Există multe modalități de a încălzi o casă privată asociată cu utilizarea de gaz și energie electrică. Cu toate acestea, o opțiune dovedită cu utilizarea cuptoarelor cu combustibil solid. Utilizarea încălzirii în forma sa clasică cu eliberarea căldurii în aer de la pereții cuptorului este eficientă numai pentru încăperile mici.
Pentru distribuția uniformă și rapidă a căldurii, se utilizează circuite de încălzire, în care aerul sau apa sunt utilizate ca lichid de răcire.
Conținutul articolului:
- Încălzire cu sistem de aer
- Dispozitivul de încălzire a apei pe baza cuptorului
- Elementele principale ale încălzirii apei
- Tipuri de schimbătoare de căldură și metode de plasare
- Circulația apei în circuitul de încălzire
- Regulile de utilizare a rezervorului de expansiune
- Alegerea între conducte și radiatoare
- Preveniți înghețarea sistemului de încălzire
- Video utile despre acest subiect
Încălzire cu sistem de aer
Motivul preferinței durabile, pe care proprietarii de case particulare le oferă opțiunea de încălzire a căminului, este costul scăzut și disponibilitatea lemnului de foc, a brichetelor de combustibil sau a cărbunelui.
Dezavantajul este că spațiul tratat este limitat, care poate fi eliminat prin amenajarea unui sistem de apă și aer bazat pe o unitate de cărămidă.
Specificitatea dispozitivului pentru încălzirea clădirilor cu un cuptor mic este prezentată în selecția fotografiei:
Principiul de funcționare a încălzirii aerului pe bază de sobă sau șemineu este transferul unui curent cald încălzit la temperatura de lucru într-un schimbător de căldură sau într-un cazan. Aerul intră fie direct în cameră, fie prin conductele de aer. Din cauza căii relativ mici, el nu are timp să piardă temperatura. Rezultatul este o distribuție uniformă a căldurii în casă.
Camera de încălzire a aerului este aranjată deasupra cuptorului, astfel încât suprafața superioară superioară a cuptorului și a coșului de fum să transfere cantitatea maximă de căldură la acesta. Circulația aerului are loc în mod natural sau cu ajutorul fanilor.
Circulația naturală are loc ca urmare a diferenței de densitate a aerului rece și cald. Aerul rece care intră în camera de încălzire deplasează aerul fierbinte în conductele de aer. Această metodă nu necesită prezența electricității, însă dacă aerul nu se mișcă destul de repede prin camera de încălzire, devine foarte fierbinte, ceea ce poate provoca probleme.
Circulația forțată are loc cu ajutorul ventilatoarelor sau pompelor. Cu toate acestea, încălzirea spațiului are loc mai repede și mai uniform. Cu ventilație forțată, prin reglarea modului său, puteți controla cu ușurință volumul de aer furnizat în diferite încăperi, determinând astfel microclimatul camerelor individuale din casă.
În funcție de tipul de alimentare cu aer rece, sistemele sunt împărțite în două tipuri:
- Cu reciclare completă. Masele de aer încălzite se alimentează cu răcire în aceeași încăpere. Dezavantajul circuitului este că calitatea aerului scade cu fiecare ciclu de încălzire / răcire.
- Cu recuperare parțială. O parte din aerul proaspăt este luat din exterior, care este amestecat în aer din încăpere. După încălzire, amestecul a două porțiuni de aer este furnizat consumatorului. Avantajul calității stabile a aerului, lipsa dependenței energetice.
Este clar că primul grup include sisteme de canale cu mișcarea naturală a agentului de răcire a aerului. Al doilea grup include opțiuni cu mișcarea forțată a aerului, pentru circulația căruia nu este necesar să se organizeze o rețea de conducte.
Principalele avantaje ale încălzirii aerului în comparație cu apa:
- eficiență ridicată;
- fara probleme;
- nu există radiatoare în camere.
Conturul dispozitivului cu mișcare forțată vă permite să faceți fără construirea sistemului de canale. În plus, acest soi poate fi combinat cu aer condiționat, umidificare și ionizare în aer.
Dacă nu este planificată instalarea unui dispozitiv care stimulează mișcarea aerului încălzit, se utilizează următoarele metode pentru a îmbunătăți performanța sobelor:
Creșterea eficienței sporește în mod spontan viteza fluxului de aer: cu cât aerul se încălzește mai repede, cu atât este mai intensă schimbarea masei aerului răcit și încălzit.
Principalele dezavantaje ale încălzirii prin aer în comparație cu apa:
- atunci când se utilizează un cuptor, temperatura aerului furnizat are un interval considerabil, spre deosebire de utilizarea altor mijloace de încălzire;
- conductele de aer au un diametru mare, astfel încât instalarea trebuie efectuată la etapa de construcție;
- de preferință locația cuptorului în subsol, în caz contrar este necesar să se utilizeze ventilatoare care emit zgomot.
Mișcarea aerului din cameră are o parte negativă - ridică praful, dar utilizarea filtrelor conducte permite acest praf să fie prins în mod eficient, reducând astfel cantitatea totală de praf în casa.
O altă caracteristică a încălzirii aerului având o parte pozitivă și negativă este rata de transfer de căldură. Pe de o parte, încăperile se încălzesc mai repede decât atunci când sunt încălzite de un circuit de apă, pe de altă parte inerția termică este absentă - de îndată ce aragazul sau șemineul se stinge, încăperea începe imediat se răcește
Spre deosebire de încălzirea cu apă a instalației de încălzire a aerului nu este dificilă. Toate elementele (tevi, coturi, grile de ventilație) pot fi conectate simplu fără sudură. Există conducte flexibile de aer care pot lua orice formă, în funcție de geometria spațiilor.
În ciuda acestui fapt, sistemele de încălzire a aerului pe bază de sobe sau seminee nu sunt încă răspândite. Mult mai des, într-o clădire individuală joasă, un circuit de apă este utilizat pentru încălzirea spațiilor.
Dispozitivul de încălzire a apei pe baza cuptorului
Principiile de funcționare a oricărui sistem de încălzire a apei se bazează pe distribuția căldurii dintr-o sursă locală în întreaga cameră, folosind mișcarea apei de-a lungul circuitului de încălzire.
Elementele principale ale încălzirii apei
Pentru un circuit de încălzire cu circuit de apă, principalele elemente sunt:
- o sobă sau șemineu cu schimbător de căldură în care se încălzește apa;
- circuit de încălzire, unde căldura este transferată în cameră;
- vasul de expansiune pentru a preveni deteriorarea sistemului ca rezultat al presiunii crescute;
- pompa de circulație pentru a asigura circulația apei în jurul circuitului.
Există reguli generale pentru funcționarea încălzirii apei, cum ar fi diagramele de conexiuni, care sunt bine cunoscute și trebuie respectate. Cu toate acestea, atunci când se utilizează un cuptor ca sursă de căldură, există cerințe specifice asociate caracteristicilor regimului de temperatură.
Cuptoarele nu se încălzesc rapid și se răcesc lent, apare o generare inegală de căldură și numai Instalarea corectă a tuturor componentelor sistemului va permite evitarea problemelor cu încălzirea de înaltă calitate. sediul casei.
Tipuri de schimbătoare de căldură și metode de plasare
Pentru fabricarea schimbătorului de căldură pentru cuptoare se utilizează oțel din tablă din oțel negru sau oțel inoxidabil termorezistent. Utilizarea fontei ca material de producție este dificilă, dar puteți utiliza produse finite din fontă, cum ar fi radiatoarele din fontă.
Este posibil să se utilizeze cupru, care are o conductivitate termică mai bună decât oțelul, dar prețul unui astfel de dispozitiv va fi ridicat. Schimbătorul de căldură se recomandă a fi din oțel cu o grosime de 3 mm. La temperaturile ridicate ale cuptorului, care rezultă din utilizarea cărbunelui sau, în special, a cocsului, este necesară utilizarea oțelului de 5 mm grosime.
Schimbătoarele de căldură pot fi împărțite în trei tipuri:
- registre, bobine și radiatoare, constând dintr-un set de țevi;
- cămăși (cazane), sudate din oțel;
- versiune combinată sub formă de pereți verticali conectați prin conducte (așa-numitele "cărți").
Cămașele din oțel sunt ușor de făcut și mai ușor de curățat de produsele de ardere a combustibilului, dar structurile tubulare au o zonă mare de încălzire. La fabricarea cămășilor trebuie să se țină seama de presiunea excesivă a apei care apare atunci când se folosește un expander de rezervor cu membrană sau de ridicare a apei la o înălțime mare.
Schimbătorul de căldură pentru încălzirea apei pe baza cuptorului poate fi fabricat din materiale uzate:
În acest caz, este necesară utilizarea oțelului cu o grosime de cel puțin 5 mm și consolidarea suplimentară a pereților cu nervuri de rigidizare pentru a evita deformarea acestora.
Formele structurilor tubulare pot fi diferite, cu toate acestea, este necesar să se respecte condiția ca dimensiunea internă a țevilor să aibă cel puțin 3 cm în diametru. În caz contrar, în cazul în care viteza de circulație este scăzută sau temperatura este prea mare, este posibilă fierberea apei. Registrele sunt realizate, de regulă, din formă și nu din țevi rotunde, pentru a facilita lucrările de sudură.
Puteți face singur un schimbător de căldură de dimensiunea necesară. În acest caz, trebuie acordată o atenție deosebită calității sudurii. Dacă un schimbător de căldură scade, toată apa va curge în cuptor. În plus, pentru a rezolva problema, va trebui să faceți o mulțime de lucruri: dezasamblați cuptorul, îndepărtați-l, preparați-l și puneți schimbătorul de căldură înapoi, apoi reasamblați cuptorul.
Există două opțiuni pentru amplasarea schimbătorului de căldură. În primul caz, acesta este plasat direct în cutia de foc, reducând în mod semnificativ spațiul său. În cel de-al doilea caz, registrele sunt instalate în capacul cuptoarelor non-actuale, cu toate acestea, cuptorul însuși are în acest caz o structură mai complexă.
Atunci când instalați un tip tubular de schimbător de căldură, este necesar să lăsați un spațiu între acesta și peretele sobei. Acest lucru este necesar pentru o mai bună încălzire a agentului de răcire, precum și posibilitatea de a curăța registrul. Periodic este necesar să se curățească atât cămășile, cât și registrele, deoarece în cazul înfundării grele cu cenușă, eficiența schimbului de căldură scade.
În prezența curățării plitei apare după îndepărtarea acesteia. Dacă cuptorul are doar o funcție de încălzire, curățarea are loc prin ușa de ardere.
Circulația apei în circuitul de încălzire
Principiile de bază ale organizării circulației naturale a apei în sistem sunt simularea unui "colector" accelerație "la ieșirea din schimbătorul de căldură și în crearea unei pante constante a țevilor circuitului de încălzire cu o valoare de 3-5 grade. Sensul general al "colectorului runaway" este că apa încălzită din cuptor se ridică vertical în sus și apoi este distribuită de-a lungul circuitului de încălzire.
Circulația se produce datorită diferenței dintre greutatea specifică a apei reci și a apei calde. Apa rece este mai grea decât apa fierbinte și curge spre schimbătorul de căldură, împinge apa fierbinte în sus. Punctul de intrare al "returului" trebuie să fie mai mic decât puterea de ieșire a apei din radiatoarele de încălzire, în caz contrar circulația apei va fi foarte lentă sau nu va fi deloc.
Instalarea pompelor de circulație crește viteza mișcării apei de-a lungul circuitului de încălzire și, prin urmare, o distribuție mai rapidă și uniformă a căldurii în întreaga casă. În același timp, este posibil să utilizați mai multe pompe pentru diferite circuite de încălzire.
În cazul supratensiunilor, este necesar să se aplice un regulator de tensiune, deoarece defecțiunea pompei poate avea consecințe grave asupra întregului sistem. Pompele pot fi împărțite în două tipuri în funcție de poziția motorului: cu rotor "uscat" și "umed" un rotor și două tipuri de tensiune: pot funcționa dintr-o rețea de 220 V și din surse de alimentare în 12 Volt.
Motorul din pompele cu rotor "uscat" este izolat de rotorul imersat cu inele O. În comparație cu pompele cu motor submersibil, pompele "uscate" au o eficiență mai mare.
Cu toate acestea, printre neajunsuri se poate numi un nivel ridicat de zgomot, necesitatea unei întrețineri regulate și o durată de viață redusă. Prin urmare, într-o casă privată, de regulă, utilizați o pompă de circulație cu un rotor "umed".
Alegerea tipului de putere a pompei depinde de posibilitatea circulației naturale a apei în sistem. Dacă este imposibil fără participarea pompei, alegerea trebuie făcută în favoarea opțiunii, cu sprijinul a 12 volți și o sursă de alimentare neîntreruptibilă.
În caz contrar, în caz de întrerupere a alimentării cu apă, apa se poate fierbe și sistemul va eșua. Dacă este posibilă circulația naturală, atunci este mai bine să achiziționați o opțiune mai obișnuită și mai ieftină cu o rețea de 220 volți.
Când instalați o pompă cu o putere de 220 volți, este necesar să organizați posibilitatea funcționării sistemului de încălzire în caz de întrerupere a alimentării. Pentru a face acest lucru, instalați o supapă de oprire pe conductă și ocolind-o, instalați o conductă de by-pass cu o pompă (așa-numitul "bypass").
Pe conducta de bypass din fața pompei instalați un filtru de macara și apoi - o supapă de oprire. Prin reglarea poziției supapelor de închidere de pe conductele principale și de by-pass, este posibilă pornirea modului de circulație forțată și naturală.
De regulă, pompa este instalată pe "conducta de retur" lângă cuptor, astfel încât temperatura lichidului care va trece prin pompă să fie cea mai mică. Acest lucru va prelungi semnificativ durata de viață a pompei. În plus, este necesar să se introducă numărul maxim posibil de comenzi ale sistemului de încălzire în un loc, astfel încât, în caz de urgență eliminare.
Regulile de utilizare a rezervorului de expansiune
Fluidul se extinde atunci când este încălzit, iar dacă se întâmplă acest lucru într-un sistem închis, presiunea din interior va crește foarte mult, iar creșterea presiunii este plină de pierderi de apă. Utilizarea unei supape de siguranță nu este practică, deoarece după răcirea apei și reducerea volumului acesteia, aerul va fi lansat în sistem.
Prin urmare, în circuitele de încălzire cu mișcare forțată de utilizare a apei se utilizează rezervoare speciale de expansiune, care sunt deschise sau închise. Volumul lor se calculează nu numai pe baza expansiunii termice maxime a lichidului (5-7%), ci și ținând seama de posibilitatea de fierbere a sistemului.
Un rezervor tip deschis echipează un circuit de apă al unui cuptor de încălzire de tip gravitațional, adică cu transportul natural al transportorului de căldură. Este un recipient metalic de formă arbitrară, situat chiar în partea de sus a circuitului de încălzire. Comunică direct cu atmosfera, din cauza căreia lichidul de răcire este parțial evaporat.
Conducta este conectată la partea inferioară sau inferioară a rezervorului și o conductă de ramificație este sudată la partea superioară a acesteia pentru a scurge apa în caz de supraîncărcare și de evacuare a aerului din sistem. Practica arată că volumul unui rezervor de tip deschis trebuie să fie de cel puțin 15% din volumul de apă din sistemul de încălzire.
Rezervorul de tip închis sau de membrană reprezintă vasul închis cu o membrană în interior. Apa, încălzirea, crește presiunea, întinde membrana și intră în rezervor. În caz de presiune în exces, automatizarea este declanșată și lichidul de răcire în exces este descărcat în sistemul de canalizare.
După prima descărcare de gestiune, de obicei, nu există nici un motiv să-l re-produs, deoarece volumul lichidului de răcire devine egal cu volumul sistemului.
Un rezervor de membrană închis este instalat în fața pompei. Un astfel de rezervor, spre deosebire de un rezervor de tip deschis, nu poate scăpa de aerul însuși, de aceea în partea de sus a conturului încălzire, trebuie să instalați o macara Mayevsky (sistem de aerisire mecanică) sau sistemul său automat analogic. Singurul element al rezervorului cu membrană care poate să nu reușească în cele din urmă este membrana, deci este mai bine să cumpărați un rezervor cu posibilitatea de schimbare a membranei.
Atunci când achiziționați un rezervor de tip închis, numit uneori un acumulator hidraulic, cel mai important lucru nu trebuie să îl confundați cu un acumulator hidraulic pentru alimentare cu apă. Pentru un rezervor cu membrană utilizat în încălzire, temperatura de lucru este de până la 120 de grade, iar presiunea este de până la 3 bari. Pentru rezervoare de apă cu temperaturi de până la 70 de grade și presiuni de până la 10 bari.
Alegerea între conducte și radiatoare
Un sistem de țevi din plastic cu radiatoare (baterii) sau un sistem de conducte metalice poate fi folosit ca circuit de apă pentru încălzirea aragazului. Principalul avantaj al radiatoarelor este că arată mai frumos în comparație cu conductele de aer masive.
Cablurile din plastic pot fi ușor ascunse în podea, deoarece nu dau căldură. Deși prin reguli ar trebui să fie deschis cablajul de încălzire a apei. Cu toate acestea, conductele de polimeri au limitări: ele nu pot fi așezate acolo unde există posibilitatea topirii și acțiunii directe a UV.
Avantajul conductelor metalice constă în prețul inferior al întregului circuit de încălzire, ușurința de instalare și probleme mai puțin frecvente în timpul funcționării sistemului.
Un ușor avantaj al unui sistem radiator este de asemenea ușurința ajustării temperaturii. Chiar și cele mai exacte calcule ale temperaturii camerei pot fi ajustate. De exemplu, un copil mic de până la 6 luni este recomandat la o temperatură de 19-21 grade Celsius, în timp ce o temperatură confortabilă în restul casei este considerată 25 de grade.
Pentru a asigura o astfel de temperatură pentru o perioadă lungă de timp în încăpere, este suficient să închideți complet sau parțial robinetul de alimentare cu energie termică la unul dintre radiatoare. În cazul unei țevi metalice, problema poate fi rezolvată, dar într-un mod mai complicat: reducerea transferului de căldură al segmentului de țeavă utilizând spumă poliuretanică sau carcase de folie.
O altă opțiune a circuitului de încălzire poate fi o podea încălzită cu apă. Acesta este un sentiment foarte confortabil de aprovizionare cu căldură pentru o persoană, cu toate acestea, instalarea unei podele încălzite este mult mai laborioasă decât opțiunile considerate anterior.
În plus, atunci când se utilizează o podea încălzită, nu este posibil să se asigure o pantă pentru circulația naturală a apei, combinarea cu o țeavă cu diametru mic de podea caldă duce la condiția obligatorie pentru utilizarea circulației pompa.
Preveniți înghețarea sistemului de încălzire
Utilizarea apei ca lichid de răcire are un dezavantaj - dacă sistemul de încălzire îngheață, conductele și aparatele vor fi deteriorate. Este deosebit de dificil să se recupereze în acest caz schimbătorul de căldură integrat în cuptor.
Această problemă este relevantă pentru casele care în timpul iernii nu pot fi încălzite pentru o perioadă lungă de timp. O modalitate de a preveni deteriorarea sistemului este utilizarea antigelului conceput pentru sistemele de încălzire în loc de apă.
Pentru spațiile rezidențiale, fluidele pe bază de propilen glicol sunt utilizate ca antigel pentru a nu fi toxice, spre deosebire de etilen glicol.
Cu toate acestea, ideea folosirii antigelului are dezavantaje:
- antigel pe bază de propilenglicol este scump (de la 80 p / litru);
- capacitatea specifică de căldură a antigelului este mai mică decât cea a apei (aproximativ 15%), prin urmare este necesară o capacitate mare a cuptorului și o suprafață mare de dispozitive de încălzire a spațiului;
- antigelul are o vâscozitate dinamică mai mare decât apa, prin urmare este necesară o pompă de circulație mai puternică, iar circulația naturală este imposibilă;
- când este încălzit, antigelul se extinde până la 40%, prin urmare este necesar să se utilizeze un rezervor de expansiune mare de tip închis;
- propilen glicolul este foarte fluid, prin urmare penetrează prin compușii din sistemul de încălzire prin care apa nu penetrează;
- propilen glicol este incompatibil cu conductele galvanizate, deoarece la contact, aditivul antifreez își pierde proprietățile;
- atunci când se antigel (care este probabil atunci când se utilizează cuptoare) apare o reacție chimică ireversibilă, ca rezultat al întregului sistem care trebuie să fie drenat și reumplut antigel.
Pentru antigel, sistemul de încălzire trebuie să fie calculat în prealabil - este destul de dificil de utilizat în proiecte implementate pentru apă.
Mai mult, proiectul cu utilizarea antigelului va fi mult mai scump decât un sistem de încălzire a apei. Prin urmare, utilizarea antigelului nu a devenit încă răspândită în casele particulare pentru încălzirea aragazului și alte metode sunt folosite pentru a preveni înghețarea.
Scurgerea apei din circuit și tricoul sau registrul cuptorului este soluția cea mai comună a problemei cu o lungă absență a proprietarilor casei. Pe lângă munca suplimentară, dezavantajele acestei metode includ accesul aerului la elementele metalice ale sistemului din interior și, prin urmare, răspândirea coroziunii.
De asemenea, ca o soluție la problemă pentru o perioadă scurtă de timp, se utilizează integrarea în circuitul de încălzire a unui cazan electric de capacitate mică. Munca sa la un nivel minim de consum de energie este capabilă să mențină temporar o temperatură pozitivă a apei.
Video utile despre acest subiect
Sistem de încălzire funcțional bazat pe aragaz și circuitul de apă într-o casă privată cu o suprafață de 80 de metri pătrați:
Căldura este furnizată sistemului de încălzire din sobe și șemineuri în porții, ceea ce complică sarcina de calcul al parametrilor elementelor circuitului de încălzire. Este destul de dificil să se lucreze la restructurarea conturului, prin urmare, din cauza lipsei de experiență în acest domeniu, este mai bine să se adreseze specialiștilor care au abilitățile necesare pentru a rezolva astfel de probleme.