Caldaia a combustione lunga fai da te

Le caldaie a combustione lunga sono diventate richieste con la crescita della costruzione di abitazioni private. L'acquisto di un dispositivo di riscaldamento industriale costa una cifra significativa. Le caldaie fai-da-te possono ridurre i costi. Un disegno competente, la capacità di comprenderlo correttamente e un'attenta osservanza delle istruzioni aiuteranno qualsiasi potenziale utente a svolgere questo compito.

Come realizzare una caldaia a combustione lunga

Questo gruppo comprende generatori di calore con focolare, le cui dimensioni sono aumentate rispetto ai modelli ordinari. Una maggiore quantità di combustibile solido garantisce un tempo di combustione più lungo e un maggiore volume di calore generato. I produttori offrono caldaie già pronte con i seguenti indicatori per la durata della combustione del carburante fino al successivo riempimento di carburante:

• legna da ardere e scarti dell'industria del legno – fino a 12 ore;
• carbone - fino a 24 ore.

Per il riscaldamento vengono utilizzati altri combustibili alternativi:

• torba bricchettata;
• scarti di legno pressato in sacchi – segatura, trucioli, corteccia;
• carbone di betulla;
• prodotti di scarto confezionati in discarica.

Riferimento! Il combustibile più economico è considerato la segatura ordinaria, a condizione che il suo contenuto di umidità non superi il 20%.

Puoi realizzare tu stesso una caldaia con gli stessi parametri di funzionamento. Quando si inizia il lavoro, è necessario decidere le caratteristiche della futura unità. Sono considerati parametri significativi per le caldaie:

• energia;
• durata della combustione;
• coefficiente di prestazione (efficienza);
• pressione operativa massima consentita;
• pressione nominale nel sistema;
• volume totale e utile del focolare;
• profondità del focolare;
• lunghezza massima del tronco;
• volume del serbatoio;
• peso della caldaia.

Questi parametri saranno individuali per ciascun tipo di caldaia.

Riferimento! La zona di riscaldamento dipende dalla potenza della caldaia. Una caldaia con potenza insufficiente non sarà in grado di riscaldare completamente l'intero edificio.

Il funzionamento di questo tipo di generatore di calore si basa sulla proprietà fisica del calore generato durante la combustione del combustibile che viene trasferito ad uno scambiatore di calore. Il metodo di trasferimento del calore dipende dal design dello scambiatore di calore.

La durata della combustione è influenzata da:

• volume del serbatoio del carburante;
• il grado di isolamento del tiraggio del camino dall'aria che vi entra (il combustibile solido nel focolare deve bruciare lentamente e non divampare).

La produzione di una caldaia inizia con la scelta del suo design e del problema che deve risolvere:

• Per piccoli locali (garage, casa di campagna, dependance), è adatta una semplice caldaia senza camicia d'acqua, che funziona secondo il principio di un normale forno, quando il calore viene trasferito attraverso le pareti della struttura per convezione dell'aria termica.
• Per riscaldare una casa è necessaria una progettazione più complessa e affidabile. In questo caso bisogna tenere conto del fatto che il generatore di calore funzionerà ininterrottamente per un lungo periodo di tempo.

A seconda della posizione del focolare, le caldaie sono:

• con combustione superiore;
• con combustione inferiore (meno produttiva in termini di volume di carico e tempo di combustione fino al successivo riempimento).

Secondo la forma del corpo:

• cilindro;
• rettangolo.

Materiali e strumenti richiesti

La prima fase del lavoro è la preparazione materiali e componenti. Per lavorare avrai bisogno di:

• acciaio a basso tenore di carbonio di spessore 3-4 mm;

Importante! Le qualità di acciaio St 35 e superiori non sono adatte alla saldatura convenzionale a causa del loro elevato contenuto di carbonio.

• tubo DN50, 150 – per modelli con scambiatore di calore tubolare;
• tubo rettangolare 60x40 mm - per realizzare un canale d'aria;
• angolo ad angolo uguale - per griglie;
• nastro d'acciaio 20x3 mm;
• isolante in basalto spessore 2 cm (densità non inferiore a 100 kg/m³);
• lamiera (può essere rivestita con polimeri) di spessore 4-5 mm - per realizzare porte;

Attenzione! È possibile acquistare porte in ghisa già pronte, adatte alle dimensioni del focolare.

• cartone di amianto - per l'isolamento termico delle porte;
• cordone di amianto;
• elettrodi;
• pannello di controllo;
• fan;
• termometro;
• maniglie.

Riferimento! Il pannello di controllo, il sensore e il ventilatore verranno utilizzati per controllare automaticamente il funzionamento della caldaia.

Strumenti di base necessari per lavorare:

• Bulgaro;
• mole;
• saldatrice;

Attenzione! È meglio tagliare la lamiera in pezzi grezzi utilizzando il taglio a ghigliottina nell'officina di produzione. Il taglio manuale richiede molto tempo e richiede un'ulteriore levigatura dei bordi tagliati.

• trapano;
• roulette;
• marcatore;
• pinze;
• compressore (per collaudo caldaia).

Caldaia semplice a combustione lunga: disegno

Nella fig. La Figura 1 mostra il disegno di una semplice caldaia con focolare inferiore.Per realizzare il corpo rettangolare e lo scambiatore di calore vengono utilizzate lamiere di acciaio a basso tenore di carbonio. Lo scambiatore di calore è progettato come una “camicia d'acqua”. Il coefficiente di scambio termico (efficienza) aumenta grazie alla progettazione delle sporgenze all'interno della caldaia, che riflettono la fiamma e il gas riscaldante.

Riso. 1 Caldaia con “camicia d'acqua”

Nella fig. La figura 2 mostra uno scambiatore di calore combinato del tipo “a camicia d'acqua” (2), formato attorno alla camera di combustione più un registro a feritoie (3) in lamiera di acciaio. I prodotti della combustione escono attraverso il tubo da fumo (1). Il combustibile solido (5) brucia sul fondo della camera. Sotto si trova il regolatore dell'alimentazione dell'aria (8).

Riso. 2 Caldaia con registro a slot

Caldaia a combustione superiore

Il disegno della telecamera è mostrato in Fig. 3. Una caldaia a forma di cilindro è composta da tubi di diverso diametro. L'aria viene fornita attraverso un tubo mobile che si estende verso l'alto per liberare il focolare quando è necessario caricare il combustibile. Quando brucia, inizia a diminuire di volume e con esso anche la pipa cade dolcemente verso il basso sotto il peso del suo peso. L'alimentazione uniforme del carburante si ottiene utilizzando un disco saldato alla base del tubo.

Lo scambiatore di calore è concepito come una “camicia d'acqua” che avvolge la camera di combustione. L'aria viene riscaldata nella parte superiore della caldaia.

Riso. 3. Caldaia a combustione superiore

Caldaia a combustibile solido fai da te

Consideriamo l'esempio della caldaia a combustione superiore più popolare (Fig. 3). Se necessario le dimensioni possono essere modificate in proporzione a quelle indicate nel disegno. Una caratteristica distintiva del design è il tubo, che funge contemporaneamente da regolatore di alimentazione dell'aria e scambiatore di calore. I gas rilasciati durante il processo di combustione del combustibile salgono verso l'alto e si accendono nel focolare superiore.

Per la fabbricazione sono necessari i materiali descritti al punto 2: tubi, lamiera d'acciaio, angolari, isolanti, cartone di amianto, elettrodi.

La prima fase di una caldaia fatta in casa comprende i seguenti passaggi:

1. Da un tubo del diametro di 45 cm e della lunghezza di 150 cm viene saldato un corpo cilindrico.
2. Il fondo è coperto da un cerchio ritagliato dalla lamiera d'acciaio mediante saldatura.
3. Nel tubo di diametro inferiore (parte inferiore) è ricavato un foro rettangolare per lo sportello del cassetto cenere. Può anche essere realizzato in lamiera d'acciaio o acquistato già pronto su misura.
4. Il focolare si trova nella parte superiore, sotto la porta è ritagliato anche un rettangolo. La porta deve essere isolata con cartone di amianto e cordone di amianto attorno al perimetro. Tutte le porte devono essere chiuse con chiavistelli.
5. Da un tubo profilato viene saldato un tubo uscita fumi che verrà inserito nel camino.

Importante! A causa delle variazioni di temperatura, sulla superficie del tubo si formerà umidità (condensa) che causerà corrosione, pertanto i cordoni di saldatura devono essere di alta qualità.

6. Le gambe con un angolo uguale sono saldate al corpo della caldaia.
7. Ritagliare il coperchio superiore del diametro di 46 cm, che andrà ad adattarsi sopra al corpo cilindrico.

Scambiatore di calore fai-da-te per una caldaia a combustibile solido

La seconda fase è la produzione dello scambiatore di calore:

1. Da una lamiera viene saldato un tubo dello scambiatore di calore con un diametro di 40 cm e una lunghezza di 130 cm.
2. Inserirlo in un corpo cilindrico, fissare uno spazio di 5 cm tra i tubi, grazie al quale si formerà una “camicia d'acqua”.
3. La differenza nella lunghezza dei tubi dello scambiatore di calore e di quello esterno deve essere di almeno 20 cm. Il tubo nel tubo viene fissato mediante saldatura mediante anelli metallici preparati.
4. Gli ugelli sono installati nelle zone superiore e inferiore della camicia d'acqua: uno per l'alimentazione, l'altro per l'uscita del liquido refrigerante.Per realizzarli viene utilizzato un tubo del diametro di 5 cm; all'esterno viene avvitata una filettatura attraverso la quale verranno collegati ai tubi dell'impianto di riscaldamento.
5. Il tubo di distribuzione attraverso il quale verrà fornita l'aria è saldato in metallo di spessore maggiore rispetto al corpo e allo scambiatore di calore (almeno 5 mm con un diametro di 6 cm). La lunghezza del tubo è inferiore di 10 cm rispetto alla lunghezza del tubo dello scambiatore di calore (120 cm).

Importante! Il tubo di distribuzione si trova in una zona ad alta temperatura e nel tempo si deforma e brucia, quindi per la sua fabbricazione viene utilizzato metallo con uno spessore di 5 mm o più.

6. Il tubo viene inserito in un disco preparato con un foro finito. Al tubo è saldato un disco metallico in acciaio del diametro di 38 cm.
7. Almeno 4 angoli sono saldati alla base del disco, fungendo da girante.
8. Sulla parte superiore del tubo è installata una valvola per l'alimentazione dell'aria porzionata ed è saldato un anello sul quale è fissata una catena per sollevare il tubo.

Attenzione! Per migliorare il trasferimento di calore, nella parte superiore del tubo è installato un ventilatore ad aria forzata.

Come assemblare correttamente una caldaia

Dopo aver completato le due fasi principali, si inizia quella finale.

La terza fase è l'assemblaggio della caldaia:

1. Scegliere il luogo in cui installare la caldaia, controllarne il livello per accertarsi che non vi siano dislivelli che possano compromettere il funzionamento del generatore di calore.
2. Il coperchio con il tubo di distribuzione viene tirato sul corpo, previa posa di un cordone di amianto. La copertura può anche essere saldata alla carrozzeria.
3. Il tubo da fumo viene inserito nel camino.
4. Attraverso tubi di scarico filettati la caldaia è collegata all'impianto di riscaldamento dell'abitazione.
5. L'impianto viene riempito d'acqua e viene controllato il funzionamento della caldaia quando non è a pieno carico.
6. Se il test è andato bene, la caldaia viene caricata a piena capacità.