Cum se face încălzirea sobei într-o casă privată cu circuite de aer sau apă

Există multe modalități de a încălzi o casă privată, implicând utilizarea gazului și a energiei electrice. În ciuda abundenței metodelor moderne, încălzirea sobei este încă relevantă în amenajarea caselor de țară și a căsuțelor.

De acord, nimic nu accentuează colorarea colibei rusești la fel de mult ca o sobă cu lemne. În plus, încălzirea cu combustibil solid este considerată una dintre opțiunile economice.

Organizarea sistemului de încălzire începe cu selectarea echipamentelor cuptorului și determinarea tipului de circuit de încălzire. Ne oferim să înțelegem dispozitivul și principiile de funcționare a încălzirii apei și a aerului bazate pe cuptor. Pentru o mai bună înțelegere a problemei, am completat materialul cu diagrame și fotografii vizuale.

Încălzire cu aer

Motivul preferinței durabile pe care proprietarii de case private le oferă opțiunii de încălzire a sobei este operațiune economică - disponibilitatea lemnului de foc, a brichetelor de combustibil sau a cărbunelui.

Dezavantajul este spațiul limitat de prelucrare, care poate fi eliminat prin instalarea unui sistem de apă și aer bazat pe o unitate de cărămidă.

Caracteristicile dispozitivului pentru încălzirea clădirilor cu un cuptor redus sunt prezentate în selecția foto:

Principiul funcționării încălzire cu aer bazat pe o sobă sau șemineu, constă în transferul unui flux cald încălzit la temperatura de funcționare într-un schimbător de căldură sau într-un cazan. Aerul intră fie direct în cameră, fie prin conducte de aer.

Datorită traseului relativ scurt, el nu are timp să piardă temperatura. Rezultatul este o distribuție uniformă a căldurii în toată casa.

O cameră pentru încălzirea aerului este amenajată deasupra căminului, astfel încât suprafața superioară fierbinte a căminului și coșul să transfere căldură maximă către aceasta. Circulația aerului are loc în mod natural sau prin ventilatoare.

Un cuptor fabricat din oțel pentru încălzirea unei camere de 120 de metri pătrați. m cu debit de aer costă aproximativ 12.000 de ruble

Circulația naturală apare ca urmare a diferenței de densitate dintre aerul rece și cel cald. Aerul rece care intră în camera de încălzire deplasează aerul cald în conducte.

Această metodă nu necesită prezența energiei electrice, însă, dacă aerul nu se mișcă rapid prin camera de încălzire, devine foarte cald, ceea ce poate cauza probleme.

Încălzirea aerului cu mișcarea naturală a aerului încălzit implică instalarea de conducte pentru mișcarea direcțională. În cazuri forțate, mișcarea aerului stimulează ventilatorul (+)

Circulația forțată apare cu utilizarea ventilatoarelor sau a pompelor. Cu toate acestea, încălzirea spațiului are loc mai rapid și mai uniform. Prin ventilație forțată, prin reglarea modului său, puteți controla cu ușurință cantitatea de aer furnizată în diferite camere, determinând astfel microclimatul camerelor individuale ale casei.

După tipul de alimentare cu aer rece, sistemele sunt împărțite în două soiuri:

• Cu recirculare completă. Masele de aer încălzite alternează cu aerul răcit în aceeași cameră. Minusul schemei este că calitatea aerului scade în timpul fiecărui ciclu de încălzire / răcire.
• Cu recuperare parțială. O parte din aerul proaspăt este preluat de pe stradă, care este amestecat cu o parte din aerul din cameră. După încălzire, un amestec de două porții de aer este livrat consumatorului. Avantajul unei calități stabile a aerului, lipsa volatilității.

Este clar că primul grup include sisteme de canale cu mișcarea naturală a unui lichid de răcire cu aer. A doua clasă include variante cu mișcare forțată a aerului, pentru a cărei mișcare nu este necesară amenajarea unei rețele de conducte.

Fluxul de aer din stradă oferă sistemului cu circulație naturală un impuls suplimentar, ceea ce elimină nevoia de ventilatoare.

Principalele avantaje ale încălzirii cu aer în comparație cu apa:

• eficiență ridicată;
• fara probleme;
• lipsa caloriferelor în camere.

Circuitul dispozitivului cu mișcare forțată vă permite să faceți fără construcția unui sistem de conducte. În plus, această varietate poate fi combinată cu condiționarea, hidratarea și ionizarea aerului.

Dacă nu este planificată instalarea unui dispozitiv care stimulează mișcarea aerului încălzit, atunci pentru a crește productivitatea sobei sunt utilizate următoarele metode:

Creșterea eficienței va crește spontan viteza fluxului de aer: cu cât aerul se încălzește mai repede, cu atât se schimbă mai intens masa de aer răcită și încălzită.

Principalele dezavantaje ale încălzirii aerului în comparație cu apa:

• atunci când folosiți un cuptor, temperatura aerului furnizat are un interval semnificativ, spre deosebire de utilizarea altor mijloace de încălzire;
• conductele de aer au un diametru mare, astfel încât instalarea trebuie efectuată în faza de construcție;
• amplasarea cuptorului în subsol este de dorit, altfel este necesar să folosiți ventilatoare care fac zgomot.

Mișcarea aerului în cameră are o latură negativă - crește praf, cu toate acestea, utilizarea filtrelor la ieșirea conductei vă permite să captați eficient acest praf, reducând astfel cantitatea totală de praf din casă.

O altă caracteristică a încălzirii cu aer cu laturile sale pozitive și negative este rata de transfer de căldură. Pe de o parte, încăperile se încălzesc mai repede decât la încălzirea cu un circuit de apă, pe de altă parte nu există inerție termică - imediat ce soba sau șemineul se sting, camera începe imediat să se răcească.

Pentru a asigura o presiune uniformă în ramurile laterale ale conductei, este necesar să se excludă introducerea lor în ultima jumătate de metru a conductei principale

Spre deosebire de încălzirea cu apă, instalarea unui sistem de încălzire cu aer nu este dificilă. Toate elementele (conducte, îndoituri, grile de ventilație) pot fi conectate destul de simplu fără sudare. Există conducte flexibile care pot lua orice formă, în funcție de geometria spațiilor.

În ciuda acestui fapt, sistemele de încălzire cu aer bazate pe sobe sau șeminee nu sunt încă răspândite. Mai des într-o construcție individuală cu un nivel scăzut, un circuit de apă este utilizat pentru încălzirea spațiilor.

Pe baza unei sobe sau a căminului cu cămin de cărămidă sau din oțel, puteți aranja atât încălzirea aerului, cât și a apei

Dispozitiv de încălzire a apei bazat pe cuptor

Principiile de lucru ale oricărui încălzire cu apă bazat pe distribuția căldurii dintr-o sursă locală în întreaga cameră, folosind mișcarea apei de-a lungul circuitului de încălzire.

Elementele principale ale încălzirii cu apă

Elementele principale pentru un circuit de încălzire a cuptorului cu un circuit de apă sunt:

• aragaz sau șemineu cu schimbător de căldurăîn care apa este încălzită;
• circuitul de încălzireunde căldura este transferată în cameră;
• rezervor de expansiune pentru a preveni deteriorarea sistemului ca urmare a presiunii crescute;
• pompa de circulatie pentru a asigura mișcarea apei de-a lungul circuitului.

Există reguli generale pentru funcționarea încălzirii cu apă, cum ar fi diagrame de cablarecare sunt bine cunoscute și care trebuie urmate. Cu toate acestea, atunci când utilizați cuptorul ca sursă de căldură, există cerințe specifice legate de particularitatea regimului de temperatură.

Principiul de funcționare a încălzirii cu apă pe bază de aragaz sau șemineu este simplu, cu toate acestea, este necesar să se calculeze cu exactitate parametrii tuturor elementelor sistemului

Sobe nu se încălzește rapid și se răcesc lent, este generată căldură neuniformă și numai instalarea corectă a tuturor componentelor sistemului va evita problemele cu încălzirea de înaltă calitate a spațiilor.

Tipuri de schimbător de căldură și metode de plasare

Pentru fabricarea unui schimbător de căldură pentru cuptoare, se folosește oțel „negru” sau oțel inoxidabil rezistent la căldură. Utilizarea fontului ca material pentru producție este dificilă, dar puteți utiliza produse din fontă finită, cum ar fi radiatoarele din fontă.

Este posibil să folosiți cupru, care are o conductivitate termică mai bună în comparație cu oțelul, dar prețul unui astfel de dispozitiv va fi ridicat. Schimbătorul de căldură este recomandat să fie realizat din oțel cu o grosime de 3 mm sau mai mare. La temperaturi ridicate ale cuptorului, care apar în cazanul cărbunelui sau, în special, al cocsului, este necesar să se utilizeze oțel cu o grosime de 5 mm.

Schimbătoarele de căldură pot fi împărțite condiționat în trei tipuri:

• registre, bobine și calorifereconstând dintr-un set de țevi;
• cămăși (cazane)sudate din tablă de oțel;
• opțiune combinată sub formă de pereți verticali conectați prin conducte (așa-numitele „cărți”).

Cămășile din tablă de oțel sunt mai ușor de fabricat și mai ușor de curățat de produsele de ardere a combustibilului, însă structurile tubulare au o suprafață mare de încălzire. Atunci când confecționați o cămașă, trebuie să țineți cont de presiunea excesivă a apei care apare la utilizarea unui rezervor de expansiune a membranei sau la ridicarea apei la o înălțime mare.

Schimbătorul de căldură pentru încălzirea apei pe bază de cuptor poate fi amenajat din materiale improvizate:

În acest caz, este necesar să se utilizeze oțel cu o grosime de cel puțin 5 mm și, în plus, să se întărească pereții cu rigidizări, pentru a evita deformarea acestora.

Formele structurilor tubulare pot fi diferite, cu toate acestea, este necesar să se respecte condiția ca dimensiunea internă a conductelor să aibă cel puțin 3 cm în diametru. În caz contrar, dacă viteza de circulație este lentă sau dacă temperatura este prea mare, apa va fierbe.

Registrele sunt făcute, de regulă, din profil și nu din țevi rotunde, pentru a facilita lucrările de sudare.

Puteți face singur schimbătorul de căldură de dimensiunea dorită. În acest caz, trebuie acordată o atenție sporită calității sudării. Dacă un schimbător de căldură se scurge, toată apa se va turna în cuptor.

În plus, pentru a rezolva problema, va trebui făcută o cantitate mare de lucrări: demontați cuptorul, scoateți, preparați și puneți schimbătorul de căldură din nou, apoi montați cuptorul.

Există două opțiuni pentru localizarea schimbătorului de căldură. În primul caz, este plasat direct în căminul de foc, restrângând semnificativ spațiul său. În cel de-al doilea caz, registrele sunt instalate în capota cuptoarelor care nu se rotesc, însă cuptorul în acest caz are un design mai complex.

În prezența unui cuptor cu clopot, este mai bine să plasați schimbătorul de căldură în clopot: este de asemenea cald acolo, iar spațiul cuptorului va rămâne neschimbat

Când instalați un schimbător de căldură tubular, este necesar să lăsați un decalaj între acesta și peretele sobei. Acest lucru este necesar pentru o mai bună încălzire a lichidului de răcire, precum și pentru capacitatea de a curăța registrul. Este necesară curățarea periodică a ambelor cămăși și a registrelor, deoarece în caz de colmatare severă cu cenușă, eficiența transferului de căldură scade.

Dacă există o plită, curățarea apare după ce este îndepărtată. Dacă cuptorul are doar o funcție de încălzire, atunci curățarea are loc prin ușa cuptorului.

Circulația apei în circuitul de încălzire

Principiile de bază ale organizării circulației naturale a apei în sistem sunt simularea unui „colector de accelerație” la ieșirea schimbătorului de căldură și crearea unei pante constante a conductelor circuitului de încălzire de 3-5 °.

Sensul general al „colectorului de accelerare” este acela că apa încălzită se ridică vertical din cuptor și apoi este distribuită de-a lungul circuitului de încălzire.

Circulația are loc datorită diferenței de gravitate specifică a apei reci și calde. Apa rece este mai grea decât cea fierbinte, și care curge în jos către schimbătorul de căldură, deplasează apa caldă în conductă. Punctul de intrare al „întoarcerii” trebuie să fie mai mic decât evacuarea apei din calorifere, în caz contrar, circulația apei va fi foarte lentă sau nu va fi deloc.

Colectorul de accelerație este necesar chiar și pentru circuite mici de încălzire în cazul utilizării circulației naturale

Pentru a crește viteza de mișcare a apei de-a lungul circuitului de încălzire instalați o pompă de circulație. Astfel, are loc o distribuție mai rapidă și mai uniformă a căldurii în toată casa. Mai multe pompe pot fi utilizate în același timp pentru circuite de încălzire diferite.

În prezența creșterilor de putere stabilizator de tensiunedeoarece defectarea pompei poate duce la consecințe grave pentru întregul sistem.

Pompele pot fi împărțite condiționat în două grupuri în raport cu poziția motorului: cu un rotor „uscat” și un rotor „umed”. În funcție de tipul tensiunii: modele care operează dintr-o rețea de 220 V și pompe care funcționează din surse de alimentare de 12 V

Motorul din pompe cu rotor „uscat” este izolat de rotorul imersat în apă de inele O. În comparație cu pompele cu un motor scufundat, pompele „uscate” au o eficiență mai mare.

Cu toate acestea, printre deficiențe se poate numi un nivel ridicat de zgomot, nevoia de întreținere regulată și mai puține resurse motorii. De aceea, într-o casă privată, de regulă, se folosesc pompe circulante cu rotor „umed”.

Alegerea tipului de putere a pompei depinde de posibilitatea circulației naturale a apei în sistem. Dacă este imposibilă fără participarea pompei, atunci alegerea ar trebui să fie făcută în favoarea opțiunii, cu sprijinul tensiunii de 12 V și al alimentării neîntrerupte.

În caz contrar, în cazul unei întreruperi a energiei, apa poate fierbe și sistemul se va defecta. Dacă este posibilă circulația naturală, atunci este mai bine să achiziționați o opțiune mai comună și mai ieftină cu 220 V.

Prin conectarea unei pompe cu o tensiune de 12 volți la o sursă de alimentare neîntreruptă, nu vă puteți face griji cu privire la funcționarea sistemului de încălzire

Atunci când instalați o pompă cu o sursă de alimentare de 220 V, este necesar să se organizeze posibilitatea funcționării sistemului de încălzire în timpul unei întreruperi de curent. Pentru a face acest lucru, pe conductă este instalată o supapă de închidere și, ocolind-o, este instalată o conductă de bypass cu o pompă (așa-numita „bypass”).

Pe conducta de ocolire din fața pompei este instalat un robinet de filtrare și apoi este instalată o supapă de închidere. Prin reglarea poziției blocărilor de blocare pe conductele principale și de ocolire, puteți porni modul de circulație forțată și naturală.

De regulă, pompa este instalată pe „retur” în apropierea cuptorului, astfel încât temperatura lichidului care va trece prin dispozitiv să fie cea mai scăzută. Aceasta va prelungi semnificativ durata de viață a pompei.

În plus, este necesar să plasați numărul maxim posibil de controale ale sistemului de încălzire într-un singur loc, astfel încât, în caz de urgențe, puteți lua rapid măsuri pentru a le elimina.

Instalarea unei conducte de by-pass (bypass) permite sistemului de încălzire să funcționeze la întreruperea puterii și, de asemenea, face posibilă scoaterea pompei fără a scurge apa

Reguli de utilizare a rezervorului de expansiune

Lichidul se extinde atunci când este încălzit și, dacă acest lucru se întâmplă într-un sistem închis, atunci presiunea din interiorul acestuia va crește semnificativ, iar creșterea presiunii este plină de o descoperire de apă. Utilizarea unei supape de siguranță este practic, deoarece după răcirea apei și reducerea volumului, va fi lansat aer în sistem.

Prin urmare, în circuitele de încălzire cu mișcare forțată a apei, speciale rezervoare de expansiunecare sunt tipuri deschise sau închise. Volumul lor este calculat pe baza expansiunii termice maxime a lichidului (5-7%), ci și luând în considerare posibilitatea fierberii sistemului.

Un rezervor de tip deschis echipează circuitul de apă al încălzirii cuptorului cu gravitație, adică cu transportul natural al lichidului de răcire. Este un rezervor metalic de formă arbitrară situat chiar în vârful circuitului de încălzire. Comunică direct cu atmosfera, datorită căreia lichidul de răcire se evaporă parțial.

Conducta este conectată la partea inferioară sau la partea inferioară a rezervorului, iar o conductă este sudată în partea superioară a acesteia pentru a scurge apa în caz de revărsare și eliberare de aer din sistem. Practica arată că volumul unui rezervor deschis ar trebui să fie de cel puțin 15% din volumul de apă din sistemul de încălzire.

Un distribuitor de rezervor deschis este de obicei situat într-o cameră tehnică și aspectul său nu contează

Un rezervor închis sau cu membrană este un vas închis cu membrană în interior. Apa, încălzirea, crește presiunea, întinde membrana și intră în rezervor.În caz de presiune excesivă, automatele sunt activate, iar lichidul de răcire în exces este evacuat în canalizare.

După prima descărcare, de obicei, nu mai există niciun motiv pentru re-producerea acestuia, deoarece volumul lichidului de răcire devine egal cu volumul sistemului.

Rezervorul închis cu membrană este montat în fața pompei. O astfel de capacitate, spre deosebire de rezervorul de tip deschis, nu poate scăpa de aer în sine, prin urmare, în partea de sus a circuitului de încălzire, este necesar să instalați o macara Mayevsky (aerisire mecanică) sau analogul său automat.

Singurul element al rezervorului cu membrană care poate da greș în timp este membrana, deci este mai bine să cumpărați un rezervor cu posibilitatea de a-l înlocui.

Când cumpărați un rezervor închis, care uneori se numește acumulator hidraulic, principalul lucru este să nu-l confundați cu un acumulator hidraulic pentru alimentarea cu apă.

Pentru un rezervor cu membrană utilizat la încălzire, temperatura de funcționare este de până la 120 ° C, iar presiunea este de până la 3 Bar. Pentru alimentarea cu apă, se utilizează rezervoare cu o temperatură de până la 70 ° C și o presiune de până la 10 Bar.

Alegerea dintre conducte și calorifere

Ca circuit de apă pentru încălzirea sobei, puteți utiliza un sistem de conducte din plastic cu calorifere (baterii) sau un sistem de conducte metalice. Principalul avantaj al folosirii caloriferelor este că arată mai frumos în comparație cu conductele de aer masive.

Cablarea din plastic poate fi ușor ascunsă pe podea, deoarece nu degajă căldură. Deși, conform regulilor, cablarea încălzirii cu apă ar trebui să fie deschisă. Cu toate acestea, conductele polimerice au limitări: nu pot fi stabilite acolo unde există probabilitatea topirii și expunerii directe la UV.

Avantajul conductelor metalice este prețul mai mic al întregului circuit de încălzire, ușurința instalării și probleme mai puțin frecvente atunci când funcționați sistemul.

Utilizarea țevilor de încălzire metalice în locul unui sistem de radiator cu eyeliner metal-plastic este justificată dacă componenta estetică a designului camerei nu este importantă

Avantaj semnificativ sisteme de radiatoare este ușurința reglării temperaturii. Chiar și cele mai precise calcule ale temperaturii camerei pot fi ajustate. De exemplu, unui copil mic sub 6 luni i se recomandă o temperatură de 19-21 ° C, în timp ce o temperatură confortabilă în restul casei este considerată 25 ° C.

Pentru a asigura o astfel de temperatură pentru o perioadă lungă de timp într-o cameră, este necesar să închideți complet sau parțial robinetul de alimentare cu căldură la unul dintre calorifere. În cazul unei țevi metalice, problema poate fi rezolvată, dar într-un mod mai complicat: pentru a reduce transferul de căldură al segmentului de conductă folosind învelișuri de poliuretan sau folie.

O altă opțiune a circuitului de încălzire ar putea fi podea încălzită cu apă. Acesta este un tip de alimentare cu căldură foarte confortabil la senzația umană, cu toate acestea, instalarea unui podea cald necesită mult mai mult timp decât opțiunile luate în considerare anterior.

În plus, atunci când utilizați o pardoseală caldă, nu este posibilă asigurarea unei pante pentru circulația naturală a apei, care, combinată cu un diametru mic al țevilor de pardoseală caldă, duce la o condiție prealabilă pentru utilizarea unei pompe de circulație.

Pentru a împinge apa prin conductele podelei calde, este necesară utilizarea unei pompe, circulația naturală nu va funcționa cu această geometrie a sistemului de încălzire

Preveniți înghețarea sistemului de încălzire

Utilizarea apei ca lichid de răcire are un minus - în cazul înghețării sistemului de încălzire, conducta și aparatele vor fi deteriorate. În acest caz, este deosebit de dificil să restabiliți schimbătorul de căldură integrat în cuptor.

Această problemă este relevantă pentru locuințele care nu pot fi încălzite mult timp în timpul iernii. O modalitate de a preveni deteriorarea sistemului este de a utiliza antigel în loc de apă pentru sistemele de încălzire.

Pentru spațiile rezidențiale, lichidele pe bază de propilenglicol sunt utilizate ca antigel, ca substanță non-toxică, spre deosebire de etilenglicol.

Cu toate acestea, ideea de a utiliza antigel are dezavantajele sale:

• Antigelul pe bază de propilenglicol este scump (de la 80 r / litru);
• capacitatea termică specifică a antigelului este mai mică decât cea a apei (aproximativ 15%), prin urmare, este necesară o putere mare a cuptorului și o suprafață mare a dispozitivelor de încălzire spațială;
• antigelul are o vâscozitate dinamică mai mare decât apa, de aceea este necesară o pompă de circulație mai puternică, iar circulația naturală este imposibilă;
• atunci când este încălzit, antigelul se extinde până la 40%, astfel încât este necesară utilizarea unui rezervor de expansiune mare de tip închis;
• propilenglicolul este foarte fluid, de aceea pătrunde prin compuși în sistemul de încălzire prin care apa nu pătrunde;
• propilenglicolul este incompatibil cu conductele galvanizate, deoarece atunci când sunt contactați, aditivii antigel își pierd proprietățile;
• atunci când fierbeți antigel (ceea ce este probabil atunci când folosiți cuptoare), are loc o reacție chimică ireversibilă, ca urmare a căreia întregul sistem va trebui scurs și antigel reumplut.

Pentru antigel, sistemul de încălzire trebuie calculat în avans - utilizarea sa în proiectele implementate pentru apă este destul de problematică.

Mai mult, un proiect care utilizează antigel va fi mult mai scump decât un sistem de încălzire a apei. Prin urmare, utilizarea sa nu a devenit încă răspândită în casele private cu încălzire a sobei, iar alte metode sunt folosite pentru a preveni înghețarea.

Atunci când alegeți un fluid pentru un sistem de încălzire, trebuie să țineți cont nu numai de caracteristicile fizico-chimice, ci și de pericolul acestuia pentru alții

Drenarea apei din circuit și cămașa sau registrul cuptorului este cea mai comună soluție a problemei, cu o absență îndelungată a proprietarilor casei.Pe lângă lucrările suplimentare, dezavantajele acestei metode includ accesul aerului la elementele metalice ale sistemului din interior și, ca urmare, răspândirea coroziunii.

De asemenea, ca soluție a problemei pentru o perioadă scurtă de timp, se utilizează integrarea cu un cazan electric cu capacitate mică în circuitul de încălzire. Munca sa la un nivel minim de consum de energie este capabilă să mențină temporar o temperatură pozitivă a apei.

Un cazan electric cu consum redus conectat la sistemul de încălzire este capabil să mențină o temperatură pozitivă a apei în cazul absenței prelungite

Concluzii și video util pe această temă

Un sistem de încălzire funcțional bazat pe o sobă și un circuit de apă într-o casă privată cu o suprafață de 80 de metri pătrați:

Căldura este furnizată sistemului de încălzire de la sobe și șeminee în loturi, ceea ce complică sarcina de calculare a parametrilor elementelor circuitului de încălzire. Efectuarea unor modificări ale circuitului este destul de problematică, prin urmare, cu lipsa de experiență în acest domeniu, este mai bine să apelați la specialiști cu abilități de a rezolva astfel de probleme.

Aveți experiență în organizarea încălzirii aragazului? Sau vă încălziți casa așa și doriți să vă împărtășiți impresiile despre funcționarea aragazului? Vă rugăm lăsați comentarii și puneți întrebări. Formularul de feedback este situat mai jos.