Caldera de combustible sólido con calentador termoeléctrico TEN: dispositivo y principio de funcionamiento.

Variedades de calderas de combustible sólido.

Como saben, una de las principales propiedades de una caldera de calefacción para una residencia de verano, que debe tenerse en cuenta al elegir un modelo en particular, es la eficiencia del trabajo (con más detalle: "Cómo y qué caldera de combustible sólido elegir: selección y comparación "). Este parámetro depende directamente del tipo de caldera de combustible sólido que se planea operar, ya que el combustible se quema de formas completamente diferentes en diferentes diseños. Por lo tanto, es necesario detenerse con más detalle en los tipos de TTK.

Elegir una caldera para una residencia de verano.

Variedades principales

Modelo de pellet

Como regla general, las calderas de calefacción de combustible sólido para casas de verano se clasifican según el tipo de combustible utilizado. Para facilitarte el análisis de las opciones, se ha recopilado información básica en forma de tabla:

Variedad	Características del
Carbón	Adecuado para casas de verano que se calientan no solo en otoño, sino también en invierno. Tienen alto rendimiento. El volumen de combustible almacenado puede ser significativamente menor en comparación con el volumen de leña durante el mismo período de tiempo.
Madera y pellet	Uno de los tipos de equipos más asequibles: tanto de madera como de pellets, y las calderas en sí son relativamente económicas. La mayoría de los modelos están diseñados para quemar leña con un cierto contenido de humedad (como regla, no más del 10%), por lo que la madera almacenada deberá secarse en una habitación especial antes de su uso. La instalación de una tolva especial para pellets o astillas de madera facilita el cuidado de la caldera: basta con cargar una vez una porción de material combustible y la unidad calentará la habitación de forma autónoma durante dos o tres días.
Pirólisis	Diseñado para la incineración de residuos orgánicos sólidos. Son muy económicos porque pueden utilizar el combustible más barato.

Diagrama de flujo de calor en una caldera de pirólisis.

Al abordar la elección de la tecnología desde un punto de vista práctico, el factor de accesibilidad será el más importante. Si se está registrando en su región, lo mejor es comprar un modelo de leña. En regiones con una industria minera desarrollada, generalmente no hay escasez de carbón, por lo tanto, su costo será menor; en consecuencia, la operación del modelo de carbón será más barata.

Parámetros de selección de unidad

Si nos hemos decidido por el combustible, las instrucciones adicionales para seleccionar una caldera para una residencia de verano se relacionarán con las características de su funcionamiento:

Para una gran cabaña de verano, debe comprar un potente equipo de calefacción.

• Potencia del equipo. Este parámetro es clave, ya que dependerá de si el equipo de calefacción puede hacer frente a calentar la habitación en la estación fría. Por lo tanto, si planea usar el calentador en invierno, su rendimiento debe calcularse de acuerdo con la relación de 1 kW * h por 10 m2.

¡Nota! Este valor es válido para casas con aislamiento térmico estándar y techos no superiores a 3 m, ubicadas en la zona media de la Federación de Rusia. Es mejor confiar el cálculo del rendimiento de la caldera para las regiones del norte, así como para edificios con circuitos de aislamiento térmico adicionales.

• Volatilidad. Para el uso eficiente de los equipos de calefacción durante un corte de energía, tendremos que comprar un generador costoso. Es por eso que las calderas con un mecanismo de regulación simple generalmente se compran para casas de verano, cuyo funcionamiento no depende de la presencia de voltaje en la red.
• Volumen de carga de combustible.Aquí todo es simple: cuanto más grande sea el búnker, menos a menudo tendremos que acercarnos al aparato y agregar combustible al horno. Si usa la casa de campo solo ocasionalmente, puede comprar modelos con una caja de fuego y colocar una porción de leña 5-6 veces al día. Pero para una estadía permanente, es mejor pagar de más por el sistema de alimentación automática.

¡Cuanto más grande sea el búnker, menos preocupaciones!

• La presencia de un segundo circuito. Si la caldera se va a utilizar como principal fuente de calor, entonces sería bastante lógico instalar un modelo con depósito de agua caliente. Por lo tanto, no solo proporcionaremos un microclima cómodo en la casa, sino que también obtendremos una fuente de agua caliente para la ducha y las necesidades del hogar.

Calderas de combustible sólido para combustión prolongada y directa

1. En los mecanismos que operan por combustión directa, el proceso de transferencia de calor ocurre durante la combustión del consumible, lo que explica la necesidad de mantener la combustión constantemente. En estos dispositivos, el consumo de combustible es alto, mientras que la relación de rendimiento está lejos de ser ideal. Además, estas calderas no están automatizadas.
2. Las calderas de fuego directo transfieren calor mientras el combustible arde y no directamente de la llama. Gracias al método de combustión superior, este equipo puede proporcionar una habitación con calor constante. El método de suministro de material para la combustión es manual y el tiempo para calentar dichos dispositivos es largo.

Calderas TT con elementos calefactores tubulares lo que necesita saber

Los principales requisitos que los propietarios de cabañas modernas hacen a los sistemas de calefacción proyectados de su hogar son confiabilidad, funcionamiento ininterrumpido y economía. En la mayoría de los casos, el cumplimiento de estas condiciones depende del tipo de combustible utilizado para la generación de calor.

Se sabe que el tipo de combustible más eficiente es el gas de red. Sin embargo, ¿qué hacer si el gasoducto aún no se ha conectado a la sección donde se supone que está la casa o ya se ha construido? En este caso, a menudo se instala una caldera universal, que funcionará con varias fuentes de energía a la vez.

Calderas de pirólisis y tipo pellet

1. El coeficiente de eficiencia de la combustión por pirólisis TTK es muy alto. Funciona liberando un gas combustible producido cuando se calienta a altas temperaturas. Estos gases ingresan a una parte especial de la caldera, donde se queman. Cabe señalar que tales calderas de combustible sólido para calentar cabañas de verano y otras viviendas funcionan de tal manera que el combustible se quema casi sin residuos, mientras que no es necesario equipar un sistema de chimenea complejo, ya que los productos de combustión son eliminados por por medio de un ventilador. Entre las desventajas del equipo de pirólisis está el alto costo, así como la necesidad de utilizar combustible extremadamente bien secado. En este caso, el contenido de humedad de la madera no debe exceder el 20%; de lo contrario, el rendimiento de la caldera disminuirá significativamente.
2. El más funcional es el sistema de caldera de pellets, donde la fuente de calor son pellets de combustible especiales (pellets). Prácticamente no hay necesidad de controlar el funcionamiento de este mecanismo, ya que el suministro de combustible y el encendido son automáticos. Solo el material combustible debe agregarse periódicamente. Además, la eficiencia de tales calderas es muy alta, lo que se explica por la postcombustión de gases en el sistema y el uso de calor adicional.

Caldera de combustible sólido con elemento calefactor eléctrico

Una caldera de combustible sólido con un elemento calefactor eléctrico es óptima para su uso en regiones donde no hay suministro de gas centralizado. La principal ventaja del equipo es la capacidad de utilizar dos tipos de energía alternativos. Las unidades de calefacción funcionan con combustible sólido y calientan la habitación mediante calentadores eléctricos integrados.

Caracteristicas de diseño

La base del mecanismo es una cámara de combustión para combustible sólido, que se puede utilizar como:

• Carbón.
• Leña.
• Briquetas de turba.
• Aserrín de madera.

Hoy puede comprar equipos de calefacción con varias modificaciones. En algunos modelos, el circuito de agua se puede ubicar en la parte superior de la cámara de combustión, en otros a su alrededor. La eficiencia de ambas opciones es alta. Este criterio no afecta el precio del equipo.

La ceniza, que se forma como resultado de la combustión de combustible sólido, en la mayoría de las unidades se vierte a través de la rejilla en el cenicero. A partir de ahí, se retira fácilmente a medida que se llena el recipiente.

El calentador eléctrico, alimentado por la red, se enciende automáticamente en caso de una disminución en la transferencia de calor de la cámara de combustión. La mayoría de los modelos modernos están equipados con un control automático que le permite establecer diferentes condiciones de temperatura, dependiendo de las condiciones que lo acompañan.

Ventajas del equipo

Las principales ventajas de una caldera de combustible sólido con un elemento calefactor eléctrico incluyen:

• Características de alta resistencia. Las calderas están hechas de materiales extra fuertes: acero resistente al calor, hierro fundido.
• Capacidad para trabajar a partir de dos fuentes de energía independientes. En ausencia de uno, el equipo cambia automáticamente al otro y continúa calentando la habitación dentro de los parámetros de temperatura especificados.
• Controles sencillos. Muchos modelos asequibles tienen un mando a distancia. El régimen de temperatura del circuito de agua se establece mediante el panel de control del elemento calefactor.
• Posibilidad de conectar hasta varios sistemas a la caldera al mismo tiempo. Esto permite utilizar una unidad para calentar varios locales independientes (casa, garaje, sauna, etc.).
• Rentabilidad. Una vez que se alcanza la temperatura óptima en la habitación con la ayuda de combustible sólido, el elemento calefactor incluido le permitirá mantener el calor en los parámetros especificados. Esto le permite utilizar de manera óptima los recursos energéticos utilizados.

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Calderas de acero

Steel TTK, por regla general, tiene ventajas obvias, como un precio asequible y un peso reducido. Pero al mismo tiempo, las calderas de combustible sólido de combustión prolongada tienen un gran inconveniente: una vida útil corta. Además, si tales unidades se instalan en sistemas de calefacción abiertos, esto también contribuye a un desgaste más rápido del equipo.

Esto se explica por el hecho de que el refrigerante contiene oxígeno, que, como saben, es una de las razones de la aparición de corrosión en el mecanismo. Todos estos factores, que afectan negativamente el proceso de operación, reducen la vida útil de las calderas a 10 años.

Pero en aquellos dispositivos en los que se fuerza la circulación, no aparece oxígeno activo. Gracias a esto, su vida útil se incrementa y es de aproximadamente 20 años.

Caldera de combustible sólido y dispositivo específico de electricidad.

Inicialmente, el título de la publicación parece contradictorio (curioso), como si quisieran asociar la Edad de Piedra con la revolución científica y tecnológica del siglo XX. Pero el problema que enfrentan los propietarios que calientan su hogar o casa en el campo, recurriendo a la quema de combustible sólido, los obliga a mejorar las calderas comunes y crear sus híbridos modificados: calderas electro TT.

La primera tarea que se persigue en estas unidades es evitar el proceso de descongelación de los sistemas de calefacción a bajas temperaturas. Cuando la caldera no está en funcionamiento durante mucho tiempo y el portador de calor está en el circuito de calefacción. Puede resolver este problema cambiando con un portador de calor.Por ejemplo, reemplazando el agua en el sistema con anticongelante o agregando aditivos que reducen el umbral de congelación criogénica para el portador de calor. Estas opciones resuelven el problema establecido, sin embargo, el costo de estos pasos para salir de la situación es muy alto.

Características de diseño de la unidad

Externamente, el dispositivo de una caldera eléctrica de leña prácticamente no difiere de un generador de calor de combustible sólido tradicional. Solo en un lugar, donde la camisa de agua de la unidad se encuentra debajo de la carcasa y el aislamiento térmico, hay un orificio especial desde el que se ven los contactos para conectar los cables eléctricos. En realidad, la planta combinada tiene una cámara de combustión para la carga de combustibles sólidos, una cámara de cenizas con una compuerta por donde pasa el aire de combustión y una rejilla.

Las calderas domésticas combinadas para leña y electricidad pueden equiparse tanto con un intercambiador de calor de tubos de agua como con tubos de humo. Algunos modelos también están equipados con placas de cocción ubicadas en la parte superior de la cámara de combustión. Es decir, se trata de plantas de combustible sólido en toda regla con una eficiencia del 75-85%. Pero tienen una característica de diseño: una de las paredes de la cámara de combustión, que es el revestimiento interior de la camisa de agua, tiene un perfil complejo, realizado mediante estampado en frío. Gracias a este perfil, se colocan uno o más elementos calefactores en el espacio entre la piel interior y exterior de la camiseta. Este es un caso especial del esquema según el cual se fabrican las calderas de calefacción de madera eléctrica, los elementos calefactores se pueden integrar en el tanque de la caldera de otras maneras.

Cuando, por cualquier motivo, la caldera no puede funcionar con el combustible principal, la leña, cambia automáticamente a electricidad y viceversa, cuando se enciende el horno, se apagan los calentadores eléctricos.

Descripción del funcionamiento de la caldera

Los elementos calefactores son controlados por la unidad eléctrica, y la intensidad de la combustión del combustible sólido es regulada por el termostato de suministro de aire, abriendo la trampilla de la cámara de cenizas con una cadena en un cierto ángulo. Es decir, las funciones de control de las partes eléctrica y de combustible sólido del calentador están separadas. Si el aire se suministra al horno a la fuerza mediante un ventilador, ambas partes son controladas por la automática de la caldera de leña. En el primer caso, el algoritmo de operación es el siguiente:

Después de conectar el generador de calor a la red, el calentador eléctrico se enciende. La temperatura del refrigerante se establece en el panel de control y el elemento calefactor comienza a calentar el agua en modo automático. Es mejor ajustar la temperatura 10-15 ºС por debajo de la temperatura de trabajo.

En este momento, el combustible se carga en la cámara de combustión y se enciende. A partir de este momento, el calentamiento del refrigerante se produce de forma conjunta, si los calentadores eléctricos no se apagan a la fuerza.

Una vez alcanzada la temperatura del agua configurada en el panel de control, los elementos calefactores se apagan y el refrigerante se calienta con leña hasta la temperatura de funcionamiento. La intensidad de la combustión se controla mediante un termostato de cadena, y tan pronto como el agua llega al temperatura de funcionamiento, corta el suministro de aire.

Cuando la caldera mixta quema su combustible principal y no hay nueva carga, el refrigerante comenzará a enfriarse y en un momento determinado el sensor de la unidad eléctrica funcionará y encenderá los calentadores que mantendrán la temperatura del agua hasta la siguiente se carga leña.

El algoritmo para trabajar con un ventilador de suministro de aire y una sola unidad electrónica es similar al descrito anteriormente, solo se simplifica el proceso de configuración del equipo. En este caso, se pierde la no volatilidad de la parte de combustible sólido de la unidad.

Debido a su diseño y principio de funcionamiento, las calderas de calefacción eléctrica de leña para una casa particular adquieren algunas ventajas que son inusuales para las unidades de combustible sólido convencionales:

1. La condensación no se forma en las paredes internas del horno debido al flujo de agua fría de la tubería de retorno, ya que el tanque de la caldera se calienta constantemente por el elemento calefactor.
2. Como resultado, el sistema de calefacción del edificio se puede conectar a la fuente de calor directamente, sin la organización de un pequeño circuito y una unidad de mezcla con una válvula de tres vías.
3. Teóricamente, la eficiencia del calentador de agua combinado aumenta al 97-99% mientras la calefacción eléctrica está activa y la cámara de combustión principal no funciona.

Al mismo tiempo, la versatilidad de la unidad no elimina las desventajas inherentes a ambos tipos de calentadores por separado. Esta es la inercia, que se expresa en la incapacidad de dejar de calentar inmediatamente el refrigerante cuando se alcanza la temperatura máxima.

Otro inconveniente es la potencia relativamente baja de la parte eléctrica, no aumentará significativamente con el dispositivo de una camisa de agua, es imposible incorporar muchos calentadores eléctricos en ella. Por esta razón, la potencia de los calentadores eléctricos es igual a la potencia de una cámara de combustión de leña en el rango de 6-25 kW. Si se requiere un indicador más alto, entonces la electricidad servirá solo como calefacción y podrá mantener la temperatura del refrigerante en un cierto nivel.

Combustibles sólidos y electricidad: el trasfondo de esta combinación

Todos estamos familiarizados con las situaciones que surgen durante el funcionamiento del equipo de calderas en una casa privada. Con un suministro de gas centralizado, el factor humano se reduce a casi cero, mientras que el funcionamiento de los equipos de calefacción con combustibles sólidos requiere una atención constante. No será posible resolver el problema instalando solo una automatización.

Excelentes capacidades tecnológicas, eficiencia y practicidad en la operación, características que hoy merecidamente se pueden otorgar a las unidades de calentamiento de combustible sólido. Todo saldría bien. Sin embargo, existe un gran inconveniente que puede nublar el idilio y la comodidad de su hogar. El suministro de combustible se ha agotado, la leña de la cámara de combustión se ha quemado, ¿y qué? La caldera se ve obligada a detenerse involuntariamente. Si hay un acumulador de calor, la situación no es tan catastrófica. El agua caliente acumulada en el tanque se dispersará por el sistema de calefacción, manteniendo la temperatura requerida en la casa durante algún tiempo.

Y si hablamos de una casa de campo, donde pasa mucho tiempo entre las visitas de los propietarios. Una caldera detenida, el refrigerante desperdiciado del tanque de almacenamiento pondrá todo el sistema en un colapso tecnológico. En invierno, tal situación está plagada de descongelación de todo el sistema de calefacción, una emergencia cuyas consecuencias no se pueden eliminar en poco tiempo. Pase lo que pase, se utiliza una opción de respaldo para calentar el refrigerante en el sistema. El papel del fusible en este caso se confía mejor a los dispositivos de calefacción eléctrica. La electricidad en la red casi siempre está disponible, independientemente de si los propietarios están en casa o no.

¡Importante! Una caldera de combustible sólido realiza el trabajo principal de calentar el refrigerante, proporcionando agua caliente a los habitantes de la casa. Los resultados obtenidos se logran debido a la alta potencia de los equipos y las peculiaridades de la tubería de las unidades de combustible sólido. A la electricidad en este caso se le asigna un papel de apoyo. La parte eléctrica tiene potencia limitada.

Los elementos calefactores eléctricos pueden mantener el rendimiento del sistema de calefacción a un nivel óptimo. Nos quedamos sin leña en la cámara de combustión, el sistema en sí cambia a fuente de alimentación. No es raro que ambas fuentes de calefacción funcionen en conjunto, turnándose para reemplazarse entre sí. Somos muy conscientes de la situación cuando la próxima leña se quema durante la noche, y por la mañana la casa comienza a enfriarse y el agua caliente del grifo apenas está tibia.