Propuesta de calefactor a pellets de nuevo tipo.

Abstract

En Chile el 75,95% de los hogares que son calefaccionados utilizan como combustible la leña, lo cual presenta una problemática ambiental, puesto que, principalmente no se utiliza leña o calefactores certificados lo que conlleva a una elevada tasa de liberación de material particulado y contaminantes al ambiente. Una alternativa a los calefactores de combustión lenta de leña son los calefactores a combustión de pellet de madera, los cuales presentan altas prestaciones que permiten al usuario programar el encendido del calefactor, ajustar la temperatura de la habitación en donde se encuentre instalado el calefactor y además, su eficiencia es mayor comparándola con los calefactores de combustión lenta; sin embargo, los calefactores a pellet que se encuentran disponibles en el mercado presentan un alto valor comercial y es imprescindible el uso de la electricidad para su funcionamiento. El presente proyecto presenta dos modelos de calefactor a combustión de pellet no eléctricos, dichos modelos son de encendido manual y prescinden de componentes eléctricos, lo que permite obtener un equipo de calefacción con menor costo de fabricación. El modelo seleccionado para la fabricación y posterior prueba utiliza un sistema de carga de combustible por gravedad, en donde el pellet se carga por la tolva y es llevado mediante un ducto hasta el quemador principal de la cámara de combustión; en dicha cámara, se encuentra el quemador principal, secundario y el colector de cenizas. Además, el calefactor presenta un ducto en forma de W, que permite un mayor intercambio de calor hacia la habitación, con respecto a un ducto convencional de forma recta vertical. Una vez fabricado el calefactor se realizaron las pruebas de funcionamiento siguiendo la Norma Chilena NCh 3282, de esta manera se registró la temperatura interior del calefactor en distintos puntos, temperatura superficial de cada uno de los componentes y el análisis de los gases de combustión del calefactor. Finalmente, se determinó que la configuración óptima del calefactor se obtiene al instalar un ducto de evacuación de gases 80 milímetros y regulando la entrada de aire a la cámara de combustión; de esta manera se presenta un consumo de combustible de 1,5 kilogramos por hora y una eficiencia de 82,14% con una potencia nominal térmica de 7 kilowatts.

In Chile, 75.95% of the homes that are heated use firewood as fuel, which presents an environmental problem, mainly because, firewood or certified heaters are not used, which leads to a high rate of release of particulate matter and contaminants to the environment. An alternative to wood-burning stoves is wood pellet stoves, which have high features that allow the user to program the ignition of the heater and adjust the temperature of the room where the heater is installed, efficiency is higher compared to wood-burning stoves; however, the pellet heaters that are available on the market have a high commercial value and the use of electricity is essential for their operation. The present project, two models of non-electric pellet stoves are presented these models are manual ignition and do not use electrical components, which allows for obtaining heating equipment with lower manufacturing costs. The model selected for manufacturing and subsequent testing presents a gravity feed fuel system, where the pellets are loaded through the hopper and taken through a duct to the main burner of the combustion chamber; In the said chamber, there are the primary and secondary burners and the ash collector. In addition, the heater features a W-shaped duct, which allows greater heat exchange to the room, compared to a conventional straight vertical duct. Once the stove was manufactured, the functional tests were carried out following the Chilean Standard NCh 3282, in this way, the interior temperature of the stove was recorded at different points, the surface temperature of each of the components, and the analysis of the combustion gases of the stove. Finally, it was determined that the optimal configuration of the heater is obtained by installing an 80- millimeter gas evacuation duct and regulating the air intake to the combustion chamber; In this way, a fuel consumption of 1,5 kilograms per hour and an efficiency of 82,14% are presented with a nominal thermal power of 7 kilowatts.