Er zijn veel manieren om een huis te verwarmen dat is gekoppeld aan het gebruik van gas en elektriciteit. Een bewezen optie met het gebruik van ovens met vaste brandstof. Kachelverwarming gebruiken in zijn klassieke vorm met het vrijkomen van warmte in de lucht van de wanden van de oven is alleen effectief voor kleine ruimtes.
Voor een uniforme en snelle warmteverdeling worden verwarmingscircuits gebruikt, waarbij lucht of water als koelmiddel wordt gebruikt.
Inhoud van het artikel:
- Verwarming met luchtsysteem
- Het apparaat van waterverwarming op basis van de oven
- De belangrijkste elementen van waterverwarming
- Typen warmtewisselaar en methoden van plaatsing
- Circulatie van water in het verwarmingscircuit
- Regels voor gebruik van de Expansietank
- De keuze tussen buizen en radiatoren
- Voorkom bevriezing van het verwarmingssysteem
- Handige video over het onderwerp
Verwarming met luchtsysteem
De reden voor de duurzame voorkeur, die de eigenaars van particuliere huizen geven aan de verwarmingsoptie van de kachel, is de lage kosten en beschikbaarheid van brandhout, brandstofbriketten of kolen.
Het nadeel is dat de behandelde ruimte beperkt is, wat kan worden geëlimineerd door een water- en luchtsysteem op te stellen op basis van een steeneenheid.
De specificiteit van het apparaat voor het verwarmen van laagbouw met een oven wordt weergegeven in de fotoselectie:
Het principe van de werking van luchtverwarming op basis van een kachel of open haard is de overdracht van een warme stroom die wordt verwarmd tot de werktemperatuur in een warmtewisselaar of in een ketel. Lucht komt rechtstreeks in de kamer binnen of via luchtkanalen. Vanwege het relatief kleine pad heeft hij geen tijd om de temperatuur te verliezen. Het resultaat is een uniforme warmteverdeling door het hele huis.
De camera voor het verwarmen van de lucht is opgesteld boven de oven, zodat het hete bovenoppervlak van de oven en de schoorsteen de maximale hoeveelheid warmte daaraan toevoert. Luchtcirculatie gebeurt op natuurlijke wijze of met de hulp van fans.
Natuurlijke circulatie treedt op als gevolg van het verschil in dichtheid van koude en hete lucht. Koude lucht die in de verwarmingskamer komt, verplaatst de warme lucht naar de luchtkanalen. Deze methode vereist geen aanwezigheid van elektriciteit, maar als de lucht niet snel genoeg door de verwarmingskamer beweegt, wordt deze erg heet, wat problemen kan veroorzaken.
Geforceerde circulatie vindt plaats met het gebruik van ventilatoren of pompen. Ruimteverwarming gebeurt echter sneller en gelijkmatiger. Met geforceerde ventilatie, door de modus aan te passen, kunt u het volume van de aan verschillende kamers geleverde lucht gemakkelijk regelen, waardoor het microklimaat van afzonderlijke kamers in het huis wordt bepaald.
Afhankelijk van het type koude luchttoevoer, zijn de systemen verdeeld in twee types:
- Met volledige recycling. Verwarmde luchtmassa's worden afgewisseld met gekoeld in dezelfde ruimte. Het nadeel van het circuit is dat de luchtkwaliteit daalt bij elke verwarmings- / koelcyclus.
- Met gedeeltelijke terugwinning. Een deel van de frisse lucht wordt van de buitenkant gehaald, die vanuit de kamer in de lucht wordt gemengd. Na verwarming wordt het mengsel van twee luchtdelen aan de consument toegevoerd. Voordeel in stabiele luchtkwaliteit, gebrek aan energieafhankelijkheid.
Het is duidelijk dat de eerste groep kanaalsystemen omvat met de natuurlijke beweging van de luchtkoelvloeistof. De tweede groep omvat opties met geforceerde luchtbeweging, voor de verplaatsing waarvan het niet nodig is om een kanaalnetwerk aan te leggen.
De belangrijkste voordelen van luchtverwarming in vergelijking met water:
- hoog rendement;
- probleemloze;
- geen radiatoren in de kamers.
De contour van het apparaat met geforceerde beweging stelt u in staat om te doen zonder de constructie van het kanaalsysteem. Bovendien kan deze variëteit worden gecombineerd met airconditioning, bevochtiging en luchtionisatie.
Als de installatie van een apparaat dat de beweging van verwarmde lucht stimuleert niet is gepland, worden de volgende methoden gebruikt om de werking van de kachel te verbeteren:
De toename in efficiëntie verhoogt spontaan de snelheid van de luchtstroom: hoe sneller de lucht opwarmt, hoe intensiever de verandering in de gekoelde en verwarmde luchtmassa.
De belangrijkste nadelen van luchtverwarming ten opzichte van water:
- bij gebruik van een oven heeft de temperatuur van de toegevoerde lucht een aanzienlijk bereik, in tegenstelling tot het gebruik van andere verwarmingsmethoden;
- luchtkanalen hebben een grote diameter, dus de installatie moet in de bouwfase worden uitgevoerd;
- bij voorkeur de locatie van de oven in de kelder, anders is het noodzakelijk ventilatoren te gebruiken die geluid produceren.
De beweging van de lucht in de kamer heeft een negatieve kant - verhoogt het stof, maar het gebruik van filters aan kanaalwerk laat dit stof effectief vangen, waardoor de totale hoeveelheid stof in de huis.
Een ander kenmerk van luchtverwarming met een positieve en negatieve zijde is de mate van warmteoverdracht. Enerzijds verwarmen de ruimtes sneller dan wanneer ze worden verwarmd door een watercircuit, aan de andere kant thermische inertie is afwezig - zodra de kachel of de open haard uitgaat, begint de kamer onmiddellijk afkoelen
In tegenstelling tot waterverwarming is installatie van het luchtverwarmingssysteem niet moeilijk. Alle elementen (buizen, bochten, ventilatieroosters) kunnen eenvoudig worden verbonden zonder lassen. Er zijn flexibele luchtkanalen die elke vorm kunnen aannemen, afhankelijk van de geometrie van het pand.
Desondanks zijn luchtverwarmingssystemen op basis van kachels of open haarden nog niet wijdverspreid. Veel vaker wordt in een individueel laagbouwgebouw een watercircuit gebruikt om het pand te verwarmen.
Het apparaat van waterverwarming op basis van de oven
De principes van de werking van elk waterverwarmingssysteem zijn gebaseerd op de distributie van warmte van een lokale bron door de hele kamer, met behulp van de beweging van water langs het verwarmingscircuit.
De belangrijkste elementen van waterverwarming
Voor een verwarmingscircuit met een watercircuit zijn de belangrijkste elementen:
- een kachel of open haard met een warmtewisselaar waarin water wordt verwarmd;
- verwarmingscircuit, waar de warmte wordt overgebracht naar de kamer;
- expansievat om schade aan het systeem als gevolg van verhoogde druk te voorkomen;
- circulatiepomp om de beweging van water rond het circuit te verzekeren.
Er zijn algemene regels voor de werking van waterverwarming, zoals elektrische schema's, die algemeen bekend zijn en moeten worden opgevolgd. Bij gebruik van een oven als een warmtebron zijn er echter specifieke vereisten verbonden aan het kenmerk van het temperatuurregime.
De ovens warmen niet snel op en koelen langzaam af, een ongelijke warmtegeneratie treedt alleen op Correcte installatie van alle systeemcomponenten zal het mogelijk maken om problemen met hoogwaardige verwarming te vermijden. lokalen van het huis.
Typen warmtewisselaar en methoden van plaatsing
Voor de vervaardiging van de warmtewisselaar voor de ovens wordt "zwart" staal van staalplaat of hittebestendig roestvrij staal gebruikt. Het gebruik van gietijzer als materiaal voor productie is moeilijk, maar u kunt afgewerkte gietijzeren producten gebruiken, zoals gietijzeren radiatoren.
Het is mogelijk om koper te gebruiken, dat een betere thermische geleidbaarheid heeft dan staal, maar de prijs van een dergelijk apparaat zal hoog zijn. Aanbevolen wordt de warmtewisselaar te maken van staal met een dikte van 3 mm. Bij hoge oventemperaturen, die het gevolg zijn van het gebruik van steenkool of, met name, cokes, is het noodzakelijk om staal met een dikte van 5 mm te gebruiken.
Warmtewisselaars kunnen worden onderverdeeld in drie soorten:
- registers, spoelen en radiatoren, bestaande uit een reeks pijpen;
- overhemden (boilers), gelast van plaatstaal;
- gecombineerde versie in de vorm van verticale wanden verbonden door pijpen (zogenaamde "boeken").
Shirts gemaakt van plaatstaal zijn gemakkelijker te maken en gemakkelijker te reinigen van de verbrandingsproducten van brandstof, maar buisvormige structuren hebben een groot verwarmingsoppervlak. Bij het maken van shirts moet rekening worden gehouden met de overtollige waterdruk die optreedt bij het gebruik van een membraantank-expander of het op grote hoogte optillen van water.
De warmtewisselaar voor waterverwarming op basis van de oven kan worden gemaakt van afvalmaterialen:
In dit geval is het verplicht om staal te gebruiken met een dikte van ten minste 5 mm en om de wanden extra te verstevigen met verstijvingsribben om vervorming te voorkomen.
De vormen van buisvormige structuren kunnen verschillen, maar het is noodzakelijk om de conditie te observeren dat de interne afmeting van de pijpen ten minste 3 cm in diameter is. Anders, als de circulatiesnelheid langzaam is of de temperatuur te hoog is, is kokend water waarschijnlijk. Registers worden in de regel gemaakt van gevormde en niet van ronde buizen om laswerkzaamheden mogelijk te maken.
U kunt zelf een warmtewisselaar van de gewenste grootte maken. In dit geval moet speciale aandacht worden besteed aan de kwaliteit van het lassen. Als een warmtewisselaar lekt, stroomt al het water in de oven. Om het probleem op te lossen, moet u bovendien veel werk verzetten: de oven demonteren, verwijderen, brouwen en de warmtewisselaar terugplaatsen en vervolgens de oven weer in elkaar zetten.
Er zijn twee opties voor de locatie van de warmtewisselaar. In het eerste geval wordt het rechtstreeks in de vlamkast geplaatst, waardoor de ruimte aanzienlijk wordt verkleind. In het tweede geval worden de registers geïnstalleerd in de kap van niet-huidige ovens, maar de oven zelf heeft in dit geval een meer complexe structuur.
Wanneer u een buisvormige warmtewisselaar installeert, moet u een ruimte laten tussen de oven en de wand van de kachel. Dit is nodig voor een betere verwarming van het koelmiddel, evenals de mogelijkheid om het register te reinigen. Het is periodiek noodzakelijk om zowel de overhemden als de registers schoon te maken, omdat in het geval van zware verstopping met as, de efficiëntie van de warmtewisseling afneemt.
In de aanwezigheid van de kookplaat vindt reiniging plaats na verwijdering. Als de oven alleen een verwarmingsfunctie heeft, vindt reiniging plaats via de verbrandingsdeur.
Circulatie van water in het verwarmingscircuit
De basisprincipes van de organisatie van de natuurlijke circulatie van water in het systeem zijn het simuleren van een "verzamelaar" versnelling "bij de uitgang van de warmtewisselaar en bij het creëren van een constante helling van de leidingen van het verwarmingscircuit met een waarde van 3-5 graden. De algemene betekenis van de "wegloopcollector" is dat het verwarmde water uit de oven verticaal naar boven stijgt en vervolgens langs het verwarmingscircuit wordt verdeeld.
Circulatie treedt op vanwege het verschil in soortelijk gewicht van koud en warm water. Koud water is zwaarder dan warm water en stroomt naar de warmtewisselaar en verplaatst warm water door de leiding. Het beginpunt van de "retour" moet lager zijn dan de wateruitvoer van de radiatoren, anders zal de circulatie van water erg langzaam zijn of helemaal niet.
De installatie van circulatiepompen verhoogt de snelheid van waterbeweging langs het verwarmingscircuit en dus een snellere en gelijkmatige verdeling van warmte door het hele huis. Tegelijkertijd is het mogelijk om verschillende pompen te gebruiken voor verschillende verwarmingscircuits.
In het geval van stroompieken, is het noodzakelijk om een spanningsregelaar toe te passen, omdat het falen van de pomp ernstige gevolgen kan hebben voor het hele systeem. Pompen kunnen worden verdeeld in twee typen ten opzichte van de positie van de motor: met een "droge" rotor en "nat" een rotor en twee typen op spanning: ze kunnen werken vanuit een netwerk van 220 volt en vanaf voedingen in 12 Volt.
De motor in pompen met een "droge" rotor is geïsoleerd van de ondergedompelde waaier met o-ringen. In vergelijking met pompen met een ondergedompelde motor hebben "droge" pompen een hoger rendement.
Een van de tekortkomingen kan echter een hoog geluidsniveau worden genoemd, de behoefte aan regelmatig onderhoud en een kortere levensduur. Gebruik daarom in een privé-huis in de regel een circulatiepomp met een "natte" rotor.
De keuze van het type pompvermogen hangt af van de mogelijkheid van natuurlijke circulatie van water in het systeem. Als het onmogelijk is zonder de deelname van de pomp, dan moet de keuze worden gemaakt ten gunste van de optie met de ondersteuning van 12 Volt en een ononderbroken stroomvoorziening.
Anders kan in geval van stroomuitval water koken en zal het systeem falen. Als natuurlijke circulatie mogelijk is, is het beter om een meer gebruikelijke en goedkopere optie te kopen met 220 volt netvoeding.
Bij het installeren van een pomp met een vermogen van 220 volt, is het noodzakelijk om de mogelijkheid van het functioneren van het verwarmingssysteem tijdens stroomuitval te organiseren. Om dit te doen, installeert u een afsluiter op de buis en omzeilt u deze, installeer een bypassleiding met een pomp (de zogenaamde "bypass").
Monteer op de omloopleiding vóór de pomp een kraanfilter en vervolgens - een afsluiter. Door de positie van de afsluiters op de hoofd- en bypassleidingen in te stellen, is het mogelijk om de modus van geforceerde en natuurlijke circulatie in te schakelen.
In de regel wordt de pomp op de "retourleiding" bij de oven geïnstalleerd, zodat de temperatuur van de vloeistof die door de pomp gaat, de laagste is. Dit zal de levensduur van de pomp aanzienlijk verlengen. Bovendien is het noodzakelijk om het maximaal mogelijke aantal bedieningselementen van het verwarmingssysteem in te plaatsen één plaats, zodat in geval van nood eliminatie.
Regels voor gebruik van de Expansietank
De vloeistof zet uit als deze wordt verwarmd en als dit gebeurt in een gesloten systeem, zal de druk daarbinnen enorm toenemen en de druktoename gepaard gaan met een doorbraak van water. Het gebruik van een veiligheidsventiel is onpraktisch, omdat na afkoeling van het water en het verminderen van het volume, er lucht in het systeem wordt geloosd.
Gebruik daarom in de verwarmingscircuits met de geforceerde beweging van water speciale expansievaten, die open of gesloten types zijn. Hun volume wordt berekend op basis van niet alleen de maximale thermische uitzetting van de vloeistof (5-7%), maar ook rekening houdend met de mogelijkheid om het systeem te koken.
Een open type tank rust een watercircuit uit van een verwarmingsoven van het gravitatietype, d.w.z. met natuurlijk transport van de warmtedrager. Het is een metalen container met een willekeurige vorm, helemaal bovenaan het verwarmingscircuit. Het communiceert direct met de atmosfeer, waardoor het koelmiddel gedeeltelijk wordt verdampt.
De pijpleiding is verbonden met het onderste of onderste kwart van de tank en er is een aftakpijp aan de bovenzijde gelast om water af te voeren in geval van overloop en luchtuitlaat uit het systeem. Uit de praktijk blijkt dat het volume van een tank van het open type ten minste 15% van het watervolume in het verwarmingssysteem moet zijn.
De tank van het gesloten of membraantype vertegenwoordigt het gesloten vat met een binnen membraan. Water, verwarming, verhoogt de druk, rekt het membraan uit en komt de tank binnen. In geval van overdruk wordt de automatisering geactiveerd en wordt de overtollige koelvloeistof in het riool geloosd.
Na de eerste ontlading is er meestal geen reden om het opnieuw te produceren het volume koelvloeistof wordt gelijk aan het volume van het systeem.
Een gesloten membraantank is geïnstalleerd voor de pomp. Zo'n tank kan, in tegenstelling tot een tank met open type, de lucht zelf niet kwijt, dus bovenaan de contour verwarming moet u een Mayevsky-kraan (mechanische ontluchter) of de automatische kraan installeren analoog. Het enige element van de membraantank dat uiteindelijk kan uitvallen, is het membraan, dus het is beter om een tank te kopen met de mogelijkheid om het membraan te vervangen.
Bij de aankoop van een tank van het gesloten type, die soms een hydraulische accumulator wordt genoemd, is het belangrijkste om het niet te verwarren met een hydraulische accumulator voor watervoorziening. Voor een membraantank die wordt gebruikt bij verwarming, is de werktemperatuur tot 120 graden en de druk is maximaal 3 bar. Voor watergebruik tanks met temperaturen tot 70 graden en drukken tot 10 bar.
De keuze tussen buizen en radiatoren
Een kunststof leidingsysteem met radiatoren (batterijen) of een metalen leidingsysteem kan worden gebruikt als een watercircuit voor kachelverwarming. Het grote voordeel van radiatoren is dat ze er mooier uitzien vergeleken met massieve luchtkanalen.
Kunststofbedrading kan gemakkelijk in de vloer worden verborgen, omdat het geen warmte afgeeft. Hoewel volgens de regels de bedrading van waterverwarming open moet zijn. Polymeerpijplijnen hebben echter beperkingen: ze kunnen niet worden gelegd waar er een mogelijkheid is van smelten en directe werking van UV.
Het voordeel van metalen buizen ligt in de lagere prijs van het gehele verwarmingscircuit, installatiegemak en minder vaak optredende problemen tijdens de werking van het systeem.
Een klein voordeel van een radiatorsysteem is ook het gemak van temperatuurregeling. Zelfs de meest nauwkeurige berekeningen van de temperatuur in de kamer kunnen worden aangepast. Bijvoorbeeld, een jong kind tot 6 maanden wordt een temperatuur van 19-21 graden Celsius aanbevolen, terwijl een comfortabele temperatuur in de rest van het huis als 25 graden wordt beschouwd.
Om een dergelijke temperatuur gedurende een lange tijd in de kamer te garanderen, volstaat het om de warmtetoevoerkraan geheel of gedeeltelijk te sluiten op een van de radiatoren. In het geval van een metalen buis kan het probleem ook worden opgelost, maar op een meer gecompliceerde manier: om de warmteoverdracht van het pijpsegment te verminderen met polyurethaanschuim of folie-omhulsels.
Een andere optie van het verwarmingscircuit kan een met water verwarmde vloer zijn. Dit is een zeer comfortabel gevoel van warmtevoorziening voor een persoon, maar het installeren van een verwarmde vloer is veel arbeidsintensiever dan de eerder overwogen opties.
Bovendien is het bij gebruik van een verwarmde vloer niet mogelijk om een helling te voorzien voor de natuurlijke circulatie van water combinatie met een buis met een kleine diameter van een warme vloer leidt tot de verplichte voorwaarde voor het gebruik van circulatie de pomp.
Voorkom bevriezing van het verwarmingssysteem
Het gebruik van water als koelvloeistof heeft één nadeel - als het verwarmingssysteem bevriest, zullen de pijpleiding en apparaten worden beschadigd. Het is met name moeilijk om in dit geval de in de oven geïntegreerde warmtewisselaar te herstellen.
Dit probleem is relevant voor huizen die in de winter niet lang kunnen worden verwarmd. Een manier om schade aan het systeem te voorkomen, is om antivries te gebruiken die is ontworpen voor verwarmingssystemen in plaats van water.
Voor residentiële gebouwen worden op propyleenglycol gebaseerde vloeistoffen gebruikt als antivriesmiddel als een niet-toxische stof, in tegenstelling tot ethyleenglycol.
Het idee om antivries te gebruiken heeft echter de volgende nadelen:
- antivries op basis van propyleenglycol is duur (vanaf 80 p / liter);
- de specifieke warmtecapaciteit van antivries is minder dan die van water (ongeveer 15%), daarom zijn een grote ovencapaciteit en een groot oppervlak van ruimteverwarmingsapparaten nodig;
- antivries heeft een hogere dynamische viscositeit dan water, daarom is een krachtigere circulatiepomp nodig en is natuurlijke circulatie onmogelijk;
- bij verhitting zet de antivries uit tot 40%, daarom is het noodzakelijk om een grote expansietank van een gesloten type te gebruiken;
- propyleenglycol is zeer vloeibaar, daarom dringt het door de verbindingen in het verwarmingssysteem waardoor water niet dringt;
- propyleenglycol is niet compatibel met gegalvaniseerde buizen, omdat bij contact het antivries-additief zijn eigenschappen verliest;
- bij het koken van antivries (wat waarschijnlijk is bij gebruik van ovens) treedt een onomkeerbare chemische reactie op, waardoor het hele systeem moet worden afgetapt en antivries moet worden bijgevuld.
Voor antivries moet het verwarmingssysteem van tevoren worden berekend - het is vrij problematisch om het te gebruiken in projecten die voor water zijn geïmplementeerd.
Bovendien zal het project met het gebruik van antivries veel duurder zijn dan een waterverwarming. Daarom is het gebruik van antivries nog niet wijdverspreid in privéwoningen voor verwarming van kachels, en andere methoden worden gebruikt om bevriezing te voorkomen.
Drainage van water uit het circuit en shirt of oven register is de meest voorkomende oplossing voor het probleem met een lange afwezigheid van de eigenaren van het huis. In aanvulling op het aanvullende werk omvatten de nadelen van deze werkwijze de toegang van lucht tot de metalen elementen van het systeem van binnenuit en als gevolg daarvan de verspreiding van corrosie.
Ook wordt, als een oplossing voor het probleem voor een korte tijdsperiode, integratie in het verwarmingscircuit van een elektrische ketel met kleine capaciteit gebruikt. Zijn werk op een minimaal niveau van energieverbruik kan tijdelijk een positieve watertemperatuur handhaven.
Handige video over het onderwerp
Werkend verwarmingssysteem op basis van de kachel en het watercircuit in een woonhuis met een oppervlakte van 80 vierkante meter:
Warmte wordt geleverd aan het verwarmingssysteem vanuit kachels en open haarden in gedeelten, hetgeen de berekening van de parameters van de verwarmingscircuitelementen ingewikkelder maakt. Het is nogal problematisch om aan de contourbewerking te werken, daarom is het met een gebrek aan ervaring op dit gebied beter om te kiezen voor specialisten die over de vaardigheden beschikken om dergelijke problemen op te lossen.
