Jak vyrobit vytápění kamen v soukromém domě se vzduchovými nebo vodními okruhy

Existuje mnoho způsobů, jak vytápět soukromý dům, včetně využití plynu a elektřiny. Ale i přes hojnost moderních metod je vytápění kamna stále důležité při uspořádání venkovských domů a chat.

Souhlasím, nic nezdůrazňuje zbarvení ruské chaty, stejně jako kamna na dřevo. Kromě toho je vytápění na tuhá paliva považováno za jednu z ekonomických možností.

Organizace topného systému začíná výběrem zařízení pece a stanovením typu topného okruhu. Nabízíme pochopení zařízení a principů fungování ohřevu vody a vzduchu na základě pece. Pro lepší pochopení problému jsme materiál doplnili o diagramy a vizuální fotografie.

Vytápění vzduchem

Důvod udržitelnosti, kterou majitelé soukromých domů dávají možnost vytápění kamen, je ekonomická operace - dostupnost palivového dříví, palivových briket nebo uhlí.

Nevýhodou je omezený prostor pro zpracování, který lze odstranit instalací systému vody a vzduchu založeného na cihlové jednotce.

Specifika zařízení pro vytápění nízkopodlažních budov pecí jsou uvedena ve výběru fotografií:

Princip fungování ohřev vzduchu na základě kamen nebo krbů spočívá v přenosu teplého proudu zahřátého na provozní teplotu ve výměníku tepla nebo v kotli. Vzduch vstupuje buď přímo do místnosti, nebo vzduchovými kanály.

Vzhledem k relativně krátké cestě nemá čas ztratit teplotu. Výsledkem je rovnoměrné rozložení tepla v celém domě.

Komora pro ohřev vzduchu je uspořádána nad topeništěm, takže horký horní povrch topeniště a komín přenášejí na něj maximální teplo. K cirkulaci vzduchu dochází přirozeně nebo prostřednictvím ventilátorů.

Ocelová pec vyrobená z výroby pro vytápění místnosti o rozloze 120 metrů čtverečních. ms náklady na proudění vzduchu asi 12 000 rublů

Přirozená cirkulace nastává v důsledku rozdílu hustoty mezi studeným a horkým vzduchem. Studený vzduch vstupující do topné komory vytlačuje horký vzduch v potrubí.

Tento způsob nevyžaduje přítomnost elektřiny, ale pokud se vzduch nepohne rychle topnou komorou, je velmi horký, což může způsobit problémy.

Zahřívání vzduchu přirozeným pohybem ohřátého vzduchu zahrnuje instalaci potrubí pro směrový pohyb. V nucených případech stimuluje pohyb vzduchu ventilátor (+)

Při použití ventilátorů nebo čerpadel dochází k nucené cirkulaci. K vytápění prostoru však dochází rychleji a rovnoměrněji. S nuceným větráním můžete úpravou jeho režimu snadno regulovat množství vzduchu přiváděného do různých místností, a tím určovat mikroklima jednotlivých místností domu.

Podle typu přívodu studeného vzduchu jsou systémy rozděleny do dvou variant:

• S úplnou recirkulací. Vyhřívané vzduchové hmoty se střídají s chlazeným vzduchem ve stejné místnosti. Mínus schématu je, že kvalita vzduchu klesá během každého cyklu topení / chlazení.
• S částečnou rekultivací. Část čerstvého vzduchu je odebírána z ulice, která se mísí s částí vzduchu z místnosti. Po zahřátí je spotřebiteli dodána směs dvou částí vzduchu. Výhoda ve stabilní kvalitě vzduchu, nedostatek těkavosti.

Je zřejmé, že první skupina zahrnuje kanálové systémy s přirozeným pohybem chladicí kapaliny. Druhá třída zahrnuje varianty s nuceným pohybem vzduchu, pro jejichž pohyb není nutné uspořádat síť potrubí.

Proud vzduchu z ulice dává systému s přirozenou cirkulací další impuls, který vylučuje potřebu fanoušků.

Hlavní výhody ohřevu vzduchu ve srovnání s vodou:

• vysoká účinnost;
• bezproblémové;
• nedostatek radiátorů v místnostech.

Obvod zařízení s nuceným pohybem vám umožní obejít se bez konstrukce potrubního systému. Kromě toho lze tuto odrůdu kombinovat s kondicionováním, zvlhčováním a ionizací vzduchu.

Pokud instalace zařízení, které stimuluje pohyb ohřátého vzduchu, není plánována, použijí se ke zvýšení produktivity kamen:

Zvýšení účinnosti spontánně zvýší rychlost proudění vzduchu: čím rychleji se vzduch zahřívá, tím intenzivněji se mění ochlazená a zahřívaná vzduchová hmota.

Hlavní nevýhody ohřevu vzduchu ve srovnání s vodou:

• při použití pece má teplota přiváděného vzduchu značný rozsah, na rozdíl od použití jiných topných prostředků;
• vzduchové kanály mají velký průměr, takže instalace musí být provedena ve fázi výstavby;
• umístění pece v suterénu je žádoucí, jinak je nutné použít ventilátory, které vydávají hluk.

Pohyb vzduchu v místnosti má negativní stránku - zvyšuje prach, použití filtrů na výstupu z potrubí vám však umožňuje tento prach účinně zachytit, čímž se sníží celkové množství prachu v domě.

Dalším rysem ohřevu vzduchu s jeho kladnými a zápornými stranami je rychlost přenosu tepla. Na jedné straně se místnosti zahřívají rychleji než při vytápění vodním okruhem, na druhé straně nedochází k žádné tepelné setrvačnosti - jakmile kamna nebo krb zhasnou, místnost se okamžitě začne ochladit.

Aby byl zajištěn rovnoměrný tlak v bočních větvích potrubí, je nutné vyloučit jejich vložení do poslední poloviny metru hlavního potrubí.

Na rozdíl od ohřevu vody není instalace systému ohřevu vzduchu obtížná. Všechny prvky (potrubí, ohyby, ventilační mřížky) lze snadno spojit bez svařování. Existují flexibilní kanály, které mohou mít jakýkoli tvar, v závislosti na geometrii objektu.

Navzdory tomu nejsou systémy vytápění vzduchu na bázi kamen nebo krbů dosud rozšířené. V jednotlivých nízkopodlažních objektech se k vytápění objektu častěji používá vodní okruh.

Na základě sporáku nebo krbu s krbem z cihel nebo oceli můžete zajistit ohřev vzduchu i vody

Ohřívač vody na bázi pece

Zásady práce všech ohřev vody na základě distribuce tepla z místního zdroje v celé místnosti pomocí pohybu vody podél topného okruhu.

Hlavní prvky ohřevu vody

Hlavními prvky topného okruhu pece s vodním okruhem jsou:

• sporák nebo krb s výměníkem teplave kterém se ohřívá voda;
• topný okruhkde je teplo přenášeno do místnosti;
• expanzní nádrž zabránit poškození systému v důsledku zvýšeného tlaku;
• oběhové čerpadlo pro zajištění pohybu vody po obvodu.

Existují obecná pravidla pro fungování ohřevu vody, například schémata zapojeníkteré jsou dobře známé a které je třeba dodržovat. Při použití pece jako zdroje tepla však existují specifické požadavky týkající se zvláštnosti teplotního režimu.

Princip fungování ohřevu vody na bázi sporáku nebo krbu je jednoduchý, je však nutné přesně spočítat parametry všech prvků systému

Kamna se rychle nezahřívají a pomalu se neochlazují, vytváří se nerovnoměrné teplo a pouze správná instalace všech součástí systému zabrání problémům s kvalitním vytápěním prostor.

Druhy výměníku tepla a způsoby umístění

Pro výrobu tepelného výměníku pro pece se používá plechová „černá“ ocel nebo žáruvzdorná nerezová ocel. Použití litiny jako materiálu pro výrobu je obtížné, ale můžete použít hotové výrobky z litiny, jako jsou litinové radiátory.

Je možné použít měď, která má lepší tepelnou vodivost ve srovnání s ocelí, ale cena takového zařízení bude vysoká. Výměník tepla se doporučuje vyrobit z oceli o tloušťce 3 mm nebo více. Při vysokých teplotách pece, které vznikají v případě uhlí nebo zejména koksu, je nutné použít ocel o tloušťce 5 mm.

Výměníky tepla lze podmíněně rozdělit do tří typů:

• registry, cívky a radiátorysestávající ze sady trubek;
• košile (kotle)svařované z ocelového plechu;
• kombinovaná možnost ve formě svislých stěn spojených potrubí (tzv. „knihy“).

Košile z ocelového plechu se snadněji vyrábějí a snáze se čistí od produktů spalování paliva, avšak trubkové struktury mají velkou topnou plochu. Při výrobě košile je třeba brát v úvahu přetlak vody, ke kterému dochází při používání membránové expanzní nádrže nebo zvedání vody do vysoké výšky.

Výměník tepla pro ohřev vody na bázi pece může být uspořádán z improvizovaných materiálů:

V tomto případě je nutné použít ocel o tloušťce alespoň 5 mm a dodatečně zesílit stěny výztuhami, aby se zabránilo jejich deformaci.

Tvary trubkovitých struktur se mohou lišit, je však nutné dodržet podmínku, že vnitřní velikost trubek je alespoň 3 cm v průměru. Jinak, pokud je rychlost cirkulace nízká nebo je příliš vysoká teplota, voda se bude vařit.

Registry jsou zpravidla vyráběny z profilu, nikoli z kruhových trubek, aby se usnadnilo svařování.

Můžete si sami vyrobit výměník tepla požadované velikosti. V tomto případě je třeba věnovat zvýšenou pozornost kvalitě svařování. Pokud z tepelného výměníku vytéká, všechna voda vyteče do trouby.

Kromě toho, k vyřešení problému bude nutné provést velké množství práce: demontovat pec, vyjmout, vařit a vložit tepelný výměník zpět a potom znovu sestavit pec.

Pro umístění tepelného výměníku existují dvě možnosti. V prvním případě je umístěn přímo do topeniště, čímž se výrazně zužuje jeho prostor. Ve druhém případě jsou registry instalovány ve víku neotáčivých pecí, avšak samotná pec má v tomto případě složitější konstrukci.

V přítomnosti zvonové pece je lepší umístit výměník tepla do zvonku: je zde také horký a prostor pece zůstane nezměněn

Při instalaci trubkového tepelného výměníku je nutné ponechat mezeru mezi ním a stěnou kamen. To je nezbytné pro lepší zahřátí chladicí kapaliny a pro schopnost čištění registru. Košile i registry je nutné pravidelně čistit, protože v případě silného ucpávání popelem se účinnost přenosu tepla snižuje.

Pokud existuje varná deska, dojde k jejímu čištění po vyjmutí. Pokud má pec pouze funkci ohřevu, provede se čištění dvířky pece.

Cirkulace vody v topném okruhu

Základními principy organizace přirozené cirkulace vody v systému je simulace „akceleračního kolektoru“ na výstupu z tepelného výměníku a vytvoření konstantního sklonu trubek topného okruhu 3-5 °.

Obecným významem „urychlovače“ je to, že ohřátá voda stoupá svisle z pece a poté je distribuována podél topného okruhu.

K cirkulaci dochází v důsledku rozdílu měrné hmotnosti studené a horké vody. Studená voda je těžší než horká a odtéká dolů do výměníku tepla a vytlačuje horkou vodu do potrubí. Vstupní bod „zpátečky“ musí být nižší než výtok vody z radiátorů, jinak bude cirkulace vody velmi pomalá nebo vůbec nebude.

Akcelerační kolektor je nutný i pro malé topné okruhy v případě přirozené cirkulace

Zvýšit rychlost pohybu vody podél topného okruhu nainstalovat oběhové čerpadlo. Takto dochází k rychlejšímu a rovnoměrnějšímu rozložení tepla v celém domě. Pro různé topné okruhy lze současně použít několik čerpadel.

V případě přepětí je nutné použít stabilizátor napětíprotože selhání čerpadla může mít závažné důsledky pro celý systém.

Čerpadla lze podmíněně rozdělit do dvou skupin vzhledem k poloze motoru: se „suchým“ rotorem a „mokrým“ rotorem. Podle typu napětí: modely pracující se sítí 220 V a čerpadla pracující se zdroji energie 12 V

Motor v čerpadlech se „suchým“ rotorem je izolován od oběžného kola ponořeného do vody pomocí O-kroužků. Ve srovnání s čerpadly s ponořeným motorem mají „suchá“ čerpadla vyšší účinnost.

Mezi nedostatky však lze nazvat vysokou hladinou hluku, potřebou pravidelné údržby a méně zdrojů motoru. Proto se v soukromém domě zpravidla používají oběhová čerpadla s „mokrým“ rotorem.

Volba typu výkonu čerpadla závisí na možnosti přirozené cirkulace vody v systému. Pokud to není možné bez účasti čerpadla, mělo by být vybráno ve prospěch varianty s podporou 12 V napětí a nepřerušitelného napájení.

Jinak v případě výpadku proudu může dojít k varu vody a systém selže. Pokud je možný přirozený oběh, je lepší koupit běžnější a levnější variantu s 220 V.

Připojením čerpadla s napětím 12 voltů k nepřerušitelnému zdroji energie se nemůžete starat o fungování topného systému

Při instalaci čerpadla s napájecím zdrojem 220 V je nutné uspořádat možnost fungování topného systému při výpadku napájení. Za tímto účelem je na potrubí nainstalován uzavírací ventil a obtokem je instalováno obtokové potrubí s čerpadlem (tzv. „Obtok“).

Na obtokovém potrubí před čerpadlem je nainstalován filtrační kohout a poté je nainstalován uzavírací ventil. Úpravou polohy uzavíracích kohoutů na hlavním a obtokovém potrubí můžete zapnout režim nuceného a přirozeného oběhu.

Čerpadlo je zpravidla instalováno na „zpětném potrubí“ poblíž pece, takže teplota kapaliny, která prochází zařízením, je nejnižší. Tím se výrazně prodlouží životnost čerpadla.

Kromě toho je nutné umístit maximální možný počet ovládacích prvků topného systému na jedno místo, abyste v případě nouze mohli rychle přijmout opatření k jejich odstranění.

Instalace obtokového potrubí (bypass) umožňuje vytápěcímu systému pracovat, když je odpojeno napájení, a také umožňuje vyjmout čerpadlo bez vypuštění vody

Pravidla pro použití expanzní nádrže

Kapalina expanduje, když se zahřívá, a pokud k tomu dojde v uzavřeném systému, pak se tlak uvnitř ní výrazně zvýší a zvýšení tlaku je plné průniku vody. Použití pojistného ventilu je nepraktické, protože po ochlazení vody a snížení jejího objemu bude do systému zaveden vzduch.

Proto v topných okruzích s nuceným pohybem vody, speciální expanzní nádržekteré jsou otevřené nebo uzavřené. Jejich objem se počítá nejen na základě maximální tepelné roztažnosti kapaliny (5-7%), ale také s ohledem na možnost varu systému.

Otevřená nádrž vybavuje vodní okruh vytápění pecí gravitačním způsobem, tj. Přirozenou přepravou chladiva. Je to kovová nádrž libovolného tvaru umístěná na samém vrcholu topného okruhu. Komunikuje přímo s atmosférou, díky čemuž se chladivo částečně vypařuje.

Potrubí je připojeno ke dnu nebo ke spodní části nádrže a k jeho horní části je přivařena trubka, aby v případě přetečení a uvolnění vzduchu ze systému byla vypuštěna voda. Praxe ukazuje, že objem otevřené nádrže by měl být alespoň 15% objemu vody v topném systému.

Otevřený expanzní tank je obvykle umístěn v technické místnosti a jeho vzhled nezáleží

Uzavřená nebo membránová nádrž je uzavřená nádoba s membránou uvnitř. Voda při zahřátí zvyšuje tlak, protahuje membránu a vstupuje do nádrže V případě přetlaku se aktivuje automatika a přebytečné chladivo se vypouští do kanalizace.

Po prvním vypouštění obvykle již neexistuje důvod pro jeho opětovnou výrobu, protože objem chladicí kapaliny se rovná objemu systému.

Uzavřená membránová nádrž je namontována před čerpadlem. Taková kapacita, na rozdíl od otevřené nádrže, se nemůže zbavit vzduchu samotného, ​​proto je v horní části topného okruhu nutné instalovat Mayevsky jeřáb (mechanické odvzdušnění) nebo jeho automatický analog.

Jediným prvkem membránové nádrže, který může v průběhu času selhat, je membrána, takže je lepší koupit nádrž s možností její výměny.

Při koupi uzavřené nádrže, která se někdy nazývá hydraulickým akumulátorem, není hlavní věcí ji zaměňovat s hydraulickým akumulátorem za zásobování vodou.

U membránové nádrže používané pro vytápění je provozní teplota až 120 ° C a tlak až 3 Bar. Pro zásobování vodou se používají nádrže s teplotou do 70 ° C a tlakem do 10 Bar.

Volba mezi trubkami a radiátory

Jako vodní okruh pro vytápění kamen můžete použít systém plastových trubek s radiátory (baterie) nebo systém kovových trubek. Hlavní výhodou použití radiátorů je to, že vypadají hezčí ve srovnání s masivními vzduchovými kanály.

Plastové kabely lze snadno skrýt na podlaze, protože nevydávají teplo. Přestože by podle pravidel měla být kabeláž ohřevu vody otevřená. Polymerní potrubí však má svá omezení: nelze je pokládat tam, kde je pravděpodobnost tání a přímého vystavení UV záření.

Výhodou kovových trubek je nízká cena celého topného okruhu, snadná instalace a méně časté problémy při provozu systému.

Použití kovových topných trubek místo radiátorového systému s kovově-plastovým oční linky je odůvodněné, pokud estetická složka návrhu místnosti není důležitá

Významná výhoda radiátorové systémy je snadné nastavení teploty. Lze upravit i nejpřesnější výpočty teploty místnosti. Například, malé dítě do 6 měsíců se doporučuje teplota 19-21 ° C, zatímco pohodlná teplota ve zbytku domu je považována za 25 ° C.

Pro zajištění takové teploty po dlouhou dobu v místnosti je nutné zcela nebo částečně uzavřít přívod tepla do jednoho z radiátorů. V případě kovové trubky může být problém také vyřešen, ale komplikovanějším způsobem: snížit přenos tepla v trubkovém segmentu pomocí polyuretanových nebo fóliových obalů.

Další možností topného okruhu může být voda vytápěná podlaha. Jedná se o velmi pohodlný způsob dodávek tepla lidskému pocitu, ale instalace teplé podlahy je mnohem časově náročnější než dříve uvažované možnosti.

Kromě toho při použití teplé podlahy není možné vytvořit sklon pro přirozenou cirkulaci vody, což v kombinaci s malým průměrem teplých podlahových trubek vede k předpokladům pro použití oběhového čerpadla.

Pro prosakování vody potrubím teplé podlahy je nutné použít čerpadlo, přirozená cirkulace nebude fungovat s touto geometrií topného systému

Zabraňte zamrznutí topného systému

Použití vody jako chladicího média má jednu minus - v případě zamrznutí topného systému dojde k poškození potrubí a spotřebičů. V tomto případě je obzvláště obtížné obnovit výměník tepla integrovaný do pece.

Tento problém je důležitý pro domácnosti, které nemusí být v zimě vytápěny po dlouhou dobu. Jedním ze způsobů, jak zabránit poškození systému, je použití nemrznoucí směsi namísto vody pro topné systémy.

Pro obytné prostory se na rozdíl od ethylenglykolu používají jako nemrznoucí kapalina na bázi propylenglykolu jako nemrznoucí látka.

Myšlenka použití nemrznoucí směsi má však své nevýhody:

• nemrznoucí směs na bázi propylenglykolu je drahá (od 80 r / litr);
• měrná tepelná kapacita nemrznoucí směsi je menší než u vody (přibližně 15%), proto je zapotřebí velká pecní síla a velká povrchová plocha zařízení pro ohřev prostoru;
• nemrznoucí kapalina má vyšší dynamickou viskozitu než voda, proto je nutné výkonnější oběhové čerpadlo a přirozená cirkulace je nemožná;
• při zahřátí se nemrznoucí směs zvětší na 40%, takže je nutné použít velkou expanzní nádrž uzavřeného typu;
• propylenglykol je velmi tekutý, proto proniká skrze sloučeniny v topném systému, kterým voda neproniká;
• propylenglykol je nekompatibilní s galvanizovanými trubkami, protože při kontaktu ztrácí nemrznoucí přísady své vlastnosti;
• při vroucí nemrznoucí směsi (což je pravděpodobně při použití pecí) dochází k nevratné chemické reakci, v jejímž důsledku bude celý systém muset vypustit a doplnit nemrznoucí směs.

Pro nemrznoucí směs musí být vytápěcí systém vypočítán předem - jeho použití v projektech realizovaných pro vodu je docela problematické.

Kromě toho bude projekt využívající nemrznoucí směs mnohem dražší než systém ohřevu vody. Proto se jeho používání v soukromých domech s vytápěním kamny ještě nerozšířilo a k zamezení zamrzání se používají jiné metody.

Při výběru kapaliny pro topný systém je třeba mít na paměti nejen fyzikálně-chemické vlastnosti, ale také jeho nebezpečí pro ostatní

Vypouštění vody z okruhu a košile nebo registru pece je nejčastějším řešením problému s dlouhodobou nepřítomností majitelů domu.Nevýhody tohoto způsobu zahrnují kromě dodatečných prací přístup vzduchu k kovovým prvkům systému zevnitř a v důsledku toho šíření koroze.

Jako řešení problému na krátkou dobu se také používá integrace s malým výkonem elektrického kotle do topného okruhu. Jeho práce na minimální úrovni spotřeby energie je schopna dočasně udržovat pozitivní teplotu vody.

Nízkoenergetický elektrický kotel připojený k topnému systému je schopen udržovat pozitivní teplotu vody v případě dlouhodobé nepřítomnosti hostitelů.

Závěry a užitečné video na toto téma

Pracovní topný systém založený na sporáku a vodním okruhu v soukromém domě o rozloze 80 metrů čtverečních:

Teplo se do topného systému přivádí z kamen a krbů v dávkách, což komplikuje výpočet parametrů prvků topného okruhu. Provádění změn obvodu je docela problematické, a proto s nedostatkem zkušeností v této oblasti je lepší obrátit se na odborníky se schopnostmi takové problémy vyřešit.

Máte zkušenosti s organizací vytápění kamen? Nebo takhle zahříváte svůj dům a chtěli byste se podělit o své dojmy z provozu kamen? Prosím zanechte komentáře a zeptejte se. Formulář zpětné vazby je umístěn níže.