Caldeira a combustível sólido com aquecedor termoelétrico TEN: dispositivo e princípio de funcionamento

Variedades de caldeiras de combustível sólido

Como sabem, uma das principais propriedades de uma caldeira de aquecimento para uma residência de verão, que deve ser tida em consideração na escolha de um determinado modelo, é a eficiência do trabalho (mais detalhadamente: "Como e qual caldeira a combustível sólido escolher: seleção e comparação "). Este parâmetro depende diretamente de que tipo de caldeira de combustível sólido é planejada para ser operada, uma vez que o combustível queima de maneiras completamente diferentes em projetos diferentes. Portanto, é necessário nos determos em mais detalhes sobre os tipos de TTK.

Escolhendo uma caldeira para uma residência de verão

Principais variedades

Modelo pellet

Como regra, as caldeiras de aquecimento de combustível sólido para casas de verão são classificadas de acordo com o tipo de combustível utilizado. Para facilitar a análise das opções, as informações básicas foram coletadas na forma de uma tabela:

Variedade	Características do
Carvão	Adequado para chalés de verão que são aquecidos não apenas no outono, mas também no inverno. Eles têm alto desempenho. O volume de combustível armazenado pode ser significativamente menor do que o volume de lenha para o mesmo período de tempo.
Madeira e pellet	Um dos tipos de equipamento mais acessíveis: madeira e pellets, e as próprias caldeiras são relativamente baratos. A maioria dos modelos é projetada para queimar lenha com um determinado teor de umidade (via de regra, não superior a 10%), portanto, a madeira armazenada deverá ser seca em uma sala especial antes do uso. A instalação de uma tremonha especial para pellets ou cavacos de madeira facilita o cuidado da caldeira: basta carregar uma parte do material combustível uma vez e a unidade aquecerá o ambiente de forma autônoma por dois ou três dias.
Pirólise	Projetado para a incineração de resíduos sólidos orgânicos. Eles são muito econômicos porque podem usar o combustível mais barato.

Diagrama de fluxo de calor em uma caldeira de pirólise

Ao abordar a escolha da tecnologia do ponto de vista prático, o fator de disponibilidade será o mais importante. Se a extração de madeira estiver em andamento em sua região, é melhor comprar um modelo a lenha. Em regiões com mineração desenvolvida, normalmente não há escassez de carvão, portanto seu custo será menor - consequentemente, a operação do modelo de carvão será mais barata.

Parâmetros de seleção de unidade

Se tivermos decidido sobre o combustível, as instruções adicionais para a seleção de uma caldeira para uma cabana de verão estarão relacionadas às características de seu funcionamento:

Para uma grande casa de verão, você precisa comprar um equipamento de aquecimento potente

• Potência do equipamento. Este parâmetro é fundamental, pois dependerá se o equipamento de aquecimento pode suportar o aquecimento da sala na estação fria. Portanto, se você planeja usar o aquecedor no inverno, seu desempenho deve ser calculado de acordo com a relação de 1 kW * h por 10 m2.

Observação! Este valor é válido para casas com isolamento térmico padrão e tetos não superiores a 3 m, localizadas na zona intermediária da Federação Russa. É preferível confiar o cálculo do rendimento da caldeira para as regiões setentrionais, bem como para edifícios com circuitos termoisolantes adicionais.

• Volatilidade. Para o uso eficiente do equipamento de aquecimento durante uma queda de energia, teremos que comprar um gerador caro. É por isso que costumam ser adquiridas caldeiras com mecanismo de regulação simples para chalés de verão, cujo funcionamento independe da presença de tensão na rede.
• Volume de carga de combustível.Tudo é simples aqui: quanto maior o bunker, menos frequentemente teremos que nos aproximar do aparelho e colocar combustível na fornalha. Se você usar a dacha apenas ocasionalmente, poderá comprar modelos com uma fornalha e colocar uma porção de lenha de 5 a 6 vezes ao dia. Mas, para uma estadia permanente, é melhor pagar um pouco a mais pelo sistema de alimentação automática.

Quanto maior o bunker, menos preocupações!

• A presença de um segundo circuito. Se a caldeira for utilizada como principal fonte de calor, seria perfeitamente lógico instalar um modelo com reservatório de água quente. Portanto, não só forneceremos um microclima confortável em casa, mas também uma fonte de água quente para o banho e as necessidades domésticas.

Caldeiras de combustível sólido para combustão longa e direta

1. Nos mecanismos que operam por meio de combustão direta, o processo de transferência de calor ocorre durante a combustão do consumível, o que explica a necessidade de manter a combustão constantemente. Nestes dispositivos, o consumo de combustível é alto, enquanto a relação de desempenho está longe do ideal. Além disso, essas caldeiras não são automatizadas.
2. Caldeiras de queima direta transferem calor enquanto o combustível está queimando sem chama, e não diretamente da chama. Graças ao método de queima superior, este equipamento é capaz de fornecer calor constante a um ambiente. O método de fornecimento de material para combustão é manual e o tempo de aquecimento de tais dispositivos é longo.

Caldeiras TT com elementos de aquecimento tubular o que você precisa saber

Os principais requisitos que os proprietários de chalés modernos fazem aos sistemas de aquecimento projetados de suas casas são confiabilidade, operação ininterrupta e economia. Na maioria dos casos, o cumprimento dessas condições depende do tipo de combustível utilizado para a geração de calor.

Sabe-se que o gás de rede é considerado o tipo de combustível mais eficiente. Porém, o que fazer se o gasoduto ainda não foi conectado ao trecho onde a casa deveria estar ou já foi erguido? Neste caso, frequentemente é instalada uma caldeira universal, que funcionará a partir de várias fontes de energia ao mesmo tempo.

Caldeiras de pirólise e tipo pellet

1. O coeficiente de eficiência da combustão da pirólise TTK é muito alto. Ele funciona liberando um gás combustível produzido quando aquecido em altas temperaturas. Esses gases entram em uma parte especial da caldeira, onde são queimados. Deve-se notar que tais caldeiras de combustível sólido para aquecimento de chalés de verão e outros alojamentos funcionam de tal forma que o combustível se queima quase sem deixar resíduos, embora não seja necessário equipar um sistema de chaminé complexo, uma vez que os produtos da combustão são removidos por meio de um ventilador. Entre as desvantagens do equipamento de pirólise está o alto custo, bem como a necessidade de utilização de combustível extremamente bem seco. Neste caso, o teor de umidade da madeira não deve exceder 20%, caso contrário, o desempenho da caldeira diminuirá significativamente.
2. O mais funcional é o sistema de caldeira a pellets, onde a fonte de calor são pellets de combustível especial (pellets). Praticamente não há necessidade de controlar o funcionamento deste mecanismo, uma vez que o abastecimento de combustível e a ignição dos mesmos são automáticos. Apenas o material combustível precisa ser adicionado periodicamente. Além disso, a eficiência de tais caldeiras é muito elevada, o que se explica pela pós-combustão dos gases no sistema e pela utilização de calor adicional.

Caldeira de combustível sólido com elemento de aquecimento elétrico

Uma caldeira de combustível sólido com um elemento de aquecimento elétrico é ideal para uso em regiões onde não há fornecimento de gás centralizado. A principal vantagem do equipamento é a capacidade de utilizar dois tipos alternativos de energia. As unidades de aquecimento funcionam com combustível sólido e aquecem a sala usando aquecedores elétricos embutidos.

Características de design

A base do mecanismo é uma câmara de combustão para combustível sólido, que pode ser usada como:

• Carvão.
• Lenha.
• Briquetes de turfa.
• Serragem de madeira.

Hoje você pode comprar equipamentos de aquecimento em várias modificações. Em alguns modelos, o circuito de água pode ser localizado na parte superior da fornalha, em outros ao seu redor. A eficiência para ambas as opções é alta. Este critério não afeta o preço do equipamento.

A cinza, que é formada como resultado da combustão de combustível sólido, na maioria das unidades é despejada através da grelha para o cinzeiro. A partir daí, é facilmente removido à medida que o recipiente é enchido.

O aquecedor elétrico, alimentado pela rede elétrica, liga-se automaticamente em caso de diminuição da transferência de calor da câmara de combustão. A maioria dos modelos modernos está equipada com um controle automático que permite definir diferentes condições de temperatura, dependendo das condições que o acompanham.

Vantagens do equipamento

As principais vantagens de uma caldeira de combustível sólido com um elemento de aquecimento elétrico incluem:

• Características de alta resistência. As caldeiras são feitas de materiais extremamente fortes - aço resistente ao calor, ferro fundido.
• Capacidade de trabalhar com duas fontes de energia independentes. Na ausência de um, o equipamento muda automaticamente para o outro e continua a aquecer a sala dentro dos parâmetros de temperatura especificados.
• Controles simples. Muitos modelos acessíveis possuem um controle remoto. O regime de temperatura do circuito de água é definido usando o painel de controle do elemento de aquecimento.
• Possibilidade de ligar vários sistemas à caldeira ao mesmo tempo. Isso permite usar uma unidade para aquecer vários locais independentes (casa, garagem, sauna, etc.).
• Lucratividade. Depois que a temperatura ideal na sala for atingida com a ajuda de combustível sólido, o elemento de aquecimento incluído permitirá que você mantenha o calor nos parâmetros especificados. Isso permite que você use de forma otimizada os recursos de energia usados.

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Caldeiras de aço

O aço TTK, via de regra, apresenta vantagens óbvias, como preço acessível e baixo peso. Mas, ao mesmo tempo, as caldeiras de combustível sólido de longa duração têm uma grande desvantagem - uma vida útil curta. Além disso, se tais unidades forem instaladas em sistemas de aquecimento abertos, isso também contribui para um desgaste mais rápido do equipamento.

Isso se explica pelo fato de o refrigerante conter oxigênio, o que, como você sabe, é um dos motivos para o aparecimento de corrosão no mecanismo. Todos esses fatores, afetando negativamente o processo de operação, reduzem a vida útil das caldeiras para 10 anos.

Mas nos aparelhos em que a circulação é forçada, o oxigênio ativo não aparece. Graças a isso, sua vida útil é aumentada e é de aproximadamente 20 anos.

Caldeira de combustível sólido e dispositivo específico de eletricidade

Inicialmente, o título da publicação parece contraditório (curioso), como se quisessem associar a Idade da Pedra à revolução científica e tecnológica do século XX. Mas o problema enfrentado pelos proprietários que aquecem sua casa ou casa no campo, recorrendo à queima de combustível sólido, os obriga a melhorar as caldeiras comuns e a criar seus híbridos modificados - as caldeiras eletro TT.

A primeira tarefa realizada nessas unidades é evitar o processo de degelo de sistemas de aquecimento em baixas temperaturas. Quando a caldeira não está a funcionar há muito tempo e o transportador de calor está no circuito de aquecimento. Você pode resolver esse problema trocando por um transportador de calor.Por exemplo, substituindo a água no sistema por anticongelante ou adicionando aditivos que reduzem o limite de congelamento criogênico para o transportador de calor. Essas opções resolvem o problema estabelecido, porém, o custo dessas etapas para sair da situação é muito alto.

Características de design da unidade

Externamente, o dispositivo de uma caldeira elétrica a lenha praticamente não difere de um gerador de calor a combustível sólido tradicional. Somente em um local, onde a camisa de água da unidade está localizada sob a caixa e o isolamento térmico, existe um orifício especial de onde os contatos para conexão dos fios elétricos são visíveis. Na realidade, a usina combinada possui uma câmara de combustão para o carregamento de combustíveis sólidos, uma câmara de cinzas com um amortecedor por onde passa o ar de combustão e uma grelha.

As caldeiras domésticas combinadas para lenha e eletricidade podem ser equipadas com um trocador de calor de tubo de água e tubos de fumaça. Alguns modelos também estão equipados com placas localizadas na parte superior da câmara de combustão. Ou seja, são usinas de combustível sólido completas com uma eficiência de 75-85%. Mas eles têm uma característica de design: uma das paredes da fornalha, que é o forro interno da jaqueta d'água, tem um perfil complexo, feito com estampagem a frio. Graças a este perfil, um ou mais elementos de aquecimento são colocados no espaço entre a pele interna e externa da camisa. Este é um caso especial do esquema segundo o qual as caldeiras de aquecimento elétrico a lenha são feitas, os elementos de aquecimento podem ser integrados no tanque da caldeira de outras maneiras.

Quando, por qualquer motivo, a caldeira não consegue funcionar com o combustível principal - lenha, passa automaticamente para a eletricidade e vice-versa, quando se acende o forno, os aquecedores elétricos são desligados.

Descrição da operação da caldeira

Os elementos de aquecimento são controlados pela unidade elétrica, e a intensidade da combustão do combustível sólido é regulada pelo termostato de abastecimento de ar, abrindo a tampa da câmara de cinzas com uma corrente em um determinado ângulo. Ou seja, as funções de controle das peças elétricas e de combustível sólido do aquecedor são separadas. Se o ar é fornecido à fornalha à força por um ventilador, ambas as partes são controladas pelas automáticas da caldeira a lenha. No primeiro caso, o algoritmo de operação é o seguinte:

Após conectar o gerador de calor à rede, o aquecedor elétrico liga. A temperatura do refrigerante é definida no painel de controle e o elemento de aquecimento começa a aquecer a água no modo automático. É melhor definir a temperatura 10-15 ºС abaixo da temperatura de trabalho.

Neste momento, o combustível é carregado na câmara de combustão e inflamado. A partir deste momento, o aquecimento do refrigerante ocorre em conjunto, caso as resistências elétricas não sejam desligadas à força.

Ao atingir a temperatura da água ajustada no painel de controle, os elementos de aquecimento são desligados e o refrigerante é aquecido com lenha até a temperatura de operação. A intensidade da combustão é controlada por um termostato de corrente, e assim que a água atinge o temperatura de operação, ele desliga o fornecimento de ar.

Quando a caldeira combi queima seu combustível principal e não há nova carga, o refrigerante começará a esfriar e em determinado momento o sensor da unidade elétrica funcionará e ligará os aquecedores que manterão a temperatura da água até o próxima lenha é carregada.

O algoritmo para trabalhar com ventilador de suprimento de ar e unidade eletrônica única é semelhante ao descrito acima, apenas o processo de configuração do equipamento é simplificado. Neste caso, a não volatilidade da parte de combustível sólido da unidade é perdida.

Devido ao seu projeto e princípio de operação, as caldeiras de aquecimento elétrico a lenha para uma residência privada adquirem algumas vantagens que são incomuns para unidades convencionais de combustível sólido:

1. Não se forma condensação nas paredes internas do forno devido ao fluxo de água fria da tubulação de retorno, pois o tanque da caldeira é constantemente aquecido pela resistência.
2. Como resultado, o sistema de aquecimento predial pode ser conectado diretamente à fonte de calor, sem a organização de um pequeno circuito e uma unidade de mistura com uma válvula de três vias.
3. Teoricamente, a eficiência do aquecedor de água combinado aumenta para 97-99% enquanto o aquecimento elétrico está ativo e a fornalha principal não está funcionando.

Ao mesmo tempo, a versatilidade da unidade não elimina as desvantagens inerentes a ambos os tipos de aquecedores separadamente. Esta é a inércia, que se expressa na incapacidade de parar imediatamente o aquecimento do refrigerante quando a temperatura máxima é atingida.

Outra desvantagem é a potência relativamente baixa da parte elétrica, ela não será significativamente aumentada pelo dispositivo de uma jaqueta de água, é impossível construir muitos aquecedores elétricos nela. Por este motivo, a potência dos aquecedores elétricos é igual à potência de uma câmara de combustão a lenha na faixa de 6-25 kW. Se um indicador mais alto for necessário, a eletricidade servirá apenas como aquecimento e será capaz de manter a temperatura do refrigerante em um determinado nível.

Combustíveis sólidos e eletricidade - o pano de fundo para esta combinação

Todos estamos familiarizados com as situações que surgem durante a operação de equipamentos de caldeiras em uma casa particular. Com um suprimento de gás centralizado, o fator humano é reduzido a quase zero, enquanto a operação de equipamentos de aquecimento a combustíveis sólidos requer atenção constante. Não será possível resolver o problema instalando apenas uma automação.

Excelentes capacidades tecnológicas, eficiência e praticidade de operação, características que hoje podem ser merecidamente atribuídas às unidades de aquecimento a combustível sólido. Tudo ficaria bem. No entanto, existe uma grande desvantagem que pode obscurecer o idílio e o conforto da sua casa. O suprimento de combustível acabou, a lenha na fornalha queimou e o quê? A caldeira é forçada a parar involuntariamente. Se houver um acumulador de calor, a situação não é tão catastrófica. A água quente acumulada no tanque irá se dispersar pelo sistema de aquecimento, mantendo a temperatura exigida na casa por algum tempo.

E se falamos de uma casa de campo, onde passa muito tempo entre as visitas dos proprietários. Uma caldeira parada, refrigerante desperdiçado do tanque de armazenamento colocará todo o sistema em um colapso tecnológico. No inverno, tal situação é carregada de degelo de todo o sistema de aquecimento - uma emergência cujas consequências não podem ser eliminadas em um curto espaço de tempo. Aconteça o que acontecer, uma opção de backup para aquecer o refrigerante no sistema é usada. O papel do fusível, neste caso, é mais bem confiado a dispositivos de aquecimento elétricos. A eletricidade na rede está quase sempre disponível, independentemente de os proprietários estarem em casa ou não.

Importante! Uma caldeira a combustível sólido realiza o trabalho principal de aquecimento do refrigerante, fornecendo água quente aos moradores da casa. Os resultados obtidos são alcançados devido à alta potência dos equipamentos e às peculiaridades da tubulação das unidades de combustível sólido. A eletricidade, neste caso, tem um papel de apoio. A parte elétrica tem potência limitada.

Elementos de aquecimento elétrico são capazes de manter o desempenho do sistema de aquecimento em um nível ideal. Ficamos sem lenha na fornalha, o próprio sistema muda para a fonte de alimentação. Não é incomum que ambas as fontes de aquecimento trabalhem em conjunto, trocando-se por turnos. Estamos bem cientes da situação quando a próxima lenha queimar durante a noite e de manhã a casa começar a esfriar e a água quente da torneira mal estiver quente.