Een oven met een watercircuit voor het verwarmen van een huis: kenmerken van ovenverwarming + selectie van de beste optie

Brandhout en kolen blijven in veel regio's de meest betaalbare brandstof, met behulp waarvan privéhuisjes worden verwarmd. Kachelverwarming wordt echter niet alleen gekozen vanwege de goedkope en algemene beschikbaarheid van energie, maar ook vanwege de lage kosten van de opstelling.

Bovendien heeft een kachel met een watercircuit voor het verwarmen van een huis, naast vele voordelen, veel minnen. Deze optie is niet altijd optimaal. Laten we proberen de nuances van zo'n verwarmingssysteem te begrijpen.

Kenmerken van verwarming op basis van de kachel

Kachelverwarming is de norm voor Russische dorpen, waarvan de betrouwbaarheid en bruikbaarheid al eeuwenlang is getest. En tegenwoordig zijn er in veel dorpshuizen kachels met een fornuis om te koken en een haard om brood te bakken.

Sommigen van hen zijn uitgerust met een watercircuit van het verwarmingssysteem, anderen niet. Maar de verhuurders hebben geen haast om ze weg te gooien en te veranderen in moderne ketels. Een meer probleemloze en probleemloze verwarmingsmethode is nog niet uitgevonden.

Zonder een huishoudelijk watercircuit kan een houtkachel slechts een kleine ruimte eromheen verwarmen. Voor het verwarmen van één of twee kamers is deze optie acceptabel, maar voor een groot huisje niet meer

Als brandstof in dergelijke dorpskachels verbranden ze:

• kolen
• turf;
• brandhout;
• briketten (eurowood).

Er is geen fundamenteel verschil tussen deze brandstofsoorten wat betreft de plaatsing van de kachel binnenin en de indeling van het waterverwarmingssysteem in een privéwoning. Sommigen van hen geven meer warmte, terwijl anderen langer doorbranden. Maar het ontwerp van de oven en de lay-out van de leidingen met het koelmiddel in de kamers zijn in alle gevallen hetzelfde.

Vergeet bij het kiezen van een kachelverwarming niet de brandveiligheidsvoorschriften voor de constructie van steenovens - alleen hun strikte naleving zal het brandgevaar tot een minimum beperken

Enkele voordelen van kachelverwarming zijn:

• gebrek aan afhankelijkheid van de beschikbaarheid van elektriciteit in het netwerk;
• de relatief lage kosten van het verwarmingssysteem;
• lage kosten van vaste brandstof en de mogelijkheid om de verschillende typen te gebruiken;
• extreem gebruiksgemak;
• langdurige warmteoverdracht (voor baksteenconstructies);
• universaliteit - geschikt voor gelijktijdig verwarmen en koken.

Als een privéwoning niet op het hoofdgas kan worden aangesloten, is een houtkachel de beste keuze om deze te verwarmen.

De enige uitzondering is wanneer kolen of brandhout in een bepaald gebied niet beschikbaar is. Maar zo'n optie in Rusland is eerder uitzondering dan norm.

Twee belangrijke nadelen van ovens met een watercircuit zijn het onvermogen om het werk te automatiseren en de moeilijkheid om de warmteoverdracht in individuele kamers aan te passen

Vanwege de tekortkomingen van ovenverwarming moet ook worden vermeld:

• lange opwarming van het systeem voordat de warmteoverdracht begint;
• verlies van massa bruikbare ruimte in het huis als gevolg van de massaliteit van de oven;
• zwaar gewicht van steenovenconstructie;
• laag rendement door het vertrek van een aanzienlijke hoeveelheid warmte in de buis;
• hoog brandgevaar bij oneigenlijk gebruik.

Baksteenverwarming en kookfornuis voor een privéwoning met waterverwarming, afhankelijk van het ontwerp en het aantal rijen kan het 1,5 tot 10 ton wegen. Bovendien wordt hier het gewicht van de buis toegevoegd.

De basis voor een dergelijke massa vereist krachtige en dure kosten, die ook een minpunt van de betreffende verwarmingssystemen kunnen worden genoemd.

Verwarmingswaterverwarmingsapparaat

De oven voor het verwarmingssysteem in kwestie moet idealiter gelijktijdig met het huis worden berekend en gebouwd. Als er al een woongebouw is opgetrokken, zal het moeilijk zijn om er een bakstenen constructie in te plaatsen. En vaak is dit volkomen onmogelijk vanwege de noodzaak om een ​​solide basis te leggen en het daksparensysteem opnieuw op te bouwen.

De oven voor het verwarmen van water in een privéwoning kan niet alleen worden gemaakt van baksteen, maar ook van staal in de vorm van een dikke buikkachel met warmtewisselingspijpen rond de oven voor het verwarmen van het koelmiddel

Waterverwarming op basis van ovens bestaat uit:

• direct kachel (metaal of baksteen);
• een warmtewisselaar in of rond de ovenoven, evenals in de vorm van een spoel rond de schoorsteen;
• huiscircuits met koelvloeistof en een expansievat op zolder.

Ook wordt dit verwarmingssysteem in sommige gevallen aangevuld met een circulatiepomp en een hydraulische accumulator. Een dergelijke uitgebreide versie wordt echter uiterst zelden gebruikt, omdat deze een ononderbroken stroomtoevoer vereist en leidt tot een verhoging van de kosten van het hele circuit.

En het belangrijkste pluspunt van kachels met waterverwarming is de goedkoopheid van het apparaat. Het is niet de moeite waard om het aan te vullen met dure en vatbare breukelementen.

Circuit watercirculatie

Het waterverwarmingssysteem in huizen is gebouwd met natuurlijke (zwaartekracht) of geforceerde circulatie van het koelmiddel. Als het wordt gedaan op basis van een houtkachel, geeft u de voorkeur aan de eerste optie.

Het bedradingsschema met natuurlijke watercirculatie is goedkoper in vergelijking met de geforceerde analoog en heeft, in tegenstelling tot het, geen voeding nodig

Het wordt aanbevolen om waterverwarmingskachels alleen uit te rusten in huizen met één verdieping met een oppervlakte tot 150 m². In dit geval kan het zwaartekrachtsloos worden gemaakt zonder extra pompen.

Als het nodig is om een ​​huisje in een paar of meer verdiepingen te verwarmen, is het beter om dit te implementeren op basis van een krachtigere ketel. De oven voor dergelijke gebouwen zal eenvoudigweg enorm moeten worden gebouwd, wat duur is om te implementeren. En de hoeveelheid brandstof moet er elke keer aanzienlijk in worden gegoten. En dit wordt sterk afgeraden vanwege het verhoogde brandgevaar.

Het klassieke kachelsysteem met natuurlijke watercirculatie bestaat uit:

• warmtewisselaar als onderdeel van de kachel;
• contour van een metalen pijpleiding;
• radiatoren (meestal vervangen door dikke buizen in kamers);
• expansievat.

Als wordt besloten om waterverwarming in een landhuis met uw eigen handen te doen, is het beter om het volgens dit schema te ontwerpen. Installatie en berekening van deze optie is gemakkelijker uit te voeren dan met geforceerde waterbeweging.

Het systeem met circulatiepomp is geschikter voor ketels, op basis van de kachel verliest het zijn verhoogde warmteoverdrachtsefficiëntie

Als de ketel is geautomatiseerd en het water naar behoefte constant wordt verwarmd, wordt de houtkachel een of twee keer per dag verwarmd. Op deze momenten wordt het koelmiddel in de oven verwarmd om warmte af te geven in de kamers. Na het achtervolgen met een pomp door de leidingen van het circuit heeft het geen zin. Hoe dan ook, niets in een koude vuurkist zal opwarmen.

Bij de keuze voor een hout- of houtskoolkachel verwachten eigenaren van privéwoningen meestal een autonoom verwarmingssysteem. Als je er pompapparatuur in steekt die stroom nodig heeft om te werken, dan zal het moeilijk zijn om over autonomie te praten.

Oven - baksteen of metaal

Een steenkachel warmt langer op, maar geeft ook langer warmte af aan de ruimte eromheen. Het analoog van staal daarentegen warmt snel op en koelt ook snel af na het verbranden van brandstof. Dit probleem is gedeeltelijk opgelost door de aanwezigheid van grote hoeveelheden koelmiddel in het watercircuit.

Maar hoe meer water u in het systeem moet opslaan, hoe duurder het uit materialen komt.

Het is toegestaan ​​om een ​​metalen potkachel met een waterbatterij voor het verwarmingscircuit in privéwoningen direct op een houten vloer te plaatsen zonder een speciale fundering te regelen

Een stalen oven voor waterverwarming met een vermogen van 5-15 kW - zonder brandstof en water is dit een constructie met een gewicht van 100-300 kg. Zo'n dikke buikkachel kan veilig op versterkte vertragingen worden geplaatst. De ovenfunderingen moeten worden gestort als de kachel meer dan 700-800 kg weegt. Als het nu baksteen is, dan is betonwerk zeker niet genoeg.

Vergeleken met metaal weegt een steenkachel meer, kost hij meer en is hij moeilijker te installeren. Het heeft echter een hogere efficiëntie en minder risico op bevriezing van het circuit met een pijpbreuk als gevolg van de vorming van ijs binnenin. Als alles is besloten om grondig voor jezelf en permanent verblijf te worden gedaan, is het raadzaam om de keuze voor de optie baksteen te stoppen.

Buizen - roestvrij staal of metalen kunststof

Als het verwarmingssysteem is gebouwd op basis van een warmwaterketel, kan het niet alleen worden vastgebonden met stalen buizen, maar ook met plastic en polypropyleen buizen. Als de houtkachel het water echter verwarmt, mag het circuit met de koelvloeistof alleen uit roestvrij staal worden gemaakt.

Met een grote brandhoutlegging kan het water in de spiraal van de oven snel opwarmen tot 100 graden en koken, alleen staal is langdurig bestand tegen dergelijke temperaturen

Metalloplastik is ontworpen om te werken met een koelvloeistof die is verwarmd tot 90-95 ° С. Gedurende een korte tijd kan het worden overgebracht en verwarmd tot 110–120 ° С. Tegelijkertijd staat de automatisering van ketels en ketels aanvankelijk niet toe dat water in dergelijke mate wordt verwarmd. Voor warme vloeren verwarmt hij tot 30–45 ° С en voor batterijen tot 60–65 ° С.

In het geval van een houtkachel zijn temperaturen onder de honderd niet alleen mogelijk, maar verre van ongebruikelijk. Het riskeren en spelen van Russisch roulette, het vastbinden van deze oven met plastic pijpen, wordt niet aanbevolen. Het is het beste om betrouwbaarder roestvrij staal te geven.

Bovendien zullen de aftakpijpen die de oven verlaten van de spoel voor het aansluiten van de pijpen van het circuit zeker tot zeer hoge temperaturen opwarmen. Minder dan een halve meter scheidt ze van open vuur. Het is gevaarlijk om plastic buizen hierop aan te sluiten vanwege het risico dat deze smelten.

Warmtedissipatie - radiatoren of register

De warmte wordt gedurende enkele uren in porties van de kachel aan het verwarmingscircuit geleverd, terwijl brandhout of kolen in de oven branden. Als er weinig water in het verwarmingssysteem zit, staat het huis snel op. Daarom wordt in dorpen dergelijke verwarming meestal gemaakt van dikke stalen buizen, en niet op basis van radiatoren die meer bekend zijn bij de burger.Het verwarmingsregister voor houtkachels is perfect.

Het klassieke schema van verwarmingskachels met natuurlijke circulatie houdt in dat direct water in contact komt met de atmosfeer via een expansievat, maar lucht wordt niet aanbevolen voor gewone batterijen in de warmtedrager

Een roestvrijstalen buis met een diameter van 80-120 mm die om het huis wordt gelegd, is een verwarmingsregister dat bestaat uit een toevoer uit de oven en een retour ernaar. In de kamer die het verst van de oven verwijderd is, zijn deze lijnen met elkaar verbonden en in de rest van de kamers worden ze in de vorm van twee pijpleidingen langs de buitenmuren gelegd.

Het register ziet er niet zo esthetisch uit als de radiator. Maar de eerste optie is veel goedkoper en gemakkelijker zelfstandig te doen dan de tweede. Voor de implementatie is alleen ervaring met het hanteren van het lasapparaat nodig.

Het warmteoverdrachtsgebied voor een dergelijk circuit wordt berekend door het aantal PI's te vermenigvuldigen met de diameter en lengte van de buis. Bovendien moet bij de berekeningen rekening worden gehouden met de hittedruk in de toe- en afvoer en de afstand tussen de pijpleidingen verticaal.

Dergelijke berekeningen worden echter vaak niet uitgevoerd, maar er wordt een buis met een diameter van 80-100 mm genomen en langs de omtrek van het hele woongebouw gelegd met een lus in de achterkamer. Tegelijkertijd wordt de warmteoverdracht "met het oog" en experimenteel aangepast als gevolg van het aanbrengen van een of ander volume brandstof op de oven.

Geen wonder dat de contouren van de registers, in combinatie met waterovens, zo gewoon zijn. Ze hoeven niet eens te worden geteld, neem gewoon een geschikte buis en las.

We selecteren een warmtewisselaar voor de oven

De warmtewisselaar in de kachel kan gemaakt zijn van koper, staal of gietijzer. De koperoptie is vanwege de hoge prijs direct beter uit te sluiten. Het solderen van zo'n apparaat op zichzelf is buitengewoon problematisch.

Installeer voorzichtig gietijzeren batterijen in de oven - als gevolg van temperatuurschokken kunnen hun afzonderlijke secties loskoppelen van aangrenzende elementen

Gietijzer presteert beter dan staal in technische parameters. Het is echter problematisch om er zelf een warmtewisselaar voor een houtkachel van te maken. Hiervoor kun je alleen een oude accu meenemen. Maar hier moet er rekening mee worden gehouden dat de afdichting tussen de secties in de oven zal doorbranden. En dit is een directe manier om strakheid te verliezen en water in de verbrandingskamer te laten ontsnappen.

Als de warmtewisselaar wordt gemaakt van een gietijzeren batterij, kunt u voor dit model het beste MS-110-300 of MS-90-300 nemen. Ze zijn klein en passen geruisloos in een vuurkist. Het verwarmingsoppervlak voor elke rib zal in de orde van grootte van 0,14-0,16 m zijn².

Op basis van deze cijfers kunnen we inschatten hoeveel secties er nodig zijn voor een bepaald circuit. Voor elke 10 vierkanten van het huis heb je 1 kW nodig, wat ongeveer 0,1 m zal zijn² gietijzeren warmtewisselaar verwarmingsruimte.

Gietijzeren radiatorlamellen worden meestal aangesloten met hittebestendige rubberen pakkingen. In de ovenoven zal zo'n rubberen afdichting branden, deze moet worden vervangen door een asbestkoord

Een ander punt van het gebruik van een gietijzeren batterij als warmtewisselaar is de moeilijkheid om deze van roet van binnenuit de oven te reinigen. Van tijd tot tijd moet de verbrandingskamer worden gereinigd en de reliëfribben “gietijzer” zullen dit sterk verstoren.

De meest optimale variant van de warmtewisselaar is staal in de vorm van:

• een spoel van meerdere buizen;
• overhemden van plaatstaal.

Ze zijn gemaakt van koolstofarm staal St10 ... St20 met een dikte van 4-5 mm. Als je de buis neemt, dan met een diameter van 30-50 mm.

Het is het gemakkelijkst om een ​​stalen warmtewisselaar van plaatstaal te maken, maar alleen het naar het vuur gekeerde oppervlak zal deelnemen aan de warmte-uitwisseling daarin

De buisvormige versie in termen van warmteoverdracht is efficiënter, maar het is ook arbeidsintensiever om te vervaardigen.

Gebruik de formule om de warmtewisselaar te berekenen:

Qy = K * (Tcp-Tk)

waar:

• K - warmteoverdrachtscoëfficiënt van het materiaal (voor koolstofarm staal wordt 15-20 genomen en voor grijs gietijzer - 50);
• Tcp - de gemiddelde temperatuur van het verwarmingsmedium in de oven (Tmax + Tmin) / 2;
• Tk - gemiddelde temperatuur van de warmtedrager (T toevoer + retour) / 2.

Als brandhout in de kachel wordt verbrand, dan is Tcp = (700 + 300) / 2 = 500 ° С en Tk = (80 + 60) / 2 = 70 ° С. Dientengevolge, Qy = 15 * (500-70) = 6450 kcal / uur. Dat wil zeggen dat er ongeveer 7,5 kW / uur zal uitkomen per vierkante meter van het oppervlak van de warmtewisselaar die naar het vuur is gericht.

Voor kolen zijn de berekeningen als volgt - Tcp = (1000 + 600) / 2 = 800 ° С en Tk = 70 ° С. Qy = 15 * (800-70) = 10950 kcal / uur = 12734 W / uur. Een vierkante meter van het oppervlak van de warmtewisselaar levert ongeveer 12,7 kW / h op.

Vervolgens delen we het vermogen dat nodig is voor het verwarmen van een bepaald huis door een berekend cijfer, afhankelijk van de plannen voor het gebruik van een bepaald type brandstof.

Bijvoorbeeld voor een huisje op 150 m² hebben ongeveer 15 kW nodig. Als het met hout wordt verwarmd, is een warmtewisselaar met een warmtewisselingsoppervlak van 15 / 7,5 = 2 m vereist². Dit is het oppervlak dat naar de vlam kijkt en opwarmt.

Als een buisvormige spoel is geselecteerd, wordt de lengte berekend met de formule:

S = 2 * 3,14 * D * L

waar:

S - geschatte oppervlakte;

D - buisdiameter;

L - gewenste lengte.

De parameters van een staalplaatoverhemd zijn nog eenvoudiger te berekenen; het bestaat meestal uit twee rechthoeken aan de zijkanten van de verbrandingskamer.

De beste optie kiezen

Het zal moeilijk zijn om een ​​enorme steenoven in een reeds gebouwd huis te plaatsen. In dit geval kan waterverwarming het beste worden georganiseerd op basis van een metalen potkachel, die op een gewapende houten vloer mag worden geplaatst zonder de fundering te gieten.

Als het echter mogelijk is om de fundering te maken zoals het hoort, moet de voorkeur worden gegeven aan een betrouwbaarder steenovenontwerp.

Het watercircuit voor een huis voor een houtkachel kan het beste worden gemaakt van dikke stalen buizen en met natuurlijke circulatie van koelvloeistof

Het installeren van een circulatiepomp en / of accumulator in het betreffende verwarmingscircuit is geldverspilling en geen extra voordeel. Ze zullen de installatie van het systeem alleen maar ingewikkelder maken. En als je het licht uitdoet, veroorzaken deze apparaten überhaupt problemen. Terwijl de verwarmingsoptie zonder hen, met problemen in het lichtnet, het huis rustig zal blijven verwarmen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De vorm van een warmtewisselaar in een houtkachel kiezen:

Overzicht van de steenoven voor waterverwarming in het huisje:

Het apparaat van de verwarmings- en kookfornuis van baksteen met analyse van de ontwerpvolgorde:

Het is moeilijk om waterverwarming op basis van een houtkachel ideaal en zeer efficiënt te noemen. Maar deze optie om een ​​privéwoning te verwarmen is de meest betrouwbare, maar ook goedkoop en gemakkelijk te implementeren. Het is niet nodig om zo'n circuit aan te vullen met een circulatiepomp en automatisering. Ze werken vanaf het lichtnet en maken het hele systeem offline, waardoor het een van de belangrijkste voordelen is.