Un four avec un circuit d'eau pour chauffer une maison: caractéristiques du chauffage au four + sélection de la meilleure option

Le bois de chauffage et le charbon restent dans de nombreuses régions les types de combustibles les plus abordables, à l'aide desquels les chalets privés sont chauffés. Cependant, le chauffage au poêle est choisi non seulement en raison du faible coût et de la disponibilité générale de l'énergie, mais également en raison du faible coût de son agencement.

De plus, en plus de nombreux avantages, un poêle avec un circuit d'eau pour chauffer une maison présente de nombreux inconvénients. Cette option n'est pas toujours optimale. Essayons de comprendre les nuances d'un tel système de chauffage.

Caractéristiques du chauffage basé sur le poêle

Le chauffage au poêle est la norme pour les villages russes, dont la fiabilité et la praticité ont été testées pendant des siècles. Et aujourd'hui, dans de nombreuses maisons de village, il y a des poêles avec un poêle pour cuisiner et un foyer pour faire du pain.

Certains d'entre eux sont équipés d'un circuit d'eau du système de chauffage, d'autres non. Mais les propriétaires ne sont pas pressés de les jeter et de les changer en chaudières modernes. Une méthode de chauffage plus sans problème et sans problème n'a pas encore été inventée.

Sans circuit d'eau domestique, un poêle à bois ne peut chauffer qu'un petit espace autour. Pour chauffer une ou deux pièces, cette option est acceptable, mais pour un grand chalet plus

Comme combustible dans ces poêles de village, ils brûlent:

• charbon
• tourbe;
• bois de chauffage;
• briquettes (eurowood).

Il n'y a pas de différence fondamentale entre ces types de combustibles en termes d'agencement du poêle à l'intérieur et d'aménagement du système de chauffage de l'eau dans une maison privée. Certains d'entre eux donnent plus de chaleur, tandis que d'autres brûlent plus longtemps. Mais la conception du four et la disposition de la tuyauterie avec le liquide de refroidissement dans les pièces sont les mêmes dans tous les cas.

Lors du choix d'un chauffage de poêle, n'oubliez pas les règles de sécurité incendie pour la construction de poêles en briques - seule leur stricte observation réduira au minimum les risques d'incendie

Parmi les avantages du chauffage au poêle, citons:

• manque de dépendance à l'égard de la disponibilité de l'électricité dans le réseau;
• le coût relativement faible du système de chauffage;
• faible coût du combustible solide et possibilité d'utiliser ses différents types;
• extrême facilité d'utilisation;
• transfert de chaleur à long terme (pour les structures en briques);
• universalité - convient pour chauffer et cuisiner en même temps.

Si une maison privée ne peut pas être raccordée au gaz principal, un poêle à bois sera le meilleur choix pour la chauffer.

La seule exception est lorsque le charbon ou le bois de chauffage n'est pas disponible dans une zone particulière. Mais une telle option en Russie est l'exception plutôt que la norme.

Les deux principaux inconvénients des fours à circuit d'eau sont l'incapacité à automatiser le travail et la difficulté d'ajuster le transfert de chaleur dans les pièces individuelles

En outre, des lacunes du chauffage du four, il convient de mentionner:

• échauffement long du système avant le début du transfert de chaleur;
• perte de masse d'espace utilisable dans la maison en raison de la massivité du four;
• poids lourd de la construction du four à briques;
• faible efficacité due au départ d'une quantité importante de chaleur dans le tuyau;
• risque d'incendie élevé avec une mauvaise utilisation.

Chauffage en briques et cuisinière pour une maison privée avec chauffage à eau, selon la conception et le nombre de rangées peuvent peser de 1,5 à 10 tonnes. De plus, le poids du tuyau est ajouté ici.

La fondation d'une telle masse nécessite un coût puissant et coûteux, qui peut également être appelé un inconvénient des systèmes de chauffage considérés.

Dispositif de chauffage d'eau de chauffage

Idéalement, la fournaise du système de chauffage considéré devrait être calculée et construite en même temps que la maison. Si un bâtiment résidentiel a déjà été érigé, il sera difficile d'y installer une construction en briques. Et souvent, cela est complètement impossible en raison de la nécessité de créer une base solide et de reconstruire le système de chevrons.

Le four pour le chauffage de l'eau dans une maison privée peut être non seulement en brique, mais également en acier sous la forme d'un poêle à ventre avec des tuyaux d'échange de chaleur autour du four pour chauffer le liquide de refroidissement

Le chauffage de l'eau par fournaise comprend:

• poêle directement (métal ou brique);
• un échangeur de chaleur dans ou autour du four du four, ainsi que sous la forme d'un serpentin autour de la cheminée;
• circuits domestiques avec liquide de refroidissement et un vase d'expansion dans le grenier.

De plus, dans certains cas, ce système de chauffage est complété par une pompe de circulation et un accumulateur hydraulique. Cependant, une telle version étendue est utilisée extrêmement rarement, car elle nécessite une alimentation électrique ininterrompue et entraîne une augmentation du coût de l'ensemble du circuit.

Et le principal avantage des poêles à eau chaude est le bon marché de l'appareil. Il ne vaut pas la peine de le compléter par des éléments coûteux et sujets à la casse.

Circuit de circulation d'eau

Le système de chauffage de l'eau dans les maisons est construit avec une circulation naturelle (gravitationnelle) ou forcée du liquide de refroidissement. Si cela se fait sur la base d'un poêle à bois, il est préférable de privilégier la première option.

Le schéma de câblage avec circulation d'eau naturelle est moins cher que l'analogue forcé et, contrairement à lui, ne nécessite pas d'alimentation

Il est recommandé d'équiper les poêles de chauffage à eau uniquement dans les maisons d'un étage d'une superficie allant jusqu'à 150 m². Dans ce cas, il peut être rendu gravitationnel sans pompes supplémentaires.

S'il est nécessaire de chauffer un chalet sur plusieurs étages, il est préférable de le mettre en œuvre sur la base d'une chaudière plus puissante. Le four de ces bâtiments devra être construit simplement énorme, ce qui est coûteux à mettre en œuvre. Et la quantité de carburant devra y être versée à chaque fois considérable. Et cela est fortement déconseillé en raison du risque accru d'incendie.

Le système de chauffage de poêle classique à circulation naturelle d'eau se compose de:

• échangeur de chaleur faisant partie du poêle;
• contour d'un pipeline métallique;
• radiateurs (généralement remplacés par des tuyaux épais dans les pièces);
• vase d'expansion.

S'il est décidé de faire le chauffage de l'eau dans une maison de campagne de vos propres mains, il est préférable de le concevoir selon ce schéma. L'installation et le calcul de cette option sont plus faciles à effectuer qu'avec un mouvement forcé de l'eau.

Le système avec une pompe de circulation est plus adapté aux chaudières, sur la base du poêle, il perd son efficacité de transfert de chaleur accrue

Si la chaudière est automatisée et que l'eau est constamment chauffée selon les besoins, le poêle à bois est chauffé une ou deux fois par jour. C'est à ces moments que le liquide de refroidissement dans le four est chauffé pour dégager de la chaleur dans les pièces. Après l'avoir chassé avec une pompe à travers les tuyaux du circuit est inutile. Quoi qu'il en soit, rien dans une chambre de combustion froide ne se réchauffera.

Lorsqu'ils optent pour un poêle à bois ou à charbon de bois, les propriétaires de maisons privées s'attendent généralement à obtenir un système de chauffage autonome. Si vous y installez un équipement de pompage qui nécessite une alimentation secteur pour fonctionner, il sera difficile de parler d'autonomie.

Four - brique ou métal

Un poêle en brique chauffe plus longtemps, mais dégage également plus de chaleur dans l'espace qui l'entoure. L'analogue de l'acier, au contraire, se réchauffe rapidement et se refroidit également rapidement après avoir brûlé du carburant. Ce problème est partiellement résolu grâce à la présence de grands volumes de liquide de refroidissement dans le circuit d'eau.

Cependant, plus vous devez stocker d'eau dans le système, plus elle provient de matériaux.

Il est permis de mettre un poêle en métal avec une batterie à eau pour le circuit de chauffage dans les maisons privées directement sur un plancher en bois sans disposer d'une fondation spéciale

Un four en acier pour le chauffage de l'eau d'une puissance de 5 à 15 kW - sans combustible ni eau, c'est une structure de 100 à 300 kg. Un tel poêle à ventre peut être placé en toute sécurité sur des retards renforcés. Les fondations du four doivent être coulées lorsque le poêle pèse plus de 700 à 800 kg. Maintenant, si c'est de la brique, le travail du béton ne suffit certainement pas.

Comparé au métal, un poêle en brique pèse plus, coûte plus cher et est plus difficile à installer. Cependant, il a une efficacité plus élevée et moins de risque de geler le circuit avec une rupture de tuyau due à la formation de glace à l'intérieur. Si tout est décidé pour être fait à fond pour vous-même et la résidence permanente, il est recommandé d'arrêter le choix de l'option brique.

Tuyaux - acier inoxydable ou plastique métallique

Si le système de chauffage est construit sur la base d'une chaudière à eau chaude, il peut être attaché non seulement avec des tuyaux en acier, mais aussi avec des tuyaux en plastique et en polypropylène. Cependant, si le poêle à bois chauffe l'eau, le circuit avec le liquide de refroidissement ne doit être créé qu'en acier inoxydable.

Avec une grande pose de bois de chauffage, l'eau dans la bobine du four peut rapidement chauffer à 100 degrés et bouillir, seul l'acier peut résister à de telles températures pendant une longue période

Metalloplastik est conçu pour fonctionner avec un liquide de refroidissement chauffé à 90–95 ° С. Pendant une courte période, il est capable de transférer et de chauffer à 110–120 ° С. Dans le même temps, l'automatisation des chaudières et des chaudières ne permet pas initialement de chauffer l'eau à de tels degrés. Pour les sols chauds, il chauffe jusqu'à 30–45 ° С, et pour les batteries jusqu'à 60–65 ° С.

Cependant, dans le cas d'un poêle à bois, des températures inférieures à cent ne sont pas seulement possibles, mais loin d'être rares. Risquer et jouer à la roulette russe, attacher ce four à l'aide de tuyaux en plastique, n'est pas recommandé. Il est préférable de donner un acier inoxydable plus fiable.

De plus, les tuyaux de dérivation sortant du four de la bobine pour connecter les tuyaux du circuit chaufferont certainement à des températures très élevées. Moins d'un demi-mètre les sépare du feu ouvert. Il est dangereux de leur raccorder des tuyaux en plastique en raison du risque de fusion de ces derniers.

Dissipation thermique - radiateurs ou registre

La chaleur est fournie du poêle au circuit de chauffage par portions pendant plusieurs heures, tandis que le bois de chauffage ou le charbon brûlent dans le four. S'il y a peu d'eau dans le système de chauffage, la maison se redressera rapidement. Par conséquent, dans les villages, ce chauffage est généralement constitué de tuyaux en acier épais et non sur la base de radiateurs plus familiers aux citoyens.Le registre de chauffage pour les poêles à bois est tout simplement parfait.

Le schéma classique des poêles à eau chaude à circulation naturelle implique un contact direct de l'eau avec l'atmosphère à travers un vase d'expansion, mais l'air n'est pas recommandé pour les batteries ordinaires dans le caloporteur

Un tuyau en acier inoxydable d'un diamètre de 80 à 120 mm posé autour de la maison est un registre de chauffage composé d'une alimentation du four et d'un retour vers celui-ci. Dans la pièce la plus éloignée du four, ces lignes sont reliées entre elles, et dans le reste des pièces elles sont posées sous forme de deux canalisations le long des murs extérieurs.

Le registre n'est pas aussi esthétique que le radiateur. Mais la première option est beaucoup moins chère et plus facile à faire indépendamment que la seconde. Pour sa mise en œuvre, il suffit d'avoir une expérience dans la manipulation de la machine à souder.

La surface de transfert de chaleur pour un tel circuit est calculée en multipliant le nombre de PI par le diamètre et la longueur du tuyau. De plus, dans les calculs, il est nécessaire de prendre en compte la pression thermique dans l'alimentation et le retour, ainsi que la distance verticale entre les canalisations.

Cependant, souvent, de tels calculs ne sont pas effectués, mais un tuyau d'un diamètre de 80 à 100 mm est prélevé et posé le long du périmètre de l'ensemble du bâtiment résidentiel avec une boucle dans l'arrière-salle. Dans le même temps, le transfert de chaleur est ajusté «à l'œil» et expérimentalement à la suite de l'application de l'un ou l'autre volume de combustible au four.

Pas étonnant que les contours des registres, couplés aux chaudières à eau, soient si communs. Ils n'ont même pas besoin d'être comptés, il suffit de prendre un tuyau approprié et de souder.

Nous sélectionnons un échangeur de chaleur pour le four

L'échangeur de chaleur du poêle peut être en cuivre, en acier ou en fonte. L'option cuivre est immédiatement préférable à exclure en raison du prix élevé. Souder un tel appareil seul est extrêmement problématique.

Installez les batteries en fonte à l'intérieur du four avec précaution - en raison d'un choc thermique, leurs sections individuelles peuvent se déconnecter des éléments voisins

La fonte surpasse l'acier dans les paramètres techniques. Cependant, fabriquer vous-même un échangeur de chaleur pour un poêle à bois est problématique. Vous ne pouvez prendre qu'une vieille batterie pour cela. Mais ici, il faut tenir compte du fait que le joint entre ses sections va brûler dans le four. Et c'est un moyen direct de perdre l'étanchéité et de libérer de l'eau dans la chambre de combustion.

Si l'échangeur de chaleur est décidé d'être constitué d'une batterie en fonte, il est préférable de prendre MS-110-300 ou MS-90-300 pour ce modèle. Ils sont petits et tiennent tranquillement dans une chambre de combustion. La surface de chauffe de chaque nervure sera de l'ordre de 0,14–0,16 m².

Sur la base de ces chiffres, nous pouvons estimer le nombre de sections nécessaires pour un circuit particulier. Pour chaque 10 carrés de la maison, vous avez besoin de 1 kW, ce qui correspond à environ 0,1 m² zone de chauffage de l'échangeur de chaleur en fonte.

Les ailettes de radiateur en fonte sont généralement connectées à l'aide de joints en caoutchouc résistant à la chaleur. Dans le four, un tel joint en caoutchouc brûle, il doit être remplacé par un cordon en amiante

Un autre point d'utilisation d'une batterie en fonte comme échangeur de chaleur est la difficulté de la nettoyer de la suie de l'intérieur du four. De temps en temps, la chambre de combustion doit être nettoyée, et les nervures de soulagement «en fonte» interfèrent grandement avec cela.

La variante la plus optimale de l'échangeur de chaleur est l'acier sous la forme de:

• une bobine de plusieurs tubes;
• chemises en tôle d'acier.

Ils sont en acier à faible teneur en carbone St10 ... St20 avec une épaisseur de 4-5 mm. Si vous prenez le tube, alors avec un diamètre de 30-50 mm.

Il est plus facile de fabriquer un échangeur de chaleur en acier à partir de tôle d'acier - cependant, seule la surface face au feu y participera à l'échange de chaleur

La version tubulaire en termes de transfert de chaleur est plus efficace, mais elle est également plus laborieuse à fabriquer.

Pour calculer l'échangeur de chaleur, utilisez la formule:

Qy = K * (Tcp-Tk)

où:

• K - coefficient de transfert de chaleur du matériau (pour les aciers à faible teneur en carbone 15-20 est pris, et pour la fonte grise - 50);
• Tcp - la température moyenne du milieu chauffant dans le four (Tmax + Tmin) / 2;
• Tk - température moyenne du caloporteur (alimentation T + retour) / 2.

Si du bois de chauffage est brûlé dans le poêle, alors Tcp = (700 + 300) / 2 = 500 ° С et Tk = (80 + 60) / 2 = 70 ° С. En conséquence, Qy = 15 * (500-70) = 6450 kcal / heure. Autrement dit, environ 7,5 kW / h sortiront par mètre carré de la surface de l'échangeur de chaleur face au feu.

Pour le charbon, les calculs sont les suivants - Tcp = (1000 + 600) / 2 = 800 ° С et Tk = 70 ° С. Qy = 15 * (800-70) = 10 950 kcal / heure = 12 734 W / heure. Un mètre carré de la surface de l'échangeur de chaleur produira environ 12,7 kW / h.

Ensuite, nous divisons la puissance nécessaire pour chauffer une maison particulière par un chiffre calculé, en fonction des plans d'utilisation d'un type de combustible particulier.

Par exemple, pour un chalet à 150 m² besoin d'environ 15 kW. S'il sera chauffé au bois, un échangeur de chaleur avec une zone d'échange thermique de 15 / 7,5 = 2 m est nécessaire². Il s'agit de la surface qui fait face à la flamme et s'échauffe.

Si une bobine tubulaire est sélectionnée, sa longueur est calculée par la formule:

S = 2 * 3,14 * D * L

où:

S - superficie estimée;

D - diamètre du tube;

L - longueur souhaitée.

Les paramètres d'une chemise en tôle d'acier sont encore plus faciles à calculer; elle se compose généralement de deux rectangles sur les côtés de la chambre de combustion.

Choisir la meilleure option

Il sera difficile de placer un énorme four en brique dans une maison déjà construite. Dans ce cas, le chauffage de l'eau est mieux organisé sur la base d'un poêle à ventre en métal, qui peut être placé sur un plancher en bois renforcé sans couler la fondation.

Cependant, s'il est possible de réaliser la fondation comme il se doit, la préférence devrait être donnée à une conception de four à briques plus fiable.

Le circuit d'eau d'une maison pour un poêle à bois est mieux fait à partir de tuyaux en acier épais et avec une circulation naturelle de liquide de refroidissement

L'installation d'une pompe de circulation et / ou d'un accumulateur dans le circuit de chauffage en question est une perte d'argent et aucun avantage supplémentaire. Ils ne feront que compliquer l'installation du système. Et lorsque vous éteignez la lumière, ces appareils créeront des problèmes. Alors que l'option de chauffage sans eux, avec des problèmes de réseau, continuera de chauffer calmement la maison.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Choisir la forme d'un échangeur de chaleur dans un poêle à bois:

Vue d'ensemble du four en brique pour le chauffage de l'eau dans le chalet:

Le dispositif du poêle de chauffage et de cuisson en brique avec analyse de l'ordre de conception:

Il est difficile d'appeler le chauffage à eau basé sur un poêle à bois idéal et très efficace. Mais cette option de chauffage d'une maison privée est la plus fiable, la moins chère et la plus simple à mettre en œuvre. Il n'est pas nécessaire de compléter un tel circuit avec une pompe de circulation et une automatisation. Ils fonctionnent sur le secteur et rendent l'ensemble du système hors ligne, ce qui en fait l'un des principaux avantages.