Caldaie per riscaldamento a combustibili solidi: principali tipologie e criteri per la scelta dell'unità migliore

Potenza

Per non scegliere modelli ad alta potenza, prenditi cura della dispersione termica della tua casa.

Quando scegli un'unità, dovresti prestare attenzione alla sua potenza. Non ci sono requisiti speciali qui, per ogni 10 mq.

m., abbiamo bisogno di 1 kW di energia termica. Cioè per una casa media di 150 mq. m. avrai bisogno di una caldaia a combustibile solido con una capacità di 15 kW. Aggiungiamo anche un piccolo margine del 10-20%: sarà necessario in caso di gelate impreviste o quando si utilizza carburante di bassa qualità.

Devi anche affrontare le perdite di calore. Per fare ciò, valutiamo la presenza di isolamento di finestre, pareti e sottotetto.Le perdite possono essere ridotte installando finestre con tripli vetri, rivestendo le pareti principali con mattoni e isolamento termico aggiuntivo (penoizol, lana minerale), isolando soffitte e porte.

Le perdite di calore più violente si verificano in stanze con molte pareti esterne. Ad esempio, se vuoi riscaldare una casa di campagna di una stanza, puoi tranquillamente prendere un margine del 30%, poiché qui tutte le pareti saranno esterne.

Come migliorare le prestazioni della caldaia

Una caldaia a combustibile solido autoassemblata, di norma, è caratterizzata da significative perdite di calore associate alla fuoriuscita di calore nel camino. Inoltre, più il camino è dritto e alto, maggiore è la dispersione di calore. La via d'uscita in questo caso sarà la creazione di un cosiddetto scudo termico, ovvero un camino curvo, che consente di trasferire più energia termica alla muratura. Il mattone, a sua volta, cederà calore all'aria nella stanza, riscaldandola. Spesso tali mosse sono disposte nelle pareti tra le stanze. Tuttavia, un tale approccio è fattibile solo se la caldaia si trova nel seminterrato o nel seminterrato, o se è costruito un ingombrante camino a più stadi.

In alternativa, l'efficienza della caldaia può essere aumentata installando uno scaldabagno attorno al camino. In questo caso, il calore dei fumi riscalderà le pareti del camino e verrà ceduto all'acqua. Per questi scopi, il camino può essere realizzato con un tubo più sottile, che è integrato in un tubo più grande.

Il modo più efficace per aumentare l'efficienza di una caldaia a combustibile solido è installare una pompa di circolazione che pompa forzatamente l'acqua. Ciò aumenterà la produttività dell'impianto di circa il 20-30%.

Naturalmente, è necessario progettare la caldaia in modo che il liquido di raffreddamento possa circolare da solo se l'elettricità viene interrotta in casa. E se è disponibile, la pompa accelererà il riscaldamento della casa a temperature confortevoli.

Protezione di una caldaia a combustibile solido contro il surriscaldamento

In una caldaia a combustibile solido, il combustibile che brucia e la caldaia stessa hanno una massa piuttosto grande. Pertanto, il processo di rilascio di calore nella caldaia ha una grande inerzia. La combustione del combustibile e il riscaldamento dell'acqua in una caldaia a combustibile solido non possono essere arrestati istantaneamente interrompendo l'alimentazione di combustibile, come avviene in una caldaia a gas.

Le caldaie a combustibile solido, più di altre, sono soggette al surriscaldamento del liquido di raffreddamento: acqua bollente se si perde calore, ad esempio quando la circolazione dell'acqua nell'impianto di riscaldamento si interrompe improvvisamente o nella caldaia viene rilasciato più calore di quello consumato.

L'ebollizione dell'acqua nella caldaia porta ad un aumento della temperatura e della pressione nell'impianto di riscaldamento con tutte le gravi conseguenze: distruzione delle apparecchiature dell'impianto di riscaldamento, lesioni alle persone, danni alle cose.

I moderni sistemi di riscaldamento chiusi con una caldaia a combustibile solido sono particolarmente soggetti al surriscaldamento, poiché contengono un volume relativamente piccolo di liquido di raffreddamento.

I sistemi di riscaldamento utilizzano solitamente tubi polimerici, collettori di controllo e distribuzione, vari rubinetti, valvole e altri raccordi. La maggior parte degli elementi dell'impianto di riscaldamento è molto sensibile al surriscaldamento del liquido di raffreddamento e ai picchi di pressione causati dall'acqua bollente nell'impianto.

La caldaia a combustibile solido nell'impianto di riscaldamento deve essere protetta dal surriscaldamento del liquido di raffreddamento.

Per proteggere la caldaia a combustibile solido dal surriscaldamento In un impianto di riscaldamento chiuso non collegato all'atmosfera, devono essere effettuati due passaggi:

1. Chiudere l'alimentazione dell'aria comburente al forno della caldaia per ridurre l'intensità di combustione del combustibile il prima possibile.
2. Fornire il raffreddamento del vettore di calore all'uscita della caldaia e impedire che la temperatura dell'acqua salga fino al punto di ebollizione. Il raffreddamento dovrebbe avvenire fino a quando il rilascio di calore non si riduce a un livello in cui l'acqua bollente diventa impossibile.

Considera come proteggere la caldaia dal surriscaldamento, utilizzando come esempio il circuito di riscaldamento, mostrato di seguito.

Schema di collegamento di una caldaia a combustibile solido a un sistema di riscaldamento chiuso

Schema di un sistema di riscaldamento chiuso con una caldaia a combustibile solido.

1 - gruppo sicurezza caldaia (valvola di sicurezza, sfogo aria automatico, manometro); 2 - un serbatoio con una fornitura d'acqua per il raffreddamento del liquido di raffreddamento in caso di surriscaldamento della caldaia; 3 - valvola di intercettazione a galleggiante; 4 - valvola termica; 5 - gruppo per il collegamento di un vaso di espansione a membrana; 6 - unità di circolazione del liquido di raffreddamento e protezione della caldaia contro la corrosione a bassa temperatura (con una pompa e una valvola a tre vie); 7 - protezione dello scambiatore di calore contro il surriscaldamento.

La protezione della caldaia contro il surriscaldamento funziona come segue. Quando la temperatura del liquido di raffreddamento supera i 95 gradi, il termostato sulla caldaia chiude la serranda per fornire aria alla camera di combustione della caldaia.

La valvola termica pos.4 apre l'alimentazione dell'acqua fredda dal serbatoio pos.2 allo scambiatore di calore pos.7. L'acqua fredda che scorre attraverso lo scambiatore di calore raffredda il liquido di raffreddamento all'uscita della caldaia, prevenendo l'ebollizione.

La fornitura di acqua nel serbatoio pos.2 è necessaria in caso di mancanza di acqua nella rete idrica, ad esempio durante un'interruzione di corrente. Spesso un serbatoio di accumulo comune è installato nel sistema di approvvigionamento idrico della casa.Quindi l'acqua per il raffreddamento della caldaia viene prelevata da questo serbatoio.

Uno scambiatore di calore per proteggere la caldaia dal surriscaldamento e dal raffreddamento del liquido di raffreddamento, pos.7 e una valvola termica, pos.4, sono solitamente integrati nel corpo caldaia dai produttori di caldaie. Questo è diventato un equipaggiamento standard per le caldaie progettate per sistemi di riscaldamento chiusi.

Negli impianti di riscaldamento con caldaia a combustibile solido (ad eccezione degli impianti con accumulo) non devono essere installate valvole termostatiche e altri dispositivi automatici che riducano l'estrazione del calore sugli apparecchi di riscaldamento (radiatori). L'automazione può ridurre il consumo di calore durante il periodo di combustione intensiva del combustibile nella caldaia e questo può far scattare la protezione contro il surriscaldamento.

Un altro modo per proteggere una caldaia a combustibile solido dal surriscaldamento è descritto nell'articolo:

Leggi: Serbatoio tampone - protezione di una caldaia a combustibile solido dal surriscaldamento.

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Tipi di caldaie a combustibile solido

Questi dispositivi differiscono per i tipi di carburante utilizzati, il numero di forni e camere di combustione, il metodo di alimentazione del carburante e il materiale con cui sono realizzati. Esistono diversi tipi di caldaie a combustibile solido.

Riscaldatori a combustione costante

Sono realizzati in ghisa o acciaio, contengono uno o due focolari, funzionano solo a carbone e legna, il ciclo di lavoro è di 4-6 ore, il combustibile viene fornito manualmente. Lo schema di controllo di tali apparecchiature è principalmente meccanico, la temperatura della caldaia è di 60-70 gradi, la differenza tra mandata e ritorno è di 20 gradi.

Consumo di energia da 7 a 50 kW ed efficienza - 80-90%.

Dispositivi a combustione lunga

Unità in acciaio a forno singolo: il forno si trova nella parte superiore, il che garantisce una combustione più lunga di un segnalibro (legna da ardere per più di 24 ore, carbone - fino a 144 ore) e un riscaldamento uniforme del liquido di raffreddamento.

Funziona su legna da ardere e suoi derivati ​​(bricchette, segatura, trucioli, ecc.), oltre che su carbone. La temperatura della caldaia è di 70–80 gradi, la potenza è fino a 50 kW, l'efficienza è del 90–95%. Il carburante viene fornito manualmente.

Combustibile solido di pirolisi

Sono realizzati in acciaio, hanno due camere collegate da un ugello. La tecnologia sta nel fatto che il combustibile principale (legna da ardere secca con un contenuto di umidità non superiore al 25%), che brucia nella prima camera, emette gas combustibile di legno, che si accende nella seconda camera.

Il ciclo di funzionamento in caso di collegamento di un serbatoio inerziale è possibile da 6 ore a un giorno, la temperatura di esercizio della caldaia è compresa tra 70 e 95 gradi, il consumo energetico è fino a 120 kW, l'efficienza è del 90–95%.

Pellet

Gli aggregati di acciaio operano su granuli (pellet) ricavati da scarti di legno - segatura, trucioli, ecc. In presenza di grate amovibili, è possibile utilizzare carbone e legna da ardere.

Temperatura raggiunta - 70-80 gradi, potenza fino a 400 kW, ciclo di lavoro da 24 a 144 ore.

Lo schema di alimentazione del carburante in tali caldaie può essere automatizzato, con controllo elettronico. Questo tipo di apparecchiatura viene utilizzata per il riscaldamento di ambienti di ampia superficie.

Raccomandazioni per la scelta di una caldaia a combustibile solido

Tra la varietà di opzioni caldaie a combustibile solido è importante scegliere che sarà più adatto a condizioni specifiche. Vengono presi in considerazione sia i parametri della casa che le condizioni circostanti

Carburante usato

Quando si sceglie una caldaia a combustibile solido, vengono presi in considerazione i seguenti parametri:

• prezzo;
• efficienza;
• tempo di un download;
• prevalenza nella zona.

Il combustibile viene caricato nelle caldaie a pellet a combustibile solido fino a una volta al mese, nel carbone - una volta ogni pochi giorni. Le caldaie a legna funzionano da un segnalibro per non più di un giorno.

Se possibile, è meglio installare una caldaia per riscaldamento che richieda meno manutenzione. Ma se puoi acquistare, ad esempio, solo legna da ardere senza problemi e interruzioni, dovrai optare per loro.

Dispositivo da costruzione

Il caricamento automatico semplifica notevolmente il processo di riscaldamento di una casa, ma tali caldaie a combustibile solido richiedono elettricità. Pertanto, questo metodo non è adatto per le dacie, dove si verificano spesso interruzioni o la potenza elettrica assegnata non è sufficiente per altre esigenze.

Tra i tipi di progettazione della caldaia, è meglio scegliere la pirolisi o la combustione a lungo termine. In essi, le risorse vengono spese in modo più efficiente, ovvero i costi vengono ridotti.

Potenza

Da questo parametro dipende da quale area della casa può riscaldare la caldaia a combustibile solido installata. Se non è abbastanza, sarà troppo freddo. Ma non vale nemmeno la pena scegliere con un ampio margine.

In caso contrario, la stanza sarà troppo calda. Inoltre, i costi di riscaldamento aumenteranno notevolmente.

Per determinare la potenza della caldaia richiesta, calcolare la perdita di calore della casa. Dipendono dalle sue dimensioni, dai materiali e dal clima.

Ma per un calcolo approssimativo, è sufficiente conoscere l'area totale. Basta 1 kW per riscaldare 10 mq. M. con un'altezza del soffitto di circa 2,5-2,7 metri.

Per tenere conto delle condizioni climatiche, vengono utilizzati coefficienti speciali. Il valore risultante viene moltiplicato per:

• 1,5-2 per le regioni settentrionali;
• 1-1.2 per la fascia centrale;
• 0,7-0,9 per le regioni meridionali.

Questi calcoli sono corretti solo per il riscaldamento della casa. Se si prevede anche di riscaldare l'acqua per il fabbisogno domestico, la capacità viene aumentata di un altro 20-25%.

Dimensioni e peso del dispositivo

La dimensione della caldaia a combustibile solido dipende da quale forno è richiesto. La distanza dalle pareti deve essere di almeno 20-25 cm.

Occupa più spazio caldaie a pellet a combustibile solido con automatico Caricamento in corso. Le dimensioni del loro bunker a volte superano il dispositivo stesso.

In generale, tutte le caldaie per riscaldamento a combustibile solido hanno un peso notevole. Pertanto, sono installati sul pavimento e non appesi al muro.

Riferimento. Le caldaie a combustibile solido in ghisa sono più pesanti di quelle in acciaio. Spesso richiedono l'installazione di una fondazione.

Numero di circuiti

I modelli di caldaie a circuito singolo svolgono solo una funzione: riscaldare la casa. Altre tecnologie dovranno essere utilizzate per riscaldare l'acqua.

Foto 3. Caldaia a combustibile solido a circuito singolo. È collegato all'impianto di riscaldamento, attraverso il quale circola il liquido di raffreddamento.

In una caldaia a combustibile solido a doppio circuito, ci sono due tubi di scarico. Ad uno di essi è collegato un sistema di radiatori, dall'altro esce l'acqua per il fabbisogno domestico. Questo è più conveniente: non avrai bisogno di un secondo dispositivo, ma il consumo di risorse aumenterà. E in caso di guasto, non ci sarà né riscaldamento né acqua calda.

Funzioni aggiuntive

Alcuni modelli di caldaie a combustibile solido hanno una o più delle seguenti funzioni:

1. Un piano cottura che ti permette di cucinare il cibo. Ciò è particolarmente utile per le piccole case.
2. Accensione automatica della legna da ardere.
3. Sensore di pressione.
4. Accumulatore termico.

Un accumulatore di calore è un serbatoio pieno d'acqua. Si trova sul camino o collegato separatamente. Durante il fuoco, l'acqua al suo interno si riscalda.Poi viene utilizzato per il fabbisogno domestico o (meno spesso) per il riscaldamento (dopo aver raffreddato il liquido "principale" dell'impianto). L'uso di questa tecnologia rende il funzionamento dell'apparecchiatura più efficiente.

Il principio di funzionamento delle caldaie automatiche a combustione lunga

La caldaia automatica a combustibile solido a combustione lunga è un'installazione potente con un bunker in cui è immagazzinato combustibile solido. Una parte simile può essere solidale alla caldaia o collocata in un locale attrezzato separatamente.

Nel primo caso, l'accumulo è fissato nella parte superiore o laterale dell'apparecchiatura della caldaia. Ma a causa della quantità limitata di carburante, la maggior parte dei consumatori si ferma alla seconda opzione e prepara una stanza speciale.

Per spostare legna da ardere o segatura dal "magazzino" alla camera di combustione, viene attivato un meccanismo di caricamento. È a vite o pneumatico. Come meccanismo di alimentazione viene utilizzato un trasportatore pneumatico, un tubo attraverso il quale vengono trasferiti i pellet di celle a combustibile con l'aiuto di masse d'aria.

Fonte

Il principale vantaggio di tali apparecchiature è la parziale dipendenza dall'energia, poiché la camera del carburante viene caricata una volta al giorno. Tra gli svantaggi, ci sono costi elevati dell'energia elettrica durante il funzionamento delle unità di alimentazione del carburante.

Un gran numero di unità supporta l'alimentazione a coclea di granuli e l'intensità di carico è determinata dall'automazione.

La caldaia a combustibile solido con alimentazione automatica del combustibile ha le seguenti caratteristiche:

1. Per regolare la temperatura del liquido di raffreddamento, viene modificata l'intensità dell'aria di alimentazione al serbatoio.
2. Il sistema è controllato secondo il seguente principio: il sensore di temperatura invia un segnale elettromagnetico al meccanismo di controllo, a seguito del quale la serranda dell'aria viene aperta o chiusa.
3. Per regolare la temperatura dell'aria all'interno della stanza, vengono utilizzati un termostato e valvole a 3 vie.
4. Per compensare le perdite di carico nell'impianto di riscaldamento e proteggerlo dal surriscaldamento del liquido di raffreddamento, nella caldaia sono presenti componenti del gruppo di sicurezza. Questi includono un vaso di espansione, una valvola di sicurezza con uno sfiato dell'aria e un dispositivo di misurazione (manometro).
5. Per proteggere il liquido di raffreddamento dal surriscaldamento, nella caldaia sono installati sensori di protezione e circuiti di raffreddamento a circolazione naturale.
6. Con l'aiuto di un sensore di tiraggio, il funzionamento della caldaia viene sospeso in caso di diminuzione del tiraggio nel forno.
7. Per monitorare la funzionalità dell'unità e selezionare il regime di temperatura ottimale, nell'unità è posizionato un modulo di controllo.
8. Se installi un modulo GSM aggiuntivo, puoi fornire il controllo e la gestione da remoto dell'impianto di riscaldamento tramite smartphone o tablet.

Quando si scelgono caldaie automatiche a combustibile solido, è importante prestare attenzione a tali sfumature:

1. Il consumo di materiali combustibili è determinato dalla loro qualità (contenuto calorico, umidità, contenuto di ceneri). Allo stesso tempo, le materie prime di alta qualità sono costose e il grado del loro consumo dipende dalle condizioni di temperatura esterna.
2. La frequenza della fornitura di carburante dipende dal volume del bunker.
3. La potenza della caldaia viene selezionata tenendo conto dell'area dell'edificio riscaldato. Non ha senso acquistare unità ad alte prestazioni per piccoli spazi.I parametri di funzionamento ottimali sono determinati dalla seguente formula: 2 kW per 10 m².
4. Con una quantità identica di combustibile bruciato, 2 impianti di caldaie possono avere diversi indicatori di efficienza. L'intervallo medio varia dal 60 all'85%.
5. A seconda del livello di automazione, è garantito il funzionamento autonomo ininterrotto dell'apparecchiatura senza l'intervento umano.

Le caldaie automatiche a combustibile solido presentano i seguenti vantaggi:

1. Consumo economico di combustibile solido. Allo stesso tempo, i rifiuti di carbone e legno vengono venduti a prezzi accessibili.
2. Autonomia e indipendenza quasi completa dalla partecipazione umana.
3. Conformità alle norme ambientali.
4. Facilità di installazione delle apparecchiature.

Oltre ai vantaggi, tali unità presentano anche degli svantaggi. Quindi, se i trucioli di legno vengono utilizzati come materia prima combustibile, durante lunghi periodi di inattività, possono attaccarsi o agglutinarsi sul fondo del serbatoio. Il materiale bagnato non fornisce il grado di riscaldamento desiderato.

Per il buon funzionamento della caldaia, è importante pulirla costantemente dallo sporco.

Caldaie a combustibile solido

Se parliamo di questo tipo di apparecchiature per il carburante, si tratta di caldaie tradizionali che hanno il design più semplice. Il combustibile brucia nel modo consueto, riscaldando l'acqua, che trasporta il calore in tutta la casa. Il vantaggio è che il prezzo di una caldaia a combustibile solido per il riscaldamento di una casa privata sarà basso. Tra le carenze si possono distinguere: perdita di energia rilasciata, necessità di depositare spesso carburante.

   
Il design moderno delle caldaie a combustibile solido consentirà loro di adattarsi a qualsiasi spazio abitativo.

Se prima, quando le tecnologie delle caldaie a combustibile efficienti non erano ancora utilizzate per uso privato, questa era l'attrezzatura più utilizzata.Attualmente può essere acquistato per le case di campagna, dove è previsto un breve soggiorno durante la stagione fredda.

 
La legna da ardere è un tipo di combustibile economico ed economico.

Ambito di utilizzo

È interessante notare che questa attrezzatura viene utilizzata non solo per scopi privati, ma anche per soddisfare le esigenze industriali: questo fatto implica l'esistenza di vari modelli. La principale differenza tra i sistemi di riscaldamento utilizzati nella produzione è che il combustibile viene fornito automaticamente, anche se il principio di funzionamento rimane lo stesso.

Hanno anche uno speciale sistema di pulizia delle ceneri, che li rende davvero innovativi. Le caldaie domestiche installate in case private, di norma, non hanno tali opzioni, poiché l'automazione è costosa e non tutti gli utenti possono permettersela.

Modelli popolari di caldaie a combustibile solido

Modello Hercules U22С-3

Viadrus Hercules U22С-3

Acquistando questa caldaia, anche una famiglia numerosa può risolvere facilmente il problema non solo del riscaldamento, ma anche della fornitura di acqua calda per il fabbisogno domestico. È sufficiente un semplice collegamento del bollitore. L'isolamento minerale del corpo caldaia garantisce una minima dispersione termica, tanto meno viene utilizzato combustibile per il riscaldamento. La particolarità della caldaia Hercules U22С-3 è che, se lo si desidera, può essere convertita e quindi può funzionare a gas o combustibile liquido.

Modello SIME SOLIDA 3

Un altro modello non meno popolare di caldaia a combustibile solido è SIME SOLIDA 3, di Fonderie Sime Spa, i cui stabilimenti si trovano in Italia, Spagna e Regno Unito. L'attrezzatura presentata dall'azienda ha guadagnato la fiducia dei clienti per il semplice funzionamento. Per riscaldare una casa con una superficie di circa 165 mq.m, è adatto uno dei quattro tipi di combustibili che possono essere utilizzati per il riscaldamento: carbone, legna, coke o antracite.

Il corpo caldaia è isolato con uno strato di lana di vetro, che riduce al minimo la dispersione termica e fa risparmiare combustibile. Lo scambiatore di calore stesso è realizzato in ghisa, ha tre sezioni, grazie alle quali c'è una combustione equilibrata di tutto il carburante senza residui. Ciò riduce notevolmente l'emissione di gas nocivi nell'atmosfera. L'intensità della combustione del carburante è regolata da un dispositivo che apre leggermente la porta e lascia entrare un po' d'aria. Gli ampi sportelli consentono un caricamento comodo e sicuro del combustibile nella caldaia, facilitandone notevolmente la pulizia.

La priorità di questo modello è che sia abbastanza sicuro e di facile manutenzione. Inoltre, non è necessario monitorare costantemente il processo di combustione e pulire la caldaia non è laboriosa, poiché non è necessario pulire spesso il cassetto cenere e l'intera procedura non richiederà molto tempo.