Cómo hacer que la calefacción de la estufa en una casa privada con circuitos de aire o agua

Hay muchas maneras de calentar una casa privada, que implica el uso de gas y electricidad. Pero a pesar de la abundancia de métodos modernos, la calefacción por estufa sigue siendo relevante en la disposición de casas de campo y casas de campo.

De acuerdo, nada enfatiza el color de la cabaña rusa tanto como una estufa de leña. Además, el calentamiento de combustible sólido se considera una de las opciones económicas.

La organización del sistema de calefacción comienza con la selección del equipo del horno y la determinación del tipo de circuito de calefacción. Ofrecemos comprender el dispositivo y los principios de funcionamiento del calentamiento de agua y aire basados ​​en el horno. Para una mejor comprensión del problema, complementamos el material con diagramas y fotografías visuales.

Calentamiento de aire

La razón de la preferencia sostenible que los propietarios de casas privadas dan a la opción de calefacción de la estufa es operación económica - la disponibilidad de leña, briquetas de combustible o carbón.

La desventaja es el espacio de procesamiento limitado, que puede eliminarse instalando un sistema de agua y aire basado en una unidad de ladrillo.

Los detalles del dispositivo para calentar edificios de poca altura con un horno se presentan en la selección de fotos:

Principio de operación calentamiento de aire sobre la base de una estufa o chimenea, consiste en transferir una corriente caliente calentada a la temperatura de funcionamiento en un intercambiador de calor o en una caldera. El aire ingresa directamente a la habitación o a través de los conductos de aire.

Debido al camino relativamente corto, no tiene tiempo para perder temperatura. El resultado es una distribución uniforme de calor en toda la casa.

Una cámara para calentar el aire está dispuesta encima de la caja de fuego, de modo que la superficie superior caliente de la caja de fuego y la chimenea le transfieran el máximo calor. La circulación del aire ocurre naturalmente o a través de ventiladores.

Un horno de acero fabricado en fábrica para calentar una habitación de 120 metros cuadrados. m con flujo de aire cuesta alrededor de 12,000 rublos

La circulación natural ocurre como resultado de la diferencia de densidad entre el aire frío y el caliente. El aire frío que ingresa a la cámara de calentamiento desplaza el aire caliente en los conductos.

Este método no requiere la presencia de electricidad, sin embargo, si el aire no se mueve rápidamente a través de la cámara de calentamiento, se calienta mucho, lo que puede causar problemas.

El calentamiento del aire con el movimiento natural del aire calentado implica la instalación de conductos para el movimiento direccional. En casos forzados, el movimiento del aire estimula el ventilador (+)

La circulación forzada ocurre con el uso de ventiladores o bombas. Sin embargo, la calefacción de espacios se produce de manera más rápida y uniforme. Con ventilación forzada, al ajustar su modo, puede controlar fácilmente la cantidad de aire suministrado a varias habitaciones, determinando así el microclima de las habitaciones individuales de la casa.

Por el tipo de suministro de aire frío, los sistemas se dividen en dos variedades:

• Con recirculación completa. Las masas de aire calentado se alternan con aire frío dentro de la misma habitación. La desventaja del esquema es que la calidad del aire disminuye durante cada ciclo de calentamiento / enfriamiento.
• Con reclamo parcial. Parte del aire fresco se toma de la calle, que se mezcla con parte del aire de la habitación. Después de calentar, se entrega una mezcla de dos porciones de aire al consumidor. Ventaja en calidad de aire estable, falta de volatilidad.

Está claro que el primer grupo incluye sistemas de canales con el movimiento natural de un refrigerante de aire. La segunda clase incluye variantes con movimiento forzado del aire, para cuyo movimiento no es necesario organizar una red de conductos.

El flujo de aire desde la calle le da al sistema con circulación natural un impulso adicional, lo que elimina la necesidad de ventiladores.

Las principales ventajas del calentamiento del aire en comparación con el agua:

• alta eficiencia;
• sin problemas;
• Falta de radiadores en las habitaciones.

El circuito del dispositivo con movimiento forzado le permite prescindir de la construcción de un sistema de conductos. Además, esta variedad se puede combinar con acondicionamiento, hidratación e ionización del aire.

Si no se planifica la instalación de un dispositivo que estimule el movimiento del aire calentado, se utilizan los siguientes métodos para aumentar la productividad de la estufa:

Aumentar la eficiencia aumentará espontáneamente la velocidad del flujo de aire: cuanto más rápido se calienta el aire, más intensamente cambia la masa de aire enfriado y calentado.

Las principales desventajas del calentamiento del aire en comparación con el agua:

• cuando se usa un horno, la temperatura del aire suministrado tiene un rango significativo, en contraste con el uso de otros medios de calentamiento;
• los conductos de aire tienen un diámetro grande, por lo que la instalación debe realizarse en la etapa de construcción;
• La ubicación del horno en el sótano es deseable, de lo contrario es necesario utilizar ventiladores que hagan ruido.

El movimiento del aire en la habitación tiene un lado negativo: levanta polvo, sin embargo, el uso de filtros en la salida del conducto le permite capturar efectivamente este polvo, reduciendo así la cantidad total de polvo en la casa.

Otra característica del calentamiento del aire con sus lados positivo y negativo es la tasa de transferencia de calor. Por un lado, las habitaciones se calientan más rápido que cuando se calienta con un circuito de agua, por otro lado, no hay inercia térmica; tan pronto como se apaga la estufa o la chimenea, la habitación comienza a enfriarse de inmediato.

Para garantizar una presión uniforme en las ramas laterales del conducto, es necesario excluir su inserción en el último medio metro del conducto principal.

A diferencia del calentamiento de agua, la instalación de un sistema de calentamiento de aire no es difícil. Todos los elementos (tuberías, curvas, rejillas de ventilación) se pueden conectar de forma sencilla sin soldaduras. Hay conductos flexibles que pueden tomar cualquier forma, dependiendo de la geometría de las instalaciones.

A pesar de esto, los sistemas de calentamiento de aire basados ​​en estufas o chimeneas aún no están muy extendidos. Con mayor frecuencia en una construcción individual de poca altura, se utiliza un circuito de agua para calentar las instalaciones.

Sobre la base de una estufa o chimenea con una chimenea de ladrillo o acero, puede organizar el calentamiento del aire y del agua.

Dispositivo de calentamiento de agua a base de horno

Los principios de trabajo de cualquier calentamiento de agua basado en la distribución de calor de una fuente local en toda la habitación, utilizando el movimiento del agua a lo largo del circuito de calefacción.

Los principales elementos del calentamiento de agua.

Los elementos principales para un circuito de calefacción de horno con un circuito de agua son:

• estufa o chimenea con intercambiador de caloren el que se calienta el agua;
• circuito de calefaccióndonde el calor se transfiere a la habitación;
• tanque de expansión para evitar daños al sistema como resultado del aumento de la presión;
• bomba de circulación para garantizar el movimiento del agua a lo largo del circuito.

Existen reglas generales para el funcionamiento del calentamiento de agua, como diagramas de cableadoque son bien conocidos y que deben seguirse. Sin embargo, cuando se utiliza el horno como fuente de calor, existen requisitos específicos relacionados con la peculiaridad del régimen de temperatura.

El principio de funcionamiento del calentamiento de agua basado en una estufa o chimenea es simple, sin embargo, es necesario calcular con precisión los parámetros de todos los elementos del sistema.

Las estufas no se calientan rápidamente y se enfrían lentamente, se genera un calor desigual y solo la instalación correcta de todos los componentes del sistema evitará problemas con el calentamiento de alta calidad de las instalaciones.

Tipos de intercambiadores de calor y métodos de colocación.

Para la fabricación de un intercambiador de calor para hornos, se utiliza chapa de acero "negro" o acero inoxidable resistente al calor. El uso de hierro fundido como material para la producción es difícil, pero puede usar productos de hierro fundido terminados, como los radiadores de hierro fundido.

Es posible usar cobre, que tiene una mejor conductividad térmica en comparación con el acero, pero el precio de dicho dispositivo será alto. Se recomienda que el intercambiador de calor esté hecho de acero con un espesor de 3 mm o más. A altas temperaturas del horno, que surgen en el caso del carbón o, especialmente, del coque, es necesario usar acero con un espesor de 5 mm.

Los intercambiadores de calor se pueden dividir condicionalmente en tres tipos:

• registros, bobinas y radiadoresque consiste en un conjunto de tuberías;
• camisas (calderas)soldado de chapa de acero;
• opción combinada en forma de paredes verticales conectadas por tuberías (los llamados "libros").

Las camisas de chapa de acero son más fáciles de fabricar y más fáciles de limpiar con productos de combustión de combustible, sin embargo, las estructuras tubulares tienen una gran área de calentamiento. Al hacer una camisa, se debe tener en cuenta el exceso de presión de agua que se produce al usar un tanque de expansión de membrana o al elevar el agua a una altura alta.

El intercambiador de calor para calentar el agua basado en el horno se puede disponer de materiales improvisados:

En este caso, se requiere utilizar acero con un espesor de al menos 5 mm y, además, fortalecer las paredes con refuerzos para evitar su deformación.

Las formas de las estructuras tubulares pueden ser diferentes, sin embargo, es necesario cumplir con la condición de que el tamaño interno de las tuberías sea de al menos 3 cm de diámetro. De lo contrario, si la velocidad de circulación es lenta o la temperatura es demasiado alta, el agua hervirá.

Los registros se hacen, por regla general, de perfil, y no de tubos redondos, para facilitar el trabajo de soldadura.

Puede hacer usted mismo el intercambiador de calor del tamaño requerido. En este caso, se debe prestar mayor atención a la calidad de la soldadura. Si un intercambiador de calor tiene fugas, toda el agua se vierte en el horno.

Además, para resolver el problema, habrá que realizar una gran cantidad de trabajo: desmontar el horno, retirar, preparar y volver a colocar el intercambiador de calor, y luego volver a montar el horno.

Hay dos opciones para la ubicación del intercambiador de calor. En el primer caso, se coloca directamente en la cámara de combustión, reduciendo significativamente su espacio. En el segundo caso, los registros se instalan en la campana de los hornos no giratorios, sin embargo, el horno en este caso tiene un diseño más complejo.

En presencia de un horno de campana, es mejor colocar el intercambiador de calor en la campana: también hace calor allí, y el espacio del horno permanecerá sin cambios.

Al instalar un intercambiador de calor de tipo tubular, es necesario dejar un espacio entre este y la pared de la estufa. Esto es necesario para un mejor calentamiento del refrigerante, así como la capacidad de limpiar el registro. Es necesario limpiar ambas camisas y registros periódicamente, ya que en caso de obstrucción severa con cenizas, la eficiencia de transferencia de calor disminuye.

Si hay una placa, la limpieza se realiza después de quitarla. Si el horno solo tiene una función de calentamiento, la limpieza se realiza a través de la puerta del horno.

Circulación de agua en el circuito de calefacción.

Los principios básicos para organizar la circulación natural del agua en el sistema son simular un "colector de aceleración" en la salida del intercambiador de calor y crear una pendiente constante de las tuberías del circuito de calefacción de 3-5 °.

El significado general del "colector de aceleración" es que el agua calentada se eleva verticalmente desde el horno y luego se distribuye a lo largo del circuito de calefacción.

La circulación se produce debido a la diferencia en la gravedad específica del agua fría y caliente. El agua fría es más pesada que la caliente, y al fluir hacia el intercambiador de calor, desplaza el agua caliente por la tubería. El punto de entrada del "retorno" debe ser más bajo que la salida de agua de los radiadores, de lo contrario, la circulación del agua será muy lenta o no será en absoluto.

El colector de aceleración es necesario incluso para pequeños circuitos de calefacción en caso de utilizar circulación natural.

Para aumentar la velocidad de movimiento del agua a lo largo del circuito de calefacción. instalar una bomba de circulación. Por lo tanto, se produce una distribución más rápida y uniforme del calor en toda la casa. Se pueden usar varias bombas al mismo tiempo para diferentes circuitos de calefacción.

En presencia de sobretensiones, es necesario aplicar estabilizador de voltajeDado que la falla de la bomba puede tener serias consecuencias para todo el sistema.

Las bombas se pueden dividir condicionalmente en dos grupos en relación con la posición del motor: con un rotor "seco" y un rotor "húmedo". Por tipo de voltaje: modelos que funcionan desde una red de 220 V y bombas que funcionan desde fuentes de alimentación de 12 V

El motor en bombas con un rotor "seco" está aislado del impulsor sumergido en agua por juntas tóricas. En comparación con las bombas con motor sumergido, las bombas "secas" tienen una mayor eficiencia.

Sin embargo, entre las deficiencias se puede llamar un alto nivel de ruido, la necesidad de mantenimiento regular y menos recursos del motor. Por lo tanto, en una casa privada, por regla general, se utilizan bombas de circulación con un rotor "húmedo".

La elección del tipo de potencia de la bomba depende de la posibilidad de circulación natural de agua en el sistema. Si es imposible sin la participación de la bomba, entonces la elección debe hacerse a favor de la opción con el soporte de voltaje de 12 V y una fuente de alimentación ininterrumpida.

De lo contrario, en caso de un corte de energía, el agua puede hervir y el sistema fallará. Si es posible la circulación natural, entonces es mejor comprar una opción más común y más barata con 220 V.

Al conectar una bomba con un voltaje de 12 voltios a una fuente de alimentación ininterrumpida, no puede preocuparse por el funcionamiento del sistema de calefacción.

Al instalar una bomba con una fuente de alimentación de 220 V, es necesario organizar la posibilidad del funcionamiento del sistema de calefacción durante un corte de energía. Para hacer esto, se instala una válvula de cierre en la tubería y, sin pasarla, se instala una tubería de derivación con una bomba (la llamada "derivación").

Se instala un grifo de filtro en la tubería de derivación frente a la bomba, y luego se instala una válvula de cierre. Al ajustar la posición de las llaves de paso en las tuberías principal y de derivación, puede activar el modo de circulación forzada y natural.

Como regla general, la bomba se instala en el "retorno" cerca del horno, de modo que la temperatura del líquido que pasará por el dispositivo es la más baja. Esto extenderá significativamente la vida útil de la bomba.

Además, es necesario colocar el número máximo posible de controles del sistema de calefacción en un solo lugar, de modo que en caso de emergencia, pueda tomar medidas rápidamente para eliminarlos.

La instalación de una tubería de derivación (bypass) permite que el sistema de calefacción funcione cuando se corta la energía, y también permite quitar la bomba sin drenar el agua.

Reglas para usar el tanque de expansión

El líquido se expande cuando se calienta, y si esto sucede en un sistema cerrado, entonces la presión dentro de él aumentará significativamente, y el aumento de la presión está lleno de un gran avance de agua. El uso de una válvula de seguridad no es práctico, ya que después de enfriar el agua y reducir su volumen, se lanzará aire al sistema.

Por lo tanto, en circuitos de calefacción con movimiento forzado de agua, especial tanques de expansiónque son tipos abiertos o cerrados. Su volumen se calcula en base no solo a la expansión térmica máxima del líquido (5-7%), sino también teniendo en cuenta la posibilidad de hervir el sistema.

Un tanque de tipo abierto equipa el circuito de agua del calentamiento del horno de tipo gravedad, es decir, con el transporte natural del refrigerante. Es un tanque de metal de forma arbitraria ubicado en la parte superior del circuito de calefacción. Se comunica directamente con la atmósfera, por lo que el refrigerante se evapora parcialmente.

La tubería está conectada al fondo o al cuarto inferior del tanque, y una tubería está soldada a la parte superior para drenar el agua en caso de desbordamiento y la liberación de aire del sistema. La práctica muestra que el volumen de un tanque abierto debe ser al menos el 15% del volumen de agua en el sistema de calefacción.

Un expansor de tanque abierto generalmente se encuentra en una sala técnica y su apariencia no importa

Un tanque cerrado o de membrana es un recipiente cerrado con una membrana en su interior. El agua, al calentarse, aumenta la presión, estira la membrana y entra al tanque. En caso de exceso de presión, se activan las automáticas y el exceso de refrigerante se descarga en la alcantarilla.

Después de la primera descarga, generalmente ya no hay ninguna razón para su reproducción, ya que el volumen del refrigerante se vuelve igual al volumen del sistema.

El tanque de diafragma cerrado está montado frente a la bomba. Tal capacidad, a diferencia de un tanque de tipo abierto, no puede eliminar el aire en sí mismo, por lo tanto, en la parte superior del circuito de calefacción es necesario instalar una grúa Mayevsky (ventilación de aire mecánica) o su análogo automático.

El único elemento del tanque de membrana que puede fallar con el tiempo es la membrana, por lo que es mejor comprar un tanque con la posibilidad de reemplazarlo.

Al comprar un tanque cerrado, que a veces se denomina acumulador hidráulico, lo principal es no confundirlo con un acumulador hidráulico para el suministro de agua.

Para un tanque de membrana utilizado en calefacción, la temperatura de funcionamiento es de hasta 120 ° C y la presión es de hasta 3 bar. Para el suministro de agua, se utilizan tanques con una temperatura de hasta 70 ° C y una presión de hasta 10 bar.

La elección entre tuberías y radiadores.

Como circuito de agua para calentar la estufa, puede utilizar un sistema de tuberías de plástico con radiadores (baterías) o un sistema de tuberías de metal. La principal ventaja de usar radiadores es que se ven más bonitos en comparación con los conductos de aire masivos.

El cableado de plástico se puede ocultar fácilmente en el piso, ya que no emite calor. Aunque, de acuerdo con las reglas, el cableado del calentamiento de agua debe estar abierto. Sin embargo, las tuberías de polímero tienen limitaciones: no pueden colocarse donde existe la probabilidad de fusión y exposición directa a los rayos UV.

La ventaja de las tuberías de metal es el precio más bajo de todo el circuito de calefacción, la facilidad de instalación y los problemas menos frecuentes al operar el sistema.

El uso de tubos de calefacción de metal en lugar de un sistema de radiador con delineador de ojos de metal y plástico está justificado si el componente estético del diseño de la habitación no es importante

Ventaja significativa sistemas de radiadores es la facilidad de ajuste de temperatura. Incluso los cálculos más precisos de la temperatura de la habitación se pueden ajustar. Por ejemplo, a un niño pequeño menor de 6 meses se le recomienda una temperatura de 19-21 ° C, mientras que una temperatura confortable en el resto de la casa se considera de 25 ° C.

Para garantizar dicha temperatura durante un largo período de tiempo en una habitación, es necesario cerrar total o parcialmente el grifo de suministro de calor a uno de los radiadores. En el caso de una tubería de metal, el problema también se puede resolver, pero de una manera más complicada: para reducir la transferencia de calor del segmento de tubería con poliuretano o láminas de aluminio.

Otra opción de circuito de calefacción podría ser piso calentado por agua. Este es un tipo de suministro de calor muy cómodo para la sensación humana, sin embargo, la instalación de un piso cálido requiere mucho más tiempo que las opciones consideradas anteriormente.

Además, cuando se usa un piso cálido, no es posible proporcionar una pendiente para la circulación natural del agua, lo que, combinado con un diámetro pequeño de las tuberías del piso caliente, conduce a un requisito previo para usar una bomba de circulación.

Para empujar el agua a través de las tuberías del piso cálido, es necesario usar una bomba, la circulación natural no funcionará con esta geometría del sistema de calefacción

Evitar la congelación del sistema de calefacción.

El uso de agua como refrigerante tiene una desventaja: en caso de congelación del sistema de calefacción, la tubería y los electrodomésticos se dañarán. En este caso, es especialmente difícil restaurar el intercambiador de calor integrado en el horno.

Este problema es relevante para hogares que pueden no calentarse durante mucho tiempo en invierno. Una forma de evitar daños en el sistema es usar anticongelante en lugar de agua para los sistemas de calefacción.

Para locales residenciales, los líquidos a base de propilenglicol se usan como anticongelante, como una sustancia no tóxica, a diferencia del etilenglicol.

Sin embargo, la idea de usar anticongelante tiene sus inconvenientes:

• el anticongelante a base de propilenglicol es caro (a partir de 80 r / litro);
• la capacidad calorífica específica del anticongelante es menor que la del agua (aproximadamente 15%), por lo tanto, se requiere una gran potencia del horno y una gran superficie de los dispositivos de calentamiento de espacios;
• el anticongelante tiene una viscosidad dinámica más alta que el agua, por lo tanto, se necesita una bomba de circulación más potente y la circulación natural es imposible;
• cuando se calienta, el anticongelante se expande al 40%, por lo que es necesario usar un tanque de expansión grande de tipo cerrado;
• el propilenglicol es muy fluido, por lo tanto, penetra a través de compuestos en el sistema de calentamiento a través del cual el agua no penetra;
• el propilenglicol es incompatible con las tuberías galvanizadas, porque cuando se ponen en contacto, los aditivos anticongelantes pierden sus propiedades;
• Al hervir el anticongelante (que es probable cuando se usan hornos), se produce una reacción química irreversible, como resultado de lo cual todo el sistema tendrá que ser drenado y rellenado con anticongelante.

Para el anticongelante, el sistema de calefacción debe calcularse de antemano; su uso en proyectos implementados para el agua es bastante problemático.

Además, un proyecto con anticongelante será mucho más costoso que un sistema de calentamiento de agua. Por lo tanto, su uso aún no se ha generalizado en hogares privados con calefacción por estufa, y se utilizan otros métodos para evitar el congelamiento.

Al elegir un fluido para un sistema de calefacción, es necesario tener en cuenta no solo las características fisicoquímicas, sino también su peligro para los demás.

El drenaje del agua del circuito y la camisa o el registro del horno es la solución más común al problema con una ausencia prolongada de los propietarios de la casa.Además del trabajo adicional, las desventajas de este método incluyen el acceso de aire a los elementos metálicos del sistema desde el interior y, como resultado, la propagación de la corrosión.

Además, como solución al problema durante un corto período de tiempo, se utiliza la integración con una caldera eléctrica de pequeña capacidad en el circuito de calefacción. Su trabajo en un nivel mínimo de consumo de energía es capaz de mantener temporalmente una temperatura positiva del agua.

Una caldera eléctrica de baja potencia conectada al sistema de calefacción puede mantener una temperatura positiva del agua en caso de ausencia prolongada de hosts.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Un sistema de calefacción en funcionamiento basado en una estufa y un circuito de agua en una casa privada con un área de 80 metros cuadrados:

El calor se suministra al sistema de calefacción desde estufas y chimeneas en lotes, lo que complica la tarea de calcular los parámetros de los elementos del circuito de calefacción. Realizar alteraciones en el circuito es bastante problemático, por lo tanto, con la falta de experiencia en esta área, es mejor recurrir a especialistas con las habilidades para resolver tales problemas.

¿Tienes experiencia en la organización de la calefacción de estufas? ¿O está calentando su casa así y le gustaría compartir sus impresiones sobre el funcionamiento de la estufa? Por favor deje comentarios y haga preguntas. El formulario de comentarios se encuentra a continuación.