Panoramica delle caldaie a gas a legna e delle loro caratteristiche

Le caldaie a gas sono un tipo di combustibile solido, solitamente dispositivi per l'acqua calda. L'essenza del suo lavoro è che il carburante e le sostanze volatili in esso contenute bruciano separatamente. In altre parole, si verifica la pirolisi del combustibile solido, quindi le caldaie sono anche chiamate caldaie a pirolisi. Questa apparecchiatura di riscaldamento è particolarmente efficace quando si lavora su legno, bricchetti di legno, trapano e alcune frazioni di carbone.

Usa caldaie a gas per riscaldare la tua casa
Leggi di più: caldaia a pirolisi a combustione lunga.

Come e con cosa riscaldare la caldaia

Da qualsiasi combustibile solido, il monossido di carbonio viene rilasciato in una certa quantità durante la combustione. Soprattutto se ne ottiene molto quando la legna brucia.
Ecco perché è più saggio mettere la legna in una caldaia a gas, progettata per creare una temperatura confortevole in casa, e non qualsiasi altro combustibile.

Affinché i locali siano ben riscaldati, la caldaia a gas deve essere utilizzata correttamente:

• aprire la serranda dell'aria e accendere un fuoco con una scheggia;
• impostare la normale modalità di combustione lunga, in cui il fuoco nella caldaia verrà mantenuto fino a quando la temperatura nel forno non sale al livello desiderato;
• commutare la serranda in una modalità che fornisce aria in quantità limitata.

Nelle moderne caldaie a gas a legna, non è necessario eseguire tutte le azioni di cui sopra, poiché il loro lavoro è completamente automatizzato.

L'accensione del combustibile avviene mediante accensione elettrica, un'unità automatica controlla l'adduzione di ossigeno alla camera di combustione e l'eliminazione dei gas derivanti dalla combustione della legna.

Le caldaie a gas a legna devono essere caricate con un certo tipo di combustibile. I più adatti per questo sono il faggio, la quercia e l'acacia.

Foto e schemi:

Il carbone dovrebbe essere abbandonato del tutto, poiché influisce negativamente sulle prestazioni delle apparecchiature di riscaldamento.

È più saggio utilizzare solo combustibile di alta qualità per riscaldare una casa, poiché durante la sua lunga combustione viene prodotto più calore.

Per quanto riguarda il contenuto di umidità della legna da ardere, l'attrezzatura per la generazione di gas non funzionerà con combustibile grezzo franco.

Cioè, la legna brucerà come in una stufa convenzionale e la caldaia non funzionerà in modalità di generazione di gas.

Il design della caldaia stessa influenza la legna da ardere con la quale il contenuto di umidità può essere immesso nell'apparecchiatura di generazione del gas.

Se ha un caricamento laterale, è consentito caricare solo legna da ardere con un contenuto di umidità non superiore al 20%. Tale attrezzatura è molto esigente per la qualità del legno.

Le caldaie a gas alimentate a legna con caricamento dall'alto bruciano il combustibile gradualmente. Per fare ciò, viene posizionato in un focolare verticale.

Quando lo strato inferiore di legna da ardere brucia, scenderà, asciugandosi con aria calda. Le caldaie, in cui il combustibile viene caricato dall'alto, vengono trasferite alla modalità di generazione del gas, anche se il contenuto di umidità del legno è di circa 45 gradi.

Principio di funzionamento

Lo schema di una caldaia a gas a legna ha una camera di gassificazione preliminare nella sua struttura. Inoltre, al suo interno è installata una camera di combustione, necessaria per trasformare la legna da ardere in calore. Il principio di funzionamento di questa camera è finalizzato a spostare i gas generati attraverso gli ugelli. Una caldaia artigianale ha un tempo di funzionamento di almeno 25 ore.

Il generatore di gas è costituito da due camere, la prima brucia carburante. A causa della piccola quantità di ossigeno, le sostanze si dividono in una parte volatile, formando gas di legno. Quindi il legno viene lasciato bruciare nella seconda camera.In altre parole, il principio di funzionamento del design del dispositivo consente di ottenere la massima potenza termica.

Il principio di funzionamento di una caldaia a gas si basa sul tiraggio forzato. Soprattutto per questo, nelle caldaie è installato un aspiratore di fumo o un ventilatore. Dopo che il combustibile raggiunge la sua massima temperatura di combustione, il legno si trasforma in una parte solida e volatile. Le caldaie eseguono il processo di combustione non solo alle massime temperature, ma anche se non c'è abbastanza aria al suo interno.

Il principio di funzionamento del dispositivo è tale che non appena i gas risultanti si muovono attraverso l'ugello, vengono miscelati con l'ossigeno secondario e la temperatura di combustione raggiunge i 1200 gradi. Immediatamente dopo che i gas rilasciano calore attraverso lo scambiatore di calore, vengono rimossi dalla camera verso l'esterno, spostandosi attraverso il camino.

Collegamento e avviamento di un generatore di gas a legna

Quando si installa un generatore di gas su un'auto, sarà più difficile avviare l'auto: è meglio farlo a benzina

È necessario tenere conto delle peculiarità dell'utilizzo di un generatore di gas a legna quando lo si collega a un'auto. Gli esperti non consigliano di abbandonare completamente la benzina, perché avviare il motore con il legno è problematico. Si consiglia di avviare il motore fornendo benzina e solo successivamente passare al gas. Il passaggio a diversi tipi di carburante può essere organizzato utilizzando un miscelatore realizzato secondo lo schema di I.S. Mezin.

Ci sono anche altre restrizioni:

• La dimensione della legna da ardere non supera i 6 cm.
• Solo il legno essiccato viene utilizzato come combustibile, poiché viene speso calore aggiuntivo per l'evaporazione dell'acqua e in questo caso si formano meno gas di pirolisi.
• Un motore generatore di gas a legna perde il 50% della sua potenza rispetto a un motore a benzina.
• L'accensione viene effettuata con il ventilatore acceso, 20 minuti prima della partenza.

Funzionando con carburante fatto in casa, il motore si consuma più velocemente.

Principio di funzionamento

La caldaia del generatore di gas utilizza il principio della "pirolisi" nel suo lavoro. Questa apparecchiatura ha due camere di combustione e il carburante immesso attraversa diverse fasi di combustione:

• Viene essiccato in una camera speciale.
• Nella prima camera di combustione, il carburante brucia lentamente a una temperatura di 200-850 gradi Celsius senza ossigeno - pirolisi. Durante il processo di pirolisi, una grande quantità di gas "legno" viene rilasciata dal combustibile, che quindi entra nella seconda camera, dove viene bruciata con successo utilizzando un bruciatore e una grande quantità di aria soffiata.
• In questo caso, il circuito di riscaldamento del liquido di raffreddamento e dell'acqua (nelle caldaie a doppio circuito) è progettato e montato in modo tale da prelevare energia termica da entrambe le camere di combustione.

La caldaia del generatore di gas può funzionare non solo sugli alberi, ma anche su qualsiasi rifiuto di legno, nonché su bricchetti ed eco-granuli - pellet.

Le caldaie a combustibile solido che generano gas di pirolisi presentano i seguenti vantaggi rispetto ad altri tipi di apparecchiature a combustibile solido:

• Alta efficienza e quasi totale assenza di rifiuti solidi di combustione.
• Disponibilità e rifornimento di carburante.
• Un periodo di funzionamento relativamente lungo e la possibilità di immagazzinare una grande quantità di carburante: le camere di combustione delle caldaie a pirolisi hanno una grande capacità.

Tipi di caldaie secondo il principio di funzionamento

A seconda del metodo di combustione del carburante, si distinguono quattro tipi di caldaie:

Caldaia classica a fuoco diretto

(o voglie naturali). Questo è il design tradizionale e più comune. Principali vantaggi: dispositivo semplice, prezzo contenuto, capacità di operare con qualsiasi tipo di carburante, indipendenza energetica. Quest'ultimo fattore è molto importante per le aree rurali con reti elettriche di scarsa qualità: di norma, la caldaia non ha bisogno di elettricità per funzionare e la termoregolazione viene eseguita utilizzando una serranda e un azionamento meccanico. C'è solo un inconveniente fondamentale: la combustione incompleta del carburante.E il resto ne consegue: bassa efficienza rispetto ad altri tipi, una grande percentuale di residui solidi dei prodotti della combustione, manutenzione e cura ad alta intensità di manodopera. Basato su questo. questo tipo è difficile da classificare come "le migliori caldaie a combustibile solido per il riscaldamento domestico".

Schema di combustione diretta con alimentazione d'aria dal basso e tiraggio meccanico "a catena" per comando serranda

Caldaia classica con tiraggio aggiuntivo.

Sono disponibili due opzioni per il dispositivo. Nel primo caso l'aria viene "soffiata" nel forno, il che garantisce una combustione più completa del combustibile. Nella seconda la caldaia è dotata di un aspiratore fumi (un aspiratore posto davanti al camino), che crea una depressione nella camera di combustione e aumenta il tiraggio naturale. I vantaggi sono gli stessi di una caldaia a combustione diretta, fatta eccezione per l'indipendenza energetica. Ma la "dipendenza" dall'elettricità è compensata dalla maggiore efficienza e da indici di potenza più elevati a parità di dimensioni del forno e del tipo di combustibile.

Caldaia con tiraggio aggiuntivo

Caldaia a pirolisi (o generatore di gas).

In una certa misura, questa è la fase successiva nello sviluppo di una caldaia con tiraggio aggiuntivo, ma il principio stesso della combustione del carburante sta cambiando. La caldaia è funzionalmente suddivisa in due camere. Nella prima, con una mancanza d'aria artificiale, il legno brucia, generando non solo calore, ma anche gas di pirolisi che entrano nella seconda camera, dove si bruciano completamente in condizioni di ulteriore alimentazione d'aria. In termini di efficienza, queste caldaie sono le più efficienti, ma anche "capricciose". Lo svantaggio principale sono i severi requisiti per una qualità stabile del carburante. Se si tratta di legna da ardere (e la maggior parte dei modelli di caldaie a pirolisi è "sintonizzata" su di essa), il requisito standard è che il contenuto di umidità del legno non sia superiore al 20%. In caso contrario, la generazione di gas di pirolisi diminuisce, trasformando la caldaia in uno scarico convenzionale con alimentazione di aria forzata, che, dato l'alto costo delle apparecchiature, non è redditizio. Oltre all'efficienza, il vantaggio è il tempo di masterizzazione di un segnalibro - fino a 12 ore.

Un esempio di implementazione pratica di una caldaia a gas

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Caldaie a combustione lunga.

Sono apparsi abbastanza di recente (si potrebbe dire all'inizio di questo secolo), ma hanno già conquistato una buona parte del mercato. Il processo di combustione dell'inserto combustibile avviene dall'alto grazie al particolare design della caldaia. Dopo la combustione dello strato superiore, il processo si abbassa e la regolazione della potenza e il mantenimento della modalità desiderata vengono eseguiti dall'automazione che controlla la turbina per fornire aria alla zona di combustione. Il carburante brucia quasi completamente, con una quantità minima di residui solidi. In termini di efficienza, la caldaia non è quasi inferiore a un generatore di gas, ma non è così impegnativa per il carburante e il tempo di combustione di un segnalibro può raggiungere 24 ore e più. Tali apparecchiature sono in cima alla valutazione delle caldaie a combustibile solido a combustione lunga. Ma un tale piacere non è economico.

Il tempo di combustione di una scheda dipende dal tipo di carburante

Separatamente, va detto delle caldaie con alimentazione automatica del carburante alla camera di combustione. Secondo il principio di funzionamento si tratta di caldaie tradizionali a tiraggio naturale o forzato, ma grazie ad un bunker separato per il combustibile, il tempo di funzionamento ad un "riempimento" può variare da diversi giorni a diverse settimane (a seconda del volume del bunker e l'area della stanza riscaldata).

Attenzione.

A volte i venditori li descrivono come caldaie a combustione lunga, ma questo non è del tutto vero. Sebbene i bruciatori a vasca e a stufa forniscano una combustione superiore, il principio dell'alimentazione d'aria avviene nel modo tradizionale: soffiando dal basso.

Le caldaie a pellet con bruciatore a bacinella infatti supportano anche una combustione "dall'alto" di combustibile ad alta efficienza di scambio termico

Le caldaie con tramoggia funzionano sia a pellet che a carbone, frantumato in una certa frazione (solitamente non più grande di 25 mm). Esistono modelli con rimozione automatica della cenere, che, in combinazione con l'automazione per il mantenimento della modalità di funzionamento, rende lo schema di riscaldamento di una casa privata con una caldaia a combustibile solido comodo da usare come una a gas.

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Principio di funzionamento

E ora diamo un'occhiata più da vicino a come funziona una caldaia a gas.

Innanzitutto, il carburante viene immesso nella camera di combustione e acceso. Il carburante si accende, dopodiché la quantità di ossigeno fornito viene ridotta in modo che il carburante non bruci, ma bruci.

Il gas di pirolisi viene rilasciato dal carburante e sale verso l'alto. Lì il gas viene raccolto e l'ossigeno gli viene fornito, riscaldato a una certa temperatura. Con il gas di pirolisi si verifica una reazione di ossidazione termochimica. Il gas pressurizzato viene immesso in un tubo con fori calibrati e si accende quando interagisce con l'ossigeno.

Allo stesso tempo, fino al 90% delle piccole particelle contenute nel gas brucia, il che significa che gli ossidi nocivi (anidride carbonica) inquinano leggermente l'ambiente. All'uscita, la temperatura del gas non supera i 140-160 gradi Celsius. Ciò significa che la maggior parte del calore va al riscaldamento dei locali e non esce attraverso il tubo in strada.

In media, un forno in un gassificatore a combustibile solido è sufficiente per 12-13 ore e le stufe convenzionali a combustione diretta supportano il processo di combustione per non più di 4-6 ore. In fondo c'è un pozzetto in cui vengono raccolti tutti i resti del combustibile bruciato. Se necessario, sarà molto facile buttare via gli avanzi. Di seguito puoi guardare un ottimo video che mostra l'intero ciclo di lavoro.

Riassumendo

Pertanto, le caldaie per la generazione di gas a combustibile solido sono molto convenienti e molto probabilmente questa direzione si svilupperà ei vecchi progetti diventeranno un ricordo del passato. Il vantaggio principale è la capacità di regolare il calore in casa e non aggiungere legna da ardere alla stufa a occhio. Quindi la casa non sarà mai soffocante o fredda, il che è particolarmente utile per le persone sensibili e i bambini piccoli. Nuovi sistemi sostituiranno quelli vecchi, poiché il loro utilizzo è più economico, rispettoso dell'ambiente, l'efficienza aumenta e la potenza è maggiore.

Produttori di apparecchiature

La scelta di dispositivi tecnici complessi è associata a determinate difficoltà. Pertanto, è meglio fidarsi della documentazione tecnica, senza dimenticare la reputazione del produttore. Sulla base di questi parametri, i più competitivi nel mercato interno sono le caldaie a pirolisi a gas dei seguenti marchi:

• 
  Buderus

• Junkers (Germania)
• De Dietrich (Francia)
• Lamborghini (Italia)

La loro scelta non è stata casuale, fatta eccezione per l'ottima qualità dei prodotti, tutta la documentazione è stata redatta tenendo conto della potenza nominale dell'attrezzatura.

Pertanto, il suo studio consentirà al consumatore di ricevere informazioni veritiere sulla durata del lavoro su una scheda e su molte altre caratteristiche del funzionamento della caldaia.

Per guidarti un po 'nelle capacità di questa attrezzatura, esamineremo brevemente diversi modelli. Si consideri ad esempio l'apparato di pirolisi che genera gas funzionante a combustibile solido:

• Logano (Buderus)
• CF 120 CSE (De Dietrich)

Le caldaie tedesche sono presentate in una gamma di modelli con potenza fino a 45 kW per i campioni di acciaio e 36 kW per la ghisa. La loro efficienza raggiunge l'85%.

In questo caso, la durata del lavoro su una scheda è di 2 ore. Sono dotati di un sistema di automazione, che include un indicatore della temperatura dell'acqua, un limitatore di sicurezza.

Le caratteristiche distintive includono la lunghezza della legna da ardere fino a 680 mm e la presenza di scambiatori di calore di raffreddamento incorporati.

I dispositivi francesi hanno una potenza leggermente inferiore, è limitata a 30 kW. In termini di efficienza, sono anche inferiori ai modelli tedeschi, avendola dal 50%.Ma la lunghezza del tronco è stata leggermente superata, con loro può raggiungere gli 800 mm.

Come puoi vedere dalle caratteristiche elencate, ognuna di esse ha i suoi vantaggi e la scelta dipende solo dalle tue esigenze.

Come scegliere le caldaie a gas a combustione lunga

Per prima cosa devi decidere quale tipo di combustibile hai a tua disposizione in misura maggiore: legno o carbone. Se il carbone è un'opzione più accettabile, dovresti optare per caldaie con combustione superiore e se il riscaldamento è previsto con legna da ardere, è più redditizio acquistare una caldaia con combustione inferiore, poiché la sua efficienza è superiore a quella della precedente.

Le caldaie a combustione inferiore sono le più ecologiche ed economiche. Ciò è dovuto alla presenza di due o tre camere di combustione al loro interno, che forniscono un'ulteriore combustione delle particelle di carburante.

Una caldaia in ghisa è più durevole, poiché la condensa della combustione del carbone provoca la corrosione dell'acciaio. Inoltre, gli scambiatori di calore in acciaio si bruciano più velocemente. Le caldaie in ghisa sono costituite da sezioni, che, in caso di eventuale depressurizzazione, consentono di sostituire semplicemente la parte danneggiata (mentre le caldaie in acciaio richiedono la sostituzione completa); inoltre, questo fatto garantisce facilità di trasporto in forma smontata (si ricorda comunque che le parti in ghisa sono fragili e sensibili agli urti).

Se è necessaria una caldaia che fornisca riscaldamento e fornitura di acqua calda alla casa, è adatta una caldaia a combustibile solido a doppio circuito. Il principio del suo funzionamento è il seguente: il primo circuito (per il riscaldamento della stanza) si accende quando viene attivato il sensore di calore; il secondo (per l'erogazione di acqua calda) si attiva quando la pressione scende.

Se la casa ha una caldaia funzionante, può essere collegata a una caldaia per il riscaldamento. Da un lato, questo darà un grande risparmio sulla fonte di calore, dall'altro garantirà un approvvigionamento idrico stabile.

Per determinare la potenza della caldaia necessaria, procedere dal calcolo di 1 kW per ogni 10 mq. m (con pareti alte fino a 3 m). Va ricordato che la potenza della caldaia stessa varia a seconda del potere calorifico del combustibile e del suo contenuto di umidità.

Autoassemblaggio

Per installare in modo indipendente una caldaia a combustibile solido, è necessario tenere conto di diverse regole.

1. È meglio posizionare una tale caldaia in una stanza separata. Questa può essere una stanza all'interno della casa o nel seminterrato. Per questo, è adatta un'ex camera da letto per bambini o qualsiasi altra piccola stanza (l'area richiesta è di 8-10 metri quadrati), se durante la costruzione non viene assegnata una stanza speciale per i dispositivi di riscaldamento. Nel caso più estremo, puoi semplicemente dividere a metà una grande stanza (è consigliabile realizzare il mattone divisorio e non usare il muro a secco), facendo una o due uscite: all'interno della stanza, sulla strada o entrambe contemporaneamente.
2. Il pavimento del locale in cui è prevista l'installazione deve essere realizzato con materiali resistenti al fuoco. E la caldaia stessa dovrebbe essere installata direttamente su un massetto di cemento (circa 10 cm di spessore).
3. È necessario dotare la stanza di ventilazione forzata, alimentazione elettrica e fornitura di acqua, se non disponibili.
4. Se la caldaia non è installata in un locale caldaia appositamente progettato, è necessario acquistare e installare in anticipo un camino.

Per iniziare con l'installazione, è necessario preparare gli strumenti e le attrezzature di cui avrete bisogno per questo: elettrodi, saldatura, livello, chiavi, cacciaviti, metro, sega per metallo, viti, - così come i materiali: nastro idraulico, lamiera e sigillante.

• Disimballare e preparare per il montaggio le parti fornite con la caldaia.
• Posizionare una lastra di metallo sul pavimento ad una distanza di almeno 0,5 m dalle pareti laterali e 1 metro dalla parte anteriore e fissarla saldamente.
• Posizionare la caldaia in modo uniforme su una lamiera, verificando che sia a livello.

Dopo i lavori preparatori, la caldaia stessa viene assemblata direttamente:

• Avvolgere il regolatore di combustione con un giro di nastro idraulico, fissarlo con una vite, impostare la temperatura a 30 gradi.
• Installa il termostato e dieci o le rispettive spine.
• Assemblare le valvole dell'aria e di sicurezza, il manometro in un gruppo di sicurezza.
• Installa il rubinetto e collegalo ai tubi.
• Collegare un gruppo di sicurezza davanti al dispositivo di chiusura.
• Collegare la caldaia al camino utilizzando un sigillante.
• Spingere verso l'interno l'aletta di tiraggio e il tappo di pulizia.
• Collegare l'acqua e controllare la tenuta del sistema.
• Accendere la caldaia chiudendo la serranda.
• Resta solo da controllare la qualità dell'installazione e del funzionamento della caldaia e di eseguire il riscaldamento pilota.

Al fine di determinare il costo approssimativo dei materiali e delle attrezzature necessarie per l'installazione, di seguito è riportato il loro prezzo approssimativo.

1. Sigillante resistente al calore 100-200 rubli.
2. Lamiera (3 x 1.250 x 250) circa 3.000 rubli.
3. Nastro idraulico di circa 500 rubli.
4. Caldaie a combustione lunga 60.000-120.000 rubli.
5. Acciaio di transizione 57-32 30 rubli.
6. Curva in acciaio Du-5016 da 100 rubli.
7. Valvola a sfera Du-15 da 100 a 1.000 rubli.
8. Valvola a sfera con tergipavimento Du-50 circa 2.000 rubli.
9. Camino per una caldaia a combustibile solido 20.000-50.000 rubli.

La scelta delle caldaie per il riscaldamento dovrebbe essere basata sulla disponibilità di un particolare tipo di combustibile nella regione o sulla sua disponibilità in casa. Il riscaldamento con caldaie a combustibile solido che utilizzano legna da ardere è secondo solo ai dispositivi alimentati a gas in termini di costi, elettricità e gasolio sono più costosi e le unità dipendenti dal carbone completano i primi cinque. Ultimo ma non meno importante, ciò è dovuto al fatto che le caldaie a combustibile solido hanno tassi di efficienza non sufficientemente elevati (rispetto a quelle elettriche, ad esempio). Tuttavia, i sistemi di combustione a due livelli possono ridurre il consumo di carburante fino al 9%.

I dispositivi di riscaldamento più ecologici tra quelli a combustibile solido sono le caldaie a gas di pirolisi, poiché il combustibile che utilizzano si brucia quasi completamente, il che riduce il livello di inquinamento atmosferico.

Il video mostra come funzionano le caldaie a gas: