Com es fa la calefacció per fogons en una casa privada amb circuits d’aire o aigua

Hi ha moltes maneres d’escalfar una casa particular, que inclou l’ús de gas i electricitat. Però, malgrat l’abundància de mètodes moderns, la calefacció per fogons segueix sent rellevant en l’ordenació de cases rurals i cases rurals.

D’acord, res no emfatitza el colorant de la barraca russa tant com una estufa de llenya. A més, es considera una calefacció de combustible sòlid una de les opcions econòmiques.

L’organització del sistema de calefacció comença amb la selecció dels equips del forn i la determinació del tipus de circuit de calefacció. Ens oferim a comprendre l’aparell i els principis de funcionament de la calefacció d’aigua i aire basats en el forn. Per a una millor comprensió del problema, vam complementar el material amb esquemes i fotografies visuals.

Calefacció per aire

El motiu de la preferència sostenible que donen els propietaris d’habitatges particulars a l’opció de calefacció de fogons és funcionament econòmic - la disponibilitat de llenya, briquetes de combustible o carbó.

L’inconvenient és l’espai de processament limitat, que es pot eliminar mitjançant la instal·lació d’un sistema d’aigua i aire basat en una unitat de maó.

A la selecció de fotos es presenten les característiques del dispositiu per escalfar edificis de poca alçada amb un forn.

Principi de funcionament calefacció per aire basat en una estufa o llar de foc, consisteix a transferir un corrent càlid escalfat a la temperatura de funcionament en un intercanviador de calor o una caldera. L’aire entra directament a l’habitació o a través de conductes d’aire.

A causa del camí relativament curt, no té temps per perdre temperatura. El resultat és una distribució uniforme de la calor a tota la casa.

Una cambra per escalfar l’aire està disposada a sobre de la caixa de foc, de manera que la superfície superior calenta de la caixa de foc i la xemeneia transfereixin la màxima calor. La circulació de l’aire es produeix de manera natural o a través dels ventiladors.

Un forn d’acer fabricat per fàbrica per escalfar una habitació de 120 metres quadrats. m amb flux d'aire costa uns 12.000 rubles

La circulació natural es produeix com a resultat de la diferència de densitat entre l’aire fred i el calent. L’aire fred que entra a la cambra de calefacció desplaça l’aire calent als conductes.

Aquest mètode no requereix la presència d’electricitat, però, si l’aire no es mou ràpidament per la cambra de calefacció, fa molta calor, cosa que pot causar problemes.

L’escalfament d’aire amb el moviment natural de l’aire escalfat implica la instal·lació de conductes per al moviment direccional. En casos forçats, el moviment d'aire estimula el ventilador (+)

La circulació forçada es produeix amb l’ús de ventiladors o bombes. Tot i això, la calefacció de l’espai es produeix de manera més ràpida i uniforme. Amb la ventilació forçada, ajustant el seu mode, podeu controlar fàcilment la quantitat d’aire subministrat a diverses habitacions, determinant així el microclima de les habitacions individuals de la casa.

Segons el tipus d'abastament d'aire fred, els sistemes es divideixen en dues varietats:

• Amb recirculació completa. Les masses d’aire escalfat s’alternen amb l’aire fred a la mateixa habitació. El mínim de l’esquema és que la qualitat de l’aire disminueix durant cada cicle de calefacció / refrigeració.
• Amb reclam parcial. Una part de l’aire fresc es pren del carrer, que es barreja amb part de l’aire de l’habitació. Després de l'escalfament, es lliura al consumidor una barreja de dues porcions d'aire. Avantatge en qualitat de l'aire estable, falta de volatilitat.

És clar que el primer grup inclou sistemes de canals amb el moviment natural d’un refrigerant d’aire. La segona classe inclou variants amb moviment forçat de l'aire, per al moviment del qual no cal organitzar una xarxa de conductes.

El flux d’aire des del carrer proporciona al sistema amb circulació natural un impuls addicional, que elimina la necessitat de ventiladors.

Els principals avantatges de la calefacció a l’aigua en comparació amb l’aigua:

• alta eficiència;
• sense problemes;
• manca de radiadors a les habitacions.

El circuit d'aparells amb moviment forçat permet prescindir de la construcció d'un sistema de conductes. A més, aquesta varietat es pot combinar amb condicionament, hidratació i ionització de l’aire.

Si no es preveu la instal·lació d’un dispositiu que estimuli el moviment de l’aire escalfat, s’utilitzen els mètodes següents per augmentar la productivitat de l’estufa:

Un augment de l’eficiència augmentarà espontàniament la velocitat del flux d’aire: com més ràpid s’escalfi l’aire, més intensament canvia la massa d’aire refredada i escalfada.

Els principals desavantatges de la calefacció a l’aire respecte a l’aigua:

• quan s’utilitza un forn, la temperatura de l’aire subministrat té un rang significatiu, en contrast amb l’ús d’altres mitjans de calefacció;
• els conductes d'aire tenen un gran diàmetre, per la qual cosa la instal·lació s'ha de realitzar a la fase de construcció;
• la ubicació del forn al soterrani és desitjable, en cas contrari cal utilitzar ventiladors que facin soroll.

El moviment de l’aire a l’habitació té un costat negatiu: augmenta pols, però, l’ús de filtres a la sortida del conducte permet capturar de forma efectiva aquesta pols, reduint així la quantitat total de pols de la casa.

Una altra característica de la calefacció per aire amb els seus costats positius i negatius és la velocitat de transferència de calor. D’una banda, les habitacions s’escalfen més ràpidament que quan s’escalfa amb un circuit d’aigua, d’altra banda no hi ha inèrcia tèrmica: tan bon punt el fogó o la xemeneia s’apaguen, l’habitació comença a refrigerar-se immediatament.

Per garantir una pressió uniforme a les branques laterals del conducte, cal excloure la seva inserció a l’últim mig metre del conducte principal

A diferència de la calefacció per aigua, no és difícil instal·lar un sistema de calefacció per aire. Tots els elements (canonades, corbes, reixes de ventilació) es poden connectar de forma senzilla sense soldar. Hi ha conductes flexibles que poden prendre qualsevol forma, depenent de la geometria del local.

Malgrat això, els sistemes de calefacció d’aire basats en estufes o xemeneies encara no estan molt estès. Més sovint en una construcció individual de poca alçada, s'utilitza un circuit d'aigua per escalfar els locals.

A la base d'una estufa o llar de foc amb una xemeneia de maó o d'acer, podeu organitzar calefacció tant d'aire com d'aigua

Dispositiu de calefacció a base de forns

Els principis de treball de qualsevol calefacció per aigua basat en la distribució de la calor d’una font local per tota la sala, utilitzant el moviment de l’aigua al llarg del circuit de calefacció.

Els principals elements de la calefacció per aigua

Els elements principals per a un circuit de calefacció de forn amb circuit d'aigua són:

• estufa o llar de foc amb intercanviador de caloren què s’escalfa l’aigua;
• circuit de calefaccióon la calor es transfereix a l’habitació;
• dipòsit d'expansió per evitar danys al sistema com a conseqüència d’un augment de la pressió;
• bomba de circulació per assegurar el moviment de l’aigua al llarg del circuit.

Hi ha normes generals per al funcionament de la calefacció per aigua, com ara esquemes de cablejatque són ben coneguts i que s’han de seguir. Tot i això, quan s’utilitza el forn com a font de calor, hi ha requisits específics relacionats amb la peculiaritat del règim de temperatura.

El principi de funcionament de l'escalfament d'aigua basat en una estufa o llar de foc és senzill, però cal calcular amb precisió els paràmetres de tots els elements del sistema.

Les estufes no s’escalfen ràpidament i es refreden lentament, es genera calor desigual i només la instal·lació correcta de tots els components del sistema evitarà problemes amb un escalfament d’alta qualitat del local.

Tipus d’intercanviador de calor i mètodes de col·locació

Per a la fabricació d’un intercanviador de calor per forns s’utilitza acer “xapa” negre o acer inoxidable resistent a la calor. L’ús de la fosa com a material per a la producció és difícil, però podeu utilitzar productes acabats de fosa, com ara radiadors de fosa.

Es pot utilitzar coure, que té una millor conductivitat tèrmica en comparació amb l’acer, però el preu d’aquest dispositiu serà alt. Es recomana que l’intercanviador de calor sigui d’acer amb un gruix de 3 mm o més. A temperatures altes del forn, que es produeixen en el cas del carbó o, especialment, del coque, cal utilitzar acer amb un gruix de 5 mm.

Els intercanviadors de calor es poden dividir condicionalment en tres tipus:

• registres, bobines i radiadorsconsistent en un conjunt de canonades;
• samarretes (calderes)soldades de xapa d'acer;
• opció combinada en forma de parets verticals connectades per canonades (els anomenats “llibres”).

Les samarretes d’acer són més fàcils de fabricar i més fàcils de netejar de la combustió dels productes, tot i que les estructures tubulars tenen una gran zona de calefacció. Quan es fa una samarreta, cal tenir en compte l’excés de pressió d’aigua que es produeix quan s’utilitza un dipòsit d’expansió de membrana o s’eleva l’aigua a una alçada elevada.

L’intercanviador de calor per escalfar aigua basada en el forn es pot disposar de materials improvisats:

En aquest cas, es requereix utilitzar acer amb un gruix d'almenys 5 mm i reforçar les parets amb enduridors per evitar la seva deformació.

Les formes de les estructures tubulars poden ser diferents, però cal complir la condició que la mida interna de les canonades tingui almenys 3 cm de diàmetre. En cas contrari, si la velocitat de circulació és lenta o si la temperatura és massa alta, l’aigua bullirà.

Els registres es realitzen, per regla general, a partir de perfils, i no de canonades rodones, per tal de facilitar els treballs de soldadura.

Podeu fabricar l'intercanviador de calor de la mida necessària. En aquest cas, cal prestar una major atenció a la qualitat de les soldadures. Si es perd un intercanviador de calor, tota l’aigua s’abocarà al forn.

A més, per solucionar el problema, caldrà fer una gran quantitat de treballs: desmuntar el forn, retirar, fer cervesa i tornar a posar l'intercanviador de calor i, a continuació, tornar a muntar el forn.

Hi ha dues opcions per a la ubicació de l'intercanviador de calor. En el primer cas, es col·loca directament a la caixa de foc, restringint significativament el seu espai. En el segon cas, els registres s’instal·len a la caputxa dels forns no giratoris, però, el forn en aquest cas té un disseny més complex.

Davant d’un forn de campana, és millor posar l’intercanviador de calor a la campana: també fa calor i l’espai del forn es mantindrà invariable

En instal·lar un intercanviador de calor de tipus tubular, cal deixar un buit entre aquest i la paret de la cuina. Això és necessari per a un millor escalfament del refrigerant, així com per netejar el registre. Cal netejar periòdicament tant camises com registres, ja que en cas d’obstruccions severes amb cendra, l’eficiència de transferència de calor disminueix.

Si hi ha fogons, la neteja es produeix després de la seva retirada. Si el forn només té una funció de calefacció, la neteja es realitza a través de la porta del forn.

Circulació de l’aigua al circuit de calefacció

Els principis bàsics d’organització de la circulació natural de l’aigua al sistema són simular un “col·lector d’acceleració” a la sortida de l’intercanviador de calor i crear un pendent constant de les canonades del circuit de calefacció de 3-5 °.

El significat general del “col·lector d’acceleració” és que l’aigua escalfada surt verticalment del forn i es distribueix al llarg del circuit de calefacció.

La circulació es produeix a causa de la diferència en la gravetat específica de l’aigua freda i calenta. L’aigua freda és més pesada que la calenta i flueix cap a l’intercanviador de calor desplaça l’aigua calenta cap a la canonada. El punt d’entrada del “retorn” ha de ser inferior a la sortida d’aigua dels radiadors, en cas contrari, la circulació d’aigua serà molt lenta o no serà del tot.

El col·lector d’acceleració és necessari fins i tot per a petits circuits de calefacció en cas d’utilitzar circulació natural

Per augmentar la velocitat de moviment de l’aigua al llarg del circuit de calefacció instal·leu una bomba de circulació. Així, es produeix una distribució més ràpida i uniforme de la calor a tota la casa. Es poden utilitzar diverses bombes alhora per a circuits de calefacció diferents.

En cas de sobretensions, cal aplicar-les estabilitzador de tensiója que la fallada de la bomba pot comportar greus conseqüències per a tot el sistema.

Les bombes es poden dividir condicionalment en dos grups en relació amb la posició del motor: amb un rotor “sec” i un rotor “humit”. Per tipus de tensió: models que operen des d’una xarxa de 220 V i bombes que funcionen des de fonts d’energia de 12 V

El motor de les bombes amb rotor “sec” està aïllat de l’impulsor immers en l’aigua per anelles O. En comparació de les bombes amb un motor submergit, les bombes “seques” tenen una eficiència més alta.

Tanmateix, entre les mancances es pot anomenar un nivell de soroll alt, la necessitat de manteniment regular i menys recursos motors. Per tant, en una casa privada, per regla general, s’utilitzen bombes circulants amb rotor “humit”.

L'elecció del tipus de potència de la bomba depèn de la possibilitat de la circulació natural de l'aigua al sistema. Si és impossible sense la participació de la bomba, s'hauria de triar a favor de l'opció amb el suport de tensió de 12 V i alimentació ininterrompuda.

En cas contrari, en cas d’apagada elèctrica, l’aigua pot bullir i el sistema fallarà. Si és possible la circulació natural, és millor comprar una opció més habitual i més barata amb 220 V.

En connectar una bomba amb un voltatge de 12 volts a una font d'alimentació ininterrompuda, no us podeu preocupar del funcionament del sistema de calefacció

Quan s’instal·la una bomba amb una font d’alimentació de 220 V, cal organitzar la possibilitat del funcionament del sistema de calefacció durant una interrupció elèctrica. Per fer-ho, s’instal·la una vàlvula d’obturació a la canonada i, desviant-la, s’instal·la un tub de bypass amb una bomba (l’anomenat “bypass”).

S’instal·la una aixeta de filtre a la canonada de desviament davant de la bomba i, després, s’instal·la una vàlvula d’obturació. Mitjançant l’ajust de la posició de les parades sobre les canonades principals i de desviament, podeu activar el mode de circulació forçada i natural.

Per regla general, la bomba s’instal·la al “retorn” a prop del forn, de manera que la temperatura del líquid que passarà per l’aparell sigui la més baixa. Això allargarà significativament la vida de la bomba.

A més, cal situar el màxim nombre possible de controls del sistema de calefacció en un sol lloc, de manera que, en cas d’emergències, es puguin prendre mesures ràpidament per eliminar-les.

La instal·lació d’un tub de bypass (bypass) permet que el sistema de calefacció funcioni quan s’altura l’alimentació i, a més, permet extreure la bomba sense drenar l’aigua.

Normes d’ús del tanc d’expansió

El líquid s’expandeix quan s’escalfa i, si això succeeix en un sistema tancat, la pressió al seu interior augmentarà significativament, i l’augment de la pressió està farcit d’un avenç d’aigua. L’ús d’una vàlvula de seguretat no és pràctic, ja que després de refredar l’aigua i reduir el seu volum, l’aire serà llançat al sistema.

Per tant, en circuits de calefacció amb moviment forçat d’aigua, especial tancs d'expansióque són de tipus obert o tancat. El seu volum es calcula no només en funció de la màxima expansió tèrmica del líquid (5-7%), sinó també tenint en compte la possibilitat d’ebullició del sistema.

Un dipòsit de tipus obert equipa el circuit d’aigua de la calefacció de forns de gravetat, és a dir, amb el transport natural del refrigerant. Es tracta d’un dipòsit metàl·lic de forma arbitrària situat a la part superior del circuit de calefacció. Es comunica directament amb l’atmosfera, a causa del qual el refrigerant s’evapora parcialment.

La canonada està connectada a la part inferior o a la part inferior del dipòsit, i una canonada es solda a la part superior d'ella per drenar aigua en cas de desbordament i alliberament d'aire del sistema. La pràctica demostra que el volum d’un dipòsit obert ha de ser almenys un 15% del volum d’aigua del sistema de calefacció.

Un expansor tanc obert se situa generalment en una sala tècnica i el seu aspecte no importa

Un dipòsit tancat o de membrana és un recipient tancat amb una membrana al seu interior. L’aigua, escalfant-se, augmenta la pressió, estira la membrana i entra al dipòsit, en cas d’excés de pressió, els automàtics s’activen i l’excés de refrigerant es descarrega a la claveguera.

Després de la primera descàrrega, normalment, ja no hi ha cap motiu per a la seva reproducció, ja que el volum del refrigerant és igual al volum del sistema.

El dipòsit tancat de diafragma està muntat davant de la bomba. Aquesta capacitat, a diferència d’un tanc de tipus obert, no pot desfer-se de l’aire mateix, per tant, a la part superior del circuit de calefacció, cal instal·lar una grua Mayevsky (sortida d’aire mecànica) o el seu anàleg automàtic.

L’únic element del tanc de membrana que pot fallar amb el pas del temps és la membrana, així que és millor comprar un tanc amb la possibilitat de substituir-lo.

Quan es compra un dipòsit tancat, que a vegades s’anomena acumulador hidràulic, el principal és no confondre’l amb un acumulador hidràulic per al subministrament d’aigua.

Per a un dipòsit de membrana utilitzat en la calefacció, la temperatura de funcionament és de fins a 120 ºC i la pressió és de fins a 3 bar. Per al subministrament d’aigua s’utilitzen dipòsits amb una temperatura de fins a 70 ºC i una pressió de fins a 10 bar.

L'elecció entre canonades i radiadors

Com a circuit d’aigua per escalfar estufes, podeu utilitzar un sistema de canonades de plàstic amb radiadors (bateries) o un sistema de canonades metàl·liques. L’avantatge principal d’utilitzar radiadors és que semblen més bonics en comparació amb conductes d’aire massius.

El cablejat de plàstic es pot amagar fàcilment a terra, ja que no desprèn calor. Tot i que segons les regles, el cablejat de la calefacció d’aigua hauria d’estar obert. Tanmateix, les canalitzacions de polímer tenen limitacions: no es poden establir quan hi hagi probabilitats de fondre’s i exposar-se directament a la UV.

L’avantatge de les canonades metàl·liques és el menor preu de tot el circuit de calefacció, la facilitat d’instal·lació i problemes menys freqüents quan s’utilitza el sistema.

L'ús de canonades de calefacció metàl·liques en lloc d'un sistema de radiador amb delineador metàl·lic de plàstic es justifica si el component estètic del disseny de l'habitació no és important

Avantatge significatiu sistemes de radiadors Temperatura fàcil d’ajustar. Fins i tot es poden ajustar els càlculs més precisos de la temperatura de l’habitació. Per exemple, a un nen menor de 6 mesos es recomana una temperatura de 19-21 ° C, mentre que es considera una temperatura còmoda a la resta de la casa a 25 ° C.

Per assegurar aquesta temperatura durant un llarg període en una habitació, cal tancar totalment o parcialment l’aixeta de subministrament de calor a un dels radiadors. En el cas d’una canonada metàl·lica, el problema també es pot resoldre, però d’una manera més complicada: reduir la transferència de calor del segment de la canonada mitjançant petxines de poliuretà o full.

Una altra opció del circuit de calefacció podria ser terra climatitzada amb aigua. Aquest és un tipus de subministrament de calor molt còmode per a la sensació humana. Tanmateix, instal·lar un sòl càlid requereix molt més temps que les opcions abans considerades.

A més, quan s’utilitza un sòl càlid, no és possible proporcionar un pendent per a la circulació natural de l’aigua, que, en combinació amb un diàmetre reduït de les canonades del sòl càlid, condueix a un requisit previ per a l’ús d’una bomba de circulació.

Per impulsar l’aigua a través de les canonades del sòl càlid és necessari utilitzar una bomba, la circulació natural no funcionarà amb aquesta geometria del sistema de calefacció

Eviteu la congelació del sistema de calefacció

L’ús d’aigua com a refrigerant té un menys - en cas de congelació del sistema de calefacció, la canonada i els electrodomèstics es veuran danyats. En aquest cas, és especialment difícil restaurar l’intercanviador de calor integrat al forn.

Aquest problema és rellevant per a habitatges que no es poden escalfar durant molt de temps a l’hivern. Una manera d’evitar els danys al sistema és utilitzar anticongelants en lloc d’aigua per als sistemes de calefacció.

En locals residencials, els líquids a base de propilenglicol s’utilitzen com anticongelant, com a substància no tòxica, a diferència de l’etilenglicol.

Tanmateix, la idea d'utilitzar anticongelants té els seus inconvenients:

• L'antigel a base de propilenglicol és car (a partir de 80 r / litre);
• la capacitat de calor específica de l’antigel es inferior a la de l’aigua (aproximadament un 15%), per tant, es necessita una gran potència del forn i una gran superfície de dispositius de calefacció d’espai;
• l'antigel té una viscositat dinàmica més elevada que l'aigua, per tant és necessària una bomba de circulació més potent i la circulació natural és impossible;
• quan s’escalfa, l’antigel s’expandeix fins al 40%, per la qual cosa cal utilitzar un dipòsit d’expansió gran de tipus tancat;
• el propilenglicol és molt fluid, per tant penetra a través de compostos al sistema de calefacció per on no penetra l’aigua;
• el propilenglicol és incompatible amb les canonades galvanitzades, ja que quan es posa en contacte, els additius anticongelants perden les seves propietats;
• quan bullen l’antigel congelat (que és probable quan s’utilitzen forns), es produeix una reacció química irreversible, per la qual cosa s’haurà de drenar i reumplir l’antigel.

Per a les congelacions antiadherents, cal calcular amb antelació el sistema de calefacció. El seu ús en projectes realitzats per a l’aigua és força problemàtic.

D'altra banda, un projecte amb anticongelant serà molt més car que un sistema de calefacció per aigua. Per tant, el seu ús encara no s'ha generalitzat en cases particulars amb calefacció, i s'utilitzen altres mètodes per evitar la congelació.

A l’hora d’escollir un fluid per a un sistema de calefacció, cal tenir en compte no només les característiques físico-químiques, sinó també el seu perill per a altres

El fet de drenar l’aigua del circuit i la samarreta o registre del forn és la solució més habitual al problema amb una absència prolongada dels propietaris de la casa.A més del treball addicional, els inconvenients d’aquest mètode inclouen l’accés de l’aire als elements metàl·lics del sistema des de l’interior i, en conseqüència, la propagació de la corrosió.

També, com a solució del problema per a un curt període de temps, s’utilitza la integració amb una caldera elèctrica de petita capacitat al circuit de calefacció. El seu treball a un nivell mínim de consum d’energia és capaç de mantenir temporalment una temperatura de l’aigua positiva.

Una caldera elèctrica de baixa potència connectada al sistema de calefacció és capaç de mantenir una temperatura de l’aigua positiva en cas d’absència prolongada d’amfitrions.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Un sistema de calefacció de treball basat en una estufa i un circuit d'aigua en una casa privada amb una superfície de 80 metres quadrats:

La calor es subministra al sistema de calefacció a partir d’estufes i xemeneies en lots, cosa que complica la tasca de calcular els paràmetres dels elements del circuit de calefacció. La realització d’alteracions al circuit és força problemàtica, per tant, amb una manca d’experiència en aquest àmbit, és millor recórrer a especialistes amb habilitats per resoldre aquests problemes.

Tens experiència en l’organització de la calefacció per fogons? O, estàs escalfant la teva casa així i voldries compartir les teves impressions sobre el funcionament de l'estufa? Deixeu comentaris i feu preguntes. El formulari de comentaris es troba a sota.