Una fornace con un circuito dell'acqua per il riscaldamento di una casa: caratteristiche del riscaldamento della fornace + selezione dell'opzione migliore

Legna da ardere e carbone rimangono in molte regioni i tipi di combustibile più convenienti, con l'aiuto dei quali vengono riscaldati i cottage privati. Tuttavia, il riscaldamento della stufa viene scelto non solo per l'economicità e la disponibilità generale di energia, ma anche per il basso costo della sua disposizione.

Inoltre, oltre a molti vantaggi, una stufa con un circuito idraulico per il riscaldamento di una casa ha molti svantaggi. Non sempre questa opzione è ottimale. Proviamo a capire le sfumature di un tale sistema di riscaldamento.

Caratteristiche di riscaldamento basate sulla stufa

Il riscaldamento della stufa è la norma per i villaggi russi, la cui affidabilità e praticità sono state testate per secoli. E oggi in molte case di paese ci sono stufe con una stufa per cucinare e un focolare per cuocere il pane.

Alcuni di essi sono dotati di un circuito idraulico del sistema di riscaldamento, mentre altri no. Ma i proprietari non hanno fretta di buttarli fuori e cambiarli in caldaie moderne. Non è stato ancora inventato un metodo di riscaldamento più semplice e senza problemi.

Senza un circuito dell'acqua per uso domestico, una stufa a legna può solo riscaldare un piccolo spazio attorno ad esso. Per il riscaldamento di una o due stanze, questa opzione è accettabile, ma per un grande cottage non è più

Come combustibile in tali stufe del villaggio, bruciano:

• carbone;
• torba;
• legna da ardere;
• bricchette (eurowood).

Non vi è alcuna differenza fondamentale tra questi tipi di combustibile in termini di disposizione della stufa all'interno e disposizione del sistema di riscaldamento dell'acqua in una casa privata. Alcuni danno più calore, mentre altri si esauriscono più a lungo. Ma il design del forno e la disposizione delle tubazioni con il refrigerante nelle stanze sono gli stessi in tutti i casi.

Quando si sceglie un riscaldamento della stufa, non dimenticare le norme antincendio per la costruzione di stufe in mattoni: solo la loro rigorosa osservanza ridurrà al minimo il rischio di incendio

Tra i vantaggi del riscaldamento della stufa ci sono:

• mancanza di dipendenza dalla disponibilità di elettricità nella rete;
• il costo relativamente basso del sistema di riscaldamento;
• basso costo del combustibile solido e possibilità di utilizzare i suoi diversi tipi;
• estrema facilità d'uso;
• trasferimento di calore a lungo termine (per strutture in mattoni);
• universalità - adatto per riscaldare e cucinare allo stesso tempo.

Se una casa privata non può essere collegata al gas principale, una stufa a legna sarà la scelta migliore per riscaldarla.

L'unica eccezione è quando il carbone o la legna da ardere non sono disponibili in una determinata area. Ma una tale opzione in Russia è l'eccezione piuttosto che la norma.

Due principali svantaggi dei forni con un circuito idraulico sono l'incapacità di automatizzare il lavoro e la difficoltà di regolare il trasferimento di calore nei singoli ambienti

Inoltre, dalle carenze del riscaldamento del forno, si dovrebbe menzionare:

• lungo riscaldamento del sistema prima dell'inizio del trasferimento di calore;
• perdita di massa di spazio utilizzabile in casa a causa della massicciazza della fornace;
• pesante costruzione del forno a mattoni;
• bassa efficienza dovuta alla fuoriuscita di una significativa quantità di calore nel tubo;
• alto rischio di incendio con uso improprio.

Il riscaldamento a mattoni e la stufa di cottura per una casa privata con riscaldamento dell'acqua, a seconda del design e del numero di file, possono pesare da 1,5 a 10 tonnellate. Inoltre, qui viene aggiunto il peso del tubo.

La fondazione di una tale massa richiede un costo potente e costoso, che può anche essere chiamato meno degli impianti di riscaldamento in esame.

Dispositivo di riscaldamento dell'acqua del riscaldatore

Il forno per il sistema di riscaldamento in esame dovrebbe idealmente essere calcolato e costruito contemporaneamente alla casa. Se è già stato eretto un edificio residenziale, sarà difficile installare una costruzione in mattoni. E spesso questo è completamente impossibile a causa della necessità di creare solide fondamenta e ricostruire il sistema di travi.

Il forno per il riscaldamento dell'acqua in una casa privata può essere fatto non solo di mattoni, ma anche di acciaio sotto forma di una stufa a ventosa con tubi di scambio termico attorno al forno per riscaldare il refrigerante

Il riscaldamento dell'acqua a fornace è costituito da:

• direttamente stufa (metallo o mattone);
• uno scambiatore di calore all'interno o attorno alla fornace del forno, nonché sotto forma di una serpentina attorno al camino;
• circuiti domestici con liquido di raffreddamento e un vaso di espansione in soffitta.

Inoltre, in alcuni casi, questo sistema di riscaldamento è integrato da una pompa di circolazione e un accumulatore idraulico. Tuttavia, una versione così estesa viene utilizzata molto raramente, poiché richiede un'alimentazione ininterrotta e porta ad un aumento del costo dell'intero circuito.

E il vantaggio principale delle stufe per riscaldamento dell'acqua è l'economicità del dispositivo. Non vale la pena completarlo con elementi costosi e soggetti a rotture.

Circolazione dell'acqua del circuito

Il sistema di riscaldamento dell'acqua nelle case è costruito con circolazione naturale (gravitazionale) o forzata del liquido di raffreddamento. Se è fatto sulla base di una stufa a legna, è meglio dare la preferenza alla prima opzione.

Lo schema elettrico con circolazione naturale dell'acqua è più economico rispetto all'analogo forzato e, a differenza di esso, non richiede alimentazione

Si consiglia di dotare le stufe di riscaldamento dell'acqua solo in case a un piano con una superficie fino a 150 m². In questo caso, può essere reso gravitazionale senza pompe aggiuntive.

Se è necessario riscaldare un cottage in un paio o più piani, è meglio implementarlo sulla base di una caldaia più potente. La fornace per tali edifici dovrà essere costruita semplicemente enorme, che è costosa da implementare. E la quantità di carburante dovrà essere versata in esso ogni volta considerevole. E farlo è altamente scoraggiato a causa dell'aumentato rischio di incendi.

Il classico sistema di riscaldamento a stufa a circolazione naturale di acqua è costituito da:

• scambiatore di calore come parte della stufa;
• contorno da una conduttura metallica;
• radiatori (solitamente sostituiti con tubi spessi nelle stanze);
• vaso di espansione.

Se si decide di riscaldare l'acqua in una casa di campagna con le proprie mani, è meglio progettarlo secondo questo schema. L'installazione e il calcolo di questa opzione sono più facili da eseguire rispetto al movimento forzato dell'acqua.

Il sistema con una pompa di circolazione è più adatto per le caldaie, sulla base della stufa perde la sua maggiore efficienza di trasferimento di calore

Se la caldaia è automatizzata e l'acqua viene costantemente riscaldata secondo necessità, la stufa a legna viene riscaldata una o due volte al giorno. È in questi momenti che il liquido di raffreddamento nella fornace viene riscaldato per emettere calore nelle stanze. Dopo averlo inseguito con una pompa attraverso i tubi del circuito è inutile. Comunque, niente in un focolare freddo si scalda.

Quando si opta per una stufa a legna o carbone, i proprietari di case private di solito si aspettano di ottenere un sistema di riscaldamento autonomo. Se si inseriscono apparecchiature di pompaggio che richiedono alimentazione dalla rete per il funzionamento, sarà difficile parlare di autonomia.

Forno - mattone o metallo

Una stufa in mattoni si riscalda più a lungo, ma rilascia anche più calore allo spazio circostante. L'analogo dell'acciaio, al contrario, si riscalda rapidamente e si raffredda rapidamente anche dopo aver bruciato carburante. Questo problema è parzialmente risolto a causa della presenza di grandi volumi di refrigerante nel circuito dell'acqua.

Tuttavia, più acqua devi immagazzinare nel sistema, più costosa proviene dai materiali.

È consentito posizionare una stufa in metallo con una batteria ad acqua per il circuito di riscaldamento in case private direttamente su un pavimento di legno senza disporre una base speciale

Un forno in acciaio per il riscaldamento dell'acqua con una potenza di 5-15 kW - senza carburante e acqua, questa è una struttura che pesa 100-300 kg. Una tale stufa può essere messa in sicurezza su ritardi rinforzati. Le fondamenta del forno devono essere colate quando la stufa pesa più di 700-800 kg. Ora, se si tratta di mattoni, il lavoro concreto non è assolutamente sufficiente.

Rispetto al metallo, una stufa in mattoni pesa di più, costa di più ed è più difficile da installare. Tuttavia, ha una maggiore efficienza e un minor rischio di congelamento del circuito con una rottura del tubo a causa della formazione di ghiaccio all'interno. Se si decide di fare tutto per te e per la residenza permanente, si consiglia di interrompere la scelta sull'opzione mattone.

Tubi: acciaio inossidabile o plastica metallica

Se il sistema di riscaldamento è costruito sulla base di una caldaia per acqua calda, può essere legato non solo con tubi in acciaio, ma anche con tubi in plastica e polipropilene. Tuttavia, se la stufa a legna riscalda l'acqua, il circuito con il refrigerante da esso creato deve essere creato solo da acciaio inossidabile.

Con una grande posa di legna da ardere, l'acqua nella serpentina del forno può riscaldare rapidamente fino a 100 gradi e bollire, solo l'acciaio può resistere a tali temperature per lungo tempo

Metalloplastik è progettato per funzionare con un refrigerante riscaldato a 90–95 ° С. Per un breve periodo, è in grado di trasferire e riscaldare a 110–120 ° С. Allo stesso tempo, l'automazione delle caldaie e delle caldaie inizialmente non consente il riscaldamento dell'acqua a tali gradi. Per pavimenti caldi, si riscalda fino a 30–45 ° С e per batterie fino a 60–65 ° С.

Tuttavia, nel caso di una stufa a legna, temperature inferiori a cento non sono solo possibili, ma tutt'altro che insolite. Non è consigliabile rischiare e giocare alla roulette russa, legare questo forno con tubi di plastica. È meglio fornire acciaio inossidabile più affidabile.

Inoltre, i tubi di diramazione che escono dal forno dalla bobina per il collegamento dei tubi del circuito si surriscaldano sicuramente a temperature molto elevate. Meno di mezzo metro li separa dal fuoco aperto. È pericoloso collegare loro qualsiasi tubo di plastica a causa del rischio di quest'ultima fusione.

Dissipazione del calore - radiatori o registro

Il calore viene fornito dalla stufa al circuito di riscaldamento in porzioni per diverse ore, mentre la legna o il carbone bruciano nella fornace. Se c'è poca acqua nell'impianto di riscaldamento, la casa si alzerà rapidamente. Pertanto, nei villaggi tale riscaldamento è solitamente realizzato con tubi d'acciaio spessi e non sulla base di radiatori più familiari ai cittadini.Il registro di riscaldamento per stufe a legna è semplicemente perfetto.

Lo schema classico delle stufe per il riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale prevede il contatto diretto dell'acqua con l'atmosfera attraverso un vaso di espansione, ma l'aria non è raccomandata per le normali batterie nel vettore di calore

Un tubo di acciaio inossidabile con un diametro di 80-120 mm posato intorno alla casa è un registro di riscaldamento costituito da un'alimentazione dalla fornace e da un ritorno ad essa. Nella stanza più lontana dalla fornace, queste linee sono collegate tra loro e nel resto delle stanze sono disposte sotto forma di due condutture lungo le pareti esterne.

Il registro non sembra esteticamente gradevole come il radiatore. Ma la prima opzione è molto più economica e più facile da fare indipendentemente, rispetto alla seconda. Per la sua implementazione è necessario solo avere esperienza nella gestione della saldatrice.

L'area di trasferimento del calore per tale circuito viene calcolata moltiplicando il numero di PI per il diametro e la lunghezza del tubo. Inoltre, nei calcoli è necessario tenere conto della pressione del calore in mandata e di ritorno, nonché della distanza verticale tra le tubazioni.

Tuttavia, spesso, tali calcoli non vengono eseguiti, ma viene prelevato un tubo con un diametro di 80–100 mm e posato lungo il perimetro dell'intero edificio residenziale con un anello nella stanza sul retro. Allo stesso tempo, il trasferimento di calore viene regolato "ad occhio" e sperimentalmente come risultato dell'applicazione di uno o un altro volume di combustibile al forno.

Non c'è da stupirsi che i contorni dei registri, abbinati ai forni ad acqua, siano così comuni. Non hanno nemmeno bisogno di essere contati, basta prendere un tubo adatto e saldare.

Selezioniamo uno scambiatore di calore per la fornace

Lo scambiatore di calore nella stufa può essere in rame, acciaio o ghisa. L'opzione rame è immediatamente migliore da escludere a causa del prezzo elevato. Saldare un tale dispositivo da solo è estremamente problematico.

Installare le batterie in ghisa all'interno del forno con cautela - a causa di sbalzi di temperatura, le loro singole sezioni potrebbero staccarsi dagli elementi vicini

La ghisa supera l'acciaio in termini di parametri tecnici. Tuttavia, creare uno scambiatore di calore per una stufa a legna da solo è problematico. Puoi solo prendere una vecchia batteria per questo. Ma qui bisogna tenere conto che il sigillo tra le sue sezioni si brucerà nella fornace. E questo è un modo diretto per la perdita di tenuta e il rilascio di acqua nella camera di combustione.

Se si decide che lo scambiatore di calore è costituito da una batteria in ghisa, è meglio prendere MS-110-300 o MS-90-300 per questo modello. Sono piccoli e silenziosamente inseriti in un focolare. La superficie di riscaldamento per ciascuna nervatura sarà dell'ordine di 0,14-0,16 m².

Sulla base di questi numeri, possiamo stimare quante sezioni sono necessarie per un determinato circuito. Per ogni 10 quadrati della casa, hai bisogno di 1 kW, che sarà di circa 0,1 m² zona di riscaldamento dello scambiatore di calore in ghisa.

Le alette del radiatore in ghisa sono generalmente collegate mediante guarnizioni in gomma resistenti al calore. Nella fornace del forno, una tale guarnizione di gomma brucerà, deve essere sostituita con una corda di amianto

Un altro punto dell'utilizzo di una batteria in ghisa come scambiatore di calore è la difficoltà di pulirla dalla fuliggine dall'interno del forno. Di tanto in tanto, la camera di combustione deve essere pulita e le nervature in rilievo "ghisa" interferiranno notevolmente con questo.

La variante più ottimale dello scambiatore di calore è l'acciaio sotto forma di:

• una bobina di più tubi;
• camicie in lamiera d'acciaio.

Sono realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio St10 ... St20 con uno spessore di 4-5 mm. Se prendi il tubo, quindi con un diametro di 30-50 mm.

È più semplice realizzare uno scambiatore di calore in acciaio da lamiera d'acciaio - tuttavia, solo la superficie rivolta verso il fuoco parteciperà allo scambio di calore in esso

La versione tubolare in termini di trasferimento di calore è più efficiente, ma è anche più laboriosa da produrre.

Per calcolare lo scambiatore di calore, utilizzare la formula:

Qy = K * (Tcp-Tk)

dove:

• K - coefficiente di trasferimento del calore del materiale (per gli acciai a basso tenore di carbonio 15-20, e per la ghisa grigia - 50);
• Tcp - la temperatura media del mezzo di riscaldamento nel forno (Tmax + Tmin) / 2;
• Tk - temperatura media del vettore termico (fornitura T + ritorno) / 2.

Se la legna viene bruciata nella stufa, allora Tcp = (700 + 300) / 2 = 500 ° С e Tk = (80 + 60) / 2 = 70 ° С. Di conseguenza, Qy = 15 * (500-70) = 6450 kcal / ora. Cioè, circa 7,5 kW / h usciranno per metro quadrato della superficie dello scambiatore di calore di fronte al fuoco.

Per il carbone, i calcoli sono i seguenti: Tcp = (1000 + 600) / 2 = 800 ° С e Tk = 70 ° С. Qy = 15 * (800-70) = 10 950 kcal / ora = 12 734 W / ora. Un metro quadrato della superficie dello scambiatore di calore produrrà circa 12,7 kW / h.

Successivamente, dividiamo la potenza necessaria per riscaldare una casa particolare per una cifra calcolata, a seconda dei piani per l'uso di un particolare tipo di combustibile.

Ad esempio, per un cottage a 150 m² bisogno di circa 15 kW. Se verrà riscaldato con legna, è necessario uno scambiatore di calore con un'area di scambio termico di 15 / 7,5 = 2 m². Questa è la superficie che si affaccia sulla fiamma e si riscalda.

Se viene selezionata una bobina tubolare, la sua lunghezza viene calcolata dalla formula:

S = 2 * 3,14 * D * L

dove:

S - area stimata;

D - diametro del tubo;

L - lunghezza desiderata.

I parametri di una camicia in lamiera d'acciaio sono ancora più facili da calcolare; di solito è costituito da due rettangoli ai lati della camera di combustione.

Scegliere l'opzione migliore

Sarà difficile mettere un enorme forno in mattoni in una casa già costruita. In questo caso, il riscaldamento dell'acqua è organizzato al meglio sulla base di una stufa a base di metallo, che può essere posizionata su un pavimento di legno rinforzato senza versare le fondamenta.

Tuttavia, se è possibile realizzare le fondamenta come dovrebbe, allora si dovrebbe dare la preferenza a un design più affidabile del forno a mattoni.

Il circuito dell'acqua per una casa per una stufa a legna è fatto meglio da tubi di acciaio spesso e con circolazione naturale di refrigerante

Installare una pompa di circolazione e / o un accumulatore nel circuito di riscaldamento in questione è uno spreco di denaro e zero vantaggi aggiuntivi. Complicheranno solo l'installazione del sistema. E quando spegni la luce, questi dispositivi creeranno problemi. Considerando che l'opzione di riscaldamento senza di loro, con problemi nella rete elettrica, continuerà a riscaldare tranquillamente la casa.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Scelta della forma di uno scambiatore di calore in una stufa a legna:

Panoramica del forno in mattoni per il riscaldamento dell'acqua nel cottage:

Il dispositivo della stufa riscaldante e di cottura in mattoni con analisi dell'ordine di progettazione:

È difficile chiamare il riscaldamento dell'acqua basato su una stufa a legna ideale e altamente efficiente. Ma questa opzione di riscaldamento di una casa privata è la più affidabile, economica e facile da implementare. Non è necessario integrare tale circuito con una pompa di circolazione e automazione. Funzionano dalla rete e rendono offline l'intero sistema, livellandolo come uno dei principali vantaggi.