Fazemos um fogão com caldeira de aquecimento de água
Ninguém duvidará que em um banho russo o maior conforto é alcançado se for instalado um fogão a lenha com lenha crepitante, um espírito agradável e um tremendo calor de fogo vivo. O único problema é que às vezes é preciso muita lenha para derreter o balneário e aproveitar o processo de limpeza. Uma caldeira de aquecimento de água, instalada directamente no recuperador, pode acelerar significativamente o aquecimento da divisão e a preparação do banho. Este conjunto aumenta significativamente a eficiência do fogão a lenha e economiza tempo e lenha. A ideia principal é que a caldeira embutida forneça uma transferência de calor colossal, mesmo com pequenas dimensões. Agora vamos falar sobre como implementar essa melhoria em um fogão a lenha usando meios improvisados em um curto espaço de tempo.
Caldeira de água caseira feita de radiadores de ferro fundido
Uma caldeira de excelente qualidade e rendimento pode ser obtida a partir de radiadores de aquecimento comuns em ferro fundido. Como base, você pode usar o radiador M-140. É fácil de encontrar, porque em grandes quantidades eles são retirados para sucata durante a desmontagem e demolição da maioria dos antigos edifícios de cinco andares. A capacidade de cada seção desses radiadores é de 1,5 litro de água, enquanto a área superficial chega a 0,254 metros quadrados. Montado, quando 12 dessas seções são combinadas, o volume de líquido é de 18 litros e a área de superfície total é de 3 metros quadrados. m. Nem toda caldeira pronta, montada em folha de metal, pode se orgulhar de tais parâmetros com dimensões semelhantes. O desempenho de uma caldeira desse tipo a partir de um radiador pode ser suficiente para aquecer uma sala com uma área de até 100 m². m. Por isso, é adequado para um banho comum, e o estoque também será grande o suficiente.
Antes de usar o radiador, algumas alterações são necessárias. Primeiro você precisa se livrar dos espaçadores de papelão entre as seções. É melhor substituí-los por cordão de amianto impregnado com óleo secante natural com uma mistura de grafite. Assim, você pode proteger as gaxetas de queimar em altas temperaturas.
Enquanto as seções são desmontadas, devem ser lavadas por dentro com uma solução de ácido clorídrico a 6% de concentração e, em seguida, com uma grande quantidade de água. Assim, eles podem ser limpos de uma grande camada de ferrugem e sujeira acumulada ao longo de muitos anos de operação.
O procedimento de montagem do radiador repete o processo de desmontagem, apenas na direção oposta. Para conectar as secções, são utilizados bicos, dotados de rosca direita e esquerda de cada lado. Assim, as seções, tanto de baixo quanto de cima, são simultaneamente atraídas pela torção do mamilo. Assim que houver uma folga de 2 cm entre as seções, um cordão de amianto impregnado é enrolado e os mamilos são finalmente apertados.
Após concluir a montagem de todo o radiador e aguardar que o óleo secante seque, deve-se verificar a estanqueidade das juntas fornecendo líquido sob pressão ao radiador. Esta é a única maneira de se proteger de possíveis vazamentos durante a operação em temperaturas de forno consideráveis.
A conexão dos tubos de alimentação e retorno é mais bem feita na diagonal do radiador. Desta forma, a água fluirá uniformemente em toda a nova caldeira. Os dois orifícios restantes devem ser fechados com plugues. Os tubos são melhores para tomar polegadas. Em um lado do radiador haverá uma rosca à direita e não haverá problemas de conexão. Por outro lado, onde sobrar fio, é preferível usar bocal e engate com rodo.
Essa caldeira caseira não deve ser colocada na fornalha onde a lenha está queimando, mas nas câmaras da chaminé, que estão localizadas diretamente atrás da câmara da fornalha.Como são usados radiadores de ferro fundido, eles devem ser aquecidos não com uma chama, mas com gases quentes que são removidos da fornalha.
É melhor posicionar o radiador de modo que os tubos saiam dele perpendiculares ao chão, e o fornecimento de retorno também é baixado abaixo do chão para o espaço sob o piso. Desta forma, consegue-se uma melhor circulação natural da água durante o aquecimento.
Ao montar as seções, você pode experimentar para melhorar o design da caldeira resultante. O resultado deve ser algo semelhante à imagem mostrada abaixo. Assim, são mostrados exemplos da localização da caldeira e como conectá-la. Mais uma vez, não se esqueça que, no caso do ferro fundido, a caldeira deve ser colocada na chaminé.
Instalando uma caldeira para um forno de tijolos
Como escolher o método de fabricação correto
Antes de entrar em contato com especialistas ou procurar métodos de fabricação na Internet, é preciso decidir para que serve. Na verdade, o tipo de design também dependerá de sua função. Em primeiro lugar, você precisa entender que todas as caldeiras com suas próprias mãos baseiam-se em um único princípio: o dispositivo aquece o refrigerante e o trocador de calor recebe o calor do combustível em combustão.
Para atingir a eficiência máxima de aquecimento, é necessário considerar o projeto e a combustão do combustível. Com base em leis físicas simples, pode-se concluir que um grande indicador de calor transferido por unidade de tempo depende diretamente do tamanho da capacidade de transportador de calor e da área do tubo transmissor. Dada a completude da combustão do combustível, é necessário permitir um fluxo máximo de oxigênio para o combustível a fim de evitar a saída do gás de pirólise, que transfere muito calor.
Como colocar a caldeira no forno corretamente?
A versão mais eficaz de uma caldeira de água é obtida utilizando como material tubos ou chapas com espessura de 3,5 a 5 mm. Nesta versão, a caldeira pode ser colocada diretamente na fornalha do forno e assim garantir a máxima eficiência. A figura acima mostra uma variante do design da própria caldeira de aquecimento de água e sua localização esquemática na fornalha. Ao usar tubos, é melhor dar preferência aos sem costura, mas se não houver, então a costura existente deve ser soldada adicionalmente.
O abastecimento de água quente da caldeira ao sistema de aquecimento deve situar-se exclusivamente no ponto mais alto da caldeira. A localização do fluxo de retorno não é regulamentada, mas é mais lógico colocá-lo no fundo para melhorar a circulação da água.
Ao colocar qualquer caldeira no forno, certifique-se de que haja um espaço entre as paredes externas da caldeira e a alvenaria do forno. Isso é necessário para compensar a expansão térmica do metal da caldeira.
Ao soldar tubos, é imperativo cortar o chanfro ao longo do contorno de cisalhamento do tubo. Isso permite que você preencha toda a espessura do tubo com uma costura de solda e prenda as peças com segurança, sem medo de que elas se dispersem durante a operação.
Ao instalar a caldeira no interior do recuperador, mantenha o nível horizontal. No entanto, é possível desviar um pouco desta regra para garantir a altura máxima do ponto de saída de alimentação da caldeira.
Conceito de caldeira de combustível sólido
Uma caldeira de combustível sólido independente é, em geral, um fogão comum instalado em um barril de água. A principal tarefa desse dispositivo é aquecer a água da caldeira, que será fornecida aos radiadores de aquecimento doméstico, utilizando o calor da combustão de madeira ou carvão.
Mas tal dispositivo, tentador para fabricação independente devido à sua primitividade, não será eficiente em termos de aquecimento e não será econômico devido ao alto consumo de combustível - os projetos de caldeiras mais simples têm uma eficiência de apenas 10-15%.
Caldeira de água a combustível sólido primitivo com economizador de chaminé
Importante! O funcionamento de uma caldeira de aquecimento a combustível sólido depende da qualidade da tiragem e, consequentemente, da ventilação de alimentação. Mesmo uma caldeira bem feita não será capaz de fornecer aquecimento eficiente de um ambiente se a ventilação não for adequadamente organizada.
Caldeiras caseiras são montadas não apenas com metal, mas também com tijolos. Dispositivos de tijolo são geralmente construídos em casas de campo, onde são impostos requisitos mais elevados sobre a estética do equipamento instalado do que em instalações de fins econômicos ou técnicos.
As caldeiras metálicas são os dispositivos mais simples, cuja fabricação permite o aproveitamento de sucatas e, eventualmente, com o auxílio das ferramentas disponíveis. Mas não se segue daí que sua produção e instalação possam ser realizadas sem, pelo menos, esboços de blanks e montagens, bem como uma tecnologia claramente desenvolvida - uma sequência, formas de realizar etapas individuais de trabalho preparatório e básico.
Escolha de um projeto de caldeira de aquecimento
Fogões de aquecimento e caldeiras de combustível sólido, com processos de combustão semelhantes, diferem em funcionalidade. Uma caldeira de aquecimento, ao contrário de um fogão, não deve apenas aquecer a divisão no local de instalação através da queima de lenha ou carvão, mas também abastecer o circuito de aquecimento com um refrigerante aquecido. Mas para cumprir a segunda tarefa, não basta colocar um trocador de calor (seção do circuito de aquecimento) no forno - é necessário também garantir a continuidade da combustão do combustível e a circulação uniforme do refrigerante por esta bobina.
Trocador de calor de tubo de caldeira de tijolo refratário de combustível sólido
Qual o desenho da caldeira a escolher para que seja mais fácil de fazer com as suas próprias mãos, que dificuldades terá de enfrentar no processo de trabalho? Essas perguntas podem ser respondidas na fase de projeto. Desenhos de caldeiras de combustível sólido caseiras dão uma ideia suficiente da aparência de um determinado projeto e a que você deve prestar atenção durante o processo de fabricação.
Um exemplo de representação esquemática de uma caldeira de combustível sólido vista de fora: vistas frontal, lateral e traseira.
Cada tipo de equipamento de caldeira a combustível sólido tem suas próprias características de design e nuances de fabricação. Ao planejar uma montagem independente de uma unidade de aquecimento, é necessário decidir qual projeto dar preferência - com um método de combustão inferior ou superior (eixo).
Unidades de combustão inferior são equipamentos em que a porta para carregar lenha está localizada na parte superior da câmara de combustão, mas a combustão do combustível ocorre por baixo, como resultado do qual as camadas superiores do marcador se movem para baixo sob seu próprio peso, e o a fumaça é queimada na parte superior. Dependendo do modelo, a movimentação do ar no forno ocorre de baixo para cima por força (ventilador) ou naturalmente (tiragem), o que causa independência da rede, mas eficiência reduzida e menor volume de combustível carregado.
Vista esquemática em corte transversal de uma caldeira de combustível sólido com combustão inferior
Nas caldeiras de combustível sólido de uma estrutura de mina, a lenha é carregada por uma porta localizada na parte superior da câmara de combustão. Essas unidades são equipadas com uma tiragem forçada, que é direcionada de cima para baixo - leva a fumaça para a parte inferior da fornalha, onde queima em mistura com o ar, e no caminho aquece e adicionalmente seca o combustível da parte inferior camadas.
Esquema de operação de uma caldeira de aquecimento de combustível sólido com um método de combustão superior
Uma unidade com um método de combustão inferior é mais adequada para a autoprodução, portanto, ao montá-la, você pode fazer sem um ventilador de tiragem forçada.
Caldeira de aço combustível sólido de combustão inferior sem acabamento
Importante! Quanto mais complexo o projeto do equipamento, maiores serão os requisitos tecnológicos para a qualidade de desempenho de seus componentes, os quais não devem ter desvios dos parâmetros de projeto. O processo de montagem de tal unidade não é menos responsável.
Pelo método de combustão, as caldeiras de combustível sólido podem ser projetadas para um modo normal ou funcionar com uma saída para a pirólise - o processo de decomposição do combustível sólido em dois componentes e sua subsequente combustão separada. Dando preferência à segunda opção, mais complexa, você terá que levar em consideração a necessidade de instalar uma segunda câmara de combustão, o que aumentará as dimensões do aquecedor e, consequentemente, exigirá mais materiais.
A escolha do tipo de equipamento de aquecimento é amplamente determinada pelo tipo de combustível sólido que será fornecido ao dispositivo de aquecimento. Se você tem uma grande quantidade de lenha à mão, será melhor se a caldeira que você fez for projetada para aquecer a lenha. Se o carvão estiver mais disponível, outro modelo servirá. O tempo de queima do marcador, a qualidade do aquecimento são determinados pelo tipo de caldeira de combustível sólido, sua potência e eficiência de design.
Em uma nota: a temperatura de combustão do carvão é muito superior à da lenha, portanto as grelhas, o trocador de calor e o corpo da caldeira do carvão são de aço mais espesso. Uma alternativa poderia ser a criação do corpo e da câmara de combustão da caldeira a partir de tijolos refratários.
Se não for possível criar um invólucro externo da unidade de aço com a espessura necessária, uma caldeira de tijolo a combustível sólido será uma solução racional. O revestimento com tijolos refratários criará uma câmara de combustão espaçosa, confortável e resistente a altas temperaturas.
Construção de uma câmara de combustão feita de tijolos refratários com colocação dentro de um trocador de calor
A escolha de uma caldeira com um projeto de complexidade aceitável deve ser feita após a análise do desempenho técnico e uma avaliação objetiva de sua competência e capacidades. Em caso de dúvida, a fim de excluir a probabilidade de danos injustificados ao material, é melhor dar preferência a uma unidade que seja simples, compreensível a partir dos desenhos de projeto - mesmo essa caldeira de combustível sólido é capaz de fornecer calor à casa na estação fria.
Instalação de fogão com caldeira embutida
A opção ideal para o banho será um fogão, no qual, obviamente, ainda na fase de construção, está montada uma caldeira de água especialmente preparada. Nesse caso, o forno adquire características próprias em termos de design, o que aumenta muito a eficiência de todo o sistema e sua compactação.
A instalação de tal forno tem a maior eficiência de transferência de calor.
Construção de trocador de calor
Esquema de instalação do trocador de calor e tanque de armazenamento.
Você mesmo pode construir facilmente uma caldeira eficiente. Se for feito na forma de um tanque, então é necessário aço de alta qualidade, que tolera cargas de calor e corrosão devido ao líquido de arrefecimento. Além disso, o material de fabricação deve ter uma alta condutividade térmica para aumentar a eficiência do sistema.
A espessura das paredes do tanque deve estar entre 4-5 mm, o que garante sua resistência com aquecimento rápido simultâneo. Não existe um tamanho padrão para esse trocador de calor, tudo depende da configuração do forno existente ou planejado. O principal é que a altura do tanque seja de no mínimo 500 mm para uma melhor circulação.
Se o trocador de calor for uma bobina ou outro loop de tubo, também existem algumas nuances. Os tubos para a fabricação de tais estruturas devem ter paredes espessas e não apresentar costuras. Se for difícil encontrar um tubo sem costura, é necessário ferver as costuras existentes para evitar um possível vazamento do refrigerante.
O tubo de entrada fica melhor localizado no topo da estrutura e o tubo de retorno está localizado em qualquer lugar conveniente.Os tubos não são soldados a topo, mas com chanfros para evitar áreas não cozidas que irão fluir no futuro. A distância mínima entre os joelhos da estrutura é de 5 a 6 cm para que o aquecimento de cada joelho seja maximizado. Antes de colocar a caldeira diretamente no forno, é necessário enchê-la com água e verificar se há vazamentos, que são eliminados imediatamente.
Ao colocar a caldeira diretamente no forno, vale a pena respeitar o nível, no entanto, são permitidos pequenos desvios.
Assentamento de tijolos para uma fornalha com caldeira de água
A colocação de tijolos para uma fornalha com caldeira de água é realizada da seguinte forma:
- Uma fundação de concreto com reforço é colocada.
- Para alvenaria, é utilizada argamassa de argila e areia. É melhor molhar a argila e a areia durante a noite. Pedaços de argila e areia são triturados. No dia seguinte, os dois componentes são misturados na proporção: 1 porção de argila para duas porções de areia.
- Uma camada de impermeabilização em forma de material de cobertura é colocada no topo da fundação.
- Uma camada de argamassa é distribuída uniformemente e nivelada sobre a impermeabilização, após o que pode iniciar a aplicação da primeira camada de tijolo.
- O primeiro contorno do soprador é formado e a porta é instalada para ele. Além disso, em cima das várias camadas de alvenaria dispostas, uma grelha é colocada separando a fornalha e o soprador, no qual as cinzas se acumulam.
- Na formação da fornalha, o tamanho da caldeira de água é levado em consideração com as folgas obrigatórias entre suas paredes externas e a alvenaria ao longo do perímetro da fornalha. Uma borda é formada ao longo do contorno da primeira fileira de tijolos na fornalha para instalar o canto. É nas esquinas que será fixada a caldeira. Nas paredes laterais do forno devem ser deixadas aberturas para a saída dos tubos de retorno e alimentação.
- As paredes da chaminé são removidas com a obrigatória formação de canais para dissipação do excesso de calor e despejo de cinzas e queima.
- Para culminar, a chaminé está disposta. Após a conclusão de todos os trabalhos, você pode conectar o sistema de aquecimento à caldeira e verificá-lo em funcionamento.
Layout de tijolos para uma fornalha com caldeira de água
Regras simples para um trocador de calor eficiente
O princípio de funcionamento do aquecimento da estufa.
Se a casa tiver um forno de tijolos pré-fabricado, organizar o aquecimento da água com as próprias mãos é uma tarefa bastante simples. Para isso, basta colocar na fornalha uma caldeira caseira em forma de bobina ou qualquer outro formato. A principal coisa a se considerar ao fazer isso:
- Diferença de altura entre a saída de líquido do trocador de calor e a entrada para ele;
- É necessário fornecer a área de superfície máxima possível;
- O trocador de calor não deve interferir no carregamento e na combustão do combustível.
Se um forno "faça você mesmo" estiver sendo construído, uma caldeira para um forno de tijolos pode ser o mais eficiente possível. Para fazer isso, várias condições importantes devem ser atendidas:
- Os produtos da combustão devem sair da chaminé o mais frios possível;
- A grande transferência de calor dos gases do forno dentro do forno aumenta sua eficiência;
- O trocador de calor é melhor colocado na chaminé e não na fornalha.
Talvez essas regras possam parecer um tanto estranhas, pois, logicamente, o trocador de calor deve ser aquecido em uma chama aberta do forno. No entanto, é necessário levar em consideração outros processos que ocorrem no forno. Do ponto de vista da física, as chamas são partículas de combustível em chamas. E se tirarmos calor dessas partículas, elas não queimarão completamente, o que reduzirá a utilidade da fornalha.
Esquema de ligação da caldeira ao sistema de aquecimento.
Além disso, para um melhor aquecimento, o refrigerante deve mover-se em direção ao fluxo de calor. Só assim é mantida a diferença de temperatura entre as diferentes partes do refrigerante, aumentando a eficiência do aquecimento e garantindo a sua melhor circulação no sistema.
Outra vantagem desta disposição do tanque de aquecimento é que se forma menos condensação, o que contribui para a ausência de corrosão.
