y protegerlo del sobrecalentamiento del refrigerante, los componentes del grupo de seguridad están equipados en la caldera. Estos incluyen un tanque de expansión, una válvula de seguridad con una salida de aire y un dispositivo de medición (manómetro).
5. Para proteger el refrigerante del sobrecalentamiento, se colocan sensores de protección y circuitos de enfriamiento con circulación natural en la caldera.
6. Con la ayuda de un sensor de tiro, el funcionamiento de la caldera se suspende en caso de una disminución del tiro en el horno.
7. Para monitorear la funcionalidad de la unidad y seleccionar el régimen de temperatura óptimo, se coloca un módulo de control en la unidad.
8. Si instala un módulo GSM adicional, puede proporcionar control y gestión remotos del sistema de calefacción utilizando un teléfono inteligente o una tableta.

Al elegir calderas automáticas de combustible sólido, es importante prestar atención a estos matices:

1. El consumo de materiales combustibles está determinado por su calidad (contenido calórico, humedad, contenido de cenizas). Al mismo tiempo, las materias primas de alta calidad son caras y el grado de consumo depende de las condiciones de temperatura externas.
2. La frecuencia del suministro de combustible depende del volumen del búnker.
3. La potencia de la caldera se selecciona teniendo en cuenta el área del edificio calentado. No tiene sentido comprar unidades de alto rendimiento para espacios pequeños.Los parámetros óptimos de funcionamiento están determinados por la siguiente fórmula: 2 kW por 10 m².
4. Con una cantidad idéntica de combustible quemado, 2 plantas de calderas pueden tener diferentes indicadores de eficiencia. El rango promedio varía de 60 a 85%.
5. Según el nivel de automatización, se garantiza el funcionamiento autónomo ininterrumpido del equipo sin intervención humana.

Las calderas automáticas de combustible sólido tienen las siguientes ventajas:

1. Consumo económico de combustible sólido. Al mismo tiempo, los residuos de carbón y madera se venden a precios asequibles.
2. Casi completa autonomía e independencia de la participación humana.
3. Cumplimiento de las normas ambientales.
4. Facilidad de instalación del equipo.

Además de las ventajas, tales unidades también tienen desventajas. Por lo tanto, si se utilizan astillas de madera como materia prima de combustible, durante un tiempo de inactividad prolongado, pueden adherirse o apelmazarse en el fondo del tanque. El material húmedo no proporciona el grado de calentamiento deseado.

Para el buen funcionamiento de la caldera, es importante limpiarla constantemente de la suciedad.

Calderas de combustible sólido

Si hablamos de este tipo de equipos de combustible, estas son calderas tradicionales que tienen el diseño más simple. El combustible se quema de la forma habitual, calentando el agua, que transporta el calor por toda la casa. La ventaja es que el precio de una caldera de combustible sólido para calentar una casa privada será bajo. Entre las deficiencias, se pueden distinguir las siguientes: pérdida de energía liberada, la necesidad de colocar combustible con frecuencia.

   
El diseño moderno de las calderas de combustible sólido les permitirá adaptarse a cualquier espacio habitable.

Si antes, cuando aún no se utilizaban las tecnologías de las calderas de combustible eficiente para uso privado, este era el equipo más utilizado.Actualmente, se puede comprar para casas de campo, donde se planea una estadía corta durante la temporada de frío.

 
La leña es un tipo de combustible asequible y económico.

Ámbito de uso

Cabe destacar que este equipo se utiliza no solo para fines privados, sino también para satisfacer necesidades industriales; este hecho implica la existencia de varios modelos. La principal diferencia entre los sistemas de calefacción utilizados en la producción es que el combustible se suministra automáticamente, aunque el principio de funcionamiento sigue siendo el mismo.

Además, cuentan con un sistema especial de limpieza de cenizas, lo que las hace verdaderamente innovadoras. Las calderas domésticas que se instalan en casas particulares, por regla general, no tienen tales opciones, ya que la automatización es costosa y no todos los usuarios pueden pagarla.

Modelos populares de calderas de combustible sólido.

Modelo Hércules U22С-3

ViadrusHércules U22С-3

Al comprar esta caldera, incluso una familia numerosa puede resolver fácilmente el problema no solo de calefacción, sino también de suministro de agua caliente para las necesidades domésticas. Una simple conexión de la caldera de almacenamiento es suficiente. El aislamiento mineral del cuerpo de la caldera garantiza una mínima pérdida de calor, por lo que se utiliza mucho menos combustible para la calefacción. La peculiaridad de la caldera Hercules U22С-3 es que, si se desea, se puede convertir y luego puede funcionar con gas o combustible líquido.

Modelo SIME SOLIDA 3

Otro modelo no menos popular de caldera de combustible sólido es SIME SOLIDA 3, de Fonderie Sime Spa, cuyas fábricas están ubicadas en Italia, España y el Reino Unido. El equipo presentado por la empresa se ha ganado la confianza de los clientes por su sencilla operación. Para calentar una casa con un área de aproximadamente 165 metros cuadrados.m, es adecuado uno de los cuatro tipos de combustible que se pueden usar para calefacción: carbón, madera, coque o antracita.

El cuerpo de la caldera está aislado con una capa de lana de vidrio, lo que minimiza la pérdida de calor y ahorra combustible. El intercambiador de calor en sí está hecho de hierro fundido, tiene tres secciones, por lo que hay una combustión equilibrada de todo el combustible sin residuos. Esto reduce significativamente la emisión de gases nocivos a la atmósfera. La intensidad de la combustión del combustible está regulada por un dispositivo que abre ligeramente la puerta y deja entrar algo de aire. Las puertas anchas proporcionan una carga cómoda y segura de combustible en la caldera, al tiempo que facilitan enormemente su limpieza.

La prioridad de este modelo es que es bastante seguro y fácil de mantener. Además, no tiene que controlar constantemente el proceso de combustión, y la limpieza de la caldera no es laboriosa, ya que no tiene que limpiar el cenicero con frecuencia y todo el procedimiento no llevará mucho tiempo.