Hacemos una estufa con una caldera de calentamiento de agua.
Nadie dudará de que en un baño ruso se logra el mayor confort si se instala una estufa de leña con leña crepitante, un espíritu agradable y un calor tremendo de un fuego vivo. Lo único malo es que a veces se necesita demasiada leña para derretir la casa de baños y disfrutar del proceso de limpieza. Una caldera de calentamiento de agua, que está integrada directamente en la estufa, puede acelerar significativamente el calentamiento de la habitación y la preparación del baño. Este tándem aumenta significativamente la eficiencia de la estufa de leña y ahorra tiempo y leña. La idea principal es que una caldera incorporada proporciona una transferencia de calor colosal incluso con pequeñas dimensiones. Ahora hablemos sobre cómo implementar tal mejora en una estufa de leña utilizando medios improvisados en poco tiempo.
Caldera de agua casera hecha de radiadores de hierro fundido.
Se puede obtener una caldera que es excelente en sus cualidades y eficiencia a partir de radiadores de calefacción de hierro fundido ordinarios. Como base, puede tomar el radiador M-140. Es fácil de encontrar, porque en grandes cantidades se sacan para desguace durante el desmantelamiento y demolición de la mayoría de los edificios antiguos de cinco pisos. La capacidad de cada sección de dichos radiadores es de 1,5 litros de agua, mientras que la superficie alcanza los 0,254 metros cuadrados. Ensambladas, cuando se combinan 12 de tales secciones, el volumen de líquido es de 18 litros y la superficie total es de 3 metros cuadrados. m. No todas las calderas prefabricadas, ensambladas a partir de chapa, pueden presumir de tales parámetros con dimensiones similares. El rendimiento de una caldera de este tipo desde un radiador puede ser suficiente para calentar una habitación con un área de hasta 100 metros cuadrados. m. Por lo tanto, es adecuado para un baño ordinario, y el stock también será lo suficientemente grande.
Antes de usar el radiador, se requiere alguna modificación. Primero debe deshacerse de los espaciadores de cartón entre las secciones. Es mejor reemplazarlos con un cordón de amianto impregnado con aceite de secado natural con una mezcla de grafito. De esta forma, puede proteger las juntas para que no se quemen a altas temperaturas.
Mientras se desmontan las secciones, se deben enjuagar desde el interior con una solución de ácido clorhídrico al 6% de concentración, y luego con una gran cantidad de agua. Por lo tanto, pueden limpiarse de una gran capa de óxido y suciedad acumulada durante muchos años de funcionamiento.
El procedimiento para ensamblar el radiador repite el proceso de desmontaje, solo en la dirección opuesta. Para conectar las secciones, se utilizan tetinas, equipadas con roscas derecha e izquierda en cada lado. Así, las secciones, tanto desde abajo como desde arriba, son atraídas simultáneamente por la torsión del pezón. Tan pronto como hay un espacio de 2 cm entre las secciones, se enrolla un cordón de amianto impregnado y finalmente se aprietan los pezones.
Después de completar el montaje de todo el radiador y esperar a que se seque el aceite de secado, debe verificar la estanqueidad de las juntas suministrando líquido a presión al radiador. Esta es la única forma de protegerse de posibles fugas durante el funcionamiento a temperaturas considerables del horno.
La conexión de las tuberías de suministro y retorno se realiza mejor en diagonal a través del radiador. De esta forma, el agua fluirá uniformemente por toda la nueva caldera. Los dos orificios restantes deben cerrarse con tapones. Las tuberías son mejores para tomar una pulgada. En un lado del radiador habrá una rosca a la derecha y no habrá problemas de conexión. Por otro lado, donde el hilo es zurdo, es mejor usar un pezón y un acoplamiento con una escobilla de goma.
Dicha caldera casera no debe colocarse en la cámara de combustión donde se quema la leña, sino en las cámaras de la chimenea, que se encuentran directamente detrás de la cámara del horno.Dado que se utilizan radiadores de hierro fundido, no deben calentarse con una llama, sino con gases calientes que se eliminan de la cámara de combustión.
Es mejor colocar el radiador de modo que los tubos salgan perpendiculares al piso y el suministro de retorno también se baje por debajo del piso hacia el espacio debajo del piso. De esta manera puede lograr una mejor circulación natural del agua durante el calentamiento.
Al ensamblar las secciones, puede experimentar para mejorar el diseño de la caldera resultante. El resultado debería ser algo similar a la imagen que se muestra a continuación. Entonces se muestran ejemplos de la ubicación de la caldera y cómo conectarla. Nuevamente, no olvide que en el caso del hierro fundido, la caldera debe colocarse en la chimenea.
Instalación de una caldera para un horno de ladrillos.
Cómo elegir el método de fabricación adecuado
Antes de ponerse en contacto con especialistas o buscar métodos de fabricación en Internet, debe decidir su propósito. De hecho, el tipo de diseño también dependerá de su función. Primero, debe comprender que todas las calderas con sus propias manos se basan en un solo principio: el dispositivo calienta el refrigerante y el intercambiador de calor recibe calor del combustible en llamas.
Para lograr la máxima eficiencia de calefacción, es necesario considerar el diseño y la combustión del combustible. Basado en leyes físicas simples, se puede concluir que un gran indicador de calor transferido por unidad de tiempo depende directamente del tamaño de la capacidad del portador de calor y del área del tubo transmisor. Dada la integridad de la combustión del combustible, es necesario permitir un flujo máximo de oxígeno al combustible para evitar la salida de gas de pirólisis, que transfiere mucho calor.
¿Cómo colocar correctamente la caldera en el horno?
La versión más efectiva de una caldera de agua se obtiene cuando se utilizan tuberías o chapas de metal con un grosor de 3,5 a 5 mm como material. En esta versión, la caldera se puede colocar directamente en la cámara de combustión del horno y así garantizar la máxima eficiencia. La figura anterior muestra una variante del diseño de la caldera de agua de calefacción en sí y su ubicación esquemática en la cámara de combustión. Al usar tuberías, es mejor dar preferencia a las sin costura, pero si no las hay, entonces la costura existente debe soldarse adicionalmente.
El suministro de agua caliente desde la caldera al sistema de calefacción debe ubicarse exclusivamente en el punto más alto de la caldera. La ubicación del flujo de retorno no está regulada, pero lo más lógico es colocarlo en la parte inferior para mejorar la circulación del agua.
Al colocar cualquier caldera en el horno, asegúrese de que haya un espacio entre las paredes exteriores de la caldera y la mampostería del horno. Esto es necesario para compensar la expansión térmica del metal de la caldera.
Al soldar tuberías, es imperativo cortar el chaflán a lo largo del contorno de corte de la tubería. Esto le permite llenar todo el grosor de la tubería con una costura de soldadura y sujetar firmemente las piezas sin temor a que se dispersen durante la operación.
Al instalar la caldera dentro de la estufa, mantenga el nivel horizontal. Sin embargo, es posible desviarse un poco de esta regla para asegurar la altura máxima del punto de salida de alimentación de la caldera.
Concepto de caldera de combustible sólido
Una caldera de combustible sólido autónoma de fabricación propia es, en general, una estufa común instalada en un barril de agua. La tarea principal de dicho dispositivo es calentar el agua de la caldera, que se suministrará a los radiadores de calefacción del hogar, utilizando el calor de la combustión de madera o carbón.
Pero tal dispositivo, tentador para la fabricación independiente debido a su primitividad, no será eficiente en términos de calefacción y no será rentable debido al alto consumo de combustible: los diseños de caldera más simples tienen una eficiencia de solo 10-15%.
Caldera de agua de combustible sólido primitivo con economizador de chimenea
¡Importante! El funcionamiento de una caldera de calefacción de combustible sólido depende de la calidad del tiro y, en consecuencia, de la ventilación de suministro. Incluso una caldera bien hecha no podrá proporcionar una calefacción eficiente de una habitación si la ventilación no está organizada correctamente.
Las calderas caseras se ensamblan no solo de metal, sino también de ladrillos. Los dispositivos de ladrillo generalmente se construyen en casas de campo, donde se imponen requisitos más altos en la estética del equipo a instalar que en locales comerciales o técnicos.
Las calderas de metal son los dispositivos más simples, cuya fabricación permite el uso de materiales de desecho y posiblemente con la ayuda de las herramientas disponibles. Pero de esto no se sigue que su producción e instalación se puedan realizar sin, al menos, bocetos de espacios en blanco y ensamblajes, así como una tecnología claramente desarrollada: una secuencia, formas de realizar etapas individuales del trabajo preparatorio y básico.
Elegir un diseño de caldera de calefacción.
Las estufas de calefacción y las calderas de combustible sólido, con procesos de combustión similares, difieren en funcionalidad. Una caldera de calefacción, a diferencia de una estufa, no solo debe calentar la habitación en el lugar de instalación quemando leña o carbón, sino que también debe suministrar al circuito de calefacción un refrigerante calentado. Pero para lograr la segunda tarea, no es suficiente colocar un intercambiador de calor (sección del circuito de calefacción) en el horno; también es necesario garantizar la continuidad de la combustión del combustible y la circulación uniforme del refrigerante a través de esta bobina.
Intercambiador de calor de tubo de caldera de combustible sólido de ladrillo refractario
¿Qué diseño de la caldera elegir para que sea más fácil hacerlo con sus propias manos, qué dificultades tendrá que enfrentar en el proceso? Estas preguntas se pueden responder en la etapa de diseño. Los dibujos de calderas de combustible sólido hechas en casa dan una idea suficiente de cómo se ve un diseño en particular y a qué debe prestar atención durante el proceso de fabricación.
Un ejemplo de representación esquemática de una caldera de combustible sólido desde el exterior: vistas frontal, lateral y trasera.
Cada tipo de equipo de caldera de combustible sólido tiene sus propias características de diseño y matices de fabricación. Al planificar un ensamblaje independiente de una unidad de calefacción, es necesario decidir a qué diseño dar preferencia, con un método de combustión inferior o superior (eje).
Las unidades de combustión inferiores son equipos en los que la puerta para cargar leña se encuentra en la parte superior de la cámara de combustión, pero la combustión del combustible se produce desde abajo, como resultado de lo cual las capas superiores del marcador se mueven hacia abajo por su propio peso, y el el humo se quema en la parte superior. Dependiendo del modelo, el movimiento del aire a través del horno ocurre de abajo hacia arriba por fuerza (ventilador) o naturalmente (tiro), lo que provoca independencia de la red, pero menor eficiencia y menor volumen de combustible cargado.
Vista esquemática en sección transversal de una caldera de combustible sólido con combustión inferior
En calderas de combustible sólido de estructura minera, la leña se carga a través de una puerta ubicada en la parte superior de la cámara de combustión. Dichas unidades están equipadas con un tiro forzado, que se dirige de arriba a abajo: conduce el humo a la parte inferior del horno, donde se quema en una mezcla con aire, y en el camino se calienta y, además, seca el combustible de la parte inferior. niveles.
Esquema de funcionamiento de una caldera de calefacción de combustible sólido con un método de combustión superior.
Una unidad con un método de combustión más baja es más adecuada para la autoproducción, por lo que al ensamblarla, puede prescindir de un ventilador de tiro forzado.
Caldera de combustión inferior de acero de combustible sólido sin acabado
¡Importante! Cuanto más complejo sea el diseño del equipo, mayores serán los requisitos tecnológicos para la calidad del rendimiento de sus componentes, que no deben tener desviaciones de los parámetros de diseño. El proceso de montaje de dicha unidad no es menos responsable.
Mediante el método de combustión, las calderas de combustible sólido pueden diseñarse para un modo normal o funcionar con una salida a la pirólisis: el proceso de descomposición del combustible sólido en dos componentes y su posterior combustión separada. Dando preferencia a la segunda opción, más compleja, deberá tener en cuenta la necesidad de instalar una segunda cámara de combustión, lo que aumentará las dimensiones del calentador y, en consecuencia, requerirá más materiales.
La elección del tipo de equipo de calefacción está determinada en gran medida por el tipo de combustible sólido que se suministrará al dispositivo de calefacción. Si tiene una gran cantidad de leña a mano, será mejor si la caldera que ha fabricado está diseñada para calentar leña. Si el carbón está más disponible, otro modelo servirá. El tiempo de combustión del marcador, la calidad de la calefacción están determinados por el tipo de caldera de combustible sólido, su potencia y eficiencia de diseño.
En una nota: la temperatura de combustión del carbón es mucho más alta que la de la leña, por lo que las rejillas, el intercambiador de calor y el cuerpo de la caldera para carbón son de acero más grueso. Una alternativa podría ser la creación del cuerpo y la cámara de combustión de la caldera a partir de ladrillos refractarios.
Si no es posible crear una carcasa externa de la unidad de acero del espesor requerido, una caldera de combustible sólido de ladrillo será una solución racional. El revestimiento con ladrillos refractarios creará una cámara de combustión espaciosa, cómoda y resistente a altas temperaturas.
Construcción de una cámara de combustión de ladrillos refractarios con colocación dentro de un intercambiador de calor
La elección de una caldera con un diseño de complejidad aceptable debe realizarse después de analizar el rendimiento técnico y una evaluación objetiva de su competencia y capacidades. En caso de duda, para excluir la posibilidad de daños injustificados al material, es mejor dar preferencia a una unidad que sea simple, comprensible a partir de los dibujos de diseño; incluso una caldera de combustible sólido de este tipo puede proporcionar calor a la casa en la estación fría.
Instalación de una estufa con caldera incorporada.
La opción más óptima para un baño será una estufa, en la que, obviamente, incluso en la etapa de construcción, se monta una caldera de agua especialmente preparada. En este caso, el horno adquiere sus propias características específicas en términos de diseño, lo que aumenta en gran medida la eficiencia de todo el sistema y su compacidad.
La instalación de un horno de este tipo tiene la mayor eficiencia de transferencia de calor.
Construcción de intercambiador de calor
Esquema de instalación del intercambiador de calor y tanque de almacenamiento.
Usted mismo puede construir fácilmente una caldera eficiente. Si está hecho en forma de tanque, entonces se necesita acero de alta calidad, que tolera bien las cargas de calor y la corrosión debido al refrigerante. Además, el material de fabricación debe tener una alta conductividad térmica para aumentar la eficiencia del sistema.
El grosor de las paredes del tanque debe estar dentro de los 4-5 mm, lo que garantiza su resistencia con un calentamiento rápido simultáneo. No existe un tamaño estándar para dicho intercambiador de calor, todo depende de la configuración del horno existente o planificado. Lo principal es que la altura del tanque es de al menos 500 mm para una mejor circulación.
Si el intercambiador de calor es una bobina u otro circuito de tubería, también hay algunos matices. Las tuberías para la fabricación de tales estructuras deben tener paredes gruesas y no tener costuras. Si es difícil encontrar una tubería sin costura, entonces es necesario hervir las costuras existentes para evitar posibles fugas de refrigerante.
La tubería de entrada se ubica mejor en la parte superior de la estructura y la tubería de retorno se ubica en cualquier lugar conveniente.Las tuberías no están soldadas a tope, sino con biseles para evitar áreas crudas que fluirán en el futuro. La distancia mínima entre las rodillas de la estructura es de 5-6 cm para que se maximice el calentamiento de cada rodilla. Antes de colocar una caldera de este tipo directamente en el horno, es necesario llenarla con agua y verificar si hay fugas, que se eliminan rápidamente.
Al colocar la caldera directamente en el horno, vale la pena adherirse al nivel, sin embargo, se permiten ligeras desviaciones.
Albañilería para un horno con caldera de agua.
La colocación de ladrillos para un horno con caldera de agua se lleva a cabo de la siguiente manera:
- Se coloca una base de hormigón con refuerzo.
- Para mampostería, se utiliza mortero de arcilla y arena. Es mejor remojar la arcilla y la arena durante la noche. Se machacan terrones de arcilla y arena. Al día siguiente, ambos componentes se mezclan en la proporción: 1 porción de arcilla por dos porciones de arena.
- Se coloca una capa de impermeabilización en forma de fieltro para techos encima de la base.
- Una capa de mortero se distribuye de manera uniforme y nivelada sobre la impermeabilización, después de lo cual puede comenzar a colocar la primera capa de ladrillo.
- Se forma el primer contorno del soplador y se instala la puerta para ello. Además, encima de las varias capas de ladrillo colocadas, se coloca una rejilla que separa la cámara de combustión y el soplador, en la que se acumularán las cenizas.
- Al formar la cámara de combustión, el tamaño de la caldera de agua se tiene en cuenta con los espacios obligatorios entre sus paredes exteriores y el ladrillo a lo largo del perímetro de la cámara de combustión. Se forma un borde a lo largo del contorno de la primera fila de ladrillos en la cámara de combustión para instalar la esquina. Es en las esquinas donde se fijará la caldera. En las paredes laterales del horno, se deben dejar aberturas para la salida de las tuberías de retorno y suministro.
- Las paredes de la chimenea se eliminan con la formación obligatoria de canales para disipar el exceso de calor y arrojar cenizas y quemar.
- Para rematar, se dispone la chimenea. Una vez finalizado todo el trabajo, puede conectar el sistema de calefacción a la caldera y verificarlo en acción.
Diseño de ladrillos para un horno con caldera de agua.
Reglas simples para un intercambiador de calor eficiente
El principio de funcionamiento del calentamiento del horno.
Si la casa tiene un horno de ladrillos listo para usar, entonces organizar el calentamiento del agua con sus propias manos es una tarea bastante simple. Para hacer esto, basta con colocar una caldera casera en forma de bobina o cualquier otra forma en la cámara de combustión. Lo principal a considerar al hacer esto:
- Diferencia de altura entre la salida de líquido del intercambiador de calor y la entrada al mismo;
- Es necesario proporcionar la máxima superficie posible;
- El intercambiador de calor no debe interferir con la carga y la combustión del combustible.
Si se está construyendo un horno de bricolaje, entonces una caldera para un horno de ladrillos se puede hacer lo más eficiente posible. Para hacer esto, se deben cumplir varias condiciones importantes:
- Los productos de la combustión deben salir de la chimenea lo más fríos posible;
- La gran transferencia de calor de los gases del horno dentro del horno aumenta su eficiencia;
- Es mejor colocar el intercambiador de calor en la chimenea y no en la cámara de combustión.
Quizás estas reglas parezcan algo extrañas, porque, lógicamente, el intercambiador de calor debe calentarse en una llama abierta del horno. Sin embargo, es necesario tener en cuenta otros procesos que tienen lugar en el horno. Desde el punto de vista de la física, las llamas están quemando partículas de combustible. Y si tomamos calor de estas partículas, entonces no se quemarán por completo, lo que reducirá la utilidad del horno.
Diagrama de conexión de la caldera al sistema de calefacción.
Además, para un mejor calentamiento, el refrigerante debe moverse hacia el flujo de calor. Solo así se mantiene la diferencia de temperatura entre las diferentes partes del refrigerante, aumentando la eficiencia del calentamiento y asegurando su mejor circulación dentro del sistema.
Otra ventaja de esta disposición del tanque de calentamiento es que se forma menos condensación en él, lo que contribuye a la ausencia de corrosión.
