Costurile cazanelor CANDLE

Costuri anuale cu încălzirea și punerea în funcțiune

Vă prezentăm noul concept de cazane cu combustibil solid și ardere îndelungată, cu un principiu de funcționare original și unic, cazanele CANDLE, cu puteri de 18, 20, 30, 35 şi 50 KW, care elimină toate neajunsurile și limitările cazanelor clasice, cu sau fără gazeificare. Printre beneficiile majore se numără arderea continuă a unei încărcături - tipic 24 de ore, constituită din combustibil solid, eliminarea cenușii făcându-se de 2-3 ori pe lună.

Este singurul cazan care funcționează mai bine la sarcini mici decât la încărcare maximă, având un randament de 93% la solicitări de 10% din puterea nominală, durata medie de viață a cazanului fiind de 25 de ani. Dar poate cel mai important este faptul că scăpați de grija de a alimenta mereu cazanul, iar siguranța în exploatare este deplină, după punerea în funcțiune nefiind nevoie de nici un fel de reglaj suplimentar.

Să începem cu prezentarea parametrilor constructivi și funcționali

Parametri tehnici cazan CANDLE	CANDLE S 18 KW	CANDLE 20 KW	CANDLE 30 KW	CANDLE 35 KW	CANDLE 50 KW
Putere (KW)	18	20	30	35	50
Plaja de puteri (KW)	5 - 18	6 - 20	8 - 30	10 - 35	30 - 50
Înălțimea încărcăturii (mm)	800	1150	800	1150	1150
Diametrul încărcăturii (mm)	470	470	600	600	710
Volumul încărcăturii (dm³)	145	200	205	325	440
Înălțimea cazanului cu izolație (mm)	1550	2070	1550	2070	2070
Diametrul cazanului cu izolație (mm)	570	570	700	700	790
Greutatea cazanului nu depășește (Kg)	195	250	290	315	390
Distanța între racordurile tur și retur (mm)	1290	1870	1290	1870	1870
Temperatura maximă a apei în cazan (°C)	90	90	90	90	90
Lungimea recomandată a lemnelor (mm)	350 - 420	350 - 420	480 - 550	480 - 550	480 - 650
Dimensiuni ușă umplere/cenușar (cm)	24 x 29	24 x 29	24 x 29	24 x 29	24 x 29
Autonomie pentru o încărcare (ore)	7 - 48	7 - 48	7 - 48	7 - 48	7 - 48
Interval eliminare cenușă (zile)	15 - 30	15 - 30	15 - 30	15 - 30	15 - 30
Greutate încărcătură combustibil (Kg)	30*	50*	53*	85*	105*
Consum lemn pentru 1KW produs (Kg/oră)	0,29*	0,29*	0,29*	0,29*	0,29*
Suprafața maximă încălzită, h = 2,5 m (m²)	150	200	250	400	500
* Umiditatea recomndată a lemnului 20%, grosimea recomandată a lemnului 50 - 100 mm

Începând cu anul 2017, orice model de cazan CANDLE poate fi transformat într-o centrală performantă, prin adăugarea unui regulator electronic de temperatură, bazat pe un controler cu altgoritm zPID, cu senzori de temperatură apă / gaze și un ventilator cu turație variabilă, comandat în impulsuri.

Structura cazanului CANDLE^®

După această succintă trecere în revistă, să detaliem influența construcției deosebit de originală asupra calității şi duratei arderii, costurile cu încălzirea pe termen lung și scurt ca și impactul asupra mediului. La toate aceste capitole cazanul pe lemne CANDLE excelează, în ciuda sau poate tocmai datorită simplității sale constructive. Avem în vedere în primul rând forma cilindrică, verticală, cu priza de aer la partea superioară. Circuitul aerului are un cu totul alt traseu față de cazanele clasice.

Cazanul CANDLE folosește un subansamblu pentru care a obținut brevetul de invenție, și anume, un alimentator de aer format din trei tronsoane telescopice din țeavă, care dirijează aerul de la priza de aer către suprafața superioară a stivei de lemne, fumul generat fiind extras prin tirajul asigurat de coș. Pe măsura consumării combustibilului și scăderii înălţimii sale, alimentatorul de aer coboară și el datorită propriei greutăți, sprijinindu-se pe lemnul care arde dedesubtul său.

Clapeta de admisie a aerului este precis comandată de regulatorul de temperatură. Acesta urmărește în permanență temperatura apei din cei doi cilindri ce formează corpul cazanului, temperatură care reflectă necesarul de putere din sistem. În acest mod simplu se face controlul extrem de judicios al aerului de combustie și implicit al tirajului prin coș.

Pentru a nu perturba acest proces, ușa cenușar și gura de umplere cu combustibil trebuie să fie închise ermetic. Este prima deosebire față de frații mai mari. Prin acest mod de a controla arderea se obțin randamente foarte mari, mai ales la un necesar redus de putere, așa cum s-a demonstrat și prin măsurătorile efectuate în standul de încercări al firmei constructoare, materializate în tabelul și graficul de mai jos. Este a doua mare deosebire față de clasice.

Graficul 1.

Tabelul 2.

Se observă stabilizarea randamentului la valoarea de aproximativ 87% la puteri mai mari de 20 KW, respectiv la sarcini mai mari de 50% și eficiența surprinzător de mare la sarcini reduse - 93%. Cazanul se adaptează imediat la necesarul de putere și este capabil să mențină un randament constant ridicat în plaja de puteri de la 10% până la 100%!

Durata de ardere a unei încărcături crește dramatic, având în vedere că sunt perioade ale zilei sau ale iernii, sau toamna și primăvara, în care necesarul de putere este redus, mai ales la locuințele bine izolate, volumul de apă caldă vehiculat prin sistem este de asemenea mic, clapeta de aer rămâne aproape închisă iar focarul se reduce ca dimensiuni și temperatură foarte rapid, având în vedere volumul mic de combustibil care arde.

Aceasta este cea de-a treia mare deosebire față de cazanele clasice, care la lipsa necesarului de putere au dificultăți mari în a diminua temperatura unui focar imens ca masă de combustibil. Aceeași situație, dar periculos amplificată, apare la oprirea pompei de circulație. CANDLE nu simte nevoia unei serpentine de protecție! O comparație care clarifică foarte multe aspecte ale exploatării se găseşte în tabelul de mai jos. Sunt excluse cazanele cu ardere directă, pe care necesitatea realimentării la aproximativ trei ore le scoate din competiție.

Tabelul 3.

Gazeificare	CANDLE^®
Principiul de funcționare: gazeificarea în masă a lemnului	Principiul de funcționare: ultragazeificarea în straturi subțiri de ardere
Construcție: complicată, materiale fragile	Construcție: extrem de simplă și robustă
Durata de viață: medie	Durata de viață: în medie 25 ani
Întreținere și service: permanent	Întreținere și service: curățare simplă și uşoară la sfârşitul sezonului, focarul fiind cilindric
Randament: max. 85%	Randament: > 90%, mai bun la sarcini mici
Combustibil: exclusiv lemn; este interzis orice alt fel de combustibil	Combustibil: lemn, lemn + rumeguș (porumb), peleți, brichete din lemn, turbă, lemn tocat, sâmburi de fructe, coji de nuci, orice alt combustibil solid care arde
Umiditate lemn: 15% pentru funcționare în parametri	Umiditate lemn: la 30% încă funcționează bine
Gudronul: se curăță săptămânal; 1 mm gudron depus reduce eficiența transferului termic cu 10%	Gudronul: nu se curăță niciodată deoarece se arde la fiecare reîncărcare
Încărcare cu combustibil: la 6-9 ore	Încărcare cu combustibil: la 24-36 ore
Independență: are nevoie de energie electrică pentru ventilatoare și modulul de comandă şi control	Independență: n-are nevoie de energie electrică pentru că n-are ventilatoare și nici circuite electronice de monitorizare
Căderea liniei electrice: echipamente suplimentare, obligatoriu serpentină de răcire, eventual eşapare apă fierbinte	Căderea liniei electrice: nu se întâmplă nimic - temperatura apei crește cu 15-18°C după care scade treptat
Sursă auxiliară de energie: UPS 500 VA sin, baterie cu Pb 100 Ah obligatoriu	Sursă auxiliară de energie: pentru susţinerea pompei de circulație - confort maxim
Confort: scăzut, alimentări dese, reglaj complicat, supraveghere	Confort: ridicat, alimentări rare, siguranţă maximă în exploatare, nimic de urmărit
Preţ: mare și datorită echipamentelor suplimentare - puffer, pompe...	Preţ: moderat

Trebuie subliniat că, obținerea unei durate de ardere de 6-9 ore la centralele cu gazeificare, fără folosirea acumulatoarelor de căldură, se face în sisteme scumpe, cu complicații tehnologice, făcute de persoane inițiate sau de pasionați, cu riscul apariției condensului datorită setării temperaturilor reduse de operare și cu implicații majore asupra duratei de viață a respectivelor cazane. Consumatorul obișnuit nu are timp și disponibilități pentru tuning la cazane. Investiţia în puffere performante este și ea costisitoare.

Este a patra mare deosebire a cazanelor CANDLE , care după instalare, la aprinderea focului nu au nevoie de reglaje, supraveghere sau dispozitive de control, cel mai complicat (şi unicul) dispozitiv al lor fiind regulatorul de temperatură marca Honeywell, model FR 124! Toate aceste deosebiri au impact direct asupra cantităților de combustibil consumat, cu efectele cunoscute asupra poluării și respectiv asupra confortului utilizatorului. Este foarte clar că și costul încălzirii scade semnificativ, combustibilul arde numai în cantitățile necesare și în proporție de 99%. Arderea lemnului în cazanele CANDLE respectă aceeaşi proporție ca la arderea peleților, adică rezultă aceeași cantitate nesemnificativă de cenușă, dacă combustibilul folosit are umiditatea maximă 15-20%. Specialiștii companiei constructoare afirmă că în fonta sau oțelul gros, apa pe de o parte și focul pe cealaltă parte crează tensiuni adiționale și deteriorarea mai rapidă a metalului, cu scurtarea duratei de serviciu a cazanului.

Dovada corectitudinii teoriei de mai sus este funcționarea în parametri și fără defecțiuni a tuturor cazanelor fabricate de la începerea comercializării sistemelor tip CANDLE în 2002, în număr de câteva zeci de mii de exemplare, care au grosimea tablei schimbătorului de căldură de 4 mm. Trebuie să amintim aici următorul fapt: chiar dacă temperatura în miezul focarului poate ajunge la 1000°C, temperatura la suprafața schimbătorului de căldură ajunge rareori la 500°C, stresul asupra materialului este moderat, fenomen care contribuie la durata mare de viață a cazanului CANDLE. Graficul de mai jos sintetizează diferențele prezentate între cele două concepte de cazane cu combustibil solid:

Grafic 2

Pentru clarificare, cazanul pe lemne CANDLE păstrează o temperatură constantă a agentului termic, apropiată de valoarea ideală pe tot timpul arderii, în timp ce cazanele convenționale produc căldură în exces, care se constituie în pierderi.

Costuri anuale cu încălzirea unei locuințe de 200 m²

În ceea ce priveşte analiza beneficiilor economice ale cazanului CANDLE, vom face un mic calcul care se vrea foarte clar și sugestiv pentru toți cititorii. Pentru aceasta, vom lua în considerare parametri medii de preț și de calitate ai combustibilului. Să exemplificăm pentru un spațiu de 200 m² cu izolație termică corespunzătoare. Considerând că pentru fiecare 10 mp de podea este necesară o putere de 1kW, pentru o incintă bine izolată cu suprafața de 200 m² este nevoie de o cantitate de energie de 20 kW/h.

Alegem prin urmare un cazan CANDLE cu puterea nominală de 20 KW. Pentru o astfel de locuință, cantitatea medie orară de energie necesară pentru menținerea temperaturii de confort termic este de 6 - 8 KWh. Cum pentru fiecare kilowatt cedat, CANDLE consumă 0,29 Kg de lemn, urmează că vom consuma 6 x 0,29 = 1,74 Kg sau 8 x 0,29 = 2,32 Kg de lemn pe oră, adică o medie de 2 Kg de lemn/oră. Având în vedere valorile din tabelul de mai jos, se poate calcula ușor câtă energie se consumă în fiecare caz în parte și care sunt costurile cu combustibilul la nivelul unui an. Nu rămâne decât să înmulțim cantitatea combustibilului consumat cu prețul său la un moment dat și să calculăm diferențele valorice.

Tabelul 4

Tipul cazanului	Consumul orar	Consum pentru 24 ore
CANDLE	2 kg/h (umplere la 1 - 2 zile)	48 kg
Alte cazane cu combustibil solid	6 kg/h (umplere la fiecare 3 - 9 ore)	144 kg

Costuri anuale cu încălzirea (Euro)

Graficul 3

Cazanele CANDLE au cele mai mici cheltuieli cu combustibilul datorită eficienței superioare față de orice alt cazan cu combustibil solid.

Dimensionarea și montarea corectă a coșului de fum

Un alt element important, cu implicații asupra funcționării corecte a cazanului este coșul de fum. Insistăm asupra dimensionării și montării corecte și atragem atenția asupra izolării termice care trebuie să fie impecabilă, deoarece după stabilizarea arderii temperatura gazelor pe coș nu depăşeşte 85°C iar apariția condensului și lipsa tirajului pot perturba funcționarea cazanului.

O soluție acceptabilă, pentru coșurile zidite existente, sau pentru coșurile modulare ceramice fără izolație termică, este introducerea unei conducte din tablă de inox în structura din ceramică sau cărămidă, cu obligativitatea obturării spațiului liber dintre conducta interioară și zidărie, pentru împiedicarea circulaţiei aerului cald care se creează. Diametrul interior al coșului de fum va fi totdeauna de 160 mm, pentru cazanele cu puteri de la 18 - 35 KW, respectiv 220 mm pentru czanele de 50 KW.

Din dotarea coşului n-ar trebui să lipsească un paravânt, soluție mult mai bună decât orice tip de pălărie care reduce tirajul cu 5-10% și un regulator de tiraj profesional așa cum se văd în fotografiile aflate mai jos, pentru asigurarea unui tiraj perfect, indiferent de regimul de lucru al cazanului sau de temperatura exterioară. Modul de lucru al unui regulator de tiraj poate fi văzut în videoclipul de mai sus.

Fig. 2 - Amplasarea regulatorului de tiraj. Regulator de tiraj

Particularități în funcționare - Foarte important

La punerea în funcțiune, imediat după aprinderea focului în cazan, are loc creșterea destul de rapidă a temperaturii apei, având în vedere că vana termostatată cu trei căi dirijează apa doar prin cazan, respectiv ΔT = 40°C într-un interval de 15-20 min. După deschiderea circuitului mare este nevoie de încă 30 de min. pentru stabilizarea temperaturilor în sistem, ocazie cu care se consumă o cantitate corespunzător de mare de combustibil, fenomen perfect justificabil. Urmează o funcționare în palier aproximativ constant de temperatură până la epuizarea întregii încărcături, adică pentru încă 23 de ore. De la cea de-a doua pornire, avem nevoie de doar 5-10 minute pentru încălzirea radiatoarelor. Persoanele care urmăresc aceste explicații și n-au suficiente cunoțtinţe despre termosisteme, nu trebuie să se lase înșelate de parametrii excepționali ai cazanului în cazul în care incinta care urmează să fie încălzită are o izolație termică insuficientă.

Spre exemplu, o casă cu izolație exterioară din polistiren expandat cu grosimea de 10 cm și densitate mare și ferestre termopan low-e, poate să fie încălzită corespunzător timp de 24 de ore cu o încărcătură, la o temperatură exterioară de -5°C. Aceeași casă dar cu izolație cu grosimea de 15 cm și ferestre cu sistem de trei geamuri low-e / clar / low-e, poate să determine epuizarea combustibilului în 48 de ore la aceeași temperatură exterioară. Dar dacă avem o casă cu suprafața ca mai înainte dar nici un fel de izolație, nu putem spera să suplinim pierderile de căldură pentru mai mult de 10-11 ore, în condițiile în care o altă centrală ar face acest lucru pentru 3-4 ore. Se va acorda o atenție deosebită izolării podului, acolo unde este cazul (grosime de 20 cm de vată minerală bazaltică, cu densitate corespunzătoare), având în vedere că pe aici se poate pierde 30 - 40% din căldura introdusă în încăperea respectivă.

Poate este surprinzătoare afirmația că achiziţionarea și montarea unui cazan cu lemne trebuie să înceapă cu procurarea lemnului de foc cu doi ani vechime. Marea majoritate a beneficiarilor de cazane noi încep sezonul rece cu arderea lemnelor verzi, care are ca efect consumuri devastatoare și imposibilitatea ridicării temperaturii agentului termic, care induc ideea că au făcut o alegere proastă a cazanului. O altă observație interesantă a rezultat în urma întreruperii voite a alimentării cu energie electrică a pompei de circulaţie, experiment făcut în judeţul Vâlcea asupra unui cazan de 20 KW. După oprirea pompei de circulație, am ridicat distribuitorul de aer în poziția de încărcare cu combustibil, agăţând inelul cablului pe cârligul de reținere. Apoi am urmărit închiderea clapetei de aer, datorită creșterii lente a temperaturii apei din cazan. (La căderea tensiunii nu se vor deschide ușile cazanului, pentru a nu permite pătrunderea aerului care ar întreține arderea).

Pentru a evita întreruperea încălzirii locuinței datorită opririi pompei de circulație la întreruperea accidentală a tensiunii electrice, procurați un invertor de putere mică și o baterie de acumulatoare adecvată! Pentru pompele cu turație variabilă, invertorul va trebui să furnizeze sinusoidă pură. În prima fază a experimentului temperatura apei a crescut de la 80°C la aproape 100°C, a urmat apoi scăderea lentă a temperaturii la aproximativ 45-50°C, concomitent cu apariţia unei cantităţi apreciabile de condens pe pereții camerei de ardere, colectat la baza cazanului. Am observat că arderea lemnului are loc la intensitate extrem de mică până la epuizarea totală a acestuia. Dacă s-ar stopa arderea combustibilului imediat după aprinderea focului în cazan, ar fi nevoie de mai multe zile pentru consumarea întregii încărcături! Condensul creat a dispărut de la sine la următoarea pornire a cazanului, prin evaporare. Dacă există neetanșeitate la ușa cenușar, simulată de asemenea în cadrul aceluiași experiment, arderea combustibilului devine incontrolabilă, cu urmări nepredictibile. Aşadar, verificați obligatoriu înaintea primei porniri, etanșarea uşilor cazanului și păstrați în timp calitatea acestor etanșări.

Şi o ultimă observație legată de construcție și funcționare. La cazanele cu alimentare manuală, ușa de încărcare se deschide de mai multe ori pe zi pentru realimentare, ocazie cu care cantități apreciabile de fum năvălesc în sala cazanului, indiferent ce măsuri vom lua pentru contracararea fenomenului. Nu este un defect, este o consecință a modului de construcție și funcționare. Dacă această incintă este amplasată la distanță de locuință, nu ne va deranja de loc. Dar dacă este una din încăperile locuinței, fumul și mirosul neplăcut care se împrăștie peste tot, pot induce un stres apreciabil și permanent locatarilor.

CANDLE nu are nici acest neajuns, pentru simplul motiv că funcționează cu ușile închise etanș de la aprinderea focului și până la consumarea încărcăturii, care niciodată nu este nevoie să se completeze în intervalul de 24 de ore al arderii. Ușa cenușar se deschide pentru a scoate cenușa şi eventualii tăciuni, numai după 3-4 săptămâni, după încetarea arderii, atunci când nu se mai generează fum. Utilizatorii mai vechi de cazane cu combustibil solid cunosc foarte bine fenomenul și suntem convinși că vor aprecia cum se cuvine această particularitate deosebită a cazanelor noastre. Totuși, nu instalați cazanul în încăperi locuite, rezervați o incintă dedicată.

Cazanele CANDLE sunt lider de necontestat pentru durata de ardere la o singură alimentare cu combustibil, din întreaga serie de cazane pe lemne existente în piața de încălzire. Cumpărând un cazan CANDLE nu veți plăti pentru numele firmei sau campaniile publicitare, veți plăti doar pentru calitatea foarte ridicată a centralelor noastre pe lemne, toate componentele acestora fiind fabricate de producător. Siguranța are o importanță deosebită pentru fabricant, fapt atestat de Certificatul European de calitate. Obiectivul nostru este nu numai de a vă încălzi locuințele dar și să vă asigurăm același confort ca al unui apartament din oraş, fără grija de a alimenta mereu centrala, de a scoate cenușa sau de a curăța depunerile de gudron.

Atenție! Este esențial ca pentru funcționarea în parametri proiectați dar mai ales pentru protecția cazanului sau a personalului de deservire în caz de cădere a alimentării cu energie electrică, să se verifice obligatoriu etanșeitatea închiderii celor două uși de acces în cazan ușa de alimentare și mai ales ușa cenușar cât și a clapetei de admisie a aerului în cazan!
Sfat! Acordați atenție rumegușului rezultat în urma tăierii lemnelor la lungimea necesară. Lama fierăstrăului mecanic sau electric are lățimea de aprox. 1 cm ți produce cantități apreciabile de rumeguș. Strângeți cu grijă acest material combustibil de cea mai bună calitate. El poate fi introdus printre lemnele din cazan mărind durata arderii și reducând costurile cu încălzirea.

Probabil cel mai bun cazan pe lemne din România