Une chaudière au bois à combustible solide avec un circuit d'eau est installée dans une maison à résidence permanente de personnes. La période entre les inserts de carburant d'une unité classique ne dépasse pas 4 ÷ 8 heures. Une chaudière en état de marche n'est pas laissée sans surveillance. Les chaudières à combustion longue modernisées à faire soi-même sur bois vous permettent de modifier le temps de chauffage, le chargement de 24 heures est la période optimale de fonctionnement de l'unité sans charge de combustible intermédiaire.
Chaudière à combustible solide pour chauffer des locaux domestiques et industriels
Contenu
Chaudières à combustible solide pour chauffer une maison privée
Les modèles de base de chaudières à combustion longue avec un circuit d'eau sur bois pour la maison se distinguent par le matériau de fabrication, la conception du four, de l'échangeur de chaleur, de la cheminée et de la méthode de chargement et de combustion du combustible.
Une chaudière à bois longue durée avec circuit d'eau est équipée d'un registre tubulaire (vertical) ou d'un échangeur de chaleur à double enveloppe. La conception du boîtier exclut pratiquement la possibilité de faire bouillir l'eau dans les systèmes à circulation naturelle.
La chaudière à combustible solide est basée sur le principe de la combustion à long terme et économique du combustible
Une chaudière à bois en acier à combustion longue pour chauffer une maison a une faible inertie thermique. Le circuit de chaudière en acier résistant à la chaleur résiste aux changements brusques de température et de pression dans le système. Le manque de matière est sa sensibilité à la corrosion, qui est renforcée par la contrainte thermique du métal. La période de révision de l'unité d'acier est de 15 ans.
Les murs d'un échangeur de chaleur en fonte d'une chaudière à bois pour chauffer une maison privée avec des batteries se réchauffent et se refroidissent longtemps. L'alliage fragile n'est pas conçu pour des changements critiques dans les performances du système.
Chaudière à combustible solide en mode semi-automatique
L'avantage de la fonte est dû à l'amorphe du matériau à la corrosion par l'oxygène. La durée de vie d'une chaudière avec un échangeur de chaleur en fonte, avec un fonctionnement correct de l'unité, atteint 25 ans.
Le principe de fonctionnement d'une unité de combustion à long terme est la combustion forcée, séquentielle et descendante du bois, dans laquelle du méthane, du monoxyde de carbone et de l'hydrogène sont libérés. Le manque d'oxygène ralentit la vitesse de propagation de la flamme. De l'énergie thermique supplémentaire est générée par la combustion des gaz de combustion. Le flux de gaz de combustion lave la surface de l'échangeur de chaleur à la sortie de la chaudière. La conception permet de charger du bois de chauffage une fois par jour.
Tableau 1.Le prix des chaudières à combustible solide pour une combustion longue:
| Marque de la chaudière (pays d'origine) | Prix, roubles |
| Zota Mix - 32 (Russie) | 38700 |
| Stropuva Mini S8 (Baltique) | 58240 |
| Chaudière à combustible solide de l'OPOR N 412 à combustion longue (République tchèque) | 51731 |
Remarque! Le prix moyen des chaudières pour une combustion prolongée au bois pour une maison est de 50000 roubles. La qualité des derniers développements nationaux des chaudières à combustible solide est un digne concurrent des homologues étrangers.
Chaudières à pyrolyse à combustion longue
Les unités de pyrolyse sont l'un des types de chaudières à combustion longue. La séparation par étapes du processus de combustion augmente l'efficacité et prolonge la durée de fonctionnement du gazéificateur. La chambre de combustion de la chaudière à pyrolyse est séparée par une buse spéciale. Dans le premier compartiment, sous l'influence des températures élevées, la pose de bois de chauffage dégage un gaz inflammable. Le second est utilisé pour la postcombustion des produits de décomposition du bois. Une quantité minimale de cendres se forme dans le bac à cendres et la cheminée n'est pas envahie par les dépôts de suie.
Les groupes électrogènes au gaz sont destinés aux systèmes de chauffage des bâtiments résidentiels, dont la superficie est supérieure à 100 m².
Tableau 2. Prix des chaudières à pyrolyse longue durée avec circuit d'eau:
| Marque | Prix, roubles |
| Chaudière de pyrolyse à combustible solide MS-16 (Russie) | 132000 |
| Chaudière à pyrolyse en acier Buderus Logano S171-22 W (République tchèque) | 202250 |
| Chaudière à pyrolyse à combustible solide Bourgeois - K STANDART-20 (Russie) | 49800 |
| Générateur de gaz chaudière KO12 (Russie) | 52494 |
Les chaudières à bois à pyrolyse fonctionnent jusqu'à deux jours avec une seule charge de combustible. Le coût du produit dépend de la marque du fabricant, de la puissance et du degré d'équipement de l'unité avec automatisation.
Chaudières à combustion longue à faire soi-même sur bois, chargement 24 heures
La puissance de la chaudière est choisie en fonction des caractéristiques structurelles de la maison (superficie, pertes de chaleur totales) et de la zone climatique du lieu de résidence. En règle générale, l'efficacité d'une chaudière artisanale pour une combustion longue au bois ne dépasse pas 80% (c'est-à-dire qu'un cinquième de la chaleur provenant de la combustion du combustible est perdue dans la chaudière).
Le manque de puissance thermique stimule le générateur à fonctionner en mode de combustion intensive. Des pics de charge constants entraînent une consommation excessive de bois de chauffage, une double perte de chaleur et une usure prématurée de la chaudière.
Dispositif de chaudière à combustible solide
Calcul de la taille du four pour une chaudière à combustion longue sur bois
Le type de bois, la forme et la longueur du bois déterminent la taille et la surface équivalente de la chambre de combustion. La densité spécifique et apparente de la charge, la chaleur dégagée par le bois de chauffage lors de la combustion sont des valeurs de référence. Le calcul du volume de chargement aidera à calculer la consommation de carburant pour la saison, à organiser les lieux de stockage de carburant.
Important! La qualité du bois affecte le processus de combustion. La teneur élevée en résine du bois de chauffage résineux et la teneur élevée en humidité du bois fraîchement coupé réduisent l'efficacité de la chaudière. Une combustion incomplète du bois brut entraîne des dépôts de suie et de goudron à la surface du circuit d'eau, les parois du four et de la cheminée. Le métal s'oxyde, transfère la chaleur plus mal, brûle rapidement.
Tableau 3. Chaleur volumétrique de combustion du bois de différentes essences:
| Type de bois (teneur en humidité ne dépassant pas 20%) | Pouvoir calorifique, kWh / kg | Densité spécifique du bois de chauffage, kg / m³ | Masse volumique apparente, kg / dm³ | Température de combustion, ° С |
| épicéa | 4,3 | 450 | 1,4 | 600 |
| Pin sylvestre | 4,3 | 520 | 1,6 | 660 |
| arbre de bouleau | 4,2 | 650 | 1,9 | 890 |
| chêne | 4,2 | 720 | 2,0 | 900 |
Prenons un exemple de calcul du volume de la chambre de chargement d'une chaudière à bois.
Donnée initiale:
- puissance de la chaudière 10 kW;
- le volume d'une charge doit assurer le fonctionnement de l'unité pendant la journée;
- combustible - bois de bouleau, longueur des bûches 0,60 ÷ 0,65 m;
- teneur en humidité du bois 20%.
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Lors de la combustion de 1 kg de bois de bouleau, 4,2 kW d'énergie thermique sont libérés. La puissance donnée (10 kW) assurera la combustion de 2,4 kg de bois par heure (10 / 4,2 = 2,381).
Un mètre cube de bois de bouleau pèse 650 kg. La consommation horaire de carburant sera de ≈ 0,004 m³ / h (2,4 / 650 = 0,0037).
Le poids du signet que la grille avec la buse doit supporter est de ≈ 60 kg (2,381x24 = 57,144).
Le bois de chauffage de bouleau ne tombe pas bien, donc le volume du signet augmentera 1,9 fois - jusqu'à 0,008 m³ / h (0,004x1,9 = 0,0076).
Par condition - chargement une fois toutes les 24 heures, respectivement, le volume de carburant est de 0,2 m³ (0,008x24 = 0,192).
Vous devez soigneusement considérer le choix du bois de chauffage pour une chaudière à combustible solide
Si nous prenons en compte la longueur des bûches de 0,6 à 0,65 m, la profondeur optimale de la chambre de combustion sera de 0,7 m.
Supposons que la hauteur du chargement de combustible soit de 0,6 m. La largeur du four est de 0,5 m (0,2 / 0,7 / 0,6 = 0,476).
La taille de travail de la chambre de combustion d'une chaudière à bois pour chauffer une maison (superficie 80 m2, bois de bouleau) est de 0,7x0,6x0,5 m. évacuation des fumées.
Une combustion régulée et équilibrée réduira la vitesse de propagation naturelle de la flamme. L'apport limité d'air primaire et secondaire à la fournaise fournira un manque d'oxygène et prolongera la durée de fonctionnement d'une chaudière artisanale de 1,8 fois. Cela peut réduire la consommation estimée de bois de chauffage et, par conséquent, la taille de l'unité.
Une chaudière à combustible solide au bois est une bonne alternative au chauffage au gaz
Chaudière à bois à combustion longue maison avec foyer vertical (Bubafonya)
Les chaudières à combustion longue à faire soi-même sont assemblées à partir de tôle d'acier (épaisseur 4 ÷ 6 mm), de tuyaux à paroi épaisse (DN 300 mm) et de récipients cylindriques de taille appropriée. La conception la plus simple ("Slobozhanka" ou "Bubafonya") est assemblée à partir d'une bouteille de gaz ou d'un baril. Le principe de l'appareil est copié par la chaudière baltique "Stropuva".
La capacité d'une chambre de combustion verticale est utilisée pour brûler du bois de chauffage de haut en bas. Le processus s'accompagne d'un compactage uniforme de la charge, de la libération et de la post-combustion des gaz de bois et de l'élimination des produits de combustion dans la cheminée.
L'air primaire est fourni au miroir de combustion par un tuyau vertical. Une structure statique ou télescopique est montée dans la paroi supérieure de la chaudière. L'axe du piston longe le centre de la chambre de combustion cylindrique. L'espace entre le collier et le tuyau d'alimentation en air primaire est formé d'un cordon soudé, qui fournit une course libre de la tige et une fuite d'air minimale dans la chambre à air pour brûler les gaz de bois.
Dessin d'un four métallique avec un four à combustion continue
La combustion des gaz de pyrolyse augmente le rendement de la chaudière. Un couvercle d'amortisseur en haut du tuyau régule l'admission d'air. Un disque avec des lames est soudé par le bas, ce qui coupe le flux d'air dans la zone de combustion. Le matériau du distributeur est sélectionné en tenant compte de la capacité thermique. Le diamètre du disque est légèrement inférieur à la taille de la chambre de combustion.
Proportions constructives de la chaudière Bubafonya:
- diamètre du corps optimal 300 ÷ 800 mm;
- hauteur de la chaudière - dans la plage de 3 à 5 diamètres;
- épaisseur de paroi 4 ÷ 6 mm;
- le diamètre du disque est inférieur de 10% à la section transversale de la chambre de combustion;
- l'épaisseur du disque est inversement proportionnelle au diamètre (une crêpe lourde poussera la zone de combustion et éteindra la flamme, une crêpe légère entraînera un effet de combustion inverse);
- des aubes courbes forment un flux d'air turbulent dirigé pour brûler les gaz de pyrolyse;
Chaudière à combustion longue maison "Bubafonya" avec foyer vertical
- le diamètre du tuyau d'alimentation en air est pris égal à 0,55 de S (section transversale de la sortie de la cheminée);
- l'écart entre le tuyau et le collier ne dépasse pas 2,5 mm;
- la hauteur du tuyau d'admission d'air (en position basse) s'élève au-dessus du collier de 150 mm.
La section transversale du tuyau de cheminée à la sortie de la chaudière à combustion longue est déterminée par des formules empiriques:
S = 1,75xN (m2)où
S est la section transversale du tuyau de sortie (cm² ou m²);
N est la puissance calorifique de la chaudière (kW / h);
1,75 - coefficient obtenu empiriquement (m2h / kW).
Dessin de four à combustion longue
N = m * qw (kWh)où
m est la masse de bois de chauffage d'une charge (kg);
qw - transfert de chaleur spécifique du bois avec une certaine teneur en humidité (kW / kg).
Le poids de la charge pour les chaudières artisanales pour une combustion longue sur bois est déterminé par le volume de travail du four (Vk) et la densité du bois (md):
m = Vk * md (kg)où
Vk = πD² / (4 * ht) (dm³), où
hт est la hauteur de la chambre de chargement.
Tableau 4. Taille équilibrée des éléments dans le système de distribution d'air primaire de la chaudière Bubafonya:
| Diamètre du four chaudière, mm | Épaisseur du disque, mm | Hauteur des ailettes de guidage du distributeur d'air, mm |
| 300 | 8-10 | 40 |
| 400 | 6-8 | 50 |
| 600 | 4-6 | 60 |
| 800 | 2,5-4 | 80 |
Remarque! Il n'est pas possible de placer l'échangeur de chaleur tubulaire dans la chambre de combustion. Un boîtier cylindrique externe de plus grand diamètre ou une structure intégrée à la cheminée est nécessaire.
Le principe de fonctionnement et les dessins des chaudières à pyrolyse de leurs propres mains
Des unités de pyrolyse artisanales sont installées pour chauffer les grandes maisons. La conception de la chambre de combustion, de la buse et des conduits de fumée complique l'assemblage des générateurs de gaz faits maison. Circulation forcée liquide de refroidissement et l'alimentation en air de la zone de combustion signifie la dépendance du fonctionnement de la chaudière à des facteurs externes. Pour réduire le risque de panne d'urgence de la chaudière, un registre pour la libération d'énergie thermique et un échangeur de chaleur de type enveloppe permettent.
Schéma d'un générateur de gaz artisanal avec alimentation en air forcé de la zone de combustion: 1 - corps de chaudière; 2 - porte de chargement; 3 - porte du bac à cendres; 4 - un ventilateur fournissant de l'air à la zone de combustion; 5 - chambre de chargement et zone de combustion primaire du combustible; 6 - trou technologique pour nettoyer les canaux de cheminée; 7 - chambre de combustion des gaz de bois; 8 - chemise d'échangeur de chaleur; 9 - canal de sortie des fumées; 10 - col de sortie de cheminée; 11 - porte de réglage de la cheminée (11 - poignée de porte); 12 - sortie vers le pipeline de distribution; 13 - tuyau de retour par lequel le liquide de refroidissement refroidi s'écoule du système de chauffage; 14 - manchon de l'unité de commande (thermomanomètre); 15 - Luke pour nettoyer les canaux de fumée
Le corps de la chaudière est soudé en tôle d'acier à paroi épaisse (4 ÷ 5 mm). Le chargement du bois de chauffage est frontal. Le rayonnement thermique est transféré au toit de la chaudière, aux parois latérales de la chambre et chauffe l'air entrant dans la zone de combustion. L'étanchéité et l'étanchéité de la chambre de combustion sont assurées par un volet avec un réflecteur et un boulon pivotant sur les trappes de chargement et de cendres. L'air est fourni de force à la chambre de combustion par un ventilateur.
La chemise de l'échangeur de chaleur recouvre complètement le four et partiellement la chambre de combustion des gaz de pyrolyse. L'espace (3 ÷ 5 cm) est rempli d'eau. L'échange de chaleur de la paroi arrière est augmenté: d'un côté, l'échangeur de chaleur borde le foyer, l'autre paroi de la chemise est en contact avec le canal de cheminée. Un échangeur de chaleur construit dans le sens du flux des fumées réduit la température des fumées à 100 ° C. Le volume interne du circuit de la chaudière est pris comme 5 ÷ 25% de la puissance totale du système de chauffage.
Schéma de cerclage typique chaudière de pyrolyse
Le tuyau d'alimentation en liquide de refroidissement vers le système de consommation est situé en haut. Raccord du tuyau de retour - bas. Le refroidissement du caloporteur de retour en dessous de 65 ° C est dangereux pour le condensat acide tombant sur les parois de l'échangeur de chaleur, ce qui détruit l'acier. Avec une faible puissance de chaudière, la température entre les lignes de départ et de retour est égalisée en installant une vanne de dérivation. Le circuit de chaudière d'une grande maison est complété par un ascenseur et une pompe de circulation.
La grille des chaudières artisanales à combustion longue sert de support pour la charge de combustible. Le bois de chauffage chaud repose sur la grille, bordée d'argile réfractaire. Les buses dans le corps de grille servent de buse à travers laquelle le gaz combustible pénètre dans la zone de postcombustion du carburant.
Les cendres et les cendres se réveillent dans le cendrier. Pour les chaudières à faible puissance, avec une répartition uniforme de la charge thermique sur le miroir, des grilles en fonte standard conviennent.
Système de chauffage de la chaudière dans une maison privée
Les produits de combustion entrent dans les canaux et sortent de la chaudière par le col de cheminée (la formule de la section transversale du col de cheminée est donnée dans l'exemple ci-dessus). Le registre de contrôle de la cheminée est ouvert si nécessaire.
La conception permet une charge supplémentaire de combustible sans extinction complète de la chaudière ou décharge forcée d'énergie thermique en cas de panne de courant. Le gaz de bois chaud quitte la fournaise en contournant les conduits de postcombustion et de cheminée.
La section et la hauteur de la cheminée permettent le fonctionnement d'une chaudière artisanale non volatile à tirage naturel. Le tirage normal de la chaudière à pyrolyse sera assuré par une hauteur de cheminée de 6 m.
Les données obtenues sont reflétées sur un dessin à l'échelle d'une chaudière à combustion longue avec leurs propres mains, selon lequel le volume et le montant approximatif pour l'achat de consommables sont déterminés.
Schémas de l'appareil de chaudières à pyrolyse de différents types
Important! Si vous ne pouvez pas calculer vous-même le calcul des paramètres de la chaudière, vous devriez demander l'aide de professionnels. Des ressources Internet spécialisées proposent des dessins pour fabriquer de vos propres mains une chaudière à pyrolyse à combustion longue. Des didacticiels vidéo, avec des explications détaillées sur l'installation, sont joints à l'ensemble de la documentation technique.
Installation de chaudières à bois dans le système de chauffage
L'autoproduction d'une chaudière implique les compétences et l'expérience dans la production de travaux de soudure, d'installation électrique et de serrurerie. Des connaissances en physique, en génie thermique, en science des matériaux, des règles d'installation de systèmes de chauffage seront utiles.
Le respect des techniques et méthodes de sécurité est nécessaire. Une pièce équipée et des outils sont nécessaires pour assembler la chaudière.
Matériel pour fabriquer une chaudière à pyrolyse:
- tôle d'acier de 6, 5 et 4 mm d'épaisseur (foyer, enveloppe et corps de l'échangeur de chaleur);
- coin avec côtés d'étagères 50 mm (raidisseurs de cadre);
Chaudière à combustible solide à double circuit avec réservoir de stockage d'eau chaude
- tuyau en acier (tuyauterie d'un échangeur de chaleur avec un système de chauffage);
- une grille en fonte de taille appropriée ou une tige ronde d'un diamètre de 20 mm;
- brique réfractaire;
- ventilateur centrifuge;
- portes prêtes à l'emploi avec réflecteur, fermeture, poignée et serrure;
- groupe de sécurité (capteur de température, manomètre).
Les pièces soudées sont marquées à la craie (joint, référence, dimensions). Des organisations spécialisées offrent des services de coupe au point d'achat.
Outils de fabrication de chaudières:
- Machine à souder DC;
- électrodes (3 ÷ 5 mm de diamètre);
- perceuse électrique;
Schéma de raccordement de la chaudière de chauffage
- meuleuses d'angle (pour grand cercle de 230 mm et petit cercle de 125 mm);
- pied à coulisse, ruban à mesurer, niveau.
L'assemblage de la chaudière commence à partir de la coque intérieure. La qualité des soudures doit garantir la résistance et la densité de la structure, qui est en contact direct avec le liquide de refroidissement.
Installation à faire soi-même de chaudières à combustion longue sur bois
Une chaudière à pyrolyse pour un système de chauffage autonome est située dans une pièce séparée, spécialement adaptée et protégée contre le feu. La chaufferie est équipée d'un système de ventilation. L'unité doit être à au moins 20 cm des murs.
La valeur de poids standard des chaudières artisanales à combustion longue sur bois est de 250 kg / m². Le respect de la condition permet à l'unité d'être installée sur une surface plane et stable sans fondation. La zone du site d'installation est prise au-delà de la saillie du corps de l'unité de 15 cm (30 cm devant la porte coupe-feu).
Le dispositif d'une chaudière à combustible solide en acier Buderus Logano
Le sol est recouvert d'amiante ou de carton basalte (épaisseur 4 ÷ 6 mm). Une feuille de fer à toiture galvanisée (2 mm d'épaisseur) est placée sur le dessus. Le contact direct du sol avec le corps exclut les structures de support - les pieds de la chaudière.
La surface de la cheminée doit être recouverte d'un isolant thermique. L'isolation empêchera une forte baisse de température et la formation de condensation dans la cheminée. L'épaisseur de la couche isolante dépend de la température des gaz d'échappement. Il est conseillé d'utiliser un tube sandwich en acier inoxydable résistant aux milieux agressifs. En l'absence de tirage naturel, un extracteur de fumée est installé.
L'esthétique de la production artisanale est inférieure à la conception des modèles d'usine, mais l'unité auto-assemblée répond aux exigences d'un système de chauffage spécifique. N'oubliez pas que fabriquer de vos propres mains une chaudière à combustion longue selon des dessins prêts à l'emploi (vidéo) réduira au moins 2 fois le coût de son agencement.
