Caldaia a legna per il riscaldamento di una casa privata

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Con una scelta limitata di fonti energetiche, il riscaldamento a legna potrebbe non avere affatto un’alternativa. È importante acquistare una caldaia a legna adatta e comprendere le caratteristiche del suo funzionamento. Vi parleremo di queste unità di riscaldamento, iniziando con la scelta di un tipo adatto e terminando con domande sull’installazione.

Caldaia a legna per il riscaldamento di una casa privata

I principali tipi di caldaie a legna

L’arsenale delle apparecchiature di riscaldamento viene costantemente riempito con prodotti nuovi e più avanzati, tuttavia nulla di radicalmente nuovo è stato inventato tra le caldaie a combustibile solido. Nel tentativo di aumentare l’efficienza, i progettisti hanno in qualche modo migliorato il design, motivo per cui sono apparse diverse varietà con una serie di caratteristiche:

1. Forma a Z complessa del forno o sua divisione in 2 camere di combustione. Tali caldaie sono progettate per la combustione a lungo termine e la combustione più completa dei gas di pirolisi emessi..

Il design di una caldaia a combustibile solido per una lunga combustione Un esempio di costruzione di una caldaia a combustibile solido a combustione lunga: 1 – automazione della caldaia; 2 – porta di carico; 3 – fornitura di aria primaria; 4 – alimentazione dell’aria secondaria; 5 – vaschetta della cenere; 6 – combustione dei gas di pirolisi; 7 – pirolisi di combustibile solido; 8 – scambiatore di calore; 9 – aspiratore

2. La presenza di griglie piene d’acqua e / o una giacca. Si ritiene che in questo modo il liquido di raffreddamento assorba fino al 90% del calore di combustione, ma in pratica buone caldaie a legna con un’efficienza superiore all’80% sono già una rarità..

Griglie piene d'acqua di una caldaia a combustibile solido Griglie piene d’acqua di una caldaia a combustibile solido

3. Forma di organizzazione di salto. Riducendo l’ossigeno fornito, la durata della combustione può essere notevolmente estesa, mantenendo la temperatura dell’acqua entro i limiti specificati. Di solito è realizzato per mezzo di una serranda manuale o controllata; se il tiraggio non è abbastanza forte, è possibile utilizzare una ventola. La serranda è generalmente controllata dall’automazione digitale, che controlla la temperatura dell’acqua nel tubo di alimentazione.

Ventilatore di pressurizzazione della caldaia Ventilatore di pressurizzazione della caldaia

4. Tipo e dispositivo dello scambiatore di calore. Da un lato, esiste una gara per massimizzare la superficie per una dissipazione del calore più efficiente e, dall’altro, per durabilità e affidabilità. Nel primo caso, abbiamo scambiatori di calore a nido d’ape di tipo caldaia, altamente efficienti, ma problematici nella pulizia e riparazione / sostituzione. D’altra parte, semplici bobine tubolari fatte di tubi senza saldatura trafilati a freddo sono difficili da discutere con i classici..

Scambiatore di calore a nido d'ape Scambiatore di calore a nido d’ape

5. La presenza di isolamento. La necessità di un involucro riempito di minerali è determinata dal sito di installazione. Se non ha senso sprecare calore per strada, per un garage o un’officina una caldaia non isolata può essere un buon metodo di riscaldamento..

Ci sono anche differenze nel tipo di combustibile, nella disposizione orizzontale e verticale dell’albero e nel materiale del forno. Le camere e le bobine, realizzate in acciaio dolce laminato a freddo, sono semplici e senza pretese, ma soggette alla formazione di scorie. Le bobine in ghisa e le giacche piene d’acqua sono le più resistenti e non soggette alla formazione di scaglie, ma richiedono tubazioni speciali a causa della loro elevata sensibilità agli shock termici.

Caldaia a pellet Caldaia a pellet

Potenza dell’attrezzatura

In definitiva, non sono i dettagli della sua struttura interna ad essere importanti per la caldaia, ma gli indicatori di prestazione di base che sono stati raggiunti usando una serie di innovazioni ingegneristiche. Il parametro più importante e determinante della caldaia è la sua potenza istantanea nominale. La capacità termica per diversi tipi di combustibile è diversa, così come per diversi tipi di legna da ardere, il produttore non può prevederlo con precisione e calcolare la potenza nominale in una particolare modalità operativa.

Caldaia a legna per il riscaldamento di una casa privata

La determinazione della potenza avviene in base a due indicatori. In base al volume del focolare, si può giudicare il peso del segnalibro. In media, si ritiene che per ogni chilowatt di potenza di una caldaia a legna ci siano 2,5–3 litri del volume della camera di combustione. Dopo aver ricevuto il valore istantaneo della potenza rilasciata durante la combustione, è possibile prevedere quanto può essere assorbito dallo scambiatore di calore a diverse temperature operative. Di solito, l’assorbimento viene deliberatamente reso superiore al rilascio di calore calcolato in condizioni di combustione quasi ottimali, ma questo approccio è irto di problemi..

Condensa in una caldaia a combustibile solido Condensa in una caldaia a combustibile solido

Il fatto è che tutte le caldaie a legna soffrono di una malattia comune: la formazione di catrame a causa dell’elevato contenuto di umidità del legno bruciato. La condensa si verifica solo quando la differenza di temperatura è abbastanza elevata. Pertanto, la formazione di accumuli sull’economizzatore o sullo scambiatore di calore secondario può arrestarsi quando il vettore di calore viene riscaldato a 40–45 ° C. La linea di fondo è che se si carica la caldaia della metà, la sua potenza non sarà sufficiente per il normale riscaldamento delle pareti e degli scambiatori di calore, a causa del quale l’apparecchiatura semplicemente “scorrerà”.

Dispositivo camino

Il colpo principale della condensa del vapore acqueo dal legno cade sul sistema del camino. Il tubo è lungo, la differenza di temperatura (specialmente all’esterno) è molto alta. Esistono due approcci per risolvere questo problema..

Camino per caldaia a combustibile solido

Il primo consiste nell’installazione di rubinetti di revisione per drenare l’umidità condensata. Tali curve dovrebbero essere posizionate nel punto più basso di ciascun segmento girevole, iniziando dall’ultima sezione verticale e terminando con il punto di connessione della caldaia. Lo svantaggio è che i tubi per lo scarico dell’acqua devono essere periodicamente puliti e non possono avere una lunghezza significativa con un piccolo diametro.

Camino per caldaia a combustibile solido

Con camini in mattoni o con tubi di cemento-amianto nel rivestimento, tali problemi non si presentano. Le difficoltà di costruzione di tali camini sono evidenti, ma possono anche essere aggirate usando materiali più costosi. Stiamo parlando di tubi sandwich isolati in acciaio inossidabile con riempitivo minerale. Per un dispositivo camino oggi, questa è l’opzione migliore. Riassumendo: la condensa non si forma solo nei camini isolati.

Camino per caldaia a combustibile solido

Inerzia del sistema

Un altro svantaggio di una caldaia a combustibile solido è nascosto nella natura ciclica del suo funzionamento e nell’incapacità di rifornire in modo indipendente le riserve di combustibile. Per questo motivo, è richiesta un’alta capacità termica della struttura stessa della casa o un isolamento sordo vicino a una casa passiva o un modo per immagazzinare una fornitura di calore per il periodo di raffreddamento del sistema..

Poiché il volume dello scambiatore di calore stesso nella caldaia è piccolo, lo spostamento del sistema può essere aumentato principalmente aumentando il diametro dei tubi. Un’altra alternativa di questo tipo è l’installazione di un accumulatore di calore. Con il giusto approccio, è possibile realizzare l’accumulo di calore solo dopo aver riscaldato il sistema principale, il che contribuirà ad accelerare il riscaldamento della casa e risolvere il problema con la condensa.

Accumulatore di calore nel sistema di riscaldamento Accumulatore di calore nel sistema di riscaldamento

I sistemi di riscaldamento a pavimento hanno una loro inerzia elevata, che cresce con lo spessore del massetto di accumulo. Con un taglio termico a pavimento, questa può essere una fonte di calore veramente a lungo termine. Con uno strato sufficientemente spesso, anche l’uso di acqua a una temperatura più alta non causerà disagio e una zebra termica, ma insieme all’inerzia del sistema, aumenta il tempo necessario per raggiungere il regime. D’altra parte, collegare un pavimento caldo a una caldaia a legna richiede una tubazione piuttosto complessa, che esclude il surriscaldamento della caldaia e dei tubi nel pavimento..

Pavimento riscaldato ad acqua Pavimento riscaldato ad acqua

Automazione e tubazioni di caldaie a legna

Come già accennato, la potenza della caldaia può essere controllata solo modificando la quantità di ossigeno erogato. Questo sistema funziona in modo più efficiente e preciso nelle caldaie per pirolisi da miniera utilizzando legno o bricchette..

Centralina caldaia a combustibile solido Centralina caldaia a combustibile solido

Il complesso di automazione principale comprende un’unità di controllo elettronica, un ventilatore, un regolatore di tiraggio azionato elettricamente e una termocoppia saldamente fissata al tubo di alimentazione. Tutti questi componenti sono venduti sia singolarmente che in set per uno specifico modello di caldaia. In media, tutta l’automazione costa circa 4-5 mila rubli. Separatamente, menzioneremo l’importanza di avere protezione contro una caduta dell’ammortizzatore e scanalature di tenuta sui portelli di carico e ispezione, camino, sistema di stabilizzazione del tiraggio.

Regolatore del tiraggio dell'aria Regolatore del tiraggio dell’aria

Per le caldaie a combustibile solido, sono previsti numerosi dispositivi di protezione di diverso tipo, installati nelle tubazioni idrauliche. Tra quelli assolutamente obbligatori, si tratta di una pompa di circolazione e di protezione del forno dal surriscaldamento: un gruppo di sicurezza per alleviare la pressione in eccesso. Si noti che l’uscita della valvola di sicurezza deve essere rivolta verso la parete o essere dotata di un tubo flessibile per evitare lesioni alle persone presenti durante l’attivazione. I requisiti di sicurezza possono prevedere l’installazione di una valvola di scarico del camino per stabilizzare il tiraggio e la combustione, che viene montata immediatamente all’uscita della caldaia o direttamente davanti alla sezione verticale finale.

Schema di collegamento di una caldaia a combustibile solido con un accumulatore di calore Schema di collegamento di una caldaia a combustibile solido con accumulatore di calore: 1 – camino; 2 – termostato; 3 – gruppo di sicurezza; 4 – separatore d’aria; 5 – pompa di circolazione; 6 – accumulatore di calore; 7 – mixer a tre vie; 8 – automazione dipendente dalle condizioni meteorologiche; 9 – radiatore di riscaldamento; 10 – pompa di circolazione; 11 – valvola di ritegno; 12 – vaso di espansione; 13 – protezione contro il funzionamento a secco; 14 – valvola di reintegro; 15 – sensore di temperatura posato; 16 – caldaia a combustibile solido

Per le caldaie in ghisa, si pratica l’installazione di una valvola a due vie che mescola l’acqua da un’uscita calda per impedire all’acqua fredda di entrare nel focolare riscaldato. Quando si installa un accumulatore di calore, viene aggiunta un’elettrovalvola a tre vie, che avvia la fornitura di calore al serbatoio solo dopo che la composizione principale si è riscaldata. Il controllo viene eseguito dalla temperatura di ritorno, il circuito aggiuntivo viene attivato 7-10 ° C prima di raggiungere la temperatura di interruzione. Sotto questo aspetto, le unità di controllo con un controller PID sono le preferite..

Installazione, connessione

La caldaia è installata su un basamento in cemento, la cui altezza è determinata dal bilanciamento del sistema idraulico. Idealmente, il refrigerante nella caldaia dovrebbe essere alla massima pressione rispetto al resto della tubazione. La posizione della caldaia è anche determinata dalla direzione e dal punto di connessione della canna fumaria. La sua connessione può essere verticale (superiore) o orizzontale (posteriore o laterale).

Tubazioni della caldaia a combustibile solido

Si consiglia di utilizzare solo tubi in acciaio o rame nelle tubazioni della caldaia, per la plastica esiste un rischio troppo elevato di surriscaldamento. Anche la sezione della conduttura di alimentazione a 3-5 metri dalla caldaia è tradizionalmente realizzata in metallo. I collegamenti possono essere saldati, in assenza dell’attrezzatura necessaria – filettati su rimorchio e sigillante anaerobico.

La caldaia deve essere regolata tenendo conto della bassa velocità di riscaldamento e dell’elevata inerzia. La temperatura di funzionamento del liquido di raffreddamento viene mantenuta, di norma, nell’intervallo 50–65 ° C. In questo caso, la temperatura dell’isteresi inversa dovrebbe essere leggermente superiore al massimo, a cui la spinta si arresta completamente. Ciò è necessario affinché l’accensione inizi molto prima che l’acqua nel sistema si raffreddi più del previsto..

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