Há muitas maneiras de aquecer uma casa particular associada ao uso de gás e eletricidade. No entanto, uma opção comprovada com o uso de fornos de combustível sólido. Usar o aquecimento do fogão em sua forma clássica com a liberação de calor no ar das paredes do forno é efetivo apenas para salas pequenas.
Para uma distribuição uniforme e rápida do calor, são usados circuitos de aquecimento, onde o ar ou a água são usados como refrigerante.
Conteúdo do artigo:
- Aquecimento com sistema de ar
- O dispositivo de aquecimento de água na base do forno
- Os principais elementos do aquecimento de água
- Tipos de trocador de calor e métodos de colocação
- Circulação de água no circuito de aquecimento
- Regras de Uso do Tanque de Expansão
- A escolha entre canos e radiadores
- Evitar o congelamento do sistema de aquecimento
- Vídeo útil sobre o tema
Aquecimento com sistema de ar
O motivo da preferência sustentável, que os proprietários de casas particulares dão a opção de aquecimento do fogão, é o baixo custo e a disponibilidade de lenha, briquetes de combustível ou carvão.
A desvantagem é que o espaço tratado é limitado, o que pode ser eliminado pela disposição de um sistema de água e ar com base em uma unidade de tijolo.
A especificidade do dispositivo para aquecimento de edifícios baixos com forno é apresentada na seleção da foto:
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
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O princípio de funcionamento do aquecimento do ar com base em um fogão ou lareira é a transferência de um fluxo quente aquecido à temperatura de trabalho em um trocador de calor ou em uma caldeira. O ar entra diretamente na sala ou através de dutos de ar. Devido ao caminho relativamente pequeno, ele não tem tempo para perder a temperatura. O resultado é uma distribuição uniforme de calor em toda a casa.
A câmara para aquecer o ar está disposta por cima do forno, de modo que a superfície superior quente do forno e a chaminé transferem a quantidade máxima de calor para o mesmo. A circulação de ar ocorre naturalmente ou com a ajuda de ventiladores.

A circulação natural ocorre como resultado da diferença na densidade do ar frio e quente. O ar frio que entra na câmara de aquecimento desloca o ar quente para os dutos de ar. Este método não requer a presença de eletricidade, no entanto, se o ar não se mover rápido o suficiente através da câmara de aquecimento, ele se torna muito quente, o que pode causar problemas.

A circulação forçada ocorre com o uso de ventiladores ou bombas. No entanto, o aquecimento do espaço ocorre de forma mais rápida e uniforme. Com a ventilação forçada, ajustando o seu modo, você pode controlar facilmente o volume de ar fornecido a várias salas, determinando assim o microclima dos quartos individuais da casa.
De acordo com o tipo de fornecimento de ar frio, os sistemas são divididos em dois tipos:
- Com reciclagem completa. Massas de ar aquecidas alternam com refrigeradas dentro da mesma sala. A desvantagem do circuito é que a qualidade do ar diminui com cada ciclo de aquecimento / resfriamento.
- Com recuperação parcial. Parte do ar fresco é retirado do exterior, que é misturado ao ar da sala. Após o aquecimento, a mistura de duas porções de ar é fornecida ao consumidor. Vantagem na qualidade estável do ar, falta de dependência energética.
É claro que o primeiro grupo inclui sistemas de canal com o movimento natural do refrigerante de ar. O segundo grupo inclui opções com o movimento forçado de ar, para o movimento do qual não é necessário organizar uma rede de condutas.
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As principais vantagens do aquecimento do ar em comparação com a água:
- alta eficiência;
- livre de problemas;
- sem radiadores nos quartos.
O contorno do dispositivo com movimento forçado permite que você faça sem a construção do sistema de dutos. Além disso, esta variedade pode ser combinada com ar condicionado, umidificação e ionização do ar.
Se a instalação de um dispositivo que estimula o movimento do ar aquecido não for planejada, os seguintes métodos são usados para melhorar o desempenho do fogão:

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
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O aumento da eficiência aumenta espontaneamente a velocidade do fluxo de ar: quanto mais rápido o ar esquenta, mais intensa é a mudança na massa de ar resfriada e aquecida.
As principais desvantagens do aquecimento do ar em comparação com a água:
- quando se utiliza um forno, a temperatura do ar fornecido tem um alcance considerável, ao contrário de outros meios de aquecimento;
- dutos de ar têm um diâmetro grande, então a instalação deve ser realizada na fase de construção;
- preferencialmente a localização do forno no porão, caso contrário, é necessário usar ventiladores que emitem ruído.
O movimento do ar na sala tem um lado negativo - aumenta a poeira, mas o uso de filtros canalização permite que esta poeira seja efetivamente capturada, reduzindo assim a quantidade total de casa.
Outra característica do aquecimento do ar com um lado positivo e negativo é a taxa de transferência de calor. Por um lado, os quartos aquecem mais rápido do que quando aquecidos por um circuito de água, por outro inércia térmica está ausente - assim que o fogão ou a lareira se apaga, a sala começa imediatamente esfriar

Ao contrário da instalação de aquecimento de água do sistema de aquecimento de ar não é difícil. Todos os elementos (tubos, curvas, grelhas de ventilação) podem ser simplesmente conectados sem soldagem. Existem dutos de ar flexíveis que podem assumir qualquer forma, dependendo da geometria das instalações.
Apesar disso, sistemas de aquecimento de ar baseados em fogões ou lareiras ainda não são difundidos. Muito mais frequentemente em um edifício baixo individual, um circuito de água é usado para aquecer as instalações.

O dispositivo de aquecimento de água na base do forno
Os princípios de operação de qualquer sistema de aquecimento de água são baseados na distribuição de calor de uma fonte local em toda a sala, usando o movimento da água ao longo do circuito de aquecimento.
Os principais elementos do aquecimento de água
Para um circuito de aquecimento com um circuito de água, os principais elementos são:
- um fogão ou lareira com um permutador de calor no qual a água é aquecida;
- circuito de aquecimento, onde o calor é transferido para a sala;
- tanque de expansão para evitar danos ao sistema como resultado do aumento da pressão;
- bomba de circulação para garantir o movimento da água ao redor do circuito.
Existem regras gerais para o funcionamento do aquecimento de água, como diagramas de fiação, que são bem conhecidos e devem ser seguidos. No entanto, quando se utiliza um forno como fonte de calor, existem requisitos específicos associados à característica do regime de temperatura.
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Os fornos não aquecem rapidamente e arrefecem lentamente, ocorre uma geração de calor desigual e apenas A instalação correta de todos os componentes do sistema permitirá evitar problemas com aquecimento de alta qualidade. instalações da casa.
Tipos de trocador de calor e métodos de colocação
Para o fabrico do permutador de calor dos fornos, é utilizado aço de chapa de aço "preto" ou aço inoxidável resistente ao calor. O uso de ferro fundido como material para produção é difícil, mas você pode usar produtos acabados de ferro fundido, como radiadores de ferro fundido.
É possível usar o cobre, que tem melhor condutividade térmica do que o aço, mas o preço de tal dispositivo será alto. O trocador de calor é recomendado para ser feito de aço com uma espessura de 3 mm. Em altas temperaturas do forno, decorrentes do uso de carvão ou, especialmente, coque, é necessário usar aço de 5 mm de espessura.
Trocadores de calor podem ser divididos em três tipos:
- Registos, bobinas e radiadores, constituídos por um conjunto de tubos;
- camisas (caldeiras), soldadas em chapa de aço;
- versão combinada na forma de paredes verticais conectadas por tubos (os chamados “livros”).
Camisas feitas de chapa de aço são mais fáceis de fazer e mais fáceis de limpar dos produtos de combustão de combustível, mas as estruturas tubulares têm uma grande área de aquecimento. No fabrico de camisas deve ter em conta o excesso de pressão da água que ocorre quando se utiliza um expansor de tanque de membrana ou levantando água a uma grande altura.
O trocador de calor para aquecimento de água na base do forno pode ser feito de materiais de sucata:




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

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Neste caso, é necessário usar aço com uma espessura de pelo menos 5 mm e, adicionalmente, reforçar as paredes com nervuras de reforço, a fim de evitar a sua deformação.
As formas das estruturas tubulares podem ser diferentes, no entanto, é necessário observar a condição de que o tamanho interno dos tubos tenha pelo menos 3 cm de diâmetro. Caso contrário, se a velocidade de circulação for lenta ou a temperatura for muito alta, é provável que haja água fervente. Os registros são feitos, em regra, a partir de tubos moldados, e não de tubos redondos, a fim de facilitar o trabalho de soldagem.
Você pode fazer um trocador de calor do tamanho necessário sozinho. Neste caso, atenção especial deve ser dada à qualidade da soldagem. Se um permutador de calor vazar, toda a água irá fluir para o forno. Além disso, para resolver o problema, você terá que fazer um monte de trabalho: desmontar o forno, removê-lo, fermentá-lo e colocar o trocador de calor de volta e, em seguida, remontar o forno.
Existem duas opções para a localização do trocador de calor. No primeiro caso, é colocado diretamente na fornalha, estreitando significativamente seu espaço. No segundo caso, os registradores são instalados no topo dos fornos não correntes, entretanto, o próprio forno, neste caso, possui uma estrutura mais complexa.

Ao instalar um tipo tubular de trocador de calor, é necessário deixar um espaço entre ele e a parede do fogão. Isto é necessário para um melhor aquecimento do refrigerante, bem como a possibilidade de limpeza do registro. É periodicamente necessário limpar as camisas e os registros, já que em caso de entupimento pesado com cinzas, a eficiência da troca de calor diminui.
Na presença da limpeza da placa ocorre após a sua remoção. Se o forno tiver apenas uma função de aquecimento, a limpeza ocorre através da porta de combustão.
Circulação de água no circuito de aquecimento
Os princípios básicos da organização da circulação natural da água no sistema são para simular um “coletor aceleração "na saída do trocador de calor e na criação de uma inclinação constante dos tubos do circuito de aquecimento de um valor de 3-5 graus O significado geral do "coletor de fuga" é que a água aquecida do forno sobe verticalmente para cima e depois é distribuída ao longo do circuito de aquecimento.
Circulação ocorre devido à diferença na gravidade específica da água fria e quente. A água fria é mais pesada que a água quente, e fluindo para o trocador de calor, desloca a água quente pelo cano. O ponto de entrada do "retorno" deve ser menor do que a saída de água dos radiadores de aquecimento, caso contrário, a circulação de água será muito lenta ou não será de todo.

A instalação de bombas de circulação aumenta a velocidade do movimento da água ao longo do circuito de aquecimento e, assim, uma distribuição mais rápida e uniforme do calor em toda a casa. Ao mesmo tempo, é possível usar várias bombas para diferentes circuitos de aquecimento.
No caso de picos de energia, é necessário aplicar um regulador de tensão, uma vez que a falha da bomba pode ter sérias conseqüências para todo o sistema. As bombas podem ser divididas em dois tipos em relação à posição do motor: com um rotor "seco" e "molhado" um rotor, e em dois tipos de tensão: eles podem trabalhar a partir de uma rede de 220 volts e de fontes de alimentação em 12 Volt
O motor em bombas com um rotor "seco" é isolado do impulsor imerso com anéis "O". Em comparação com bombas com motor submerso, as bombas "secas" têm maior eficiência.
No entanto, entre as deficiências pode ser chamado um alto nível de ruído, a necessidade de manutenção regular e redução da vida útil. Portanto, em uma casa particular, como regra, use uma bomba de circulação com um rotor "molhado".
A escolha do tipo de potência da bomba depende da possibilidade de circulação natural de água no sistema. Se é impossível sem a participação da bomba, então a escolha deve ser feita em favor da opção com o apoio de 12 Volts e uma fonte de alimentação ininterrupta.
Caso contrário, no caso de falta de energia, a água pode ferver e o sistema falhará. Se a circulação natural é possível, então é melhor comprar uma opção mais comum e mais barata com energia elétrica de 220 volts.

Ao instalar uma bomba com uma potência de 220 volts, é necessário organizar a possibilidade de funcionamento do sistema de aquecimento durante uma queda de energia. Para fazer isso, instale uma válvula de parada no tubo, e contornando-a, instale um tubo de derivação com uma bomba (o chamado "bypass").
No tubo de derivação na frente da bomba, instale um filtro de guindaste e, em seguida, uma válvula de parada. Ao ajustar a posição das válvulas de fechamento nos tubos principais e by-pass, é possível ativar o modo de circulação forçada e natural.
Como regra geral, a bomba é instalada no "tubo de retorno" próximo ao forno, de modo que a temperatura do líquido que passará pela bomba seja a mais baixa. Isso prolongará significativamente a vida útil da bomba. Além disso, é necessário colocar o maior número possível de controles do sistema de aquecimento um lugar para que, em caso de emergência eliminar.

Regras de Uso do Tanque de Expansão
O fluido se expande quando aquecido, e se isso acontecer em um sistema fechado, a pressão dentro dele aumentará muito, e o aumento de pressão estará repleto de vazamentos de água. O uso de uma válvula de segurança é impraticável, uma vez que depois de resfriar a água e reduzir seu volume, o ar será lançado no sistema.
Portanto, nos circuitos de aquecimento com o movimento forçado da água, use tanques de expansão especiais, que são do tipo aberto ou fechado. Seu volume é calculado com base não apenas na expansão térmica máxima do líquido (5-7%), mas também levando em consideração a possibilidade de ferver o sistema.
Um tanque de tipo aberto equipa um circuito de água de um forno de aquecimento do tipo gravitacional, ou seja, com transporte natural do transportador de calor. É um recipiente de metal de forma arbitrária, localizado no topo do circuito de aquecimento. Ele se comunica diretamente com a atmosfera, por causa da qual o refrigerante é parcialmente evaporado.
A tubulação está conectada ao quarto inferior ou inferior do tanque, e um tubo de ramal é soldado ao topo para drenar a água em caso de transbordamento e saída de ar do sistema. A prática mostra que o volume de um tanque do tipo aberto deve ser pelo menos 15% do volume de água no sistema de aquecimento.

O tanque do tipo fechado ou de membrana representa o vaso fechado com uma membrana no interior. Água, aquecimento, aumenta a pressão, estica a membrana e entra no tanque. No caso de excesso de pressão, a automação é acionada e o excesso de líquido refrigerante é descarregado no sistema de esgoto.
Após a primeira descarga, geralmente não há razão para re-produzi-lo, uma vez que o volume de refrigerante torna-se igual ao volume do sistema.
Um tanque de membrana fechado é instalado na frente da bomba. Tal tanque, diferentemente de um tanque do tipo aberto, não pode se livrar do próprio ar, portanto no topo do contorno aquecimento, você deve instalar um guindaste Mayevsky (ventilação mecânica) ou sua análogo O único elemento do tanque de membrana que pode eventualmente falhar é a membrana, então é melhor comprar um tanque com a possibilidade de trocar a membrana.
Ao comprar um tanque do tipo fechado, que às vezes é chamado de acumulador hidráulico, o principal é não confundi-lo com um acumulador hidráulico para o abastecimento de água. Para um tanque de membrana que é usado no aquecimento, a temperatura de trabalho é de até 120 graus e a pressão é de até 3 bar. Para tanques de uso de água com temperaturas de até 70 graus e pressões de até 10 bar.
A escolha entre canos e radiadores
Um sistema de tubo de plástico com radiadores (baterias) ou um sistema de tubo de metal pode ser usado como um circuito de água para aquecimento de fogões. A principal vantagem dos radiadores é que eles parecem mais bonitos em comparação com dutos de ar maciços.
Cabos de plástico podem ser facilmente escondidos no chão, já que não emitem calor. Embora pelas regras a fiação de aquecimento de água deve estar aberta. No entanto, pipelines de polímeros têm limitações: eles não podem ser colocados onde há uma possibilidade de fusão e ação direta de UV.
A vantagem dos tubos de metal reside no preço mais baixo de todo o circuito de aquecimento, facilidade de instalação e problemas menos frequentes durante o funcionamento do sistema.

Uma ligeira vantagem de um sistema de radiador é também a facilidade de ajuste de temperatura. Até mesmo os cálculos mais precisos da temperatura da sala podem ser ajustados. Por exemplo, uma criança de até 6 meses é recomendada a temperatura de 19-21 graus Celsius, enquanto uma temperatura confortável no resto da casa é considerada 25 graus.
Para garantir essa temperatura por um longo período de tempo na sala, é suficiente fechar total ou parcialmente a torneira de fornecimento de calor a um dos radiadores. No caso de um tubo de metal, o problema também pode ser resolvido, mas de uma maneira mais complicada: reduzir a transferência de calor do segmento de tubo usando espuma de poliuretano ou invólucros de alumínio.
Outra opção do circuito de aquecimento pode ser um piso aquecido a água. Esta é uma sensação muito confortável de fornecimento de calor para uma pessoa, no entanto, a instalação de um piso aquecido é muito mais trabalhoso do que as opções consideradas anteriormente.
Além disso, quando se utiliza um piso aquecido, não é possível fornecer uma inclinação para a circulação natural de água, o que combinação com um tubo de pequeno diâmetro de um piso quente leva à condição obrigatória para o uso de circulação a bomba.

Evitar o congelamento do sistema de aquecimento
Usar a água como refrigerante tem uma desvantagem - se o sistema de aquecimento congelar, o encanamento e os aparelhos serão danificados. É especialmente difícil recuperar neste caso o permutador de calor integrado no forno.
Este problema é relevante para as casas que no inverno não podem ser aquecidas por um longo tempo. Uma maneira de evitar danos ao sistema é usar anticongelante projetado para sistemas de aquecimento em vez de água.
Para instalações residenciais, os fluidos à base de propilenoglicol são usados como anticongelante como substância não tóxica, ao contrário do etilenoglicol.
No entanto, a ideia de usar anticongelante tem suas desvantagens:
- o anticongelante à base de propilenoglicol é caro (de 80 p / litro);
- a capacidade térmica específica do anticongelante é menor que a da água (aproximadamente 15%), portanto, é necessária uma grande capacidade do forno e uma grande área de superfície de dispositivos de aquecimento do espaço;
- o anticongelante tem uma viscosidade dinâmica mais alta que a água, portanto, é necessária uma bomba de circulação mais potente e a circulação natural é impossível;
- quando aquecido, o anticongelante se expande até 40%, portanto, é necessário usar um tanque de expansão grande de tipo fechado;
- o propileno glicol é muito fluido, por isso penetra através dos compostos no sistema de aquecimento através do qual a água não penetra;
- o propilenoglicol é incompatível com os tubos galvanizados, porque ao contato o aditivo anticongelante perde suas propriedades;
- Ao ferver o anticongelante (o que é provável quando se usa fornos) ocorre uma reação química irreversível, como resultado do qual todo o sistema terá que ser drenado e reabastecido anticongelante.
Para o anticongelante, o sistema de aquecimento deve ser calculado com antecedência - é bastante problemático usá-lo em projetos implementados para a água.
Além disso, o projeto com o uso de anticongelante será muito mais caro do que um sistema de aquecimento de água. Portanto, o uso de anticongelante ainda não se generalizou em casas particulares para aquecimento de fogões, e outros métodos são usados para evitar o congelamento.

A drenagem de água do circuito e registro de camisa ou forno é a solução mais comum para o problema com uma longa ausência dos donos da casa. Além do trabalho adicional, as desvantagens deste método incluem o acesso de ar aos elementos metálicos do sistema a partir do interior e, como resultado, a propagação da corrosão.
Além disso, como solução para o problema por um curto período de tempo, é utilizada a integração no circuito de aquecimento de uma caldeira elétrica de pequena capacidade. Seu trabalho em um nível mínimo de consumo de energia é capaz de manter temporariamente uma temperatura positiva da água.

Vídeo útil sobre o tema
Sistema de aquecimento de trabalho baseado no fogão e no circuito de água em uma casa particular com uma área de 80 metros quadrados:
O calor é fornecido ao sistema de aquecimento a partir de fornos e lareiras em porções, o que complica a tarefa de calcular os parâmetros dos elementos do circuito de aquecimento. É bastante problemático realizar trabalhos sobre retrabalho de contornos, portanto, com falta de experiência nessa área, é melhor recorrer a especialistas que tenham as habilidades para resolver tais problemas.