يعتبر تسخين الموقد كلاسيكيًا في روسيا الباردة ، ولكن لسبب ما ، غالبًا ما يتم اعتباره فقط كبديل للتدفئة المركزية أو الكهربائية أو الغازية. وفي الوقت نفسه ، يمكن للموقد المزود بدائرة مائية لتدفئة المنزل أن يزود سكانه ليس فقط بالوات المرغوبة من الطاقة الحرارية ، ولكن أيضًا بالماء الساخن للاحتياجات المنزلية والصحية.
يتم استخدام موقد الموقد الحديث بنجاح لتدفئة منزل خاص
المحتوى
مزايا وعيوب تسخين الموقد
منتظم موقد حرق الاخشاب أو المدفأة تسخين الغرفة بسبب مزيج من الإشعاع والتبادل الحراري بالحمل الحراري. تنبعث من جدران الفرن الضخمة المُدفأة طاقة حرارية تنقلها إلى هواء الغرفة وأثاثها. يتم استبدال الهواء البارد تدريجيًا بالهواء الساخن.
تسخين الفرن له عدد من المزايا التي لا شك فيها:
- لا يتطلب اتصالا بالكهرباء والغاز. الوقود: الحطب ، الفحم ، قوالب الخث - كقاعدة عامة ، رخيصة وصديقة للبيئة ، حرقها لا يضر بالبيئة ؛
- التبادل الحراري الإشعاعي هو الأكثر راحة ؛
مثير للإعجاب! نقل الحرارة بالإشعاع (المعروف أيضًا باسم الإشعاع) هو النوع الوحيد من نقل الحرارة الذي يحدث بدون مشاركة المبرد.
قام الموقد الروسي بتدفئة منازل أجيال عديدة من أسلافنا
- معظم المواقد المنزلية (حرق طويل أو التقليدية) متعددة الوظائف ، يمكن استخدامها ليس فقط للتدفئة ، ولكن أيضًا لتسخين المياه والطهي (داخل الفرن وعلى الموقد) ؛
- في الموسم الحار ، يساهم فرن الطوب الضخم للمنزل في تكييف الهواء: نظرًا لأنه دائمًا ما يتم بناؤه على أساس منفصل ، تتم إزالة الحرارة الزائدة على الأرض ؛
- يخلق الموقد أو المدفأة جوًا خاصًا في المنزل وفي كثير من الحالات يكون عنصرًا يحدد أسلوب التصميم الداخلي.
يخلق الموقد جوًا خاصًا في المنزل ويحدد نمط الداخل
ومع ذلك ، إلى جانب مزايا تسخين الموقد ، هناك أيضًا عيوب:
- الأبعاد - تعتمد قوة مواقد التدفئة للمنزل على أبعادها ؛
- القصور الذاتي - يستغرق موقد البيت التقليدي المبني من الطوب وقتًا طويلاً للتسخين والبدء في التشغيل. صحيح أن المواقد الحديثة المصنوعة من الحديد الزهر للمنزل ، ومواقد الموقد ، ومواقد القدر والبوليريان خالية عمليًا من هذا العيب ؛
- فقدان الحرارة المرتفع بسبب الكفاءة المنخفضة (الكفاءة) - تمر كمية كبيرة من الطاقة الحرارية عبر المدخنة في الغلاف الجوي ؛
- عدم القدرة على ضمان تدفئة المنزل بشكل موحد. يحل الهواء الساخن محل الهواء البارد تدريجيًا ، ولكن هذا يحدث بشكل غير متساوٍ - قد تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا بالقرب من الموقد ومنخفضة جدًا على مسافة منه ؛
حقيقة! يمكن للموقد تدفئة تلك الغرف المجاورة له مباشرة فقط. لذلك ، في أجزاء من المبنى بعيدًا عنه ، غالبًا ما كان من الضروري ترتيب موقد إضافي.
مبدأ تسخين الموقد - ينبعث الموقد الساخن طاقة حرارية في الفضاء المحيط (التبادل الحراري المشع) ، ثم يتم استبدال الهواء البارد بالهواء الساخن (التبادل الحراري بالحمل الحراري)
- الحاجة إلى صيانة مستمرة - الموقد يتطلب وضع الحطب ، وتنظيف حفر الرماد من الخبث والمداخن من السخام والحطام ، والحفاظ على عملية الاحتراق ، وتنظيم السحب ؛
- تعقيد التحكم - يكون التحكم في عملية احتراق الوقود في الفرن أكثر صعوبة منه في الغلايات ؛
- الحاجة إلى الجر الجيد - الجر ضروري للاحتراق الشديد ، وكذلك لإزالة أول أكسيد الكربون ؛
- خطر الحريق - لضمان السلامة من الحرائق ، من الضروري عزل المداخن ، خاصة بالنسبة للموقد في منزل خشبي. يتم إنشاء عامل خطر حريق إضافي من حقيقة أن التوقف الفوري لعملية الاحتراق في الفرن أمر مستحيل ؛
- الحاجة إلى تجديد وتخزين مستمر لإمدادات الوقود ، وكذلك التخلص من النفايات: الخبث والرماد.
لضمان تشغيل الموقد ، يلزم صيانته المستمرة: وضع الحطب ، وتنظيف أحواض الرماد والمداخن ، ومراقبة عملية الاحتراق ، وضبط المسودة
موقد مع دائرة مائية لتدفئة المنزل: المزايا
كما ذكرنا سابقًا ، لا يمكن للموقد العادي توفير تدفئة موحدة لجميع الغرف في المنزل. في المواقد والمواقد الحديثة ، يتم حل هذه المشكلة جزئيًا عن طريق تركيب غرفة الحمل الحراري التي يتصل بها نظام مجاري الهواء. نتيجة لذلك ، لا يُترك تدفق الهواء الدافئ من الموقد لنفسه ، ولكنه يتحرك في مساحة محدودة من الأنابيب ويتم تنظيمه بواسطة المزالج والمخمدات والمشابك والأجهزة الإضافية الأخرى.
ومع ذلك ، فإن مجاري الهواء ضخمة ، وتستهلك مساحة مفيدة ، ويزداد فقدان الحرارة مع زيادة طولها وعدد الدورات. يحتاجون إلى الإشراف والصيانة: التنظيف الدوري للغبار والسخام والسخام. يحتوي الهواء نفسه على سعة حرارية منخفضة ؛ لنقل الحرارة إلى غرفة بعيدة عن الفرن ، يلزم الضخ القسري للكتل الهوائية الساخنة بواسطة مروحة. لذلك ، الماء ، كحامل حراري ، مفضل من نواح كثيرة على الهواء.
نظام تسخين مدمج للمنزل الريفي باستخدام موقد مع دائرة مائية ومجمعات شمسية
حقيقة! السعة الحرارية النوعية للماء أعلى بأربع مرات تقريبًا من السعة الحرارية النوعية للهواء. يكفي مقارنة 4.187 kJ / (kg × K) و 1.055 kJ / (kg × K).
يمكن نقل الماء الساخن بسهولة عبر خطوط الأنابيب ذات القطر الصغير ، مع نقل الطاقة الحرارية لمسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك ، الماء مادة غير ضارة وغير قابلة للاشتعال وغير سامة ومحايدة كيميائياً ومتوفرة بسهولة.
مبدأ تشغيل موقد التسخين بدائرة مائية
مبدأ تشغيل دائرة التسخين بسيط - يتم تسخين المبرد (في هذه الحالة ، الماء) أثناء احتراق الوقود ، ثم ينتشر عبر الأنابيب ، مع إعطاء الحرارة إلى المساحة المحيطة.
رسم تخطيطي لتوصيل الموقد بمبادل حراري للمياه بنظام تدفئة مغلق مع غلاية تخزين: 1 - صمام خلط ؛ 2 - مضخة الدوران ؛ 3 - خزان التمدد؛ 4 - صمام الطوارئ 5 - firebox مع مبادل حراري ؛ 6 - غلاية تخزين 7 - مشعات التدفئة
النموذج الأولي للحديث غلايات الوقود الصلب ومواقد حرق الأخشاب لفترة طويلة للمنزل مألوف للكثيرين - هذا هو "السويدي". تم بناء خزان معدني في الموقد السويدي ، وهو مملوء بالماء البارد قبل وضع الحطب وإشعال النار.وعلى الرغم من أن الماء يسخن لفترة طويلة أثناء الفرن ، إلا أنه ينبعث منه الحرارة بنفس المدة - بعد فترة طويلة من انطفاء اللهب.
تدريجيًا ، تم تحويل خزان المياه إلى مبادل حراري ، ونتيجة لذلك أصبح من الممكن توصيل نظام من الخطوط من أجل تدفئة المنزل وإمدادات الماء الساخن.
مواقد التدفئة الحديثة مع موقد أو فرن تبدو أنيقة وتتناسب تمامًا مع أي ديكور داخلي
بناء أفران تسخين المياه
السمة المميزة لأي موقد لتدفئة المنزل ، المجهز بدائرة مائية ، هو مبادل حراري ، يُطلق عليه خلاف ذلك اسم الملف أو المبرد أو المرجل. هذا الجهاز قادر على توفير تسخين كمية غير محدودة من الماء. تعتمد أبعاد وشكل الخزان على حجم غرفة الاحتراق ويمكن أن تختلف على أوسع نطاق.
مبادل حراري
في بعض تعديلات المواقد الخاصة بتدفئة المنزل ، يتم تثبيت المبادل الحراري مباشرة في صندوق الاحتراق ، ولكن بهذه الطريقة هناك خطر حدوث تسرب لسائل التبريد (أي الماء) أو حتى حدوث انفجار عندما يسخن ويغلي. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه الحالة ، تقل سعة غرفة الاحتراق حتماً. الخيار الأكثر أمانًا هو دمج المبادل الحراري في غطاء المدخنة. في هذه الحالة ، فإن معظم الهواء الساخن المتصاعد من صندوق الاحتراق سوف يسخن المبرد ، ولا يهرب عبر الأنبوب إلى الشارع.
مخطط التثبيت موقد الموقد مع دائرة الماء لإمداد الماء الساخن
حساب قوة وأبعاد المبادل الحراري
يعد الحساب الذاتي لقوة وحجم المبادل الحراري مهمة صعبة إلى حد ما بالنسبة لشخص ليس مهندس تدفئة ، ولكن في معظم الحالات من الممكن إجراء تقدير تقريبي.
نصائح مفيدة! أثبتت الممارسة أنه مع ارتفاع السقف من 2.5 إلى 2.7 متر لكل 10 أمتار2 تتطلب مساحة المنزل من 1 إلى 1.2 كيلو واط من طاقة نظام التدفئة.
يطلق الموقد التقليدي الذي يعمل بالحطب حوالي 6.5 ألف سعرة حرارية في غضون ساعة ، وهو ما يكفي لتدفئة منزل ريفي صغير. سيؤدي وجود دائرة مائية إلى مضاعفة مستوى الراحة. بعد حساب فقد الحرارة ، يمكنك حساب قوة المبادل الحراري نفسه. يختلف معدل إزالة الحرارة من كل متر مربع من مساحته من 5 إلى 10 كيلو واط. هذه الحقيقة هي الأساس لتحديد القوة المطلوبة.
عند اختيار مبادل حراري للموقد أو الموقد ، من الضروري مراعاة معلمات الهيكل ونظام التدفئة فيه.
في الواقع ، ليست هناك حاجة للخوض في الصيغ المعقدة. يكفي اللجوء إلى المتخصصين الذين سيختارون ، مسترشدين بالطاولات الجاهزة ، مبادل حراري لفرن منزل خاص ، يتوافق مع المعلمات المحددة للهيكل ونظام التدفئة فيه.
مواد
قبل اتخاذ قرار بشأن تصميم السجل (المعروف أيضًا باسم المبادل الحراري) لفرن المنزل ، يجب أن تقرر المواد التي سيتم تصنيعها منها. هناك عدة خيارات:
- النحاس - من ناحية ، فإن الملف النحاسي فعال للغاية ، لأن التوصيل الحراري لهذه المادة هو الأفضل. من ناحية أخرى ، تبلغ درجة انصهارها 1083 درجة مئوية ، وفي صندوق الاحتراق - في حالات الطوارئ التي لا يمكن استبعاد حدوثها تمامًا - يمكن أن ترتفع إلى 1200 درجة مئوية. لذلك ، يُحظر تمامًا استخدام النحاس في صندوق الاحتراق الخاص بفرن الطوب. بالإضافة إلى ذلك ، يجب الانتباه إلى حقيقة أن المكثفات المتكونة أثناء تبريد الدائرة تحتوي على مركبات كيميائية عدوانية تسبب التآكل ؛
- الحديد الزهر - مشعات الحديد الزهر شديدة المقاومة للتآكل ، لكنها هشة ، والتشوهات الحرارية التي تحدث أثناء التبريد والتسخين يمكن أن تؤدي إلى تشققات وتلف المبادل الحراري. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تجميع سجل الحديد الزهر - نظرًا لحقيقة أن هذا المعدن يصعب معالجته - من الأجزاء المصبوبة باستخدام الخيوط والأختام ، مما يؤدي إلى انخفاض موثوقية الوحدة ككل ؛
يعتبر فرن الطوب الهولندي من أبسط الأفران بكفاءة جيدة ونقل الحرارة.
- صلب - المواد التي يسهل الوصول إليها ومعالجتها بسهولة. يوصى بأن تكون المبادلات الحرارية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للحرارة بسماكة 3 إلى 5 مم ، باستخدام أنابيب غير ملحومة. في الوقت نفسه ، يجب أن تحافظ على وضع التسخين هذا الذي يكون فيه أقل قدر ممكن من التكثيف ، وعدم تصريف المبرد أبدًا ، لأن منتجات الفولاذ عرضة للتآكل ؛
- الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحرارة- أفضل ، ولكن أيضًا أغلى مادة لمبرد الموقد لمنزل خاص.
نصائح مفيدة! أنسب الفولاذ للمبادل الحراري هو AISI 304. عند تصنيع الأجزاء ، يُنصح باستخدام القطع واللحام بالليزر في جو الأرجون.
تصميم الموقد مع دائرة مائية
التصميم
يمكن أن يكون المبادل الحراري - اعتمادًا على مادته - مصنوعًا من أنابيب مستديرة أو مستطيلة الشكل ، أو صفائح معدنية ، أو مزيج من هذه الأجزاء. يتم تحديد الموقع وطريقة التثبيت حسب شكله:
- مبادل حراري من ألواح الصلب - يمكن وضعها في المكان الأكثر سخونة ، أي في غرفة الاحتراق. للإنتاج ، يتم استخدام ألواح الصلب بسمك 3 4 مم مع الأنابيب التي يبلغ قطرها 40 50 مم لتوصيل خطوط الإمداد والعودة. من أجل تجنب تكوين سدادات البخار ، يجب أن يكون الأنبوب العلوي لتزويد المياه في أعلى نقطة في المبادل الحراري ، لأنه عندما يدخل قابس بخار إلى نظام التدفئة ، هناك خطر من المطرقة المائية. الأمر الذي سيؤدي بدوره إلى تدمير الأنابيب أو المشعات. لمنع الماء الموجود في المبادل الحراري من الغليان ، يجب ألا تقل الفجوة الداخلية عن 30 مم ؛
أنابيب فولاذية لصنع مبادل حراري للفرن
- مبادل حراري للأنابيب - مصنوعة من الأنابيب: دائرية بقطر 40 50 مم أو مقاطع جانبية مستطيلة 40 × 60 أو 60 × 60 مم. يمكن أيضًا وضعه في صندوق الاحتراق (بشرط ألا يكون مصنوعًا من النحاس) ، يعتمد المحلول المكاني على الفرن المحدد. الشيء الرئيسي هو أن الجهاز لا ينبغي أن يسد الباب لملء الوقود والشبكات وأنابيب الدخان. إذا كان الموقد عبارة عن موقد تسخين للطهي ، يتم وضع أنابيب المبادل الحراري فقط على طول المستويات الجانبية لغرفة الاحتراق ؛
- سجل مسطح أنبوبي - غالبًا ما توجد في قنوات المداخن أو جرس الفرن ، حيث تكون الظروف أكثر رقة ، وبالتالي يمكن أن تدوم لفترة أطول من المشعات الموجودة في صندوق الاحتراق. أبعادها رائعة للغاية ، لأنها تقع في الأماكن التي يكون فيها ناتج الحرارة منخفضًا ، ويجب حسابها مسبقًا ، لأنه لا ينبغي أن تكون هناك عوائق أمام خروج غازات المداخن.
من الضروري وضع الموقد في المنزل وفقًا لقواعد السلامة من الحرائق
تصاعد
يجب تركيب المبادل الحراري فقط في فرن منزلي مخصص. تؤكد تعليمات الفيديو والصور بوضوح الحاجة إلى جذب صانع مواقد متخصص واتباع عدد من القواعد:
- بعد التصنيع ، يجب ضغط المبادل الحراري مرتين بضغط 6 بار: قبل وبعد التركيب في الفرن ؛
- يتم تركيب المبادل الحراري فورًا بعد تثبيت الأساس للفرن ، وبعد ذلك يتم وضعه ؛
- لا ينصح إطلاقا بإدخال إسفين المبادل الحراري في الفرن! يجب أن يكون هناك فجوة 10 15 مم بينه وبين الجدران لتعويض التمدد الحراري ؛
عناصر نظام التدفئة المشترك للمنزل مع موقد و تجميع الطاقة الشمسية
- عند تركيب الأنابيب ، اترك فجوة 5 مم واملأها بسلك أسبستوس أو مادة مانعة للتسرب أخرى مقاومة للحرارة ؛
- يجب ألا يقل طول قسم الأنبوب في المخرج عن 10 15 سم ، مما يسمح بقطع خيط جديد في حالة حدوث تلف ؛
- يتم توصيل أنابيب التسخين بالمبادل الحراري فقط باستخدام ختم مقاوم للحرارة ؛
- يجب أن يتم إعادة بناء الفرن النهائي من أجل تثبيت دائرة مائية فيه فقط بواسطة متخصص.
لتجهيز الموقد ، من الأفضل استخدام خدمات موقد ذي خبرة
تشغيل موقد مع دائرة تسخين المياه
لتشغيل نظام التدفئة بدون مشاكل ، يجب عليك أيضًا اتباع قواعد التشغيل:
- لا تستخدم الفرن مع مبادل حراري غير مملوء: سوف يحترق بسرعة.
- لا تفصل المبادل الحراري عن نظام التدفئة أثناء تشغيل الفرن. يتمدد الماء عند تسخينه ، ويمكن أن يؤدي الضغط المتزايد إلى حدوث انفجار.
- لا تزود مبادل حراري ساخن بالماء البارد. يمكن أن تتسبب التشوهات الحرارية في إتلافه.
- يمكن استخدام مضخة الدوران لزيادة كفاءة نظام التدفئة.
- إذا لزم الأمر ، استخدم مانع التجمد في دائرة سخان الماء الساخن.
- في أدنى نقطة في نظام التدفئة ، يجب توفير صنبور تصريف المياه.
لكي يعمل نظام التدفئة بسلاسة ، يجب مراعاة قواعد التشغيل
العيوب الرئيسية لموقد المنزل مع تسخين المياه
العيوب الرئيسية نظام تسخين المياه المرتبطة بالخصائص الفيزيائية لسائل التبريد ، أي الماء. عند التجمد عند 0 درجة مئوية ، يصل الماء (بتعبير أدق ، الجليد بالفعل) إلى أقصى حجم له عند -4 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي تمدد المياه المجمدة في الأنابيب إلى تمزقها. لتجنب ذلك ، من الضروري تصريف المياه من نظام التدفئة ، إذا لم يتم استخدامها في موسم البرد ، أو استبدالها بمضاد تجمد خاص.
مقالات لها صلة:
|
سيساعد الامتثال لقواعد تشغيل الموقد في المنزل وإرشادات الصور والفيديو على تجنب الأخطاء واقتراح أفضل الطرق لتحييد أوجه القصور.
من الأفضل التفكير في تركيب موقد من الطوب الحديث في مرحلة تصميم المنزل ، لأنه يتضمن ترتيب المدخنة ومجاري الهواء.
إن موقد الطوب الحديث المزود بدائرة مائية لتدفئة المنزل عبارة عن هيكل هندسي معقد للهندسة الحرارية. يتطلب تركيبه تطوير مشروع منفصل في مرحلة تصميم الهيكل بأكمله ، وعلى الأرجح ، لن يتم الاستغناء عن مشاركة المتخصصين.
