O sistema de aquecimento tem uma forma ou outra, mas está presente em todas as casas. Se antes era baseado em um fogão, hoje quase em toda parte foi substituído por dispositivos especiais - dispositivos de aquecimento.
Mas se a maioria deles tem projetos semelhantes, então o esquema da caldeira de pirólise é muito diferente deles. Isso se deve ao trabalho com vários tipos de combustível.
No entanto, a forma como é queimado também pode ser diferente. Para ter certeza disso, considere o dispositivo da caldeira de pirólise, seu princípio de funcionamento e o diagrama de conexão em detalhes.
Novo em aquecimento a lenha
Todos sabem que o funcionamento de qualquer fogão doméstico, e de muitos aquecedores modernos, é baseado na combustão de combustível, com fornecimento obrigatório de ar enriquecido com oxigênio. Mas os modelos modernos de geração de gás de caldeiras eliminaram esse princípio fundamentalmente.
Seu funcionamento requer uma alta temperatura com falta de oxigênio, o que significa que o design da caldeira de pirólise é fundamentalmente diferente de outros modelos. O que acontece com a madeira neste caso?
Sob a influência da alta temperatura, eles se dividem em componentes:
- Resíduos sólidos (carvão)
- Gás de pirólise
- Resina
- Álcool metílico
Todas as substâncias obtidas são inflamáveis e são queimadas durante o funcionamento do aparelho, enquanto quanto mais a lenha for aquecida, mais gás será obtido na saída. E o funcionamento do aparelho é baseado em sua combustão, pela qual são freqüentemente chamados de geradores de gás.
Para entender como esse processo ocorre, vamos considerar o que é o projeto das caldeiras de pirólise e quais funções cada uma das unidades desempenha.
Funcionamento de uma caldeira de pirólise
O princípio de operação de uma caldeira de pirólise é baseado na decomposição térmica do combustível sólido em componentes químicos:
- carbono;
- gás de pirólise.
O processo de geração de gás de pirólise combustível a partir de madeira e outros tipos de combustíveis sólidos é possível em altas temperaturas na faixa de 200-8000, em condições de deficiência de oxigênio e subsequente pós-combustão do gás liberado, que é misturado com ar aquecido secundário no pós-combustor. No processo de combustão da pirólise, os gases de combustão na saída da caldeira contêm principalmente dióxido de carbono e vapor de água, a quantidade de impurezas prejudiciais é minimizada.
Diagrama de dispositivo clássico
Os principais elementos da caldeira de pirólise:
- Pós-combustão e câmaras de gaseificação
- Dutos de suprimento de ar
- Trocador de calor de água
- Grato
- Chaminé
- Sensores de temperatura e pressão
- Ventilador ou exaustor de fumaça
Porém, para se ter uma boa ideia de todo o processo de funcionamento da unidade de aquecimento, consideraremos o dispositivo das caldeiras de pirólise, e conheceremos a finalidade de cada uma das unidades nele incluídas.
Para começar, qualquer dispositivo de aquecimento é projetado para aquecer água até a temperatura necessária e fornecê-la ao sistema. Um trocador de calor de água é usado para este propósito. O refrigerante entra pela linha de retorno, aquece e retorna pela linha de alimentação.
A câmara de combustão é utilizada para a combustão do combustível e sua decomposição quando há falta de ar primário. A quantidade deste último é regulada por um termostato independente.
O compartimento de pós-combustão é necessário para a oxidação do gás de pirólise ao interagir com o ar secundário e coletar as cinzas. A ligação dos gases de combustão e a chaminé são necessárias para a emissão de fumos para a atmosfera.
Esquema de operação do piroboiler
O esquema de uma caldeira de pirólise consiste na sequência dos seguintes processos:
- carregar combustível na fornalha da caldeira, acender;
- depois que o combustível foi queimado, o amortecedor é fechado, o processo de combustão gradualmente se transforma em um estágio de combustão lenta;
- através do canal primário, o ar externo é fornecido à câmara de carregamento, parte da qual é usada para manter o processo de combustão lenta e atingir a temperatura de gaseificação necessária;
- os gases de pirólise entram na câmara de combustão através da grelha;
- para garantir o processo de combustão dos gases de pirólise, o ar é fornecido ao pós-combustão através do canal secundário;
- os produtos voláteis queimam, liberando uma certa quantidade de calor, parte do qual é direcionado para baixo da grelha e é usado para manter a pirólise, o segundo vai diretamente para o aquecimento da caldeira;
- os produtos residuais da combustão passam por um trocador de calor de água e são descarregados na chaminé;
- a manutenção da temperatura de combustão ideal é apoiada por um sistema de controle térmico.
Informações adicionais sobre o funcionamento da caldeira de pirólise podem ser encontradas no vídeo
Operação em fases da caldeira de pirólise
Para se ter uma ideia mais completa das características de design do aparelho e do princípio de seu funcionamento, considere o dispositivo da caldeira de pirólise e seus diagramas de conexão na foto abaixo.
As câmaras estão localizadas uma acima da outra e são separadas por uma grade. Inicialmente, a lenha é carregada na parte superior, que é um depósito de combustível, e incendiada.
Após fechar a porta e iniciar o exaustor de fumaça ou ventilador, a madeira é seca. Além disso, quando a temperatura sobe para 200 graus ou mais e há falta de oxigênio na câmara, ocorre a decomposição em um resíduo sólido e ocorre o gás de madeira - este é o processo de pirólise.
O compartimento inferior ou câmara de combustão é usado para queimar o gás de pirólise e coletar as cinzas restantes após a combustão. Nele, o ar secundário é adicionado às substâncias voláteis liberadas e ocorre a combustão do gás, e parte do calor retorna para a camada inferior da lenha, aumentando a temperatura e mantendo o processo de pirólise.
Neste caso, a saída da caldeira é regulada pressurizando o ar secundário através dos canais utilizados para o seu abastecimento.
Na etapa seguinte, o calor obtido durante a reação é utilizado para aquecer a água em um trocador de calor, que então entra no sistema de aquecimento.
Modos de operação da caldeira do gerador a gás
Todas as caldeiras de pirólise fornecem operação em três modos:
O carregamento adicional de combustível deve ser realizado em um ritmo acelerado para evitar encher o ar com monóxido de carbono e perdas de calor.
Diagrama de fiação em detalhes
Não basta comprar um aquecedor, é preciso instalá-lo corretamente, bem como conectá-lo ao sistema.
A conexão da caldeira de pirólise pode ser feita de várias maneiras:
- Simples
- Com mistura de contorno
- Com uma flecha hidráulica
- Com tanque de armazenamento e circuito AQS
O primeiro, além do próprio dispositivo, inclui: uma bomba de circulação, um tanque de expansão e um grupo de segurança. Com essa conexão, uma pequena quantidade de condensação pode ocorrer, mas a unidade de controle reage ao seu acúmulo. Neste caso, corta o fornecimento de energia à bomba e evita a formação de uma grande quantidade de condensação.
O segundo esquema de conexão de uma caldeira de pirólise, além dos nós listados anteriormente, também inclui um circuito de mistura e torneiras necessárias para ajustar a quantidade de refrigerante. É um pouco melhor do que um simples e elimina completamente a formação de condensado nas paredes da caldeira.
O terceiro é mais frequentemente usado para sistemas com vários circuitos de aquecimento e contém uma seta hidráulica. Sua função principal é excluir o efeito hidráulico das bombas entre si. Mas também é capaz de desgaseificar o sistema de aquecimento.
E o último é o esquema de funcionamento da caldeira de pirólise com Laddomat 21. Inclui um tanque de acumulação e um circuito de água quente, cujo funcionamento ideal é assegurado por uma unidade adicional. A seleção do volume do reservatório é realizada de acordo com os seguintes indicadores: não menos de 25 litros por 1 kW de potência.
Este circuito, devido à presença do bloco Laddomat 21, é capaz de substituir o diagrama de fiação clássico, composto por elementos separados. Funciona da seguinte maneira. A água é aquecida até o valor definido, ajustando seu fluxo do tanque de armazenamento usando a válvula do termostato. Aumenta ou diminui a seção transversal da linha de retorno e, portanto, afeta a obtenção dos parâmetros especificados pelo refrigerante.
Além disso, a presença de um tanque de armazenamento permite que a caldeira funcione de forma otimizada. E no caso de uma queda repentina de energia, permite manter a temperatura do refrigerante em um determinado nível por dois dias.
A eficiência do circuito de AQS é alcançada utilizando a energia da caldeira. A obtenção de água quente para as necessidades domésticas é possível devido à liberação de parte do seu calor pelo refrigerante através das paredes do tanque.
Qual esquema para conectar uma caldeira de pirólise, dos discutidos acima, será o ideal, depende das especificações do sistema de aquecimento e, em parte, da disponibilidade de uma quantia de dinheiro grátis.
Mas, em qualquer caso, eles devem atender às seguintes condições:
- Atender aos requisitos de segurança
- Garanta uma boa circulação do refrigerante no sistema
E não se esqueça que quanto melhor for equipada a tubulação da caldeira, mais econômica ela será em operação e mais conveniente de operar e manter.
Fabricação de tambores de caldeira
Para montar uma caldeira de pirólise com as próprias mãos, recomenda-se a utilização de materiais de aço com 4 mm de espessura. Mas, a fim de economizar dinheiro para o revestimento da estrutura, Metal de 3 mm.
- Pegue 2 tubos, o diâmetro dos quais deve ser de 1500 e 1300 mm, respectivamente. O tubo menor está embutido no análogo mais largo e é conectado a este por um anel, que também é feito à mão com uma guarnição de canto de 2,5x2,5 cm.
- Um círculo com um diâmetro de 450 mm é cortado em aço e soldado ao fundo do tubo interno. Como resultado, obtém-se um barril, soldado ao circuito de aquecimento de água, com largura de 25 mm.
- Corte da extremidade inferior do barril buraco retangular 150 mm de largura e 80 mm de altura. O buraco resultante será a porta do cinzeiro. Em seguida, o cinzeiro é soldado e montada a porta, que é equipada com dobradiças e trava de metal.
- Um buraco retangular é cortado no topo da camisa de água, no qual o combustível será carregado mais tarde. A porta de carregamento é soldada, está equipada uma porta, que também está equipada com dobradiças de metal e um trinco.É melhor usar uma porta dupla em uma cavidade vazia, para inserir uma gaxeta de material de amianto. Isso reduz muito as perdas de calor.
- Também no topo da caldeira de pirólise soldar na saída, projetado para descarregar gases de exaustão na tubulação da chaminé.
- Nas partes superior e inferior da camisa são soldados bicos de 4 a 4,5 cm de diâmetro, com roscas nas pontas, destinados a conectar a caldeira ao sistema de aquecimento.
- Todas as juntas soldadas são completamente ensaboadas e verificadas quanto à estanqueidade. Em seguida, a camisa da caldeira é pressionada sob uma pressão de pelo menos 2-2,5 kg por cm quadrado. Se forem encontradas falhas, elas são removidas com uma máquina de solda.
Gostaria de observar que uma caldeira de pirólise de combustível sólido com um sistema de aquecimento a ar, e não um projeto padrão com refrigerante de água, é combinada com bastante sucesso. Em tal situação, o ar é transferido por meio de tubos e é devolvido ao sistema através do piso. Esse aquecimento não congela em climas frios, se a caldeira estiver parada e, portanto, não há necessidade de drenar o refrigerante em caso de saída dos proprietários.
Qual é o dispositivo de aquecimento mais econômico?
Todas as caldeiras são utilizadas para aquecer instalações residenciais ou industriais e são divididas em três tipos:
- Gás
- Electro
- Combustível sólido, longa queima
Cada um deles opera com um determinado tipo de combustível e tem suas próprias vantagens e desvantagens. Mas como você escolhe a amostra mais confiável e economicamente lucrativa? Para responder a esta questão, é necessário considerar cada um dos modelos produzidos e, depois de comparar o dispositivo da própria caldeira de pirólise com outros tipos, escolher aquele que se adequa às condições específicas.
Os mais comuns são gases
Comecemos pelos equipamentos a gás, já que esse tipo de combustível é considerado um dos mais baratos e, dadas as condições climáticas da Rússia, seu consumo no inverno será grande. Os dispositivos deste tipo no mercado são representados por vários fabricantes e uma vasta gama de modelos, pelo que há muito por onde escolher.
No entanto, deve-se ter em mente que os aparelhos a gás diferem em:
- Método de instalação (piso ou parede)
- Funcionalidade (com um ou dois circuitos - para aquecimento e AQS)
- Tipos de queimadores (ignição elétrica ou piezo)
- Remoção de produtos de combustão (com tiragem natural ou forçada)
Eles têm diferenças de potência e a área da sala aquecida depende diretamente de seu valor. Normalmente, para o cálculo, são tomados dados médios, nomeadamente que é necessário 1 kW de potência para 10 m² com um pé-direito não superior a 3 metros.
As vantagens dos equipamentos a gás incluem o fato de que para aparelhos com tiragem forçada não é necessário o equipamento de uma chaminé clássica. Geralmente usa um tubo coaxial que vem com a caldeira.
Mas os modelos a gás também têm desvantagens. O maior deles é a capacidade de operar com apenas um tipo de combustível e, portanto, a possibilidade de utilização desse equipamento está disponível apenas em assentamentos gaseificados.
Elétrico é o mais simples e conveniente
Em seguida em nossa lista estão os aparelhos elétricos. E embora esse tipo de equipamento seja considerado um dos mais caros de operar devido ao alto custo da energia elétrica, não se deve abandoná-lo totalmente.
Os modelos elétricos têm algumas vantagens em relação aos outros modelos.
Em primeiro lugar, eles são insubstituíveis em assentamentos suburbanos, aos quais a rede de gás não está conectada.
Em segundo lugar, são mais baratos do que os modelos com combustível líquido ou sólido e são muito fáceis de instalar, o que significa que não requerem custos adicionais, exceto para o seu próprio custo.
Em terceiro lugar, podem ser instalados em qualquer sala, ter pequenas dimensões e peso, e ultrapassar outros tipos de equipamentos nestes indicadores.
Seu design é muito simples e inclui:
- Bloco de controle
- Trocador de calor (composto por um tanque e elementos de aquecimento)
Graças a isso, são muito fáceis de usar, dispensando manutenção preventiva e limpeza. Mas sua vantagem mais importante é o respeito ao meio ambiente.
Não queimam oxigênio no ambiente, não emitem substâncias nocivas para a atmosfera e são muito fáceis de ajustar.
Uma ampla gama de capacidades permite o uso de tais equipamentos não apenas para aquecimento de casas e apartamentos particulares, mas também para grandes instalações industriais, e mesmo aquelas em que outras caldeiras são proibidas.
Além disso, eles são totalmente automatizados. Isso permite que você especifique a temperatura desejada, que no futuro o dispositivo manterá por conta própria.
Progressivo - pirólise
Por último em nossa lista estão as caldeiras de combustível sólido para longa queima. Eles também têm outro nome - geradores de gás. Seu princípio de funcionamento é baseado na combustão da lenha ou resíduos do processamento da madeira e, em alguns modelos, carvão. Ao mesmo tempo, eles têm a capacidade de usar o combustível da forma mais eficiente possível e, assim, aumentar a eficiência.
Eles podem ser usados para aquecimento ambiente e preparação de água quente. Os modelos modernos são dotados de automação que simplifica o seu funcionamento. As vantagens incluem o custo do combustível, é um dos mais baratos e acessíveis em qualquer localidade.
Ao contrário dos modelos a gás, não requerem homologação para instalação e também os superam em segurança contra incêndio, o esquema das próprias caldeiras de pirólise é muito simples e permite que você mesmo as instale.
Mas sua vantagem mais importante é a autonomia completa. Mesmo na ausência de gás e eletricidade em casa, eles serão capazes de fornecer-lhe aquecimento e água quente.
Segurança da caldeira
A operação de qualquer unidade associada ao gás apresenta uma série de perigos potenciais. Portanto, o cumprimento de regras de segurança simples é muito importante. Nesse caso, existem alguns deles:
- é aconselhável instalar a caldeira em área não residencial;
- deve haver uma base de concreto ou folha de metal sob a unidade;
- a distância das paredes da caldeira à parede da divisão ou ao móvel mais próximo deve ser de pelo menos 20 cm;
- é necessária ventilação na sala, pois em caso de vazamento de monóxido de carbono, deve haver saída;
- também é importante isolar a chaminé para que a resina e a água não se acumulem nela.
Ao projetar uma caldeira de pirólise com as próprias mãos, é importante seguir a tecnologia de sua fabricação e ler corretamente os desenhos. Isso o salvará de erros que serão difíceis e às vezes impossíveis de corrigir.
Tal unidade, mesmo quando executada com as próprias mãos, será cara, mas é impossível economizar na qualidade dos materiais. A temperatura de funcionamento da caldeira é elevada, o que expõe todas as partes da unidade a cargas acrescidas. Materiais de baixa qualidade podem levar a um rápido desgaste das câmaras da caldeira, cujo reparo será caro.
Em geral, uma unidade faça você mesmo custará 20-30% mais barata do que um análogo comprado em uma fábrica.
Como é a instalação e instalação de uma caldeira de pirólise
Numa primeira fase do trabalho do nosso pessoal é desenvolvido um projecto, feito um orçamento, elaborado um esquema de instalação e instalação de uma caldeira de pirólise. Levamos em consideração todos os desejos do cliente, estudamos as características do edifício, calculamos os custos dos materiais, equipamentos, quantidade de obra a ser executada. A segurança continua sendo uma prioridade no fluxo de trabalho. O menor desvio da exatidão do procedimento de instalação, seleção de componentes, configurações, pode levar a subsequente falha na operação do equipamento e, como consequência - perigo para a saúde humana.É extremamente importante que a instalação e instalação da caldeira de pirólise sejam efectuadas apenas por artesãos experientes que assumem uma grande responsabilidade e podem garantir a sua qualidade.
O mercado moderno é rico em uma variedade de dispositivos de aquecimento. Se não consegue escolher um modelo específico de caldeira a combustível sólido, os nossos especialistas podem tirar as suas dúvidas e dar um aconselhamento qualificado.
A instalação do sistema de aquecimento consiste nas seguintes etapas:
- instalação das comunicações e dispositivos necessários incluídos nela;
- comissionamento de obras;
- controle hidráulico e verificação do funcionamento dos elementos e nós da rede;
- comissionamento do sistema de aquecimento.
No futuro, a empresa compromete-se a fornecer um conjunto de serviços necessários para estabilizar a operabilidade da caldeira instalada, realizando garantia e manutenção do serviço. Faremos todo o necessário para que o sistema de aquecimento o sirva por um longo tempo e de forma confiável. A nossa empresa está interessada numa organização clara e eficiente da sua actividade laboral, que dê bons resultados. Acredite em mim, ficamos extremamente satisfeitos se os clientes se lembram de nós com gratidão.
Prós e contras
As características negativas de uma caldeira de combustível sólido incluem:
- custo muito alto;
- a necessidade de preparar lenha, que deve estar absolutamente seca;
- obras da rede elétrica.
Apesar das desvantagens, o dispositivo gerador de gás tem suas vantagens. Isto:
- calor confortável com uma caldeira de pirólise;
- muito fácil de usar;
- uma quantidade muito pequena de elementos nocivos é liberada;
- capaz de trabalhar por muito tempo depois que o combustível é colocado;
- pode ser usado com qualquer tipo de sistema de fornecimento de calor;
- você pode automatizar completamente o processo;
- utilizado para o descarte de materiais como plásticos, borracha e polímeros.
Este tipo de estaca de combustível sólido para aquecimento apresenta em seu design várias seções: compartimentos para o forno, um trocador de calor e uma unidade que fornece água para o dispositivo.
Ao montar você mesmo uma caldeira de pirólise, é necessário fazer um diagrama e um desenho corretos. Em seguida, use-o para montar o aparelho, que pode ser conferido imediatamente, e posteriormente utilizado no dia a dia. Para criar, basta seguir a vedação dos tubos de aquecimento que fornecem água para evitar vários transtornos no futuro. Com a montagem adequada de uma caldeira de longa duração, o equipamento aquece muito rapidamente até a temperatura desejada, demorando apenas meia hora.
Foto do diagrama da caldeira de pirólise
Qualquer máquina geradora de gás em seu projeto contém duas câmaras. Uma câmara da caldeira serve para enchê-la com o combustível necessário, onde ocorre a decomposição em resíduos secos e gás combustível. Ele se move para o próximo compartimento. O ar adicional é fornecido no interior do equipamento com o auxílio de um ventilador especial, para que a lenha seja queimada de forma mais eficiente. A fumaça gerada neste processo é removida através do exaustor instalado. As câmaras são separadas umas das outras por uma grade de ferro fundido.
Em altas temperaturas e na ausência de oxigênio, o gás é liberado da madeira, quando misturado aos fluxos de ar, o trocador de calor aquece até 1200 graus. O calor é então transferido para o refrigerante do sistema. Os gases de escape saem por uma chaminé especial. A composição inclui uma mistura de vapor de água e dióxido de carbono. Recomenda-se fazer uma camada de material na chaminé, que consiste em lã mineral, coberta com uma película especial no topo. É feito para que o alcatrão e a condensação não se formem durante o resfriamento, o que pode ter um efeito bastante negativo na tubulação.
Todas as seções da caldeira de pirólise são equipadas com um revestimento refratário feito de tijolos refratários. É ela quem cria condições favoráveis para a combustão do combustível em uma caldeira de pirólise.
Elementos principais
Por exemplo, vamos dar um esquema pronto de uma caldeira Belyaev com uma potência de 40 kW. Ele contém os seguintes elementos principais:
- Controlador do circuito da caldeira.
- Porta de carregamento de combustível.
- Tampa da bandeja de cinzas.
- Exaustor de fumaça.
- Manga para sensor de fusível de temperatura.
- Conexão da linha de emergência.
- Linha de suprimentos.
- Fornecimento de água fria para o trocador de calor de proteção.
- Fornecimento de água quente para o trocador de calor de proteção.
- Linha de retorno.
- Esvaziando a conexão e o tanque de expansão.
Claro que, tendo experiência e algum conhecimento de engenharia, você pode alterar o projeto da caldeira sem problemas. O diagrama de conexão da caldeira de pirólise pode ser modificado a seu critério. No entanto, o trabalho deve ser executado de forma a não perturbar as dimensões da câmara interna.
