การทำความร้อนด้วยเตาเป็นแบบคลาสสิกสำหรับรัสเซียที่หนาวเย็น แต่ด้วยเหตุผลบางประการจึงมักถูกพิจารณาว่าเป็นทางเลือกหนึ่งสำหรับการทำความร้อนจากส่วนกลางไฟฟ้าหรือก๊าซ ในขณะเดียวกันเตาที่มีวงจรน้ำเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านสามารถให้พลังงานความร้อนที่ต้องการแก่ผู้อยู่อาศัยไม่เพียง แต่ยังมีน้ำร้อนสำหรับความต้องการในบ้านและสุขอนามัยอีกด้วย
เนื้อหา
ข้อดีและข้อเสียของการทำความร้อนด้วยเตา
ปกติ เตาเผาไม้ หรือ เตาผิง ทำให้ห้องร้อนขึ้นเนื่องจากการรวมกันของรังสีและการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อน ผนังอุ่นขนาดใหญ่ของเตาอบจะปล่อยพลังงานความร้อนถ่ายเทสู่อากาศและการตกแต่งภายในห้อง อากาศเย็นค่อยๆถูกแทนที่ด้วยอากาศร้อน
การทำความร้อนจากเตามีข้อดีหลายประการ:
- ไม่ต้องการการเชื่อมต่อกับการสื่อสารไฟฟ้าและก๊าซ เชื้อเพลิง: ฟืนถ่านหินถ่านอัดก้อน - ตามกฎแล้วมีราคาถูกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมการเผาไหม้ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
- การแลกเปลี่ยนความร้อนจากรังสีเป็นสิ่งที่สะดวกสบายที่สุด
น่าสนใจ! การแผ่รังสี (aka Radiant) การถ่ายเทความร้อนเป็นการถ่ายเทความร้อนประเภทเดียวที่เกิดขึ้นโดยไม่ต้องใช้สารหล่อเย็น
- เตาบ้านส่วนใหญ่ (การเผาไหม้เป็นเวลานาน หรือแบบธรรมดา) มัลติฟังก์ชั่นสามารถใช้ไม่เพียง แต่สำหรับการทำความร้อน แต่ยังใช้สำหรับน้ำร้อนและการปรุงอาหาร (ทั้งในเตาอบและบนเตาประกอบอาหาร)
- ในฤดูร้อนเตาอิฐขนาดใหญ่สำหรับบ้านมีส่วนช่วยในการปรับอากาศของห้องเนื่องจากมีการสร้างขึ้นบนรากฐานที่แยกจากกันเสมอความร้อนส่วนเกินจะถูกปล่อยลงสู่พื้น
- เตาหรือเตาผิงสร้างบรรยากาศพิเศษในบ้านและในหลาย ๆ กรณีเป็นองค์ประกอบที่กำหนดรูปแบบของการตกแต่งภายใน
อย่างไรก็ตามนอกจากข้อดีของการทำความร้อนด้วยเตาแล้วยังมีข้อเสีย:
- ขนาด - พลังของเตาความร้อนสำหรับบ้านขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขา
- ความเฉื่อย - เตาอิฐแบบดั้งเดิมใช้เวลานานมากในการอุ่นเครื่องและเริ่มทำงาน จริงอยู่เตาเหล็กหล่อที่ทันสมัยสำหรับบ้านเตาเตาผิงเตาหม้อและเตาถ่านนั้นปราศจากข้อเสียเปรียบนี้
- การสูญเสียความร้อนสูงเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ (ประสิทธิภาพ) - พลังงานความร้อนจำนวนมากผ่านปล่องไฟสู่ชั้นบรรยากาศ
- ไม่สามารถให้ความร้อนสม่ำเสมอของบ้าน อากาศร้อนค่อยๆแทนที่อากาศเย็น แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอ - อุณหภูมิอาจสูงเกินไปใกล้เตาและต่ำเกินไปในระยะห่างจากมัน
ข้อเท็จจริง! เตาสามารถให้ความร้อนได้เฉพาะห้องที่อยู่ติดกับเตาเท่านั้น ดังนั้นในส่วนของอาคารระยะไกลจากนั้นจึงมักจำเป็นต้องจัดเตาเพิ่มเติม
- ความจำเป็นในการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง - เตาต้องวางฟืนทำความสะอาดบ่อขี้เถ้าจากตะกรันและปล่องไฟจากเขม่าและเศษซากรักษากระบวนการเผาไหม้ควบคุมร่าง
- ความซับซ้อนของการควบคุม - ควบคุมกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเตาเผาได้ยากกว่าในหม้อไอน้ำ
- ความจำเป็นในการยึดเกาะที่ดี - จำเป็นต้องมีแรงดึงสำหรับการเผาไหม้ที่รุนแรงเช่นเดียวกับการกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์
- อันตรายจากไฟ - เพื่อความปลอดภัยจากอัคคีภัยจำเป็นต้องมีฉนวนกันความร้อนของปล่องไฟโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเตาในบ้านไม้ ปัจจัยอันตรายจากไฟไหม้เพิ่มเติมถูกสร้างขึ้นโดยข้อเท็จจริงที่ว่าการหยุดกระบวนการเผาไหม้ในเตาเผาทันทีเป็นไปไม่ได้
- ความจำเป็นในการเติมและจัดเก็บสต็อกเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่องตลอดจนการกำจัดของเสีย: ตะกรันและเถ้า
เตาที่มีวงจรน้ำเพื่อให้ความร้อนในบ้าน: ข้อดี
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วเตาธรรมดาไม่สามารถให้ความร้อนสม่ำเสมอทุกห้องในบ้าน ในเตาและเตาผิงสมัยใหม่ปัญหานี้แก้ไขได้บางส่วนโดยการติดตั้งห้องพาความร้อนที่เชื่อมต่อระบบท่ออากาศ เป็นผลให้การไหลของอากาศอุ่นจากเตาไม่เหลืออยู่ในตัวมันเอง แต่เคลื่อนที่ไปในพื้นที่ จำกัด ของท่อและถูกควบคุมโดยสลักแดมเปอร์ตะแกรงและอุปกรณ์เพิ่มเติมอื่น ๆ
อย่างไรก็ตามท่ออากาศมีขนาดใหญ่กินพื้นที่ที่มีประโยชน์และการสูญเสียความร้อนจะเพิ่มขึ้นตามความยาวและจำนวนรอบที่เพิ่มขึ้น พวกเขาต้องการการดูแลและบำรุงรักษา: การทำความสะอาดฝุ่นเขม่าและเขม่าเป็นระยะ อากาศมีความจุความร้อนจำเพาะต่ำในการถ่ายเทความร้อนไปยังห้องที่อยู่ห่างไกลจากเตาเผาจำเป็นต้องใช้พัดลมฉีดอากาศร้อน ดังนั้นน้ำจึงนิยมให้อากาศเป็นตัวพาความร้อนหลายประการ
ข้อเท็จจริง! ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำสูงกว่าความจุความร้อนจำเพาะของอากาศเกือบ 4 เท่า ก็เพียงพอที่จะเปรียบเทียบ 4.187 kJ / (kg × K) และ 1.055 kJ / (kg × K)
น้ำร้อนสามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างง่ายดายผ่านท่อขนาดเล็กในขณะที่ถ่ายเทพลังงานความร้อนในระยะทางไกล นอกจากนี้น้ำยังเป็นสารที่ไม่เป็นอันตรายไม่ติดไฟไม่เป็นพิษเป็นกลางทางเคมีและหาได้ง่าย
หลักการทำงานของเตาทำความร้อนด้วยวงจรน้ำ
หลักการทำงานของวงจรทำความร้อนนั้นง่าย - สารหล่อเย็น (ในกรณีนี้คือน้ำ) จะร้อนขึ้นในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจากนั้นแพร่กระจายผ่านท่อทำให้ความร้อนออกไปยังพื้นที่โดยรอบ
เป็นต้นแบบของสมัยใหม่ หม้อไอน้ำเชื้อเพลิงแข็ง และเตาฟืนสำหรับการเผาไหม้เป็นเวลานานสำหรับบ้านเป็นที่คุ้นเคยสำหรับหลาย ๆ คน - นี่คือ "Swede" ถังโลหะถูกสร้างขึ้นในเตาของสวีเดนซึ่งเต็มไปด้วยน้ำเย็นก่อนที่จะวางฟืนและจุดไฟและแม้ว่าน้ำจะร้อนขึ้นเป็นเวลานานในระหว่างเตาเผา แต่ก็ให้ความร้อนได้ไม่นานหลังจากที่เปลวไฟดับลง
ถังเก็บน้ำค่อยๆเปลี่ยนเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งเป็นผลให้สามารถเชื่อมต่อระบบสายสำหรับ เครื่องทำความร้อนในบ้าน และน้ำร้อน
การก่อสร้างเตาเผาพร้อมเครื่องทำน้ำอุ่น
คุณสมบัติที่โดดเด่นของเตาสำหรับให้ความร้อนในบ้านที่มีวงจรน้ำคือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนหรือที่เรียกว่าขดลวดหม้อน้ำหรือหม้อไอน้ำ อุปกรณ์นี้สามารถให้ความร้อนของน้ำได้ไม่ จำกัด จำนวน ขนาดและรูปร่างของถังขึ้นอยู่กับปริมาตรของห้องเผาไหม้และอาจแตกต่างกันไปในช่วงที่กว้างที่สุด
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
ในการปรับเปลี่ยนเตาบางส่วนเพื่อให้ความร้อนในบ้านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกติดตั้งโดยตรงในเตาไฟ แต่ด้วยวิธีนี้อาจมีอันตรายจากการรั่วไหลของสารหล่อเย็น (นั่นคือน้ำ) หรือแม้กระทั่งการระเบิดเมื่อร้อนเกินไปและเดือด นอกจากนี้ในกรณีนี้ความจุของห้องเผาไหม้จะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าคือการรวมตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเข้ากับปล่องดูดควัน ในกรณีนี้อากาศร้อนส่วนใหญ่ที่ลอยขึ้นจากเตาจะทำให้สารหล่อเย็นร้อนขึ้นและไม่ไหลผ่านท่อไปที่ถนน
การคำนวณกำลังและขนาดของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน
การคำนวณกำลังและขนาดของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยตนเองเป็นงานที่ค่อนข้างยากสำหรับผู้ที่ไม่ใช่วิศวกรทำความร้อน แต่ในกรณีส่วนใหญ่คุณสามารถประมาณค่าคร่าวๆได้
คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่ามีความสูงเพดาน 2.5 ถึง 2.7 ม. ต่อ 10 ม2 พื้นที่ของบ้านต้องการพลังงานระบบทำความร้อนตั้งแต่ 1 ถึง 1.2 กิโลวัตต์
เตาบ้านที่ใช้ไม้ธรรมดาจะปล่อยพลังงานประมาณ 6.5 พันกิโลแคลอรีภายในหนึ่งชั่วโมงซึ่งเพียงพอที่จะอุ่นบ้านในชนบทหลังเล็ก ๆ การมีวงจรน้ำจะเพิ่มระดับความสะดวกสบายเป็นสองเท่า หลังจากคำนวณการสูญเสียความร้อนแล้วคุณสามารถคำนวณกำลังของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนได้เอง การกำจัดความร้อนจากพื้นที่แต่ละตารางเมตรแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5 ถึง 10 กิโลวัตต์ ข้อเท็จจริงนี้เป็นพื้นฐานในการกำหนดกำลังที่ต้องการ
ในความเป็นจริงไม่จำเป็นต้องดำน้ำในสูตรที่ซับซ้อน ก็เพียงพอที่จะติดต่อผู้เชี่ยวชาญซึ่งได้รับคำแนะนำจากโต๊ะสำเร็จรูปจะเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเตาเผาของบ้านส่วนตัวซึ่งสอดคล้องกับพารามิเตอร์ที่กำหนดของโครงสร้างและระบบทำความร้อนในนั้น
วัสดุ
ก่อนตัดสินใจออกแบบทะเบียน (หรือที่เรียกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) ของเตาเผาสำหรับบ้านคุณควรตัดสินใจว่าจะทำจากวัสดุใด มีหลายตัวเลือก:
- ทองแดง - ในอีกด้านหนึ่งขดลวดทองแดงมีประสิทธิภาพมากเนื่องจากการนำความร้อนของวัสดุนี้เป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุด ในทางกลับกันจุดหลอมเหลวคือ 1083 °Сและในเตาไฟ - ในกรณีฉุกเฉินเหตุการณ์ที่ไม่สามารถตัดออกได้อย่างสมบูรณ์ - มันสามารถสูงถึง 1200 °С ดังนั้นห้ามใช้ทองแดงในเตาไฟของเตาอิฐโดยเด็ดขาด นอกจากนี้คุณต้องใส่ใจกับความจริงที่ว่าคอนเดนเสทที่เกิดขึ้นระหว่างการระบายความร้อนของวงจรประกอบด้วยสารประกอบทางเคมีที่ก้าวร้าวซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อน
- เหล็กหล่อ - หม้อน้ำเหล็กหล่อทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่มีความเปราะบางและการเปลี่ยนรูปทางความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำความเย็นและการทำความร้อนอาจทำให้เกิดรอยแตกและความเสียหายต่อตัวแลกเปลี่ยนความร้อน นอกจากนี้ทะเบียนเหล็กหล่อ - เนื่องจากโลหะนี้ยากต่อการแปรรูป - ประกอบจากชิ้นส่วนหล่อโดยใช้เกลียวและซีลซึ่งทำให้ความน่าเชื่อถือของหน่วยโดยรวมลดลง
- เหล็ก - วัสดุที่สามารถเข้าถึงได้และแปรรูปได้ง่ายที่สุด ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแนะนำให้ทำจากเหล็กทนความร้อนที่มีความหนา 3 ถึง 5 มม. โดยใช้ท่อไร้รอยต่อ ในขณะเดียวกันคุณควรรักษาโหมดทำความร้อนที่มีคอนเดนเสทเกิดขึ้นน้อยที่สุดและห้ามระบายน้ำหล่อเย็นเนื่องจากผลิตภัณฑ์เหล็กอาจมีการกัดกร่อน
- สแตนเลสทนความร้อน- วัสดุที่ดีที่สุด แต่แพงที่สุดสำหรับหม้อน้ำเตาสำหรับบ้านส่วนตัว
คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! เหล็กที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคือ AISI 304 ในการผลิตชิ้นส่วนขอแนะนำให้ใช้การตัดด้วยเลเซอร์และการเชื่อมในบรรยากาศอาร์กอน
ออกแบบ
ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน - ขึ้นอยู่กับวัสดุ - สามารถทำจากท่อสี่เหลี่ยมกลมหรือมีรูปร่างโลหะแผ่นหรือชิ้นส่วนเหล่านี้รวมกัน ตำแหน่งและวิธีการติดตั้งขึ้นอยู่กับรูปร่าง:
- แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนเหล็ก - สามารถวางไว้ในที่ที่ร้อนที่สุดนั่นคือในห้องเผาไหม้ สำหรับการผลิตจะใช้แผ่นเหล็กหนา 3 ÷ 4 มม. ร่วมกับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ÷ 50 มม. สำหรับเชื่อมต่อท่อจ่ายและส่งคืน เพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของปลั๊กไอน้ำท่อจ่ายน้ำด้านบนต้องอยู่ที่จุดสูงสุดของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเนื่องจากหากปลั๊กไอน้ำเข้าสู่ระบบทำความร้อนจะมีความเสี่ยงที่จะเกิดค้อนน้ำ ซึ่งจะนำไปสู่การทำลายท่อหรือหม้อน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเดือดช่องว่างภายในต้องมีอย่างน้อย 30 มม.
- ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน - ทำจากท่อ: กลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ÷ 50 มม. หรือส่วนโปรไฟล์สี่เหลี่ยม 40 × 60 หรือ 60 × 60 มม. นอกจากนี้ยังสามารถอยู่ในเตา (หากไม่ได้ทำจากทองแดง) การแก้ปัญหาเชิงพื้นที่ขึ้นอยู่กับเตาเผาเฉพาะ สิ่งสำคัญคืออุปกรณ์ไม่ควรกีดขวางประตูโหลดเชื้อเพลิงแท่งตะแกรงและท่อควัน หากเตาเป็นเตาปรุงอาหารที่ให้ความร้อนท่อแลกเปลี่ยนความร้อนจะวางตามระนาบด้านข้างของห้องเผาไหม้เท่านั้น
- ทะเบียนท่อแบน - ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในท่อปล่องไฟหรือที่ดูดควันของเตาซึ่งมีสภาพที่อ่อนโยนกว่าดังนั้นจึงสามารถใช้งานได้นานกว่าหม้อน้ำในเตา ขนาดของพวกเขาน่าประทับใจมากเนื่องจากตั้งอยู่ในสถานที่ที่ความร้อนต่ำและต้องคำนวณล่วงหน้าเนื่องจากไม่ควรมีสิ่งกีดขวางทางออกของก๊าซไอเสีย
การติดตั้ง
ควรติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในเตาอบภายในบ้านเท่านั้น คำแนะนำวิดีโอและภาพถ่ายยืนยันอย่างชัดเจนถึงความจำเป็นในการดึงดูดช่างทำเตาผู้เชี่ยวชาญและปฏิบัติตามกฎหลายประการ:
- หลังจากการผลิตตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะต้องได้รับแรงดันสองครั้งด้วยแรงดัน 6 บาร์: ก่อนและหลังการติดตั้งในเตาเผา
- ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะติดตั้งทันทีหลังจากติดตั้งฐานสำหรับเตาเผาหลังจากนั้นก็วาง
- ไม่แนะนำอย่างยิ่งให้ตอกตัวแลกเปลี่ยนความร้อนลงในเตาอบ! ต้องมีช่องว่าง 10 ÷ 15 มม. ระหว่างมันกับผนังเพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อน
- เมื่อติดตั้งท่อให้เว้นช่องว่างไว้ 5 มม. แล้วเติมด้วยสายใยหินหรือสารเคลือบหลุมร่องฟันทนความร้อน
- ส่วนท่อที่เต้าเสียบต้องมีความยาวอย่างน้อย 10 ÷ 15 ซม. ซึ่งจะช่วยให้สามารถตัดด้ายใหม่ได้ในกรณีที่เกิดความเสียหาย
- ท่อความร้อนเชื่อมต่อกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้ซีลทนความร้อนเท่านั้น
- การสร้างเตาเผาสำเร็จรูปใหม่เพื่อติดตั้งวงจรน้ำควรทำโดยผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น
การทำงานของเตาเตาผิงพร้อมวงจรทำน้ำร้อน
เพื่อให้การทำงานของระบบทำความร้อนปราศจากปัญหาคุณต้องปฏิบัติตามกฎการทำงาน:
- อย่าใช้เตาอบกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ไม่ได้บรรจุเพราะมันจะไหม้อย่างรวดเร็ว
- อย่าถอดตัวแลกเปลี่ยนความร้อนออกจากระบบทำความร้อนในขณะที่เตาอบกำลังทำงาน น้ำจะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนและความดันที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดการระเบิดได้
- อย่าจ่ายน้ำเย็นให้กับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุ่น การเปลี่ยนรูปจากความร้อนอาจทำให้เกิดความเสียหายได้
- สามารถใช้ปั๊มหมุนเวียนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบทำความร้อน
- หากจำเป็นให้ใช้สารป้องกันการแข็งตัวในวงจรเครื่องทำน้ำอุ่น
- ที่จุดต่ำสุดของระบบทำความร้อนจะต้องมีก๊อกระบายน้ำ
ข้อเสียเปรียบหลักของเตาสำหรับบ้านที่มีเครื่องทำน้ำอุ่น
ข้อเสียเปรียบหลัก ระบบทำน้ำร้อน เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพของสารหล่อเย็นนั่นคือน้ำ การแช่แข็งที่ 0 °Сน้ำ (แม่นยำกว่าน้ำแข็งอยู่แล้ว) ถึงปริมาตรสูงสุดที่ -4 °С การขยายตัวของน้ำที่แข็งตัวในท่ออาจทำให้เกิดการแตกได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้จำเป็นต้องระบายน้ำออกจากระบบทำความร้อนหากไม่ได้ใช้ในฤดูหนาวหรือแทนที่ด้วยสารป้องกันการแข็งตัวพิเศษ
บทความที่เกี่ยวข้อง:
|
การปฏิบัติตามกฎสำหรับการใช้งานเตาในบ้านคำแนะนำเกี่ยวกับภาพถ่ายและวิดีโอจะช่วยหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและแนะนำวิธีที่ดีที่สุดในการต่อต้านข้อบกพร่อง
เตาอิฐที่ทันสมัยพร้อมวงจรน้ำเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านเป็นโครงสร้างทางวิศวกรรมความร้อนที่ซับซ้อน การติดตั้งต้องมีการพัฒนาโครงการแยกต่างหากในขั้นตอนการออกแบบโครงสร้างทั้งหมดโดยรวมและส่วนใหญ่จะไม่ทำโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของผู้เชี่ยวชาญ