Por que escolher entre diferentes tipos de energia quando você pode usar vários de uma vez? Apresentaremos a tecnologia de aquecimento híbrido: as bases para a instalação de caldeiras para diferentes tipos de combustível, as vantagens das diferentes combinações, características de instalação e uso..
As duas principais variedades de caldeiras híbridas
Os fabricantes expandem periodicamente a gama de meios técnicos projetados para aumentar a eficiência do equipamento de aquecimento. No entanto, existem apenas dois esquemas principais do dispositivo para operação com combustível combinado:
- caldeiras com câmara de combustão combinada;
- caldeiras com câmaras de combustão separadas.
Em geral, para caldeiras híbridas, as mesmas características de design são verdadeiras para as convencionais: material de fabricação, formato do forno e dutos da chaminé, tipos de trocadores de calor. Mas a própria possibilidade de usar diferentes tipos de combustível faz seus próprios ajustes..
A diferença entre caldeiras com fornalhas combinadas e separadas é óbvia. Por um lado, a produção de unidades de câmara única implica menos consumo de material, respectivamente, o peso e as dimensões são relativamente baixos no final. O outro lado da moeda é negativo – é muito difícil conseguir uma eficiência igualmente elevada de combustão de diferentes tipos de combustível, neste caso a unificação não é benéfica.
O problema é que o calor e a composição dos produtos de combustão para combustível sólido e gás são muito diferentes. Se usar gás natural é preferível aumentar a área do trocador de calor e alongar o caminho da chama para uma absorção de calor mais eficiente, então no caso da madeira e do carvão a situação é um pouco diferente. A temperatura de combustão do combustível sólido é ligeiramente mais baixa, enquanto o comprimento da chama é mais alto. A potência não pode ser ajustada de forma flexível e, portanto, o trocador de calor foi projetado para maior confiabilidade em vez de eficiência energética. Além disso, não há como evitar a formação de condensado e fuligem em grandes quantidades, o que reduz grande e rapidamente a taxa de transferência de calor..
A presença de câmaras de combustão separadas acarreta um aumento no custo do equipamento da ordem de 30% em comparação com projetos de forno único. No entanto, tal projeto permite não apenas aumentar a eficiência da combustão do combustível, mas também torna possível operar dois fornos simultaneamente. Se, ao operar uma caldeira bicombustível de câmara única a carvão ou madeira, o queimador de gás deve ser removido a fim de excluir sua contaminação e danos, então, nas versões de dupla combustão, a câmara de gás pode ser ligada mesmo sem a participação do operador..
Modos de operação
O aquecedor elétrico para caldeiras híbridas é opcional. Essa fonte adicional de aquecimento não se destina a atenuar as interrupções no fornecimento de combustível ou a reduzir o custo da energia térmica gerada. No entanto, os elementos de aquecimento são muito ergonômicos em termos de controle de temperatura, o que significa que podem ser usados para o aquecimento preciso do refrigerante sem um esquema de automação complexo, amortecedores controlados e pressurização.
Na maioria dos casos, é importante para o consumidor neutralizar as desvantagens associadas à baixa pressão do gás e ao alto custo. O aquecimento principal ocorre devido à combustão do combustível sólido, enquanto o queimador a gás é ligado apenas para atingir a temperatura configurada. Isso pode ser necessário devido ao baixo consumo de energia da madeira e nos momentos em que o próximo abastecimento de combustível se esgota.
Você deve saber que o esquema de trabalho mais eficaz é quando a água do “retorno” entra primeiro na câmara de combustão do gás. Lá, ele é aquecido exatamente na medida em que, após passar pelo forno de combustível sólido, adquire um valor de temperatura exatamente ajustado. Nesse caso, ocorre a absorção de calor mais completa do tipo de combustível mais caro. Ao mesmo tempo, a água entra no trocador de calor da câmara de combustível sólido já aquecida, o que torna a formação de alcatrão e fuligem menos intensa..
Os elementos de aquecimento são ligados de acordo com um princípio ligeiramente diferente. Naturalmente, se necessário, os aquecedores elétricos podem desempenhar o mesmo papel que um queimador a gás. No entanto, a eletricidade é geralmente apenas uma rede de segurança para caldeiras de combustível sólido: os aquecedores elétricos apenas mantêm a temperatura do líquido de arrefecimento acima do ponto de congelamento se toda a carga de combustível for consumida.
Requisitos de segurança
Devido às dificuldades de organização da operação conjunta dos fornos, muitas caldeiras não atendem aos requisitos de segurança. Isso se aplica principalmente a caldeiras bicombustível de queimador único “gás-lenha”, para as quais existem dois fatores de risco.
Um deles está associado à necessidade de remoção manual do equipamento de gás. Sem as devidas qualificações, o risco de erro é muito alto e as consequências do manuseio descuidado do gás natural são bem conhecidas por todos. Devido ao risco de congelamento do refrigerante, a reconexão do equipamento deve ser realizada o mais rápido possível, e afinal, não é possível encontrar especialistas inteligentes em equipamentos de caldeiras em algumas horas.
O segundo perigo reside na necessidade de alterar periodicamente o esquema de fornecimento de ar, que difere para diferentes tipos de combustível. A falha em operar o boost pode levar à formação de monóxido de carbono no caso de operação com combustível sólido ou combustão incompleta de gás natural.
Só existe uma maneira de eliminar esses perigos – instalando a automação de proteção. São, em primeiro lugar, analisadores de gases domésticos com monitoramento da concentração de dióxido de carbono e monóxido de carbono, além de metano, conectados à válvula de corte. Além disso, é recomendável instalar um estabilizador de tiragem na chaminé; também não será supérfluo instalar um alarme de incêndio na sala da caldeira.
Diferenças na cintagem
A tubulação hidráulica do equipamento da caldeira e o diagrama de fiação do sistema de aquecimento dependem do tipo e organização dos circuitos de aquecimento. O esquema de conexão mais simples é caracterizado por sistemas de aquecimento do radiador com tanque de expansão fechado. É obrigatória a instalação de bomba de circulação e grupo de segurança na saída do trocador de calor da câmara de combustível sólido.
Ao operar uma caldeira híbrida para aquecimento de piso, o risco de uma temperatura da água muito alta deve ser excluído. As duas maneiras mais simples de garantir o modo correto de operação para circuitos com um coletor de distribuição é incluir uma válvula de três vias no tubo de alimentação que regula a saída do excesso de água quente para o “retorno”.
Para sistemas com várias unidades coletoras para piso radiante, recomenda-se a instalação de módulos de mistura individuais. Dispositivos de circulação forçada integrados fornecem o fluxo necessário com a capacidade de ajuste, enquanto todos os loops e grupos de coletores operam independentemente uns dos outros e dos radiadores incluídos no sistema.
A preparação da AQS em caldeiras bicombustível pode ser realizada tanto em serpentina como em caldeira interna. Neste último caso, o abastecimento de água possui uma reserva de água quente da ordem de 30–40 litros, que é aquecida indiretamente pelo portador de calor do sistema de aquecimento, ou seja, é absolutamente segura. Ao organizar um circuito secundário em uma serpentina de aquecimento direto, há um alto risco de ebulição do líquido, especialmente ao operar com combustível sólido. Recomenda-se instalar um tanque de armazenamento acima da caldeira da ordem de 4–5 litros para cada quilowatt de capacidade da caldeira com expectativa de troca gravitacional de líquido entre o tanque de armazenamento e o trocador de calor. Também é possível organizar a circulação no sistema de abastecimento de água com um comprimento de tubo suficientemente longo.
Recursos de instalação
As caldeiras a combustível combinadas pertencem à classe dos dispositivos de aquecimento massivo e dimensional. O peso das caldeiras para aquecimento de edifícios residenciais com uma área de 250–300 m2 pode chegar a 500–700 kg. Por conta disso, é necessário um pedestal reforçado de concreto armado e forro com materiais refratários de paredes localizadas a menos de um metro do corpo da caldeira.
Também existem dificuldades com a organização da chaminé. As caldeiras híbridas, incluindo aquelas com fornalhas separadas, têm uma exaustão comum de produtos de combustão com requisitos bastante rigorosos para a taxa de tiragem natural na chaminé. Os problemas com a formação de monóxido de carbono podem ser evitados com a instalação de exaustores de fumaça ou observando todos os regulamentos ao instalar um segmento de chaminé vertical. Basicamente, trata-se de uma altura livre suficiente (cerca de 2-2,5 metros) acima da cumeeira dos edifícios adjacentes, conformidade com a vazão necessária e o uso de tubos isolados compostos.
As regras para a ventilação da sala da caldeira são reguladas separadamente. As caldeiras bicombustível são instaladas apenas em instalações não residenciais, principalmente em salas de caldeiras anexas sem isolamento da estrutura envolvente. Os equipamentos dos principais fabricantes europeus podem ser projetados para contenção completa do ambiente interno com uma licença para instalação em instalações não anexadas sem seu próprio fornecimento de ventilação geral. Nesse caso, o ar é retirado da rua, o que tem um bom efeito na economia de recursos energéticos..
Caldeiras de aquecimento combinadas: gás-elétrico ou gás-lenha
As caldeiras de aquecimento combinadas são uma ótima alternativa para aqueles que procuram eficiência energética e praticidade. Possuem a capacidade de trabalhar com duas fontes de energia: gás ou lenha, permitindo que os proprietários diversifiquem e escolham aquela que melhor se adequa às necessidades deles. Além disso, estas caldeiras são extremamente precisas, pois possuem um sistema de regulação que protege o uso de energia desnecessária. Por fim, elas são altamente resistentes e duráveis, garantindo um longo tempo de operação.
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Qual é a opção mais econômica e eficiente para o aquecimento residencial, as caldeiras combinadas de gás-elétrico ou gás-lenha?