Istnieje wiele sposobów ogrzewania prywatnego domu związanego z wykorzystaniem gazu i elektryczności. Jednak sprawdzona opcja z wykorzystaniem pieców na paliwo stałe. Wykorzystanie ogrzewania piecowego w jego klasycznej formie z uwalnianiem ciepła do powietrza ze ścian pieca jest skuteczne tylko w małych pomieszczeniach.
Do równomiernego i szybkiego rozprowadzania ciepła stosuje się obiegi grzewcze, w których jako chłodziwo stosuje się powietrze lub wodę.
Treść artykułu:
- Ogrzewanie systemem powietrznym
- Urządzenie do podgrzewania wody na podstawie pieca
- Główne elementy podgrzewania wody
- Rodzaje wymiennika ciepła i sposoby umieszczania
- Obieg wody w obiegu grzewczym
- Zasady używania zbiornika ekspansyjnego
- Wybór między rurami a grzejnikami
- Zapobiegaj zamarzaniu systemu grzewczego
- Przydatne wideo na ten temat
Ogrzewanie systemem powietrznym
Powodem trwałych preferencji, które właściciele domów prywatnych dają opcji ogrzewania pieca, jest niski koszt i dostępność drewna opałowego, brykietu paliwowego lub węgla.
Wadą jest to, że leczona przestrzeń jest ograniczona, co można wyeliminować, układając system wodny i powietrzny oparty na jednostce ceglanej.
Specyfikę urządzenia do ogrzewania niskopiętrowych budynków za pomocą piekarnika przedstawia wybór zdjęć:
Zasadą działania ogrzewania powietrza na podstawie pieca lub kominka jest przekazanie ciepłego strumienia ogrzanego do temperatury roboczej w wymienniku ciepła lub w kotle. Powietrze dostaje się bezpośrednio do pomieszczenia lub kanałami powietrznymi. Ze względu na stosunkowo małą ścieżkę nie ma czasu na utratę temperatury. Rezultatem jest równomierny rozkład ciepła w całym domu.
Kamera do ogrzewania powietrza jest umieszczona nad piecem, tak że gorąca górna powierzchnia pieca i komin przekazują mu maksymalną ilość ciepła. Obieg powietrza występuje naturalnie lub z pomocą fanów.
Naturalna cyrkulacja występuje w wyniku różnicy gęstości zimnego i gorącego powietrza. Zimne powietrze wpływające do komory grzewczej wypiera gorące powietrze do kanałów powietrznych. Ta metoda nie wymaga obecności elektryczności, jednak jeśli powietrze nie przemieszcza się wystarczająco szybko przez komorę grzewczą, staje się bardzo gorące, co może powodować problemy.
Wymuszony obieg występuje przy użyciu wentylatorów lub pomp. Jednak ogrzewanie pomieszczeń odbywa się szybciej i bardziej równomiernie. Dzięki wymuszonej wentylacji, poprzez dostosowanie trybu, można łatwo kontrolować objętość powietrza dostarczanego do różnych pomieszczeń, określając tym samym mikroklimat poszczególnych pomieszczeń w domu.
W zależności od rodzaju dopływu zimnego powietrza systemy dzielą się na dwa typy:
- Z pełnym recyklingiem. Ogrzane masy powietrza przeplatają się z chłodzonymi w tym samym pomieszczeniu. Wadą tego układu jest to, że jakość powietrza spada wraz z każdym cyklem ogrzewania / chłodzenia.
- Z częściową rekultywacją. Część świeżego powietrza jest pobierana z zewnątrz, która jest mieszana z powietrzem z pomieszczenia. Po ogrzaniu konsument otrzymuje mieszaninę dwóch porcji powietrza. Przewaga w stabilnej jakości powietrza, brak zależności energetycznej.
Jasne jest, że pierwsza grupa obejmuje systemy kanałów z naturalnym ruchem chłodziwa powietrznego. Druga grupa obejmuje opcje z wymuszonym ruchem powietrza, którego ruch nie jest konieczny, aby zorganizować sieć kanałów.
Główne zalety ogrzewania powietrznego w porównaniu z wodą:
- wysoka wydajność;
- bezproblemowy;
- brak grzejników w pokojach.
Kontur urządzenia z wymuszonym ruchem pozwala zrezygnować z konstrukcji systemu kanałów. Ponadto ta odmiana może być połączona z klimatyzacją, nawilżaniem i jonizacją powietrza.
Jeśli instalacja urządzenia stymulującego ruch ogrzanego powietrza nie jest planowana, w celu poprawy wydajności pieca stosowane są następujące metody:
Wzrost wydajności spontanicznie zwiększa prędkość przepływu powietrza: im szybciej powietrze się nagrzewa, tym bardziej intensywna jest zmiana w chłodzonej i ogrzanej masie powietrza.
Główne wady ogrzewania powietrza w porównaniu z wodą:
- przy stosowaniu pieca temperatura dostarczanego powietrza ma znaczny zasięg, w przeciwieństwie do innych sposobów ogrzewania;
- kanały powietrzne mają dużą średnicę, więc instalacja musi być przeprowadzona na etapie budowy;
- najlepiej położenie pieca w piwnicy, w przeciwnym razie konieczne jest użycie wentylatorów emitujących hałas.
Ruch powietrza w pomieszczeniu ma negatywną stronę - podnosi kurz, ale używa filtrów kanał umożliwia skuteczne wychwytywanie pyłu, zmniejszając w ten sposób całkowitą ilość pyłu w kanale dom.
Inną cechą ogrzewania powietrza mającego stronę dodatnią i ujemną jest szybkość wymiany ciepła. Z jednej strony pomieszczenia nagrzewają się szybciej niż po podgrzaniu przez obieg wody z drugiej Bezwładność termiczna jest nieobecna - gdy tylko piec lub kominek gaśnie, natychmiast rozpoczyna się pomieszczenie ostygnąć
W przeciwieństwie do ogrzewania wody instalacja ogrzewania powietrznego nie jest trudna. Wszystkie elementy (rury, łuki, kratki wentylacyjne) można łatwo podłączyć bez spawania. Istnieją elastyczne kanały powietrzne, które mogą przybierać dowolną formę, w zależności od geometrii pomieszczeń.
Mimo to systemy ogrzewania powietrznego oparte na piecach lub kominkach nie są jeszcze powszechne. Znacznie częściej w pojedynczym niskim budynku powstaje obwód wodny do ogrzewania pomieszczeń.
Urządzenie do podgrzewania wody na podstawie pieca
Zasady działania dowolnego systemu podgrzewania wody opierają się na dystrybucji ciepła z lokalnego źródła w całym pomieszczeniu, wykorzystując ruch wody wzdłuż obwodu grzewczego.
Główne elementy podgrzewania wody
W przypadku obiegu grzewczego z obiegiem wody głównymi elementami są:
- piec lub kominek z wymiennikiem ciepła, w którym podgrzewana jest woda;
- obieg grzewczy, w którym ciepło jest przekazywane do pomieszczenia;
- zbiornik wyrównawczy, aby zapobiec uszkodzeniu systemu w wyniku zwiększonego ciśnienia;
- pompa obiegowa zapewniająca przepływ wody wokół obwodu.
Istnieją ogólne zasady działania ogrzewania wody, takie jak schematy połączeń, które są dobrze znane i muszą być przestrzegane. Jednakże, gdy używa się pieca jako źródła ciepła, istnieją specyficzne wymagania związane z cechą reżimu temperaturowego.
Piece nie nagrzewają się szybko i ochładzają się powoli, występuje nierównomierne wytwarzanie ciepła i tylko Prawidłowa instalacja wszystkich komponentów systemu pozwoli uniknąć problemów z wysokiej jakości ogrzewaniem. pomieszczenia domu.
Rodzaje wymiennika ciepła i sposoby umieszczania
Do produkcji wymiennika ciepła do pieców stosuje się stalową blachę „czarną” lub żaroodporną stal nierdzewną. Zastosowanie żeliwa jako materiału do produkcji jest trudne, ale można użyć gotowych produktów żeliwnych, takich jak żeliwne grzejniki.
Możliwe jest użycie miedzi, która ma lepszą przewodność cieplną niż stal, ale cena takiego urządzenia będzie wysoka. Wymiennik ciepła zaleca się wykonać ze stali o grubości 3 mm. Przy wysokich temperaturach pieca, wynikających z użycia węgla lub, zwłaszcza, koksu, konieczne jest użycie stali o grubości 5 mm.
Wymienniki ciepła można podzielić na trzy typy:
- rejestry, cewki i grzejniki, składające się z zestawu rur;
- koszule (kotły), spawane z blachy stalowej;
- wersja łączona w postaci pionowych ścian połączonych rurami (tzw. „książki”).
Koszule wykonane z blachy stalowej są łatwiejsze do wykonania i łatwiejsze do czyszczenia z produktów spalania paliwa, ale konstrukcje rurowe mają dużą powierzchnię grzewczą. W produkcji koszulek należy wziąć pod uwagę nadmierne ciśnienie wody, które występuje podczas używania membranowego ekspandera zbiornika lub podnoszenia wody na dużą wysokość.
Wymiennik ciepła do podgrzewania wody na podstawie pieca może być wykonany ze złomu:
W tym przypadku wymagane jest użycie stali o grubości co najmniej 5 mm i dodatkowo wzmocnić ściany za pomocą żeber usztywniających, aby uniknąć ich odkształcenia.
Kształty struktur rurowych mogą być różne, jednakże konieczne jest przestrzeganie warunku, że wewnętrzny rozmiar rur ma średnicę co najmniej 3 cm. W przeciwnym razie, jeśli prędkość cyrkulacji jest niska lub temperatura jest zbyt wysoka, prawdopodobne jest wrzenie wody. Rejestry są z reguły wykonywane z kształtowanych, a nie z okrągłych rur, w celu ułatwienia prac spawalniczych.
Możesz samodzielnie wykonać wymiennik ciepła o wymaganym rozmiarze. W takim przypadku szczególną uwagę należy zwrócić na jakość spawania. Jeśli wymiennik ciepła przecieka, cała woda wpłynie do piekarnika. Ponadto, aby rozwiązać problem, będziesz musiał wykonać wiele pracy: zdemontować piec, wyjąć go, zaparzyć i odłożyć wymiennik ciepła z powrotem, a następnie ponownie zmontować piec.
Istnieją dwie opcje lokalizacji wymiennika ciepła. W pierwszym przypadku umieszcza się go bezpośrednio w skrzynce ogniowej, znacznie zmniejszając jego przestrzeń. W drugim przypadku rejestry są instalowane w pokrywie pieców bez prądu, jednak sam piec w tym przypadku ma bardziej złożoną strukturę.
Podczas instalacji wymiennika ciepła typu rurowego konieczne jest pozostawienie szczeliny między nim a ścianą pieca. Jest to konieczne dla lepszego ogrzewania chłodziwa, jak również dla możliwości czyszczenia rejestru. Okresowo konieczne jest czyszczenie zarówno koszul, jak i rejestrów, ponieważ w przypadku silnego zatykania się popiołem wydajność wymiany ciepła maleje.
W obecności czyszczenia płyty następuje po jej usunięciu. Jeśli piec ma tylko funkcję ogrzewania, wówczas czyszczenie odbywa się przez drzwi spalania.
Obieg wody w obiegu grzewczym
Podstawowymi zasadami organizacji naturalnego obiegu wody w systemie są symulacje „kolektora przyspieszenie „przy wyjściu z wymiennika ciepła i przy tworzeniu stałego nachylenia rur obiegu grzewczego o wartości 3-5 stopnie Ogólne znaczenie „niekontrolowanego kolektora” polega na tym, że podgrzana woda z pieca unosi się pionowo w górę, a następnie jest rozprowadzana wzdłuż obwodu grzewczego.
Cyrkulacja występuje z powodu różnicy w ciężarze właściwym zimnej i gorącej wody. Zimna woda jest cięższa od gorącej wody i płynąca do wymiennika ciepła wypiera gorącą wodę w górę rury. Punkt wejścia „powrotu” musi być niższy niż strumień wody z grzejników, w przeciwnym razie cyrkulacja wody będzie bardzo powolna lub wcale nie będzie.
Instalacja pomp obiegowych zwiększa prędkość ruchu wody wzdłuż obwodu grzewczego, a tym samym szybsze i równomierne rozprowadzanie ciepła w całym domu. Jednocześnie możliwe jest użycie kilku pomp do różnych obiegów grzewczych.
W przypadku skoków mocy konieczne jest zastosowanie regulatora napięcia, ponieważ awaria pompy może mieć poważne konsekwencje dla całego systemu. Pompy można podzielić na dwa typy w zależności od położenia silnika: z „suchym” wirnikiem i „mokrym” wirnik, a na dwóch typach naprężenie: mogą pracować z sieci 220 woltów i zasilaczy w 12 Volt.
Silnik w pompach z „suchym” wirnikiem jest odizolowany od zanurzonego wirnika o-ringami. W porównaniu z pompami z silnikiem zanurzonym, pompy „suche” mają wyższą sprawność.
Jednak wśród niedociągnięć można nazwać wysoki poziom hałasu, konieczność regularnej konserwacji i zmniejszonej żywotności. Dlatego w prywatnym domu z reguły używa się pompy obiegowej z „mokrym” wirnikiem.
Wybór rodzaju pompy zależy od możliwości naturalnej cyrkulacji wody w systemie. Jeśli nie jest to możliwe bez udziału pompy, wybór należy podjąć na korzyść opcji przy wsparciu 12 woltów i zasilacza awaryjnego.
W przeciwnym razie w przypadku przerwy w dostawie prądu woda może się zagotować, a system zawiedzie. Jeśli możliwa jest naturalna cyrkulacja, lepiej jest kupić bardziej powszechną i tańszą opcję z zasilaniem 220 V.
Podczas instalacji pompy o mocy 220 woltów konieczne jest zorganizowanie możliwości funkcjonowania systemu grzewczego w przypadku awarii zasilania. W tym celu należy zainstalować zawór odcinający na rurze i obejść go, zainstalować rurę obejściową z pompą (tzw. „Obejście”).
Na rurze obejściowej przed pompą zainstaluj filtr dźwigowy, a następnie - zawór odcinający. Dostosowując położenie zaworów odcinających na rurach głównych i bocznikowych, można włączyć tryb wymuszonej i naturalnej cyrkulacji.
Z reguły pompa jest instalowana na „rurze powrotnej” w pobliżu pieca, aby temperatura cieczy, która przejdzie przez pompę, była najniższa. To znacznie przedłuży żywotność pompy. Ponadto konieczne jest umieszczenie maksymalnej możliwej liczby elementów sterujących systemu ogrzewania jedno miejsce, aby w razie niebezpieczeństwa wyeliminować.
Zasady używania zbiornika ekspansyjnego
Płyn rozszerza się po podgrzaniu, a jeśli dzieje się to w układzie zamkniętym, ciśnienie wewnątrz niego znacznie wzrośnie, a wzrost ciśnienia jest obarczony przebiciem wody. Zastosowanie zaworu bezpieczeństwa jest niepraktyczne, ponieważ po schłodzeniu wody i zmniejszeniu jej objętości, powietrze zostanie wprowadzone do systemu.
Dlatego w obwodach grzewczych z wymuszonym ruchem wody należy stosować specjalne zbiorniki rozprężne, które są typu otwartego lub zamkniętego. Ich objętość jest obliczana na podstawie nie tylko maksymalnej rozszerzalności cieplnej cieczy (5-7%), ale także z uwzględnieniem możliwości zagotowania systemu.
Zbiornik typu otwartego wyposaża obwód wodny grawitacyjnego pieca grzewczego, tj. z naturalnym transportem nośnika ciepła. Jest to metalowy pojemnik o dowolnym kształcie, umieszczony na samym szczycie obiegu grzewczego. Komunikuje się bezpośrednio z atmosferą, dzięki czemu chłodziwo jest częściowo odparowywane.
Rurociąg jest podłączony do dolnej lub dolnej ćwiartki zbiornika, a odgałęziona rura jest przyspawana do jej górnej części w celu odprowadzania wody w przypadku przelewu i wylotu powietrza z systemu. Praktyka pokazuje, że objętość zbiornika typu otwartego powinna wynosić co najmniej 15% objętości wody w systemie grzewczym.
Zbiornik typu zamkniętego lub membranowego reprezentuje zamknięte naczynie z membraną wewnątrz. Woda, ogrzewanie, zwiększa ciśnienie, rozciąga membranę i wchodzi do zbiornika. W przypadku nadmiernego ciśnienia uruchamia się automatyka, a nadmiar chłodziwa jest odprowadzany do systemu kanalizacyjnego.
Po pierwszym rozładowaniu zwykle nie ma powodu, aby go ponownie produkować objętość chłodziwa staje się równa objętości systemu.
Zamknięty zbiornik membranowy jest zainstalowany przed pompą. Taki zbiornik, w przeciwieństwie do zbiornika typu otwartego, nie może pozbyć się samego powietrza, a zatem na górze konturu ogrzewanie, należy zainstalować żuraw Mayevsky (mechaniczny odpowietrznik) lub jego automatyczny analogowy Jedynym elementem zbiornika membranowego, który może ostatecznie ulec uszkodzeniu, jest membrana, więc lepiej kupić zbiornik z możliwością wymiany membrany.
Przy zakupie zbiornika typu zamkniętego, zwanego czasem akumulatorem hydraulicznym, nie należy mylić go z akumulatorem hydraulicznym do zasilania wodą. W przypadku zbiornika membranowego, który jest używany do ogrzewania, temperatura robocza wynosi do 120 stopni, a ciśnienie do 3 barów. Do stosowania w zbiornikach o temperaturze do 70 stopni i ciśnieniu do 10 barów.
Wybór między rurami a grzejnikami
System rur z tworzywa sztucznego z grzejnikami (baterie) lub system rur metalowych może być używany jako obieg wody do ogrzewania pieca. Główną zaletą grzejników jest to, że wyglądają ładniej niż masywne kanały powietrzne.
Plastikowe przewody można łatwo ukryć w podłodze, ponieważ nie wydziela ciepła. Chociaż zgodnie z zasadami okablowanie ogrzewania wody powinno być otwarte. Jednak rurociągi polimerowe mają ograniczenia: nie można ich układać tam, gdzie istnieje możliwość stopienia i bezpośredniego działania UV.
Zaletą rur metalowych jest niższa cena całego obiegu grzewczego, łatwość instalacji i rzadziej pojawiające się problemy podczas pracy systemu.
Niewielką zaletą systemu grzejnikowego jest również łatwość regulacji temperatury. Nawet najdokładniejsze obliczenia temperatury pomieszczenia można regulować. Na przykład, dziecku do 6 miesięcy zaleca się temperaturę 19-21 stopni Celsjusza, podczas gdy komfortową temperaturę w pozostałej części domu uważa się za 25 stopni.
Aby zapewnić taką temperaturę przez długi okres czasu w pomieszczeniu, wystarczy całkowicie lub częściowo zamknąć zawór dostarczający ciepło do jednego z grzejników. W przypadku rury metalowej problem można również rozwiązać, ale w bardziej skomplikowany sposób: zmniejszyć przenoszenie ciepła segmentu rury za pomocą pianki poliuretanowej lub osłon foliowych.
Inną opcją obwodu grzewczego może być podłoga ogrzewana wodą. Jest to bardzo wygodne uczucie dostarczania ciepła dla osoby, jednak instalacja ogrzewanej podłogi jest znacznie bardziej pracochłonna niż opcje rozważane wcześniej.
Ponadto, podczas korzystania z ogrzewanej podłogi, nie jest możliwe zapewnienie nachylenia dla naturalnej cyrkulacji wody, która jest w środku połączenie z rurą o małej średnicy ciepłej podłogi prowadzi do obowiązkowego warunku stosowania krążenia pompa.
Zapobiegaj zamarzaniu systemu grzewczego
Używanie wody jako chłodziwa ma jedną wadę - jeśli system grzewczy zamarznie, rurociąg i urządzenia zostaną uszkodzone. Szczególnie trudno jest w tym przypadku odzyskać wymiennik ciepła zintegrowany z piecem.
Problem ten dotyczy domów, które zimą nie mogą być ogrzewane przez długi czas. Jednym ze sposobów zapobiegania uszkodzeniu systemu jest stosowanie płynu przeciw zamarzaniu przeznaczonego do ogrzewania zamiast wody.
W pomieszczeniach mieszkalnych płyny na bazie glikolu propylenowego są stosowane jako płyn przeciw zamarzaniu jako substancja nietoksyczna, w przeciwieństwie do glikolu etylenowego.
Jednak pomysł użycia środka przeciw zamarzaniu ma swoje wady:
- środek przeciw zamarzaniu na bazie glikolu propylenowego jest drogi (od 80 p / litr);
- pojemność właściwa ciepła przeciw zamarzaniu jest mniejsza niż wody (około 15%), dlatego potrzebna jest duża pojemność pieca i duża powierzchnia urządzeń do ogrzewania pomieszczeń;
- środek przeciw zamarzaniu ma wyższą lepkość dynamiczną niż woda, dlatego potrzebna jest mocniejsza pompa obiegowa, a naturalny obieg jest niemożliwy;
- po podgrzaniu środek przeciw zamarzaniu rozszerza się do 40%, dlatego konieczne jest użycie dużego naczynia wzbiorczego typu zamkniętego;
- glikol propylenowy jest bardzo płynny, dlatego przenika przez związki w układzie grzewczym, przez które woda nie przenika;
- glikol propylenowy jest niekompatybilny z rurami ocynkowanymi, ponieważ po kontakcie dodatek przeciw zamarzaniu traci swoje właściwości;
- przy gotowaniu środka przeciw zamarzaniu (co jest prawdopodobne przy stosowaniu pieców) zachodzi nieodwracalna reakcja chemiczna, w wyniku której cały system będzie musiał zostać osuszony i ponownie napełniony środkiem przeciw zamarzaniu.
W przypadku środka przeciw zamarzaniu, system grzewczy musi być obliczony z wyprzedzeniem - jest to dość problematyczne, aby go użyć w projektach realizowanych dla wody.
Co więcej, projekt z użyciem środka przeciw zamarzaniu będzie znacznie droższy niż system ogrzewania wody. Dlatego stosowanie środków przeciw zamarzaniu nie stało się jeszcze powszechne w prywatnych domach do ogrzewania pieców, a inne metody są stosowane w celu zapobiegania zamarzaniu.
Drenaż wody z obwodu i koszuli lub rejestru pieca jest najczęstszym rozwiązaniem problemu przy długiej nieobecności właścicieli domu. Oprócz dodatkowej pracy, wady tej metody obejmują dostęp powietrza do metalowych elementów systemu od wewnątrz, aw rezultacie do rozprzestrzeniania się korozji.
Ponadto, jako rozwiązanie problemu przez krótki okres czasu, wykorzystuje się integrację z obiegiem grzewczym kotła elektrycznego o małej pojemności. Jego praca przy minimalnym poziomie zużycia energii jest w stanie tymczasowo utrzymać dodatnią temperaturę wody.
Przydatne wideo na ten temat
Roboczy system grzewczy oparty na piecu i obiegu wody w prywatnym domu o powierzchni 80 metrów kwadratowych:
Ciepło jest dostarczane do systemu grzewczego z pieców i kominków w porcjach, co komplikuje zadanie obliczania parametrów elementów obiegu grzewczego. Wykonywanie prac nad przeróbką konturów jest dość problematyczne, dlatego przy braku doświadczenia w tej dziedzinie lepiej jest zwrócić się do specjalistów, którzy mają umiejętności rozwiązywania takich problemów.
