Os proprietários de casas particulares que decidem instalar uma caldeira de aquecimento de combustível sólido estão preocupados principalmente com três parâmetros - a energia térmica da unidade, seu preço e a duração da queima de uma carga. Esses parâmetros estão inter-relacionados, quanto maior a potência e a duração da operação, maior o custo do gerador de calor. A única maneira de reduzir custos é fabricar uma caldeira de queima longa com suas próprias mãos ou confiar o trabalho aos artesãos. Apresentamos 2 projetos de caldeiras TT, desenhos detalhados e procedimentos de fabricação de aquecedores.
Como a duração da queima de combustível sólido aumenta
O sonho de muitos proprietários é colocar uma caldeira a combustível sólido, que não precisa correr com lenha a cada 4-6 horas. Com isso, fabricantes e vendedores de equipamentos de aquecimento aplicam o prefixo "duração da combustão" a todos os geradores de calor seguidos, incluindo os de pellets, trabalhando independentemente por até 7 dias.
É costume justificar a duração do processo de combustão usando um regime de combustão lenta com suprimento de ar limitado. Mas queimar madeira e carvão dessa maneira é ineficiente, e aqui está o porquê:
- As caldeiras de madeira e carvão atingem uma eficiência de 70 a 75% durante a combustão máxima. Quando em combustão lenta, a eficiência do agregado diminui para 40-50% (como em um fogão comum).
- A combustão lenta da lenha produz pouca energia térmica. Quem precisa de um gerador de calor "de longa duração" que não aqueça totalmente a casa?
- Madeira cortada recentemente de certas espécies (por exemplo, álamo, salgueiro) e combustível de baixa caloria não podem ser queimados normalmente no modo de combustão lenta.
De fato, caldeiras a combustível sólido de queima longa são aquelas que possuem uma câmara de combustível aumentada, apenas seu tamanho afeta a duração do processo, sendo todas as outras coisas iguais. O princípio é simples: quanto mais lenha houver no forno, mais eles queimam e emitem calor.
Caldeiras domésticas que podem trabalhar de um marcador por 8 a 12 horas em madeira e até 24 horas em carvão são dos seguintes tipos:
- clássico, com suprimento de ar forçado;
- agindo de acordo com o princípio da combustão superior (como o "Stropuva" do Báltico).
É bastante realista fazer esses projetos de caldeiras TT em casa com as ferramentas e práticas necessárias na soldagem. Mesmo na Internet, é possível encontrar desenhos de caldeiras de minas para combustível sólido e serragem, mas esses aquecedores são bastante volumosos e difíceis de fabricar e, portanto, merecem um tópico separado.
Caldeira de queima contínua clássica
A confiabilidade e a eficiência das caldeiras já foram testadas com o tempo em várias instalações. As características técnicas do modelo apresentado da unidade são as seguintes:
- potência - 22-24 kW;
- o tempo de queima (em média) na madeira é de 10 a 12 horas, pelo menos 8 horas;
- o mesmo, no carvão - até 1 dia;
- Eficiência - 75-77%;
- pressão máxima de trabalho no sistema de aquecimento - 3 Bar, nominal - 1,5 Bar;
- a quantidade de água no tanque da caldeira - 50 l;
- peso do produto - 150 kg;
- tamanho da abertura de carga (largura x altura) 360 x 250 mm;
- o volume total do forno é de 112 l, útil (para carregar combustível) - 83 l;
- a profundidade do forno é de 46 cm, o comprimento ideal do registro é de 40 cm.
Para referência. O mestre fabrica caldeiras de longa queima de diferentes potências, a linha inclui unidades de 16, 24, 36 e 130 kW. O preço de um produto acabado de 24 kW no pedido de um mestre é de cerca de 450 u Todas as perguntas e esclarecimentos relacionados ao design de uma caldeira a combustível sólido e sua fabricação podem ser discutidos pessoalmente com a Vitaly, cujos contatos estão listados na página "Nossos especialistas".
O dispositivo e as dimensões gerais de uma caldeira a lenha de longa duração para fabricação de bricolage são mostrados no desenho:
O gerador de calor opera com sucesso tanto na madeira quanto no combustível de carvão. A capacidade útil da fornalha é calculada até a borda inferior da abertura de carregamento, pois é indesejável encher a câmara até o topo. A caldeira opera na seguinte ordem:
- Depois de colocar e acender o combustível sólido, as portas se fecham hermeticamente.
- Na unidade de controle eletrônico, a temperatura desejada do líquido de arrefecimento é ajustada; recomenda-se que não seja inferior a 50 ° C. Em seguida, a unidade é ligada pressionando o botão apropriado, o ventilador inicia.
- Quando aquecido até a temperatura definida, o ventilador desliga, o ar na fornalha para. A caldeira TT está no modo de espera, a lenha queima muito fraca e praticamente não produz calor.
- Depois que a temperatura cai no tanque da caldeira, o controlador dá um comando para iniciar o ventilador e o processo de combustão no forno é retomado.
O controlador modifica o desempenho do ventilador, conforme achar adequado, para maximizar a eficiência da combustão. Não há queima por decomposição nesta caldeira caseira, ou está em modo de espera ou queima madeira e carvão em um modo intensivo.
A estrutura interna da unidade é mostrada nos desenhos da caldeira no contexto de:
O sistema de aquecimento implementa o método clássico de queima de combustíveis sólidos com transferência direta de calor para as paredes da camisa de água e para o teto, que é o fundo do tanque da caldeira. Um permutador de calor de tubo de fogo é imerso neste tanque, absorvendo o calor dos gases de combustão. O ar aquecido no canal é fornecido ao forno a partir de baixo, através da grade. A duração da queima é fornecida devido a:
- Firebox de grande volume.
- Bloqueio completo do acesso aéreo ao forno no modo de espera. Depois de desligar o ventilador, o amortecedor de gravidade se fecha, fechando o duto e, assim, impedindo que a corrente de ar da chaminé encha os carvões.
O dispositivo da parte traseira e o trocador de calor do tubo de incêndio é mostrado no seguinte desenho:
Ferramentas e materiais para fabricação
Os tipos de aço com baixo teor de carbono St 3, 10, 20 são geralmente usados em branco para a montagem de uma caldeira de combustível sólido de queima longa.A melhor opção é St 20, os geradores de calor fabricados a partir dela duram até 15 anos. O aço contendo mais carbono (St 35, 45) tem a tendência de aquecer em alta temperatura e, portanto, não é adequado para a soldagem de um gerador de calor.
Se você tiver experiência suficiente em soldagem e a capacidade de comprar metal a um preço mais alto, a câmara de combustão pode ser feita de aço resistente ao calor, ligado com cromo e molibdênio (por exemplo, 12XM, 12X1MF). Como determinar independentemente o grau de aço com aproximação suficiente é descrito neste artigo.
A lista de espaços em branco dos quais você montará uma caldeira de combustível sólido com suas próprias mãos é apresentada na forma de uma tabela:
Gorjeta. Os tarugos são melhor cortados com tesouras de guilhotina em algum lugar da oficina. Assim, você economiza muito tempo em corte e rebarbação manual.
Além disso, esses materiais serão necessários:
- canto de ângulo igual 50 x 4 mm para a fabricação de grelhas;
- tubo DN50 - para o trocador de calor e tubos para conectar o sistema de aquecimento;
- tubo DN150 - para o tubo da chaminé;
- tubo de perfil 60 x 40 mm para o canal de ar;
- tira de aço 20 x 3 mm;
- isolamento de basalto com densidade de 100 kg / m³ e espessura de 2 cm;
- chapa lisa 0,3-0,5 mm com coloração de polímero;
- maçanetas prontas na porta;
- cordão, papelão amianto.
Dentre as ferramentas, vale destacar a máquina de solda, retificadora e broca; para a soldagem são utilizados os eletrodos ANO-21 ou MR-3C. O restante é um conjunto padrão de dispositivos e ferramentas de medição disponíveis em todas as residências.
O kit de automação usado na caldeira TT, composto por uma unidade de controle, um ventilador e um sensor de temperatura, é fabricado na Polônia (não misture com chinês, parece o mesmo). A marcação da unidade de controle é KG Elektronik SP-05, o ventilador é DP-02.
Montagem da unidade de aquecimento
Primeiro passo A fabricação de uma caldeira de queima longa consiste na montagem de uma caixa de fornalha de metal com uma espessura de 4 mm por soldagem em tachas. Tudo começa com a parte inferior da unidade, na qual as paredes laterais, a tampa do teto e as aberturas das portas ficam presas, como mostra a foto:
A folha inferior é produzida em cada direção, de acordo com o desenho, ao mesmo tempo em que serve como a estrutura inferior da porta do cinzeiro. Dentro da câmara para soldagem, as prateleiras dos cantos são fixas, onde a grade será apoiada. A fornalha montada é fervida cuidadosamente em todas as juntas e verificada quanto a vazamentos.
Segunda fase - instalação de uma camisa de água de metal de 3 mm. Sua espessura nas paredes laterais é de 2 cm; portanto, os pedaços de tira de aço devem ser soldados ao compartimento da fornalha, liberando-os em 20 mm. Chapas de aço de revestimento são grudadas a eles.
Atenção! A camisa de água começa no nível da grade e não lava a câmara de cinzas.
Os chamados clipes são escalonados no meio. Este é um círculo de aço, atravessado por orifícios na parede do tanque da caldeira e bumbum soldado no forno. A segunda extremidade do clipe é escaldada em volta do furo, como mostra a foto:
Algumas palavras sobre como fazer clipes adicionais nas bordas da camisa de água de uma caldeira de combustível sólido caseira. É necessário pegar uma tira de 20 mm e inseri-la da extremidade entre as paredes a uma profundidade de 50 a 100 mm e depois soldar nos dois lados.
Terceira etapa - instalação de tubos de chama na parte superior do tanque da caldeira. Para isso, nas paredes traseira e frontal, conforme o desenho, são feitos orifícios onde os tubos são inseridos. Suas extremidades são fervidas hermeticamente, como todas as juntas de uma jaqueta de água.
Quarta etapa - fabricação de portas e grades. Uma tira em 2 filas é soldada às portas pelo lado de dentro e um cordão de amianto é inserido entre elas, este será o selo do narthex. Os ferros de grade são feitos dos cantos n ° 5, soldados com um canto externo para baixo. Eles servem como difusores de ar fornecidos pelo ventilador ao cinzeiro.
Na quinta etapa São instalados acessórios para conectar os tubos de suprimento e retorno cortados nas paredes do tanque da caldeira, um tubo de chaminé e um canal de ar de um tubo de 60 x 40 mm com um flange de montagem do ventilador. O duto entra na câmara de cinzas no meio da parede traseira, imediatamente sob a jaqueta de água.
Estágio seis - soldagem de dobradiças de portas e peças embutidas com 2 cm de largura para fixar o revestimento decorativo da caldeira para queima longa.
Sétima Etapa, último. O tanque da caldeira é revestido nas laterais e na parte superior com isolamento de basalto, este último é fixado com um cordão. Depois disso, resta aparafusar as folhas de metal pintado com parafusos nas peças embutidas e instalar as portas.
No final, um ventilador é conectado ao contra-flange do duto e a unidade de controle é montada na caldeira por cima. O sensor de temperatura deve ser inserido sob o isolamento de basalto na parte traseira da unidade. Além disso, várias adições úteis podem ser feitas no design de uma caldeira doméstica de queima longa, de acordo com o seu desejo:
- integrar no tanque da caldeira um circuito de água para aquecimento de água no abastecimento de água quente;
- Forneça uma luva de imersão para a instalação do termômetro - em caso de falta de energia quando a tela do controlador se apagar;
- o mesmo para montar um grupo de segurança;
- instale um aquecedor elétrico, aquecendo o líquido de arrefecimento após queimar madeira.
Algumas palavras sobre como circular a água quente em uma caldeira a combustível sólido para aquecê-la para as necessidades domésticas. É necessário pegar 10 m de um tubo de cobre com um diâmetro de 8-12 mm e dobrar uma bobina em forma de espiral. O último é enrolado dentro do tanque da caldeira ao redor dos tubos de chama, e as extremidades são trazidas para fora da parte traseira da unidade. Temos uma caldeira de circuito duplo de queima longa.
Nota. A prática de operar esses geradores de calor mostrou que a instalação de um aquecedor elétrico é necessária para os proprietários que desejam aquecer a casa a uma taxa noturna.Em outros casos, o tempo de queima é suficiente para não entrar na caldeira no meio da noite para jogar lenha.
As pernas da unidade podem ser conectadas em qualquer estágio, escolhendo seções adequadas de metal. Para detalhes e segredos da montagem de uma caldeira TT, consulte o vídeo do autor do mestre - criador da unidade de aquecimento:
Caldeira de queima superior
No espaço pós-soviético, esses geradores de calor são conhecidos em duas variedades:
- Unidades bálticas da empresa "Stropuva" (Stropuva) e seus derivados de outros fabricantes.
- Fogões a lenha como "Bubafonya".
Não se sabe qual dos aquecedores apareceu anteriormente, mas o fogão Bubafonya ganhou grande popularidade como aquecedor de casas de campo, garagens e outros edifícios com baixos requisitos de estética do produto. O que não se pode dizer sobre caldeiras de combustão superior, embora muitas, por algum motivo, as considerem a única versão possível de geradores de calor de combustível sólido de queima contínua. De fato, o único trunfo deles é o mesmo - uma grande fornalha.
O princípio de operação dessas caldeiras é queimar combustível, esmagado pela carga, de cima para baixo. Além disso, o ar é fornecido à zona de combustão também de cima, através de um tubo telescópico conectado à carga. O diagrama de trabalho da unidade é mostrado na figura:
Durante a operação das caldeiras Stropuva, muitas deficiências apareceram, como evidenciado pelas críticas dos proprietários nos fóruns:
- Você não pode lançar toras no forno até a guia anterior queimar. Fisicamente, isso é possível, mas o princípio da combustão superior será violado, a chama cobrirá todas as camadas de combustível.
- Ao trabalhar com serragem fresca e outros pequenos detritos, o combustível restante "fica" nas paredes.
- A eficiência da caldeira TT não é muito alta, pois não possui um trocador de calor. Devido à câmara de aquecimento do ar e à grande fornalha, não resta espaço para o trocador de calor.
Preparação de materiais
O corpo redondo cria alguns inconvenientes na fabricação, mas você também não o esquenta - o combustível "travará" nos cantos. Há um problema com a montagem de um tubo telescópico com carga, portanto é melhor retirar esta peça do forno Bubafoni. O desenho de uma caldeira de queima longa, comparável em tamanho à versão clássica, tem a seguinte aparência:
Antes de fazer uma caldeira, selecionamos os materiais de acordo com o desenho:
- tubo DN 400 com uma parede de 5 mm - na fornalha;
- o mesmo, DN 50 - para fornecimento de ar e tubulações de água;
- o mesmo, DN 100 - para a chaminé;
- um espaço em branco de uma folha de 10 mm de espessura redonda com um diâmetro de 38 cm;
- tira 40 x 4 mm - para distribuidores de ar;
- reforço com um diâmetro de 16-20 mm de um perfil periódico - em grades;
- algodão de basalto com espessura de 3 cm e densidade de 100 kg / m³;
- chapa com revestimento de polímero.
A escolha do material para a camisa de água depende do método de sua instalação, pois é improvável que o artesão tenha em estoque rolos que possam dar ao metal uma espessura de 3 mm na forma de um cilindro. As opções são as seguintes (mostradas abaixo no diagrama):
- Esquema número 1. Pegue um tubo de paredes finas de maior diâmetro, embora não seja fácil encontrá-lo, mas um comum pesará bastante a caldeira.
- Esquema número 2. Dobre duas folhas de metal em 2 lugares em um ângulo de 60 ° e depois solde duas metades. Você precisará de um listogib de imprensa.
- Esquema nº 2 em outro desenho. Cozinhe uma camisa de 6 folhas - segmentos em clipes.
- Esquema número 3. Solde uma caixa retangular, o que aumentará o volume do tanque da caldeira.
Você também precisará de chapa de 3 mm na moldura da porta, na parte inferior com uma tampa e um amortecedor de ar.
Fabricação de gerador de calor
O trabalho começa com o corte de espaços em branco e aberturas na parede do tubo de acordo com as dimensões no desenho. As portas são feitas de peças cortadas, dosséis e puxadores comprados. A partir do reforço, a grade é mostrada, mostrada na foto:
Em geral, o algoritmo de montagem da caldeira de combustão superior é assim:
- Faça um furo na peça redonda para a carga, insira o tubo nela e escalde.
- Solde 6 tiras curvas no fundo da carga, que servirão como distribuidores de ar.
- Anexe o fundo à fornalha, instale dentro da grelha.
- Depois de fazer um furo no centro da tampa do tubo de ar, encaixe-o na fornalha. Antes disso, você precisa colocar o tubo com a carga no lugar.
- Solde o tubo de combustão.
- Monte a camisa de água de acordo com o esquema selecionado, escalde hermeticamente todas as juntas.
- Amarre nos bicos de refrigeração.
- Realize isolamento e revestimento da caldeira, instale portas.
- Coloque um obturador em cima do tubo de ar.
É difícil instalar automação e pressurização em uma caldeira com uma combustão superior longa, porque você não pode colocar um ventilador em um tubo em movimento. É necessário fazer uma luva flexível e fornecer uma luva de imersão para o sensor de temperatura. É impossível colocá-lo sob o isolamento, porque a zona de combustão nesse tipo de aquecedor está constantemente diminuindo.
Conclusão
Ambos os projetos de caldeiras de combustível sólido do tipo bricolage de longa duração têm direito à vida. Mas para fazer uma unidade de aquecimento confiável não é fácil - as juntas de metal precisam ser fervidas de maneira apertada e de alta qualidade. Não se pode prescindir da experiência e das qualificações de um soldador. Daí a conclusão: se você perceber que não pode superar a automontagem ou se não tiver tempo para isso, entre em contato com os mestres. Assim, você economizará até 50% do dinheiro em comparação com a compra de uma caldeira TT de fábrica.