Caldeira de longa duração faça você mesmo

As caldeiras de longa duração tornaram-se muito procuradas com o crescimento da construção de habitações privadas. A aquisição de um dispositivo de aquecimento industrial custa uma quantia significativa. Caldeiras "faça você mesmo" podem reduzir custos. Um desenho competente, a capacidade de entendê-lo corretamente e o cumprimento cuidadoso das instruções ajudarão qualquer usuário potencial a realizar essa tarefa.

Como fazer uma caldeira de longa duração

Este grupo inclui geradores de calor com fornalha, cujas dimensões são aumentadas em comparação com os modelos convencionais. Uma maior quantidade de combustível sólido garante um maior tempo de combustão e um maior volume de calor gerado. Os fabricantes oferecem caldeiras prontas com os seguintes indicadores para a duração da combustão do combustível até o próximo abastecimento de combustível:

• lenha e resíduos da indústria madeireira – até 12 horas;
• carvão - até 24 horas.

Outros combustíveis alternativos são utilizados para aquecimento:

• turfa briquetada;
• resíduos de madeira prensada ensacada – serragem, aparas, cascas;
• carvão de bétula;
• resíduos de aterros embalados.

Referência! O combustível mais barato é considerado a serragem comum, desde que seu teor de umidade não ultrapasse 20%.

Você mesmo pode fazer uma caldeira com os mesmos parâmetros operacionais. Ao iniciar o trabalho, é necessário decidir sobre as características da futura unidade. Os seguintes são considerados parâmetros significativos para caldeiras:

• poder;
• duração da queima;
• coeficiente de desempenho (eficiência);
• pressão operacional máxima permitida;
• pressão nominal no sistema;
• volume total e útil da fornalha;
• profundidade da fornalha;
• comprimento máximo do log;
• volume do tanque;
• peso da caldeira.

Estes parâmetros serão individuais para cada tipo de caldeira.

Referência! A área de aquecimento depende da potência da caldeira. Uma caldeira com potência insuficiente não conseguirá aquecer completamente todo o edifício.

O funcionamento deste tipo de gerador de calor baseia-se na propriedade física do calor gerado durante a combustão do combustível ser transferido para um trocador de calor. O método de transferência de calor depende do projeto do trocador de calor.

A duração da combustão é afetada por:

• volume do tanque de combustível;
• o grau de isolamento da tiragem da chaminé do ar que entra nela (o combustível sólido na fornalha deve arder lentamente e não queimar).

A fabricação de uma caldeira começa com a escolha do seu desenho e do problema que deve resolver:

• Para espaços pequenos (garagem, casa de campo, anexo), é adequada uma caldeira simples sem camisa de água, que funciona segundo o princípio de um forno normal, quando o calor é transferido através das paredes da estrutura por convecção de ar térmico.
• Para aquecer uma casa, é necessário um projeto mais complexo e confiável. Neste caso, deve-se levar em consideração que o gerador de calor funcionará continuamente durante um longo período de tempo.

Dependendo da localização da fornalha, as caldeiras são:

• com combustão superior;
• com menor combustão (menos produtiva em termos de volume de carga e tempo de queima até o próximo enchimento).

De acordo com o formato do corpo:

• cilindro;
• retângulo.

Materiais e ferramentas necessários

A primeira etapa do trabalho é a preparação materiais e componentes. Para trabalhar você precisará de:

• aço de baixo carbono com 3-4 mm de espessura;

Importante! Os tipos de aço St 35 e superiores não são adequados para soldagem convencional devido ao seu alto teor de carbono.

• tubo DN50, 150 – para modelos com trocador de calor tubular;
• tubo retangular 60x40 mm - para fazer canal de ar;
• canto de ângulo igual - para grelhas;
• tira de aço 20x3 mm;
• isolamento de basalto com 2 cm de espessura (densidade não inferior a 100 kg/m³);
• chapa metálica (pode ser revestida com polímeros) de 4 a 5 mm de espessura - para fabricação de portas;

Atenção! Você pode comprar portas de ferro fundido prontas, adequadas ao tamanho da fornalha.

• papelão de amianto - para isolamento térmico de portas;
• cordão de amianto;
• eletrodos;
• painel de controle;
• fã;
• sensor de temperatura;
• maçanetas.

Referência! O painel de controle, sensor e ventilador serão utilizados para controlar automaticamente o funcionamento da caldeira.

Ferramentas básicas que você precisará para trabalhar:

• Búlgaro;
• rebolos;
• máquina de solda;

Atenção! É melhor cortar a chapa de metal em peças brutas usando corte de guilhotina na oficina de produção. O corte manual é demorado e requer lixamento adicional das bordas cortadas.

• furar;
• roleta;
• marcador;
• pinças;
• compressor (para teste de caldeira).

Caldeira simples de longa queima: desenho

Na Fig. A Figura 1 mostra o desenho de uma caldeira simples com fornalha inferior.Chapas de aço de baixo carbono são utilizadas para fabricar o corpo retangular e o trocador de calor. O trocador de calor é projetado como uma “camisa de água”. O coeficiente de transferência de calor (eficiência) é aumentado devido ao desenho das saliências no interior da caldeira, que refletem a chama e o gás de aquecimento.

Arroz. 1 Caldeira com “camisa de água”

Na Fig. A Figura 2 apresenta um trocador de calor combinado do tipo “camisa d’água” (2), formado em torno da câmara de combustão mais um registro ranhurado (3) em chapa de aço. Os produtos da combustão saem pelo tubo de fumo (1). O combustível sólido (5) queima no fundo da câmara. Abaixo dele está o regulador de suprimento de ar (8).

Arroz. 2 Caldeira com registro de slot

Caldeira de combustão superior

O desenho da câmera é mostrado na Fig. Uma caldeira cilíndrica é feita de tubos de diferentes diâmetros. O ar é fornecido através de um tubo móvel que se estende para cima para liberar a fornalha quando o combustível precisa ser carregado. Quando queimado, começa a diminuir de volume e com isso o tubo também cai suavemente para baixo sob o peso de seu peso. O fornecimento uniforme de combustível é obtido por meio de um disco soldado à base do tubo.

O trocador de calor é projetado como uma “camisa de água” que envolve a câmara de combustão. O ar é aquecido na parte superior da caldeira.

Arroz. 3. Caldeira de combustão superior

Caldeira de combustível sólido faça você mesmo

Vejamos o exemplo da caldeira de combustão superior mais popular (Fig. 3). Se necessário, as dimensões podem ser alteradas proporcionalmente às indicadas no desenho. Uma característica distintiva do design é o tubo, que funciona ao mesmo tempo como regulador de fornecimento de ar e trocador de calor. Os gases liberados durante o processo de combustão lenta do combustível sobem e acendem na fornalha superior.

Para a fabricação são necessários os materiais descritos na seção 2: tubos, chapa de aço, cantoneiras, isolamento, papelão de amianto, eletrodos.

A primeira etapa de uma caldeira caseira inclui as seguintes etapas:

1. Um corpo cilíndrico é soldado a partir de um tubo com diâmetro de 45 cm e comprimento de 150 cm.
2. O fundo é coberto por um círculo recortado em chapa de aço por soldagem.
3. No tubo de diâmetro inferior (parte inferior) é feito um furo retangular para a porta do cinzeiro. Também pode ser feito em chapa de aço ou adquirido pronto sob medida.
4. A fornalha está localizada na parte superior, também é recortado um retângulo sob sua porta. A porta deve ser isolada com papelão de amianto e cordão de amianto em todo o perímetro. Todas as portas devem ser fechadas com travas.
5. A partir de um tubo perfilado é soldado um tubo de saída de fumos, que será inserido na chaminé.

Importante! Devido às mudanças de temperatura, a umidade (condensação) se formará na superfície do tubo, levando à corrosão, portanto, as costuras de soldagem devem ser de alta qualidade.

6. As pernas de um ângulo igual são soldadas ao corpo da caldeira.
7. Recorte a tampa superior com 46 cm de diâmetro, que caberá no topo do corpo cilíndrico.

Trocador de calor DIY para uma caldeira de combustível sólido

A segunda etapa é a produção do trocador de calor:

1. Um tubo trocador de calor com diâmetro de 40 cm e comprimento de 130 cm é soldado a partir de uma chapa metálica.
2. Insira-o em um corpo cilíndrico, fixe um vão de 5 cm entre os tubos, formando uma “camisa d'água”.
3. A diferença no comprimento dos tubos do trocador de calor e do externo deve ser de no mínimo 20 cm. O tubo no tubo é fixado por soldagem com anéis de metal preparados.
4. Os bicos são instalados nas zonas superior e inferior da camisa de água: um para alimentação e outro para saída do refrigerante.Para a sua confecção utiliza-se um tubo com 5 cm de diâmetro, aparafusa-se no exterior uma rosca através da qual serão ligados aos tubos do sistema de aquecimento.
5. O tubo de distribuição por onde será fornecido o ar é soldado em metal de maior espessura do que o do corpo e do trocador de calor (pelo menos 5 mm com diâmetro de 6 cm). O comprimento do tubo é 10 cm menor que o comprimento do tubo do trocador de calor (120 cm).

Importante! O tubo de distribuição está localizado em uma zona de alta temperatura e com o tempo deforma e queima, portanto, para sua fabricação é utilizado metal com espessura de 5 mm ou mais.

6. O tubo é inserido em um disco preparado com um furo acabado. Um disco metálico de aço com diâmetro de 38 cm é soldado ao tubo.
7. Pelo menos 4 cantos são soldados à base do disco, atuando como impulsor.
8. Uma válvula é instalada no topo do tubo para fornecimento de ar porcionado e um laço é soldado no qual uma corrente é fixada para levantar o tubo.

Atenção! Para melhorar a transferência de calor, um ventilador de ar forçado é instalado na parte superior do tubo.

Como montar uma caldeira corretamente

Após completar as duas etapas principais, iniciam a final.

A terceira etapa é a montagem da caldeira:

1. Selecione o local de instalação da caldeira, verifique o nível para garantir que não existem diferenças que possam prejudicar o funcionamento do gerador de calor.
2. A tampa com o tubo de distribuição é puxada para o corpo, previamente colocado um cordão de amianto. A tampa também pode ser soldada ao corpo.
3. O tubo de fumo é inserido na chaminé.
4. Através de tubos de saída roscados, a caldeira é ligada ao sistema de aquecimento da casa.
5. O sistema é abastecido com água e o funcionamento da caldeira é verificado quando esta não está totalmente carregada.
6. Se o teste correr bem, a caldeira está carregada na capacidade máxima.