O sobă cu circuit de apă pentru încălzirea unei case: opțiuni de implementare

O sobă modernă de șemineu este folosită cu succes pentru încălzirea unei case private

Avantajele și dezavantajele încălzirii aragazului

Regulat cuptor cu lemne sau vatră încălziți camera datorită unei combinații de radiații și schimb de căldură prin convecție. Pereții masivi încălziți ai cuptorului emit energie termică, transferând-o în aerul și mobilierul camerei. Aerul rece este înlocuit treptat de aerul încălzit.

Încălzirea cuptorului are o serie de avantaje fără îndoială:

• nu necesită conectarea la comunicații electrice și gaze. Combustibil: lemn de foc, cărbune, brichete de turbă - de regulă, ieftin și ecologic, arderea nu dăunează mediului;
• schimbul de căldură prin radiații este cel mai confortabil;

Interesant! Transferul de căldură prin radiație (aka radiant) este singurul tip de transfer de căldură care are loc fără participarea unui agent de răcire.

Soba rusească a încălzit casele multor generații ale strămoșilor noștri

• majoritatea sobelor casnice (arsuri lungi sau convențional) multifuncțional, poate fi utilizat nu numai pentru încălzire, ci și pentru încălzirea apei și a gătitului (atât în ​​interiorul cuptorului, cât și pe plită);
• în sezonul cald, un cuptor masiv de cărămidă pentru o casă contribuie la aerul condiționat al camerei: datorită faptului că este întotdeauna construit pe o fundație separată, excesul de căldură este îndepărtat la sol;
• o sobă sau șemineu creează o atmosferă specială în casă și în multe cazuri este un element care determină stilul interiorului.

Șemineul creează o atmosferă specială în casă și setează stilul interiorului

Cu toate acestea, împreună cu avantajele încălzirii aragazului, există și dezavantaje inerente:

• dimensiuni - puterea sobelor de încălzire pentru o casă depinde de dimensiunile acestora;
• inerție - un cuptor tradițional de casă din cărămidă durează foarte mult timp pentru a se încălzi și a intra în funcțiune. Adevărat, sobe moderne din fontă pentru casă, sobe de șemineu, sobe de burtă și buleryans sunt practic libere de acest dezavantaj;
• pierderi mari de căldură datorate eficienței reduse (eficiență) - o cantitate mare de energie termică trece prin coș în atmosferă;
• incapacitatea de a asigura încălzirea uniformă a casei. Aerul cald deplasează treptat aerul rece, dar acest lucru se întâmplă inegal - temperatura poate fi prea ridicată în apropierea sobei și prea scăzută la o distanță de aceasta;

Fapt! Aragazul poate încălzi doar acele camere care sunt direct adiacente acestuia. Prin urmare, în părți ale clădirii aflate la distanță de aceasta, a fost adesea necesar să se amenajeze o sobă suplimentară.

Principiul încălzirii sobei - o sobă fierbinte emite energie termică în spațiul înconjurător (schimb de căldură radiantă), apoi aerul rece este înlocuit cu aer încălzit (schimb de căldură prin convecție)

• necesitatea unei întrețineri constante - aragazul necesită așezarea lemnului de foc, curățarea gropilor de cenușă de zgură și coșurile de fum din funingine și resturi, menținerea procesului de ardere, reglarea tirajului;
• complexitatea controlului - este mai dificil de controlat procesul de ardere a combustibilului într-un cuptor decât în ​​cazane;
• nevoia unei tracțiuni bune - este necesară o tracțiune pentru arderea intensă, precum și pentru îndepărtarea monoxidului de carbon;
• pericol de incendiu - pentru a asigura siguranța la incendiu, izolarea coșurilor de fum este necesară, în special pentru o sobă într-o casă din lemn. Un factor suplimentar de pericol de incendiu este creat de faptul că oprirea instantanee a procesului de ardere în cuptor este imposibilă;
• necesitatea reaprovizionării și stocării constante a stocului de combustibil, precum și a eliminării deșeurilor: zgură și cenușă.

Pentru a asigura funcționarea cuptorului, este necesară întreținerea sa constantă: așezarea lemnului de foc, curățarea gropilor de cenușă și a coșurilor de fum, monitorizarea procesului de ardere, reglarea tirajului

O sobă cu circuit de apă pentru încălzirea unei case: avantaje

După cum sa menționat deja, o sobă obișnuită nu este capabilă să asigure încălzirea uniformă a tuturor camerelor din casă. În sobele și șemineele moderne, această problemă este rezolvată parțial prin instalarea unei camere de convecție la care este conectat sistemul de conducte de aer. Ca rezultat, fluxul de aer cald din sobă nu este lăsat în sine, ci se mișcă în spațiul limitat al țevilor și este reglat de zăvoare, amortizoare, grătare și alte dispozitive suplimentare.

Cu toate acestea, conductele de aer sunt greoaie, consumă spațiu util și, odată cu creșterea lungimii și a numărului de viraje, pierderile de căldură cresc. Au nevoie de supraveghere și întreținere: curățarea periodică a prafului, funinginei și funinginei. Aerul în sine are o capacitate de căldură specifică scăzută; pentru a transfera căldura într-o cameră îndepărtată de cuptor, este necesară pomparea forțată a maselor de aer încălzite de către un ventilator. Prin urmare, apa, ca mediu de transfer de căldură, este preferabilă în multe privințe aerului.

Sistem de încălzire combinat al unei căsuțe care utilizează o sobă de șemineu cu circuit de apă și colectoare solare

Fapt! Capacitatea termică specifică a apei este de aproape 4 ori mai mare decât capacitatea termică specifică a aerului. Este suficient să comparați 4.187 kJ / (kg × K) și 1.055 kJ / (kg × K).

Apa fierbinte poate fi transportată cu ușurință prin conducte cu diametru mic, transferând în același timp energia termică pe distanțe mari. În plus, apa este o substanță inofensivă, neinflamabilă, netoxică, neutră chimic și ușor disponibilă.

Principiul de funcționare a încălzirii aragazului cu un circuit de apă

Principiul de funcționare al circuitului de încălzire este simplu - lichidul de răcire (în acest caz, apa) se încălzește în timpul arderii combustibilului, apoi se răspândește prin conducte, în timp ce degajă căldură spațiului înconjurător.

Schema de conectare a unui șemineu cu un schimbător de căldură de apă la un sistem de încălzire închis cu un cazan de stocare: 1 - supapă de amestecare; 2 - pompa de circulație; 3 - rezervor de expansiune; 4 - supapă de urgență; 5 - cămin de foc cu schimbător de căldură; 6 - cazan de depozitare; 7 - radiatoare de încălzire

Prototipul modernului cazane pe combustibil solid și sobele cu lemne care arde mult timp pentru casă sunt familiare pentru mulți - acesta este „suedezul”. În sobă suedeză este încorporat un rezervor metalic, care este umplut cu apă rece înainte de a pune lemne de foc și de a aprinde.Și, deși apa se încălzește pentru o lungă perioadă de timp în timpul cuptorului, aceasta degajă căldură la fel de mult - mult după ce flacăra se stinge.

Treptat, rezervorul de apă a fost transformat într-un schimbător de căldură, drept urmare a devenit posibilă conectarea unui sistem de linii pentru încălzirea locuinței și alimentare cu apă caldă.

Sobe moderne de încălzire cu plită sau cuptor arată elegant și se potrivesc perfect în orice interior

Construirea cuptoarelor cu încălzire cu apă

O caracteristică distinctivă a oricărei sobe pentru încălzirea unei case, echipată cu un circuit de apă, este un schimbător de căldură, altfel numit colac, radiator sau cazan. Acest dispozitiv este capabil să asigure încălzirea unei cantități nelimitate de apă. Dimensiunile și forma rezervorului depind de volumul camerei de ardere și pot varia în cea mai largă gamă.

Schimbător de căldură

În unele modificări ale sobelor pentru încălzirea unei case, schimbătorul de căldură este instalat direct în focar, dar cu această metodă există pericolul unei scurgeri de lichid de răcire (adică apă) sau chiar o explozie atunci când acesta se supraîncălzește și fierbe. În plus, în acest caz, capacitatea camerei de ardere scade inevitabil. O opțiune mai sigură este integrarea schimbătorului de căldură în hota de horn. În acest caz, cea mai mare parte a aerului fierbinte care se ridică din focar va încălzi lichidul de răcire și nu va scăpa prin conductă către stradă.

Schema de instalare aragaz cu semineu cu circuit de apă pentru alimentarea cu apă caldă

Calculul puterii și dimensiunilor schimbătorului de căldură

Autocalcularea puterii și dimensiunii unui schimbător de căldură este o sarcină destul de dificilă pentru cineva care nu este inginer de încălzire, dar în majoritatea cazurilor este posibil să se facă o estimare aproximativă.

Sfat util! Practica a dovedit că, cu o înălțime a tavanului de 2,5 până la 2,7 m pe 10 m² suprafața casei necesită între 1 și 1,2 kW de putere a sistemului de încălzire.

O sobă convențională cu lemne eliberează aproximativ 6,5 mii kcal într-o oră, ceea ce este suficient pentru a încălzi o casă mică la țară. Prezența unui circuit de apă va dubla nivelul de confort. După calcularea pierderii de căldură, puteți calcula puterea schimbătorului de căldură în sine. Eliminarea căldurii din fiecare metru pătrat al zonei sale variază de la 5 la 10 kW. Acest fapt stă la baza determinării puterii necesare.

Atunci când alegeți un schimbător de căldură pentru o sobă sau șemineu, este necesar să se țină seama de parametrii structurii și ale sistemului de încălzire din acesta.

De fapt, nu este nevoie să vă scufundați în formule complexe. Este suficient să contactați specialiștii, care, ghidați de mese gata făcute, vor selecta un schimbător de căldură pentru cuptorul unei case private, corespunzător parametrilor dați ai structurii și sistemului de încălzire din acesta.

Material

Înainte de a vă decide cu privire la proiectarea registrului (aka schimbătorul de căldură) al cuptorului pentru casă, ar trebui să decideți din ce material va fi făcut. Există mai multe opțiuni:

• cupru - pe de o parte, bobina de cupru este foarte eficientă, deoarece conductivitatea termică a acestui material este una dintre cele mai bune. Pe de altă parte, punctul său de topire este de 1083 ° C, iar în focar - în caz de situații de urgență, a căror apariție nu poate fi niciodată exclusă complet - poate crește la 1200 ° C. Prin urmare, utilizarea cuprului în focarul unui cuptor din cărămidă este strict interzisă. În plus, trebuie să acordați atenție faptului că condensul format în timpul răcirii circuitului conține compuși chimici agresivi care provoacă coroziune;
• fontă - radiatoarele din fontă sunt foarte rezistente la coroziune, dar sunt fragile, iar deformările termice care apar în timpul răcirii și încălzirii pot duce la fisuri și la deteriorarea schimbătorului de căldură. În plus, un registru din fontă - datorită faptului că acest metal este dificil de prelucrat - este asamblat din piese turnate folosind fire și etanșări, ceea ce duce la o scădere a fiabilității unității în ansamblu;

Cuptorul olandez din cărămidă este unul dintre cele mai simple cuptoare cu eficiență bună și transfer de căldură.

• oţel - materialul cel mai accesibil și ușor de prelucrat. Schimbătoarele de căldură se recomandă să fie fabricate din oțel rezistent la căldură cu o grosime de 3 până la 5 mm, folosind țevi fără sudură. În același timp, ar trebui să mențineți un astfel de mod de încălzire în care să se formeze cât mai puțin condens și să nu scurgeți niciodată lichidul de răcire, deoarece produsele din oțel sunt supuse coroziunii;
• oțel inoxidabil rezistent la căldură- cel mai bun, dar și cel mai scump material pentru un calorifer de aragaz pentru o casă privată.

Sfat util! Cel mai potrivit oțel pentru schimbătorul de căldură este AISI 304. La fabricarea pieselor, este recomandabil să folosiți tăierea și sudarea cu laser în atmosferă de argon.

Proiectarea sobei de șemineu cu circuit de apă

Proiecta

Schimbătorul de căldură - în funcție de materialul său - poate fi realizat din țevi dreptunghiulare rotunde sau în formă, tablă sau o combinație a acestor piese. Locația și metoda de instalare sunt determinate de forma sa:

• schimbător de căldură din tablă de oțel - poate fi plasat în cel mai fierbinte loc, adică în camera de ardere. Pentru producție, tablă de oțel cu grosimea de 3 ÷ 4 mm este utilizată în combinație cu țevi cu diametrul de 40 ÷ 50 mm pentru conectarea liniilor de alimentare și de retur. Pentru a evita formarea dopurilor de abur, conducta superioară de alimentare cu apă trebuie să se afle în cel mai înalt punct al schimbătorului de căldură, deoarece dacă un blocaj de abur intră în sistemul de încălzire, există riscul ciocanului cu apă. Ceea ce la rândul său va duce la distrugerea conductelor sau a caloriferelor. Pentru a preveni fierberea apei din schimbătorul de căldură, spațiul său intern trebuie să fie de cel puțin 30 mm;

Tuburi de oțel pentru fabricarea schimbătorului de căldură în cuptor

• schimbător de căldură pentru țevi - este realizat din țevi: rotunde cu diametrul de 40 ÷ 50 mm sau secțiuni de profil dreptunghiular de 40 × 60 sau 60 × 60 mm. Poate fi amplasat și în căminul de foc (cu condiția să nu fie din cupru), soluția spațială depinde de cuptorul specific. Principalul lucru este că dispozitivul nu trebuie să blocheze ușa pentru umplerea combustibilului, a grătarelor și a conductelor de fum. Dacă aragazul este un aragaz de încălzire-gătit, atunci conductele schimbătorului de căldură sunt așezate numai de-a lungul planurilor laterale ale camerei de ardere;
• registru plat tubular - cel mai adesea sunt situate în conductele de coș sau în hota cuptorului, unde condițiile sunt mai blânde, prin urmare pot dura mai mult decât radiatoarele din căminul de foc. Dimensiunile lor sunt foarte impresionante, deoarece sunt situate în locuri în care puterea de căldură este scăzută și trebuie calculată în avans, deoarece nu ar trebui să existe obstacole în calea ieșirii gazelor arse.

Este necesar să amplasați aragazul în casă în conformitate cu normele de siguranță la incendiu

Montare

Schimbătorul de căldură trebuie instalat numai într-un cuptor de casă dedicat. Instrucțiunile video și foto confirmă în mod clar nevoia de a atrage un producător specializat de sobe și de a respecta o serie de reguli:

• După fabricare, schimbătorul de căldură trebuie presurizat de două ori cu o presiune de 6 bari: înainte și după instalarea în cuptor;
• schimbătorul de căldură este montat imediat după instalarea fundației pentru cuptor, după care este așezat;
• Nu este absolut recomandat să introduceți schimbătorul de căldură în zidăria cuptorului! Trebuie să existe un spațiu de 10 ÷ 15 mm între acesta și pereți pentru a compensa expansiunea termică;

Elementele unui sistem de încălzire combinat al unei căsuțe cu șemineu și colectoare solare

• atunci când instalați țevi, lăsați un spațiu de 5 mm și umpleți-l cu cablu de azbest sau alt material de etanșare rezistent la căldură;
• secțiunea țevii la ieșire trebuie să aibă o lungime de cel puțin 10 ÷ 15 cm. Acest lucru va permite tăierea unui nou filet în caz de deteriorare;
• conductele de încălzire sunt conectate la schimbătorul de căldură numai folosind o garnitură rezistentă la căldură;
• reconstrucția cuptorului finit pentru a instala un circuit de apă în acesta ar trebui făcută numai de un specialist.

Pentru a echipa aragazul, este mai bine să folosiți serviciile unui producător experimentat de aragaz

Funcționarea unui aragaz cu șemineu cu circuit de încălzire a apei

Pentru o funcționare fără probleme a sistemului de încălzire, trebuie să respectați și regulile de funcționare:

1. Nu utilizați cuptorul cu un schimbător de căldură neumplut: acesta se va arde rapid.
2. Nu deconectați schimbătorul de căldură de la sistemul de încălzire în timp ce cuptorul funcționează. Apa se extinde atunci când este încălzită, iar presiunea crescută poate provoca o explozie.
3. Nu furnizați apă rece unui schimbător de căldură încălzit. Deformațiile termice îl pot deteriora.
4. O pompă de circulație poate fi utilizată pentru a crește eficiența sistemului de încălzire.
5. Dacă este necesar, utilizați antigel în circuitul încălzitorului de apă.
6. În cel mai de jos punct al sistemului de încălzire, trebuie prevăzut un robinet de scurgere a apei.

Pentru ca sistemul de încălzire să funcționeze fără probleme, respectați regulile de funcționare

Principalele dezavantaje ale unei sobe de casă cu încălzire a apei

Principalele dezavantaje sistem de incalzire a apei asociat cu proprietățile fizice ale agentului de răcire, adică a apei. Congelând la 0 ° С, apa (mai exact, deja gheață) atinge volumul maxim la -4 ° С. Extinderea apei înghețate în conducte poate duce la ruperea lor. Pentru a evita acest lucru, este necesar să scurgeți apa din sistemul de încălzire, dacă nu este folosită în sezonul rece, sau să o înlocuiți cu un antigel special.

Articol asociat:

Respectarea regulilor de funcționare a aragazului în casă, instrucțiunile foto și video va ajuta la evitarea greșelilor și va sugera cele mai bune modalități de neutralizare a deficiențelor.

Este mai bine să vă gândiți la instalarea unui cuptor modern din cărămidă la etapa de proiectare a casei, deoarece implică amenajarea unui coș de fum și a conductelor de aer

Un cuptor modern din cărămidă cu circuit de apă pentru încălzirea unei case este o structură complexă de inginerie termică. Instalarea acestuia necesită dezvoltarea unui proiect separat în etapa de proiectare a întregii structuri în ansamblu și, cel mai probabil, nu se va descurca fără implicarea specialiștilor.