Sezioni dell’articolo
- Come funziona: perché non tutta la legna da ardere brucia contemporaneamente?
- Svantaggi del fai-da-te
- La mia caldaia – smontiamo lo schema
- Integrazione nella progettazione di uno scambiatore di calore ad acqua
- Equipaggiamento opzionale
Da settanta a centomila rubli: questo è il prezzo medio delle caldaie a combustibile solido con una durata di combustione giornaliera. Ma, avendo le abilità della saldatura ad arco, puoi creare una caldaia a combustione lunga con le tue mani. Sarà molto più economico e ci sarà un numero sufficiente di schemi e progetti. Parliamo di loro.
Come funziona: perché non tutta la legna da ardere brucia contemporaneamente?
Molti progettisti hanno combattuto a lungo su questo compito: come rendere più convenienti le caldaie a combustibile solido, aumentare la loro autonomia e ridurre il tempo impiegato per la manutenzione. Una delle prime soluzioni è stata lo sviluppo di dispositivi per l’approvvigionamento di carburante automatico e batch. Tuttavia, questo approccio si è giustificato solo in unità che bruciano combustibile formattato per dimensioni sotto forma di granuli e bricchette..
Successivamente, sono state notate altre caratteristiche del processo di combustione del legno. Sappiamo che il focolare della fiamma è supportato da un flusso di aria fresca. L’aria in arrivo, che brucia, forma un gas ad alta temperatura, che riscalda rapidamente i tronchi che giacciono sopra la fiamma. E più è alta la pila, più velocemente si accende.
Ovviamente, contrastando questi due fenomeni, è possibile ottenere un lavoro più lungo. Ad esempio, se si brucia la legna da ardere posizionata nel vano della caldaia non dal basso verso l’alto, ma solo dall’alto. Un’altra innovazione è stata implementata nelle caldaie di tipo generatore. Il legno in essi brucia, ma si riscalda fortemente, formando un gas di pirolisi. Alla sua alta temperatura, ha solo bisogno di una piccola quantità di ossigeno per infiammarsi e infiammarsi ancora di più..
La generazione di gas di pirolisi è possibile solo con un apporto limitato di ossigeno, sufficiente per mantenere il fuoco nel forno e non troppo grande in modo che il gas non si bruci prematuramente. Entrambi i principi descritti possono essere implementati relativamente facilmente nei dispositivi fatti in casa..
Svantaggi del fai-da-te
Si noti, tuttavia, che il calcolo dei parametri finali di potenza e combustione non è così semplice. In particolare, l’efficienza di generazione dipende sia dalla forza di trazione che dalla legna da ardere utilizzata (umidità, razza). Inoltre, ci sono una serie di sfumature puramente tecnologiche che sono difficili da implementare in un laboratorio a casa..
Prima di tutto, è il materiale di fabbricazione. La temperatura di combustione del gas del generatore è leggermente superiore a quella del legno e può raggiungere gli 800 ° C. In queste condizioni, l’acciaio strutturale può funzionare solo con una significativa capacità di calore intrinseco, ovvero lo spessore delle pareti delle camere di combustione dovrebbe essere di circa 12 mm o anche più. Possono anche essere usati acciai resistenti al calore, ma solo se sono disponibili mezzi di lavorazione e incollaggio adeguati. Sfortunatamente, non ci sono altri modi: tutti gli altri prodotti hanno una breve durata fino a quando non si esauriscono (non più di 10 anni) e subiscono un cambiamento di forma a causa di stress interni.
Un altro problema è che è richiesta una forma speciale delle camere e dei loro separatori per un funzionamento stabile. Nelle condizioni di stampaggio in fabbrica e saldatura automatica, è possibile creare forme arbitrariamente complesse, ma nella produzione domestica non è possibile eseguire un sistema di canali di fantasia. Ciò comporta una maggiore resistenza aerodinamica della caldaia e non consente il tiraggio normale. Il flusso inverso dell’esplosione superiore può essere compensato da un condotto di scarico molto alto (circa 10-12 m) o da tiraggio forzato a causa di un aspiratore di fumo elettrico.
L’installazione di quest’ultima è consigliata a tutte le caldaie a combustione lunga senza eccezioni. Durante il giorno, la forza del tiraggio naturale può cambiare, il che porta a una combustione incompleta del gas del generatore e al suo accumulo in una concentrazione esplosiva anche all’interno del locale caldaie.
La mia caldaia – smontiamo lo schema
La caldaia a carico verticale a pozzo ha un corpo a forma di colonna alta (fino a 2 metri) di profilo quadrato o tondo con sezione interna di circa 0,3 m2. Questa colonna ha un fondo bianco e, possibilmente, un involucro esterno che limita la radiazione di calore dalle pareti calde..
Una struttura molto simile al pistone di una siringa monouso viene abbassata nel focolare. L’ampia lastra alla base ripete esattamente il profilo interno dell’albero, creando spazi vuoti alle pareti di 4-6 mm. Il divario funge da ugello e limita il flusso d’aria attraverso la camera di combustione, quindi un adattamento accurato è importante qui. Stelo: tubo d’acciaio da 100 mm con una lunghezza non inferiore all’altezza totale dell’albero, saldato attraverso il centro della piastra.
Il condotto di scarico si trova sul lato dell’albero con un offset di 200 mm dal bordo superiore. Questo è un normale manicotto d’acciaio saldato attraverso una delle pareti dell’albero. Altri 250 mm più in basso all’interno dell’albero lungo le sue pareti è saldato un cerchio di filo di 4-5 mm di spessore. Il gioco dell’albero è quindi limitato, ma è ancora sufficiente per far passare il pistone.
Una piastra di acciaio poggia sul lato risultante, esattamente come su un pistone. Al suo centro è stato praticato un foro di 250–300 mm, lungo il bordo del quale è stata saldata una striscia d’acciaio piegata in un anello per formare un lato alto 70–80 mm. C’è un lato simile lungo il bordo esterno..
Ora abbiamo il fondo della camera per miscelare e bruciare i gas di pirolisi. La sua funzione è quella di localizzare la combustione secondaria, perché altrimenti il volume del focolare aumenterà con il cedimento del pistone man mano che il combustibile si esaurisce con un conseguente calo dell’efficienza della caldaia. Un altro dettaglio è il coperchio della caldaia. Questa è la terza lastra, ma con dimensioni lungo i contorni esterni dell’albero. Ai bordi, ha un lato piccolo (30–40 mm) per un vestibolo stretto, e un foro di 120 mm è stato praticato al centro ed è stata inserita una manica, che sporge su e giù di 250–300 mm.
Integrazione nella progettazione di uno scambiatore di calore ad acqua
La camera risultante ha un volume di circa 0,15-0,2 m3, qualsiasi scambiatore di calore può essere posizionato relativamente liberamente al suo interno, ma vengono principalmente utilizzate bobine tubolari trafilate a freddo resistenti al calore. Le sue estremità passano attraverso le pareti della caldaia e vengono fornite con 5-6 giri di filettatura del tubo: tutto è come al solito.
È molto più importante risolvere un altro problema: dopo aver installato lo scambiatore di calore, il pistone non può più essere estratto, ma come posare la legna? A tal fine, nella parete frontale della caldaia sono praticati due fori e due manicotti rettangolari in acciaio sono saldati per il montaggio di porte a battente..
Uno di questi è piccolo, alto circa 200 mm, ed è installato nella parte superiore della caldaia, esattamente di fronte alla camera di combustione della pirolisi sopra l’anello di supporto. Con il suo aiuto, puoi controllare il processo di combustione e regolare il tiraggio, quindi è meglio scegliere le opzioni con il vetro temperato..
La seconda porta dovrebbe essere larga quasi quanto l’albero della caldaia. È destinato al caricamento e all’accensione del carburante, nonché alla rimozione della cenere dopo che si è bruciata. L’apertura deve essere posizionata sotto l’anello di supporto.
Ci sono anche alternative. La caldaia, ad esempio, può avere un serbatoio circonferenziale attorno al corpo, oppure può essere avvolta con un tubo d’acciaio senza saldatura convenzionale per 3-4 giri. È necessario posizionare lo scambiatore di calore nella parte superiore della caldaia, sebbene il resto della superficie esterna (incluso il camino) sia adatto per il riscaldamento di tutti i tipi di economizzatori.
Equipaggiamento opzionale
Resta solo da apportare alcuni miglioramenti. Per cominciare, rendiamo più efficiente la distribuzione dell’aria primaria sul focolare del generatore. Per fare questo, saldare 6–8 petali parabolici perpendicolarmente sulla piastra del pistone per formare una sorta di girante.
La seconda utile aggiunta a tale caldaia è la sua tubazione corretta. È necessario installare un’unità di ricircolo tra l’alimentazione e il ritorno dello scambiatore di calore interno, che non consentirà alla temperatura dell’acqua nella caldaia di scendere sotto i 50–60 ° С. Altrimenti, la formazione di condensa dall’umidità residua e la rapida corrosione delle pareti è inevitabile..
Saldare un piccolo perno nella parte superiore del tubo del pistone e mettere un ammortizzatore con un foro su di esso per regolare la quantità di aria fornita al generatore. Inoltre, non è necessario sostituire l’aspiratore di fumo con una ventola, che è molto più difficile da regolare. La pompa di scarico deve essere installata in un punto della canna fumaria, a 2 metri di distanza dalla caldaia. È ottimale se le alette del radiatore sono installate in questa sezione del tubo..
Mi chiedo se le caldaie fatte in casa per una lunga combustione su legno siano efficienti e sicure.
Le caldaie fatte in casa per una lunga combustione su legno potrebbero non essere efficienti o sicure come quelle prodotte da aziende specializzate. La costruzione artigianale potrebbe non garantire la stessa qualità dei materiali o lo stesso livello di sicurezza contro eventuali perdite di gas combusti. Inoltre, potrebbero non essere conformi alle normative vigenti in tema di sicurezza e inquinamento ambientale. È consigliabile consultare un esperto del settore prima di optare per una caldaia fatta in casa.
Mi chiedo se le caldaie fatte in casa per una lunga combustione su legno siano altrettanto efficienti e affidabili delle caldaie pronte all’uso. Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di optare per la costruzione fai-da-te di una caldaia a legna? Avete esperienze o consigli da condividere? Grazie in anticipo per la vostra risposta.