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

Există multe modalități de a încălzi o casă privată folosind gaz și electricitate.Dar, în ciuda abundenței metodelor moderne, încălzirea sobei este încă relevantă atunci când amenajăm case de țară și cabane.

De acord, nimic nu subliniază mai mult aroma unei colibe rusești decât o sobă cu lemne. În plus, încălzirea cu combustibil solid este considerată una dintre opțiunile economice.

Organizarea unui sistem de încălzire începe cu selectarea echipamentului cuptorului și determinarea tipului de circuit de încălzire. Vă sugerăm să înțelegeți structura și principiile de funcționare ale încălzirii cu apă și aer pe baza unui cuptor. Pentru o mai bună înțelegere a problemei, am completat materialul cu diagrame și fotografii vizuale.

Incalzire cu sistem de aer

Motivul preferinței stabile pe care proprietarii de case private o acordă opțiunii de încălzire a sobei este operare economica — disponibilitatea lemnului de foc, a brichetelor combustibile sau a cărbunelui.

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

Specificul încălzirii clădirilor joase cu o sobă este prezentat în selecția de fotografii:

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

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

O cameră pentru încălzirea aerului este plasată deasupra focarului, astfel încât suprafața superioară fierbinte a focarului și coșul de fum să îi transfere cantitatea maximă de căldură. Circulatia aerului are loc in mod natural sau cu ajutorul ventilatoarelor.

Soba din otel produsa in fabrica pentru incalzirea unei incaperi de 120 mp. m folosirea fluxurilor de aer costă aproximativ 12.000 de ruble

Circulația naturală apare ca urmare a diferenței de densitate a aerului rece și cald. Aerul rece care intră în camera de încălzire deplasează aerul cald în conductele de aer.

Această metodă nu necesită energie electrică, dar dacă aerul nu se mișcă suficient de repede prin camera de încălzire, devine foarte fierbinte, ceea ce poate cauza probleme.

Încălzirea aerului cu mișcare naturală a aerului încălzit presupune instalarea de conducte de aer pentru mișcare direcționată. În versiunile forțate, mișcarea aerului este stimulată de un ventilator (+)

Circulația forțată are loc folosind ventilatoare sau pompe. Cu toate acestea, încălzirea spațiilor are loc mai rapid și mai uniform. Cu ventilația forțată, prin ajustarea modului său, puteți controla cu ușurință volumul de aer furnizat diferitelor încăperi, determinând astfel microclimatul camerelor individuale ale casei.

În funcție de tipul de alimentare cu aer rece, sistemele sunt împărțite în două tipuri:

• Cu reciclare completă. Masele de aer încălzite alternează cu cele răcite în aceeași încăpere. Dezavantajul schemei este că calitatea aerului scade cu fiecare ciclu de încălzire/răcire.
• Cu refacere parțială. O parte din aerul proaspăt este preluat de pe stradă, care este amestecat cu o parte din aerul din cameră. După încălzire, amestecul din două porțiuni de aer este livrat consumatorului. Avantajul este calitatea stabilă a aerului, dezavantajul este dependența energetică.

Este clar că primul grup include sisteme de conducte cu mișcare naturală a lichidului de răcire cu aer. Al doilea include opțiuni cu mișcare forțată a aerului, pentru a căror mișcare nu este necesară instalarea unei rețele de canale de aer.

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

Principalele avantaje ale încălzirii aerului în comparație cu încălzirea apei:

• Eficiență ridicată;
• fara accidente;
• lipsa caloriferelor in camere.

Designul circuitului cu mișcare forțată vă permite să faceți fără construcția unui sistem de conducte de aer. În plus, acest tip poate fi combinat cu aer condiționat, umidificare și ionizare a aerului.

Dacă nu este planificată instalarea unui dispozitiv care stimulează mișcarea aerului încălzit, atunci se folosesc următoarele metode pentru a crește performanța sobei:

Creșterea eficienței va crește spontan viteza fluxului de aer: cu cât aerul se încălzește mai repede, cu atât mai intensă are loc schimbarea masei de aer răcit și încălzit.

Principalele dezavantaje ale încălzirii cu aer în comparație cu încălzirea apei:

• la utilizarea unui cuptor, temperatura aerului furnizat are o gamă semnificativă, spre deosebire de utilizarea altor mijloace de încălzire;
• conductele de aer au un diametru mare, astfel încât instalarea trebuie efectuată în faza de construcție;
• Este indicat sa amplasezi aragazul in subsol, in caz contrar este necesar sa folosesti ventilatoare care fac zgomot.

Mișcarea aerului în cameră are o latură negativă - ridică praful, dar utilizarea filtrelor la ieșirea din conducta de aer vă permite să captați eficient acest praf, reducând astfel cantitatea totală de praf din casă.

O altă caracteristică a încălzirii aerului care are atât laturi pozitive, cât și negative este rata de transfer de căldură. Pe de o parte, încăperile se încălzesc mai repede decât la încălzire folosind un circuit de apă, pe de altă parte, nu există inerție termică - de îndată ce soba sau șemineul se stinge, camera începe imediat să se răcească.

Pentru a asigura o presiune uniformă în ramurile laterale ale conductei de aer, este necesar să se excludă introducerea lor în ultimul jumătate de metru al conductei de aer principal.

Spre deosebire de încălzirea apei, instalarea unui sistem de încălzire cu aer nu este dificilă.Toate elementele (țevi, coturi, grile de ventilație) pot fi conectate destul de simplu, fără sudură. Există canale de aer flexibile care pot lua orice formă, în funcție de geometria localului.

În ciuda acestui fapt, sistemele de încălzire cu aer bazate pe sobe sau seminee nu s-au răspândit încă. Mult mai des în construcțiile individuale cu înălțimi joase, un circuit de apă este utilizat pentru a încălzi încăperile.

Bazat pe o sobă sau un șemineu cu un focar din cărămidă sau oțel, puteți aranja atât încălzirea aerului, cât și a apei.

Dispozitiv de încălzire a apei pe bază de sobă

Principii de funcționare a oricărui Încălzire a apei se bazează pe distribuția căldurii dintr-o sursă locală în întreaga încăpere, folosind mișcarea apei de-a lungul circuitului de încălzire.

Elemente de bază ale încălzirii apei

Pentru o schemă de încălzire a sobei cu circuit de apă, elementele principale sunt:

• aragaz sau semineu cu schimbator de caldura, în care se încălzește apa;
• circuit de incalzireunde are loc transferul de căldură în cameră;
• rezervor de expansiune pentru a preveni deteriorarea sistemului ca urmare a presiunii crescute;
• pompă de circulație pentru a asigura deplasarea apei de-a lungul circuitului.

Există reguli generale pentru funcționarea încălzirii apei, cum ar fi diagrame de cablaj, care sunt bine cunoscute și trebuie urmate. Cu toate acestea, atunci când se folosește o sobă ca sursă de căldură, există cerințe specifice legate de regimul de temperatură.

Principiul de funcționare al încălzirii apei pe bază de sobă sau șemineu este simplu, dar este necesar să se calculeze cu precizie parametrii tuturor elementelor sistemului

Cuptoarele nu se încălzesc rapid și se răcesc lent, are loc eliberarea neuniformă a căldurii și numai instalarea corectă a tuturor componentelor sistemului va evita problemele cu încălzirea de înaltă calitate a spațiilor casei.

Tipuri de schimbătoare de căldură și metode de amplasare

Pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură pentru cuptoare se utilizează tablă de oțel „negru” sau oțel inoxidabil rezistent la căldură. Utilizarea fontei ca material de producție este dificilă, dar se pot folosi produse din fontă gata făcute, cum ar fi caloriferele din fontă.

Este posibil să folosiți cuprul, care are o conductivitate termică mai bună în comparație cu oțelul, dar prețul unui astfel de dispozitiv va fi mare. Se recomanda realizarea schimbatorului de caldura din otel cu grosimea de 3 mm. La temperaturile înalte ale cuptorului care apar la utilizarea cărbunelui sau, mai ales, a cocsului, este necesar să se folosească oțel de 5 mm grosime.

Schimbătoarele de căldură pot fi împărțite în trei tipuri:

• registre, bobine și radiatoare, format dintr-un set de tevi;
• camasi (cazane), sudate din tablă de oțel;
• opțiune combinată sub formă de pereți verticali legați prin țevi (așa-numitele „cărți”).

Învelișurile din tablă de oțel sunt mai ușor de fabricat și mai ușor de curățat de produsele de ardere a combustibilului, dar structurile tubulare au o zonă de încălzire mai mare. Atunci când faceți o jachetă, este necesar să țineți cont de presiunea excesivă a apei care apare atunci când utilizați un rezervor de expansiune cu membrană sau ridicați apa la o înălțime mare.

Un schimbător de căldură pentru încălzirea apei bazat pe o sobă poate fi construit din materiale vechi:

În acest caz, este necesar să folosiți oțel cu o grosime de cel puțin 5 mm și să consolidați suplimentar pereții cu rigidizări pentru a evita deformarea acestora.

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

Registrele sunt realizate, de regulă, din țevi mai degrabă profil decât rotunde pentru a facilita lucrările de sudare.

Puteți realiza singur un schimbător de căldură de dimensiunea necesară. În acest caz, trebuie acordată o atenție sporită calității sudurii. Dacă schimbătorul de căldură are scurgeri, toată apa se va turna în cuptor.

În plus, pentru a remedia problema, va trebui să faceți multă muncă: dezasamblați aragazul, scoateți, sudați și puneți la loc schimbătorul de căldură, apoi reasamblați soba.

Există două opțiuni pentru amplasarea schimbătorului de căldură. În primul caz, este plasat direct în focar, îngustându-i semnificativ spațiul.În al doilea, registrele sunt instalate în hota cuptoarelor neînvârtitoare, dar cuptorul în sine are în acest caz un design mai complex.

Dacă aveți o sobă tip clopot, este mai bine să plasați schimbătorul de căldură în clopot: este și cald acolo, iar spațiul focarului va rămâne neschimbat

Când instalați un schimbător de căldură de tip tubular, este necesar să lăsați un spațiu între acesta și peretele sobei. Acest lucru este necesar pentru o încălzire mai bună a lichidului de răcire, precum și pentru posibilitatea curățării registrului. Este necesar să curățați periodic atât cămășile, cât și registrele, deoarece în cazul înfundarii severe cu cenușă, eficiența transferului de căldură scade.

Dacă există o plită, curățarea are loc după scoaterea acesteia. Dacă soba are doar o funcție de încălzire, atunci curățarea are loc prin ușa de ardere.

Circulatia apei in circuitul de incalzire

Principiile de bază ale organizării circulației naturale a apei în sistem sunt modelarea „colectorului de accelerație” la ieșirea schimbătorului de căldură și crearea unei pantă constantă a conductelor circuitului de încălzire de 3-5°.

Semnificația generală a „colectivului de accelerație” este că apa încălzită de la sobă se ridică vertical în sus și apoi este distribuită de-a lungul circuitului de încălzire.

Circulația are loc datorită diferenței de greutate specifică a apei rece și calde. Apa rece este mai grea decât apa caldă și, curgând către schimbătorul de căldură, deplasează apa fierbinte în sus pe conductă. Punctul de intrare „retur” trebuie să fie mai jos decât ieșirile de apă de la caloriferele de încălzire, altfel circulația apei va fi foarte lentă sau deloc.

Un colector de accelerație este necesar chiar și pentru circuitele de încălzire de lungime mică 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, există o distribuție mai rapidă și mai uniformă a căldurii în toată casa. Mai multe pompe pot fi utilizate simultan pentru diferite circuite de încălzire.

În prezența supratensiunii, este necesar să se utilizeze Regulator de voltaj, deoarece defecțiunea pompei poate avea consecințe grave pentru întregul sistem.

Pompele pot fi împărțite în două grupe în funcție de poziția motorului: cu un rotor „uscat” și un rotor „umed”. După tipul de tensiune: modele care funcționează dintr-o rețea de 220 V și pompe care funcționează de la surse de alimentare de 12 V.

Motorul în pompele cu rotor uscat este izolat de rotorul scufundat în apă prin inele de etanșare. În comparație cu pompele cu motor scufundat, pompele uscate au o eficiență mai mare.

Cu toate acestea, dezavantajele includ niveluri ridicate de zgomot, necesitatea de întreținere regulată și durata de viață mai scurtă a motorului. Prin urmare, într-o casă privată, de regulă, se folosesc pompe de circulație cu rotor „umed”.

Alegerea tipului de putere a pompei depinde de posibilitatea de circulație naturală a apei în sistem. Dacă este imposibil fără participarea unei pompe, atunci alegerea ar trebui făcută în favoarea unei opțiuni care acceptă tensiunea de 12 V și o sursă de alimentare neîntreruptibilă.

În caz contrar, în cazul unei pene de curent, apa poate fierbe și sistemul se poate defecta. Dacă circulația naturală este posibilă, atunci este mai bine să achiziționați o opțiune mai comună și mai ieftină alimentată de o rețea de 220 V.

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

Când instalați o pompă cu o sursă de alimentare de 220 V, este necesar să vă asigurați că sistemul de încălzire poate funcționa în timpul unei pene de curent. Pentru a face acest lucru, instalați o supapă de închidere pe țeavă și ocoliți-o prin instalarea unei țevi de bypass cu o pompă (așa-numita „bypass”).

Un robinet de filtru este instalat pe conducta de derivație în fața pompei și apoi o supapă de închidere. Prin reglarea poziției supapelor de închidere pe conductele principale și de bypass, puteți activa modul de circulație forțată și naturală.

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

În plus, este necesar să plasați numărul maxim posibil de comenzi ale sistemului de încălzire într-un singur loc, astfel încât în ​​cazul unor situații de urgență să se poată lua rapid măsuri pentru eliminarea acestora.

Instalarea unei conducte de bypass (by-pass) permite sistemului de încălzire să funcționeze în timpul unei întreruperi de curent și, de asemenea, face posibilă scoaterea pompei fără a scurge apa

Reguli de utilizare a rezervorului de expansiune

Când este încălzit, un lichid se extinde, iar dacă acest lucru se întâmplă într-un sistem închis, presiunea din interiorul acestuia va crește foarte mult, iar o creștere a presiunii este plină de pătrunderea apei. Utilizarea unei supape de siguranță nu este recomandabilă, deoarece după ce apa se răcește și volumul acesteia scade, aerul va fi introdus în sistem.

Prin urmare, în circuitele de încălzire cu mișcare forțată a apei, special rezervoare de expansiune, care sunt de tip deschis sau închis. Volumul lor este calculat pe baza nu numai dilatației termice maxime a lichidului (5-7%), ci și luând în considerare posibilitatea de fierbere a sistemului.

Un rezervor de tip deschis echipează circuitul de apă al unui sistem de încălzire a sobei de tip gravitațional, adică cu transportul natural al lichidului de răcire. Este un recipient metalic de formă arbitrară situat chiar în partea de sus a circuitului de încălzire. Comunică direct cu atmosfera, datorită căreia lichidul de răcire se evaporă parțial.

Conducta este conectată la partea inferioară sau inferioară a rezervorului, iar o țeavă este sudată în partea superioară a acestuia pentru a scurge apa în caz de preaplin și a permite aerului să iasă 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 rezervor de expandare de tip deschis este de obicei amplasat într-o cameră tehnică și aspectul său nu contează deloc

Un rezervor închis sau de tip membrană este un vas închis cu o membrană în interior. Când apa se încălzește, crește presiunea, întinde membrana și intră în rezervor.Dacă presiunea depășește, se activează sistemul automat și excesul de lichid de răcire este evacuat în canalizare.

După prima descărcare, de obicei nu mai există niciun motiv pentru a-l produce din nou, deoarece volumul lichidului de răcire devine egal cu volumul sistemului.

Un rezervor cu membrană închis este montat în fața pompei. Un astfel de recipient, spre deosebire de un rezervor de tip deschis, nu poate scăpa de aer pe cont propriu, așa că în partea de sus a circuitului de încălzire este necesar să instalați o supapă Mayevsky (aerisire mecanică) sau echivalentul său automat.

Singurul element al unui rezervor cu membrană care se poate defecta în timp este membrana, așa că este mai bine să cumpărați un rezervor cu capacitatea de a-l înlocui.

Atunci când achiziționați un rezervor de tip închis, care uneori este numit un acumulator hidraulic, principalul lucru este să nu îl confundați cu un acumulator hidraulic pentru alimentarea cu apă.

Pentru un rezervor cu membrană folosit la încălzire, temperatura de funcționare este de până la 120°C și presiunea este de până la 3 bar. Pentru alimentarea cu apă se folosesc rezervoare cu temperaturi de până la 70°C și presiune de până la 10 Bar.

Alegeți între țevi și calorifere

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

Cablajul din plastic poate fi ascuns cu ușurință în podea, deoarece nu degajă căldură. Deși conform regulilor, cablurile de încălzire a apei trebuie să fie deschise. Cu toate acestea, conductele polimerice au limitări: nu pot fi așezate acolo unde există riscul de topire și expunere directă la UV.

Avantajul țevilor metalice este prețul mai mic al întregului circuit de încălzire, ușurința de instalare și mai puține probleme întâmpinate în timpul funcționării sistemului.

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

Avantaj semnificativ sisteme cu calorifere este ușurința de reglare a temperaturii. Chiar și cele mai precise calcule ale temperaturii camerei pot fi ajustate. De exemplu, pentru un copil mic sub 6 luni este recomandată o temperatură de 19-21°C, în timp ce o temperatură confortabilă în restul casei este considerată a fi de 25°C.

Pentru a asigura această temperatură pentru o perioadă lungă de timp în cameră, trebuie să închideți complet sau parțial supapa de alimentare cu căldură a unuia dintre calorifere. În cazul unei țevi metalice, problema poate fi de asemenea rezolvată, dar într-un mod mai complex: reduceți transferul de căldură al unui segment de țeavă folosind spumă poliuretanică sau înveliș de folie.

O altă opțiune de circuit de încălzire ar putea fi pardoseala incalzita cu apa. Acesta este un tip foarte confortabil de alimentare cu căldură pentru o persoană, dar instalarea unei podele încălzite necesită mult mai multă muncă decât opțiunile discutate anterior.

În plus, atunci când se utilizează o pardoseală încălzită, nu este posibil să se asigure o pantă pentru circulația naturală a apei, care, în combinație cu diametrul mic al conductelor de încălzire prin pardoseală, duce la o condiție obligatorie pentru utilizarea unei pompe de circulație. .

Pentru a împinge apa prin conductele de încălzire prin pardoseală, trebuie să utilizați o pompă; circulația naturală nu va funcționa cu această geometrie a sistemului de încălzire

Prevenirea înghețului sistemului de încălzire

Utilizarea apei ca lichid de răcire are un dezavantaj - dacă sistemul de încălzire îngheață, conducta și aparatele vor fi deteriorate. Este deosebit de dificil de restabilit în acest caz schimbătorul de căldură integrat în cuptor.

Această problemă este relevantă pentru casele care nu pot fi încălzite mult timp iarna. O modalitate de a preveni deteriorarea sistemului este să utilizați antigel conceput pentru sistemele de încălzire în loc de apă.

Pentru spațiile rezidențiale, lichidele pe bază de propilenglicol sunt folosite ca antigel, ca substanță netoxică, spre deosebire de etilenglicol.

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

• antigelul pe bază de propilenglicol este scump (de la 80 de ruble / litru);
• capacitatea termică specifică a antigelului este mai mică decât cea a apei (aproximativ 15%), prin urmare este necesară o putere mai mare a cuptorului și o suprafață mare a dispozitivelor de încălzire a încăperii;
• antigelul are o vâscozitate dinamică mai mare decât apa, deci este necesară o pompă de circulație mai puternică, iar circulația naturală este imposibilă;
• atunci când este încălzit, antigelul se extinde până la 40%, deci este necesar să folosiți un rezervor de expansiune mare închis;
• propilenglicolul este foarte fluid, deci pătrunde prin racorduri din sistemul de încălzire prin care apa nu poate pătrunde;
• propilenglicolul este incompatibil cu țevile galvanizate deoarece aditivii antigel își pierd proprietățile la contact;
• când antigelul fierbe (ceea ce este probabil când se utilizează cuptoare), are loc o reacție chimică ireversibilă, în urma căreia întregul sistem va trebui să fie golit și reumplut cu antigel.

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 folosește antigel va fi mult mai scump decât un sistem de încălzire a apei. Prin urmare, utilizarea sa nu s-a răspândit încă în casele private cu încălzire în sobă, iar alte metode sunt folosite pentru a preveni înghețarea.

Atunci când alegeți un lichid pentru un sistem de încălzire, este necesar să aveți în vedere nu numai caracteristicile fizice și chimice, ci și pericolul acestuia pentru alții.

Scurgerea apei din circuit și manta sau registrul cuptorului este cea mai comună soluție la problema când proprietarii casei lipsesc mult timp.Pe lângă munca suplimentară, dezavantajele acestei metode includ accesul aerului la elementele metalice ale sistemului din interior și, ca urmare, răspândirea coroziunii.

De asemenea, ca o soluție a problemei pentru o perioadă scurtă de timp, aceștia folosesc integrarea unui cazan electric de mică putere în circuitul de încălzire. Funcționarea sa la un nivel minim de consum de energie este capabilă să mențină temporar o temperatură pozitivă a apei.

Un cazan electric de putere redusă conectat la sistemul de încălzire este capabil să mențină o temperatură pozitivă a apei în cazul absenței prelungite a proprietarilor

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 din sobe și șeminee în porțiuni, ceea ce complică sarcina de calculare a parametrilor elementelor circuitului de încălzire. Efectuarea lucrărilor de modificare a circuitului este destul de problematică, așa că dacă nu aveți experiență în acest domeniu, este mai bine să apelați la specialiști care au abilitățile de a rezolva astfel de probleme.

Ai experienta in organizarea incalzirii sobei? Sau vă încălziți casa în acest fel și doriți să vă împărtășiți impresiile despre utilizarea aragazului? Vă rugăm să lăsați comentarii și să puneți întrebări. Formularul de feedback se află mai jos.