Visão geral das caldeiras a gás a lenha e suas características

As caldeiras geradoras de gás são um tipo de combustível sólido, geralmente dispositivos de água quente. A essência de seu trabalho é que o combustível e as substâncias voláteis que contém queimam separadamente. Em outras palavras, ocorre pirólise de combustível sólido, portanto, as caldeiras também são chamadas de caldeiras de pirólise. Este equipamento de aquecimento é especialmente eficaz ao trabalhar em madeira, briquetes de madeira, brocas e algumas frações de carvão.

Use caldeiras a gás para aquecer sua casa
Consulte Mais informação: caldeira de pirólise de longa duração.

Como e com que aquecer a caldeira

De qualquer combustível sólido, o monóxido de carbono é liberado em certa quantidade durante a combustão. Especialmente muito disso é obtido quando a madeira está queimando.
É por isso que é mais sensato colocar lenha em uma caldeira a gás, projetada para criar uma temperatura confortável na casa, e não qualquer outro combustível.

Para que as instalações sejam bem aquecidas, a caldeira a gás deve ser usada corretamente:

• abra o amortecedor de ar e inicie um incêndio com uma farpa;
• definir o modo de queima longa regular, no qual o fogo na caldeira será mantido até que a temperatura no forno atinja o nível desejado;
• mude o amortecedor para um modo de fornecimento de ar em uma quantidade limitada.

Nas modernas caldeiras de geração de gás a lenha, todas as ações acima não precisam ser executadas, pois seu trabalho é totalmente automatizado.

O combustível é aceso por meio de ignição elétrica, uma unidade automática controla o fornecimento de oxigênio à câmara de combustão e a retirada dos gases provenientes da combustão da madeira.

As caldeiras a gás a lenha devem ser abastecidas com um determinado tipo de combustível. Mais adequados para isso são a faia, o carvalho e a acácia.

Fotos e diagramas:

O carvão deve ser abandonado por completo, uma vez que afeta negativamente o desempenho do equipamento de aquecimento.

É mais sensato usar apenas combustível de alta qualidade para aquecer uma casa, já que mais calor é produzido durante sua longa queima.

Quanto ao teor de umidade da lenha, o equipamento de geração de gás não funcionará com combustível puro.

Ou seja, a lenha queimará como em um fogão convencional, e a caldeira não funcionará no modo de geração a gás.

O projeto da caldeira em si afeta a quantidade de madeira com a qual o teor de umidade pode ser colocado no equipamento de geração de gás.

No caso de carregamento lateral, só é permitido carregar lenha com teor de umidade não superior a 20%. Esse equipamento é muito exigente com a qualidade da madeira.

As caldeiras a gás movidas a lenha de carregamento superior queimam o combustível gradualmente. Para fazer isso, ele é colocado em uma fornalha vertical.

Quando a camada inferior de lenha queimar, elas irão cair, sendo secas pelo ar quente. As caldeiras, nas quais o combustível é carregado pelo topo, são transferidas para o modo de geração de gás, mesmo se o teor de umidade da madeira for de cerca de 45 graus.

Princípio da Operação

O esquema de uma caldeira de geração a gás a lenha possui uma câmara de gaseificação preliminar em sua estrutura. Também possui uma câmara de combustão, necessária para transformar a lenha em calor. O princípio de funcionamento desta câmara visa movimentar os gases gerados através dos bicos injetores. Uma caldeira caseira tem um tempo de funcionamento de pelo menos 25 horas.

O gerador de gás consiste em duas câmaras, a primeira queima combustível. Devido à pequena quantidade de oxigênio, as substâncias se dividem em uma parte volátil, formando o gás da madeira. Em seguida, a madeira é deixada para queimar na segunda câmara.Em outras palavras, o princípio de funcionamento do design do dispositivo permite que você alcance a saída de calor máxima.

O princípio de funcionamento de uma caldeira a gás baseia-se na tiragem forçada. Principalmente para isso, um exaustor de fumaça ou ventilador é instalado nas caldeiras. Depois que o combustível atinge suas temperaturas de combustão mais altas, a madeira se transforma em uma parte sólida e volátil. As caldeiras realizam o processo de combustão não apenas em temperaturas máximas, mas também se não houver ar suficiente.

O princípio de funcionamento do dispositivo é tal que, assim que os gases resultantes se movem pelo bocal, eles são misturados com o oxigênio secundário, e a temperatura de combustão chega a 1200 graus. Imediatamente após os gases liberarem calor pelo trocador de calor, eles são retirados da câmara para o exterior, movendo-se pela chaminé.

Conectando e iniciando um gerador de gás a lenha

Ao instalar um gerador a gás em um carro, será mais difícil ligar o carro - é melhor fazê-lo com gasolina

É necessário levar em consideração as peculiaridades da utilização de um gerador a gás a lenha ao conectá-lo ao carro. Os especialistas não aconselham o abandono total da gasolina, porque ligar o motor com lenha é problemático. Recomenda-se dar a partida no motor abastecendo gasolina, e só então passar para gasolina. A mudança para diferentes tipos de combustível pode ser organizada usando um misturador feito de acordo com o esquema de I.S. Mezin.

Existem outras restrições também:

• O tamanho da lenha não é superior a 6 cm.
• Apenas madeira seca é usada como combustível, porque calor adicional é gasto na evaporação da água, e menos gases de pirólise são formados neste caso.
• Um motor gerador a gás a lenha perde 50% de sua potência em comparação com um motor a gasolina.
• O acendimento é feito com o ventilador ligado, 20 minutos antes da partida.

Funcionando com combustível caseiro, o motor se desgasta mais rápido.

Princípio da Operação

A caldeira do gerador a gás usa o princípio da "pirólise" em seu trabalho. Esse equipamento possui duas câmaras de combustão, e o combustível a ser colocado passa por várias etapas de combustão:

• É seco em uma câmara especial.
• Na primeira câmara de combustão, o combustível queima lentamente a uma temperatura de 200-850 graus Celsius sem oxigênio - pirólise. No processo de pirólise, uma grande quantidade de gás "madeira" é liberada do combustível, que então entra na segunda câmara, onde é queimado com sucesso usando um queimador e uma grande quantidade de ar soprado.
• Neste caso, o circuito de refrigeração e aquecimento de água (em caldeiras de duplo circuito) é projetado e montado de forma a receber energia térmica de ambas as câmaras de combustão.

A caldeira do gerador a gás pode trabalhar não só em árvores, mas também em qualquer resíduo de madeira, bem como em briquetes e grânulos ecológicos - pellets.

As caldeiras de combustível sólido que geram gás de pirólise têm as seguintes vantagens em relação a outros tipos de equipamentos de combustível sólido:

• Alta eficiência e quase total ausência de resíduos sólidos de combustão.
• Disponibilidade e reposição de combustível.
• Um período de operação relativamente longo e a possibilidade de armazenar uma grande quantidade de combustível - as câmaras de combustão das caldeiras de pirólise têm uma grande capacidade.

Tipos de caldeiras de acordo com o princípio de operação

Dependendo do método de combustão de combustível, quatro tipos de caldeiras são distinguidos:

Caldeira de queima direta clássica

(ou desejos naturais). Este é o design tradicional e mais comum. Principais vantagens: dispositivo simples, preço acessível, capacidade de operar com qualquer tipo de combustível, independência energética. Este último fator é muito importante para as áreas rurais com redes elétricas de baixa qualidade - via de regra, a caldeira não precisa de energia elétrica para funcionar e a termorregulação é realizada por amortecedor e acionamento mecânico. Existe apenas uma desvantagem fundamental - combustão incompleta de combustível.E o resto decorre disso: baixa eficiência em comparação com outros tipos, um grande percentual de resíduos sólidos de produtos de combustão, manutenção e cuidados intensivos em mão de obra. Com base nisso. este tipo é difícil de classificar como "as melhores caldeiras de combustível sólido para aquecimento doméstico".

Esquema de combustão direta com suprimento de ar inferior e tiragem mecânica "em uma corrente" para controle do amortecedor

Caldeira clássica com tiragem adicional.

Existem duas opções para o dispositivo. No primeiro caso, o ar é “soprado” para dentro do forno, o que garante uma combustão mais completa do combustível. No segundo, a caldeira é equipada com um exaustor de fumaça (exaustor em frente à chaminé), que cria um vácuo na câmara de combustão e aumenta a tiragem natural. As vantagens são as mesmas de uma caldeira de combustão direta, exceto pela independência energética. Mas a “dependência” da eletricidade é compensada pelo aumento da eficiência e índices de potência mais elevados com o mesmo tamanho do forno e o tipo de combustível.

Caldeira com tiragem adicional

Caldeira de pirólise (ou geração de gás).

Até certo ponto, esta é a próxima etapa no desenvolvimento de uma caldeira com tiragem adicional, mas o próprio princípio da combustão do combustível está mudando. A caldeira está funcionalmente dividida em duas câmaras. Na primeira, com falta de ar artificial, a madeira arde, gerando não só calor, mas também gases de pirólise, que entram na segunda câmara, onde se queimam completamente em condições de suprimento adicional de ar. Em termos de eficiência, essas caldeiras são as mais eficientes, mas também "caprichosas". A principal desvantagem são os requisitos rígidos para a estabilidade da qualidade do combustível. Se for lenha (e a maioria dos modelos de caldeiras de pirólise são "ajustados" a eles), o requisito padrão é que o teor de umidade da madeira não seja superior a 20%. Caso contrário, a geração de gases de pirólise diminui, transformando a caldeira em uma descarga convencional com fornecimento de ar forçado, o que, devido ao alto custo do equipamento, não é rentável. Além da eficiência, a vantagem é a duração da combustão de um marcador - até 12 horas.

Um exemplo da implementação prática de uma caldeira a gás

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Caldeiras de longa duração.

Surgiram muito recentemente (pode-se dizer no início deste século), mas já conquistaram uma parte sólida do mercado. O processo de combustão do inserto de combustível ocorre por cima devido ao design especial da caldeira. Após a combustão da camada superior, o processo desce, e a regulação da potência e manutenção do modo desejado é realizada por automação que controla a turbina para fornecer ar à zona de combustão. O combustível queima quase completamente, com uma quantidade mínima de resíduos sólidos. Em termos de eficiência, a caldeira quase não é inferior a um gerador a gás, mas não exige tanto combustível, e o tempo de queima de um marcador pode chegar a 24 horas ou mais. Esse equipamento está no topo da classificação das caldeiras de combustível sólido de longa duração. Mas esse prazer não é barato.

O tempo de queima de uma guia depende do tipo de combustível

Separadamente, deve ser dito sobre caldeiras com abastecimento automático de combustível para a câmara de combustão. De acordo com o princípio de operação, trata-se de caldeiras tradicionais com tiragem natural ou forçada, mas graças a um bunker separado para combustível, o tempo de operação em um "enchimento" pode ir de vários dias a várias semanas (dependendo do volume do bunker e a área da sala aquecida).

Atenção.

Às vezes, os vendedores as descrevem como caldeiras de longa duração, mas isso não é inteiramente verdade. Embora os queimadores de calha e retor forneçam a combustão superior, o princípio do suprimento de ar ocorre da maneira tradicional - soprando pela parte inferior.

As caldeiras de pellets com um queimador de bandeja também suportam a combustão "top" de combustível com alta eficiência de transferência de calor

Caldeiras com tremonha funcionam tanto em pellets quanto em carvão, triturados em uma determinada fração (geralmente não maior que 25 mm). Existem modelos com eliminação automática de cinzas que, em combinação com a automação para manter o modo de funcionamento, tornam o esquema de aquecimento de uma casa privada com caldeira a combustível sólido tão cómodo de utilizar como a gás.

Isso pode ser interessante!

No artigo no link a seguir, leia sobre uma caldeira para aquecimento de uma casa particular.

Princípio da Operação

E agora vamos dar uma olhada mais de perto em como funciona uma caldeira a gás.

Primeiro, o combustível é colocado na câmara de combustão e inflamado. O combustível é inflamado, após o que a quantidade de oxigênio fornecida é reduzida para que o combustível não queime, mas queime sem chama.

O gás de pirólise é liberado do combustível e sobe até o topo. Lá, o gás é coletado e o oxigênio é fornecido a ele, aquecido a uma determinada temperatura. Uma reação de oxidação termoquímica ocorre com o gás de pirólise. O gás pressurizado é alimentado em um tubo com orifícios calibrados e inflama quando interage com o oxigênio.

Ao mesmo tempo, até 90% das pequenas partículas contidas no gás queimam, o que significa que os óxidos nocivos (dióxido de carbono) poluem ligeiramente o meio ambiente. Na saída, a temperatura do gás não ultrapassa 140-160 graus Celsius. Isso significa que a maior parte do calor vai para o aquecimento das instalações, e não sai pela tubulação para a rua.

Em média, um forno em um gaseificador de combustível sólido é suficiente para 12-13 horas, e os fogões convencionais de queima direta suportam o processo de combustão por não mais do que 4-6 horas. Bem no fundo, há um reservatório onde todos os restos do combustível queimado são coletados. Se necessário, será muito fácil jogar fora os restos. Abaixo você pode assistir a um vídeo muito bom que mostra todo o ciclo de trabalho.

Resumindo

Assim, as caldeiras de geração de gás combustível sólido são muito convenientes e muito provavelmente essa direção se desenvolverá, e projetos antigos se tornarão uma coisa do passado. A principal vantagem é a capacidade de regular o calor da casa, e não colocar lenha no fogão a olho nu. Assim, a casa nunca ficará abafada ou fria, o que é especialmente bom para pessoas sensíveis e crianças pequenas. Novos sistemas substituirão os antigos, pois seu uso é mais econômico, ecologicamente correto, a eficiência é maior e a potência é maior.

Fabricantes de equipamentos

A escolha de dispositivos técnicos complexos está associada a certas dificuldades. Portanto, é melhor confiar na documentação técnica, sem esquecer a reputação do fabricante. Com base nesses parâmetros, as mais competitivas no mercado nacional são as caldeiras de pirólise geradoras de gás das seguintes marcas:

• 
  Buderus

• Junkers (Alemanha)
• De Dietrich (França)
• Lamborghini (Itália)

A escolha deles não foi acidental, exceto pela excelente qualidade dos produtos, toda a documentação foi elaborada levando em consideração a potência nominal do equipamento.

Portanto, seu estudo permitirá que o consumidor receba informações verdadeiras sobre a duração do trabalho em uma guia e muitas outras características do funcionamento da caldeira.

Para orientá-lo um pouco sobre as capacidades deste equipamento, revisaremos brevemente vários modelos. Por exemplo, considere o aparelho de pirólise de geração de gás operando com combustível sólido:

• Logano (Buderus)
• CF 120 CSE (De Dietrich)

As caldeiras alemãs são apresentadas em uma gama de modelos com potência de até 45 kW para amostras de aço e 36 kW para ferro fundido. Sua eficiência chega a 85%.

Nesse caso, a duração do trabalho em uma guia é de 2 horas. Eles são equipados com um sistema de automação, que inclui um indicador de temperatura da água, um limitador de segurança.

As características distintivas incluem o comprimento da lenha até 680 mm e a presença de trocadores de calor de refrigeração embutidos.

Dispositivos franceses são um pouco inferiores em potência, é limitado a 30 kW. Em termos de eficiência, também são inferiores aos modelos alemães, tendo-se a partir de 50%.Mas o comprimento da tora foi um tanto ultrapassado, com eles pode chegar a 800 mm.

Como você pode ver pelas características listadas, cada uma delas tem suas próprias vantagens, e a escolha depende apenas de suas necessidades.

Como escolher caldeiras a gás de longa duração

Primeiro você precisa decidir que tipo de combustível você tem à sua disposição em maior medida - madeira ou carvão. Se o carvão for uma opção mais aceitável, deve-se optar por caldeiras com combustão superior, e se o aquecimento for planejado com lenha, é mais lucrativo adquirir uma caldeira com combustão inferior, pois sua eficiência é superior à da anterior.

As caldeiras de combustão de fundo são as mais ecológicas e econômicas. Isso se deve à presença de duas ou três câmaras de combustão nelas, que fornecem combustão adicional de partículas de combustível.

Uma caldeira de ferro fundido é mais durável, pois o condensado da combustão do carvão causa corrosão do aço. Além disso, os trocadores de calor de aço queimam mais rápido. As caldeiras de ferro fundido são constituídas por perfis, o que, em caso de possível despressurização, possibilita a simples substituição da parte danificada (enquanto as caldeiras de aço requerem substituição completa); além disso, este fato garante facilidade de transporte na forma desmontada (porém, deve-se lembrar que as peças de ferro fundido são frágeis e sensíveis a choques).

Se você precisa de uma caldeira que forneça aquecimento e fornecimento de água quente para a casa, uma caldeira de combustível sólido de circuito duplo é adequada. O princípio de funcionamento é o seguinte: o primeiro circuito (para aquecimento da divisão) liga-se quando o sensor de calor é acionado; o segundo (para abastecimento de água quente) é ativado quando a pressão cai.

Se a casa tiver uma caldeira em funcionamento, ela pode ser conectada a uma caldeira de aquecimento. Por um lado, isso proporcionará uma grande economia na fonte de calor, por outro, garantirá um abastecimento de água estável.

Para determinar a potência da caldeira de que necessita, proceda do cálculo de 1 kW para cada 10 sq. m (com altura de parede de até 3 m). Deve-se lembrar que a própria potência da caldeira varia em função do poder calorífico do combustível e do seu teor de umidade.

Auto-montagem

Para instalar de forma independente uma caldeira de combustível sólido, você deve levar em consideração várias regras.

1. É melhor colocar essa caldeira em uma sala separada. Pode ser um cômodo dentro de casa ou no porão. Para isso, um antigo quarto de criança ou qualquer outro cômodo pequeno (a área necessária é de 8-10 metros quadrados) é adequado, se um quarto especial para dispositivos de aquecimento não for alocado durante a construção. No caso mais extremo, você pode simplesmente dividir uma grande sala ao meio (é aconselhável fazer a partição de tijolo, e não usar drywall), fazendo uma ou duas saídas - dentro da sala, na rua ou ambas ao mesmo tempo.
2. O piso da sala onde será planejada a instalação deve ser de materiais resistentes ao fogo. E a própria caldeira deve ser instalada diretamente sobre uma mesa de concreto (cerca de 10 cm de espessura).
3. É necessário providenciar ventilação forçada, energia e água, caso não existam.
4. Se a caldeira não for instalada em uma sala de caldeira especialmente projetada, uma chaminé deve ser adquirida e instalada com antecedência.

Para começar a instalação, você precisa preparar as ferramentas e equipamentos necessários para isso: eletrodos, solda, nível, chaves, chaves de fenda, medidor, serra para metal, parafusos, - bem como materiais: fita de encanamento, folha de metal e selante.

• Desembale e prepare para a montagem as peças que acompanham a caldeira.
• Coloque uma folha de metal no chão a uma distância de pelo menos 0,5 m da (s) parede (s) lateral (is) e 1 metro da frente e fixe-a com segurança.
• Coloque a caldeira uniformemente sobre uma folha de metal, verificando a exatidão com um nível.

Após o trabalho preparatório, a própria caldeira é montada diretamente:

• Enrole o regulador de combustão com uma volta de fita adesiva, prenda com um parafuso e ajuste a temperatura para 30 graus.
• Instale o termostato e dez ou seus plugues.
• Monte as válvulas de ar e de segurança e o manômetro em um grupo de segurança.
• Instale a torneira e conecte-a aos tubos.
• Conecte um grupo de segurança na frente do dispositivo de bloqueio.
• Conecte a caldeira à chaminé usando selante.
• Empurre a aba de aspiração e o bujão de limpeza.
• Conecte a água e verifique a estanqueidade do sistema.
• Acenda a caldeira fechando o amortecedor.
• Resta apenas verificar a qualidade da instalação e funcionamento da caldeira e realizar o aquecimento piloto.

Para determinar o custo aproximado dos materiais e equipamentos necessários para a instalação, abaixo está o preço aproximado.

1. Selante resistente ao calor 100-200 rublos.
2. Folha de metal (3 x 1.250 x 250) cerca de 3.000 rublos.
3. Fita de encanamento cerca de 500 rublos.
4. Caldeiras de longa duração 60.000-120.000 rublos.
5. Aço de transição 57-32 30 rublos.
6. Curva de aço Du-5016 de 100 rublos.
7. Válvula de esfera Du-15 de 100 a 1.000 rublos.
8. Válvula de esfera com rodo Du-50 cerca de 2.000 rublos.
9. Chaminé para uma caldeira de combustível sólido 20.000-50.000 rublos.

A escolha de caldeiras de aquecimento deve ser baseada na disponibilidade de um determinado tipo de combustível na região ou na sua disponibilidade em casa. O aquecimento com caldeiras de combustível sólido usando lenha fica atrás apenas dos dispositivos movidos a gás em custo, eletricidade e óleo diesel são mais caros e as unidades dependentes de carvão completam as cinco primeiras. Por último, mas não menos importante, isso se deve ao fato de as caldeiras a combustível sólido apresentarem índices de eficiência insuficientemente elevados (comparadas às elétricas, por exemplo). No entanto, os sistemas de combustão de dois níveis podem economizar o consumo de combustível em até 9%.

Os aparelhos de aquecimento mais ecológicos entre os de combustível sólido são as caldeiras geradoras de gás de pirólise, uma vez que o combustível que utilizam queima quase completamente, o que reduz o nível de poluição do ar.

O vídeo mostra como funcionam as caldeiras a gás: