Opzioni di riscaldamento per una casa di campagna: scelta di una caldaia

La scelta corretta di una caldaia per un'abitazione privata aumenterà l'efficienza e la funzionalità dell'impianto di riscaldamento

Opzioni di riscaldamento per una casa di campagna: come scegliere una caldaia

Come scegliere una caldaia per il riscaldamento di una casa privata? La costruzione individuale presuppone la presenza di un progetto, che include il calcolo dell'ingegneria termica dell'edificio. Schemi, dettagli e raccomandazioni dei progettisti per la disposizione del sistema di riscaldamento costituiscono la parte ingegneristica del documento. Se non esiste una soluzione già pronta, l'articolo offre al lettore il principio dell'auto-selezione dell'attrezzatura della caldaia.

La potenza del generatore deve corrispondere al carico termico dei locali riscaldati. Le deviazioni portano a un riscaldamento irregolare dei dispositivi di riscaldamento, consumo eccessivo di carburante, surriscaldamento del liquido di raffreddamento e guasto dell'apparecchiatura.

Quando si calcola la capacità della caldaia, è necessario tenere conto del carico termico dei locali riscaldati.

La formula per determinare la potenza della caldaia:

W_gatto = (S x W_oud)/10 (kW), dove

W_gatto - potenza caldaia, kW;
S - area riscaldata, m²;
W_oud - potenza specifica della zona climatica per 10 m² superficie del locale, kW.

Tabella 1. Il valore della potenza specifica per zone climatiche:

Importante! Metodo semplificato per il calcolo della potenza (1 kW per 10 m² area) non tiene conto delle condizioni climatiche della zona, dell'altezza, dei materiali e del grado di isolamento della casa.

Quando si scelgono le apparecchiature di riscaldamento, è necessario tenere conto delle condizioni climatiche dell'area

Il funzionamento efficace del riscaldamento autonomo è impossibile senza una serie di misure:

• isolamento dei soffitti, pavimenti, pareti esterne, tetti, scantinati, solai, installazione di finestre con doppi vetri e moderni blocchi di porte;
• esecuzione di un calcolo preliminare di ingegneria termica (determinazione della dispersione termica attraverso le strutture di contenimento);
• compatibilità delle apparecchiature del sistema di riscaldamento - raccomandazioni di progettazione;
• installazione di alta qualità del sistema, rispetto delle regole per la messa in servizio e il funzionamento delle apparecchiature;
• prevenzione tempestiva: lavaggio e collaudo idraulico dell'impianto di riscaldamento alla fine del periodo di riscaldamento;
• trattamento preliminare dell'acqua - filtrazione e addolcimento dell'acqua di caldaia.

L'efficienza del sistema di riscaldamento dipenderà direttamente dalla qualità del suo calcolo e installazione.

Tipi di sistemi di riscaldamento dell'acqua calda

Il sistema di riscaldamento dell'acqua è semplice, affidabile ed economico: la caldaia genera e il flusso d'acqua attraverso il circuito secondario trasferisce l'energia termica all'abitazione. Il volume d'acqua nell'impianto di riscaldamento è convenzionalmente considerato come 15 litri per 1 kilowatt di potenza della caldaia. Gli standard ampliati tengono conto del riempimento della caldaia e dei circuiti secondari, della capacità di radiatori, colonne montanti, tubi di distribuzione, scambiatori di calore, divisori idraulici, collettori di distribuzione e accumuli di calore.

Il trasferimento naturale di energia termica avviene secondo le leggi di gravità. La circolazione forzata del refrigerante rende il processo direzionale, prevedibile e controllabile.

Sistema di riscaldamento dell'acqua: il più semplice e affidabile in funzione

Riscaldamento case fino a 100 mq. m

Il riscaldamento di una piccola area non richiede l'installazione di apparecchiature di pompaggio: il movimento del liquido di raffreddamento avviene naturalmente. Il liquido, passando attraverso lo scambiatore di calore della caldaia, si riscalda. La densità del fluido diminuisce e il volume aumenta e spinge il flusso dalla caldaia al montante principale. L'acqua riscaldata sale, entra nella linea di distribuzione, quindi nei dispositivi di riscaldamento. Dopo aver trasferito il calore al corpo del radiatore, il liquido di raffreddamento si raffredda e la sua densità aumenta. All'uscita delle resistenze l'acqua refrigerata entra nella linea di ritorno e si sposta verso la caldaia.

Le tubazioni di alimentazione e raccolta sono posate con una pendenza nella direzione del flusso (linea di alimentazione ai dispositivi di riscaldamento, linea di ritorno alla caldaia).

Pavimento riscaldato ad acqua - un modo comune di riscaldare una casa di campagna privata

Riscaldamento di abitazioni di oltre 100 mq. m

Case con una superficie di oltre 100 m², dotato di un sistema di circolazione forzata del liquido di raffreddamento. La potenza della caldaia e della pompa dipende dal carico termico della stanza, dalla dispersione termica totale, dal numero di circuiti e dispositivi di riscaldamento. Tradizionalmente, le pompe sono installate sul bypass della linea di ritorno, attraverso la quale il refrigerante raffreddato ritorna alla caldaia. Inoltre, la pressione viene iniettata nel sistema di acqua calda a lunga distanza e circuiti di riscaldamento a bassa temperatura indipendenti per il riscaldamento a pavimento.

Le pompe di circolazione per il riscaldamento sono selezionate come elemento compatibile del sistema, tenendo conto della capacità nominale e della prevalenza. I dati sulle prestazioni della pompa indicati nella scheda tecnica devono corrispondere ai valori di progetto.

La struttura e il dispositivo della pompa di circolazione

Calcolo delle prestazioni della pompa:

G ≅ Q / (ΔT x 1,16) (m / s, l / s, m³/ ora), dove

G - capacità della pompa di circolazione, m³/ora;

Q è la potenza massima della caldaia, secondo i dati del passaporto, kW;

ΔT è la differenza di temperatura nelle tubazioni di mandata e ritorno dell'impianto di riscaldamento, ° C;

1,16 - coefficiente di densità specifica dell'acqua, Wh / kg ℃.

Il principio di funzionamento della pompa di circolazione

Calcolo della prevalenza della pompa di circolazione:

H ≅ (R x L x Zƒ) / 1000 (m), dove

H è la prevalenza della pompa di circolazione, m;

L è la lunghezza totale delle tubazioni di alimentazione e di ritorno, m;

R è il valore massimo di resistenza sui tratti rettilinei (Pa / m, 0,015 pascal per 1 metro lineare);

Zƒ è il prodotto di fattori di sicurezza e resistenze locali, Pa: resistenza in valvole a sfera, curve e raccordi; resistenza interna in induttanze e regolatori termostatici; resistenza in miscelatori e rubinetti. Se l'impianto di riscaldamento comprende valvole, raccordi, valvole termostatiche, miscelatori, allora Zƒ = a x b x c.

Schema di collegamento della pompa di circolazione all'impianto di riscaldamento

Le moderne tecnologie consentono di regolare automaticamente la velocità del rotore. La pompa reagisce automaticamente ai picchi del carico di esercizio. I modelli adattati di generatori di calore per riscaldamento autonomo sono dotati di una pompa di circolazione integrata nel circuito della caldaia.

Riscaldamento con stufa a legna

I residenti di alcune regioni della Russia utilizzano con successo una versione ecologica e non volatile del riscaldamento dell'acqua da una stufa a legna. Le ragioni per organizzare il riscaldamento della stufa di una casa privata senza gas ed elettricità sono l'assenza o la lontananza del gasdotto, l'alto costo delle comunicazioni di collegamento.

Le stufe in mattoni sono pesanti, sono installate su una base separata. Il focolare è realizzato con mattoni refrattari. All'interno è installata una serpentina in acciaio saldato dello spessore di 3 ÷ 5 mm, collegata al circuito di riscaldamento dell'acqua. A volte il circuito della caldaia è integrato in una matrice di muratura, proteggendolo dalla zona ad alta temperatura.

In una casa di campagna è possibile utilizzare il riscaldamento con stufa a legna

Le dimensioni, la forma e la posizione dello scambiatore di calore devono garantire il riscaldamento richiesto del liquido di raffreddamento. La serpentina, posta nel corpo della muratura, permette di ottenere un riscaldamento in mandata, sufficiente per il funzionamento del circuito a bassa temperatura dei pavimenti caldi (30 ÷ 60 ° C). Non ci sono raccomandazioni generali per la costruzione di forni in mattoni. Esperti produttori di stufe eseguono il lavoro secondo i propri calcoli e disegni, mantenendo i segreti del proprio mestiere con la massima riservatezza. Il costo dei servizi dei produttori di stufe professionali (a partire da 40 mila rubli e oltre) dipende dalla regione, dai materiali e dal design del focolare.

Vantaggio delle stufe a legna in pietra: selezione e riparazione del progetto individuale, disponibile per l'autoesecuzione. La massa e la capacità termica del materiale consentono di accumulare energia termica. La radiazione di calore dalla superficie della muratura non si ferma dopo la fine della combustione della legna da ardere, il che crea condizioni confortevoli in casa. Le stufe a legna sono inoltre utilizzate per cucinare, riscaldare l'acqua e per le necessità domestiche.

Forni a legna Thermofor con piano di cottura

Lo svantaggio di lavorare con il riscaldamento dell'acqua da un forno di mattoni su legno: ridurre la velocità di movimento del liquido di raffreddamento quando la pietra si raffredda. L'installazione di una pompa di circolazione aumenta l'efficienza del riscaldamento, ma rende il sistema dipendente dall'elettricità.

Riscaldamento tramite caldaie a combustibile solido

I modelli di fabbrica delle classiche caldaie a legna sono classificati come combustibili solidi. L'attrezzatura non volatile è realizzata in ghisa o acciaio. Le unità durevoli in ghisa sono costituite da sezioni prefabbricate che consentono la riparazione e la sostituzione degli elementi. I modelli in acciaio resistono a sbalzi di pressione e temperatura. Svantaggi delle classiche caldaie a combustibile solido: necessità di frequenti carichi di combustibile e pulizia meccanica del forno, camino, cassetto cenere.

L'opzione migliore per riscaldare una casa di campagna è una caldaia combinata (legna / elettricità)

Pirolisi Le unità (generatrici di gas) si distinguono per il tempo di funzionamento su una scheda fino a 10 ore, l'efficienza è del 90%, la combustione completa del carburante. Tuttavia, le condizioni per una combustione stabile dipendono dalla qualità della legna (carbone) e dalla completezza del caricamento della camera di combustione. La regolazione e l'automazione durante il processo di pirolisi sono impossibili, quindi la potenza dell'unità cambia in fasi, dall'inizio, al picco e alla fine della combustione.

Dispositivo caldaie a combustibile solido a combustione lunga fondamentalmente diverso dalla pirolisi. Le costruzioni con focolare verticale e flusso d'aria dosato aumentano il tempo di combustione.

Vista in sezione di una caldaia a combustibile solido tradizionale (a sinistra) e di una caldaia a combustibile solido a combustione lunga (a destra)

La possibilità di utilizzare qualsiasi tipo di combustibile solido e il passaggio a un metodo di riscaldamento alternativo aumenta l'attrattiva dei modelli combinati. La modifica delle unità consente, se necessario, di installare bruciatori a gas e riscaldatori elettrici nel forno.Le raccomandazioni del produttore, specificate nel passaporto della caldaia, facilitano l'installazione dell'unità, l'installazione del camino e la scelta di apparecchiature aggiuntive.

I modelli di caldaie per riscaldamento combinato (legna / elettricità) sono particolarmente richiesti dagli acquirenti. Il prezzo delle unità della stessa capacità è presentato per confronto nella tabella panoramica:

Gli sviluppi domestici hanno ricevuto il riconoscimento dei consumatori nella categoria qualità-prezzo delle caldaie a combustibile solido per il riscaldamento di una casa privata. Le recensioni che i proprietari di apparecchiature lasciano su forum indipendenti testimoniano la competitività dei marchi russi.

Riscaldamento a gas di una casa privata

Le statistiche affermano che 2/3 dei sistemi di riscaldamento autonomo sono una variante del riscaldamento a gas di una casa di campagna. Il carburante economico giustifica il costo elevato delle unità: il gas entra automaticamente nel forno, non è necessario un controllo costante sul processo di combustione. I generatori di calore a gas sono dotati di un bruciatore, una pompa di circolazione incorporata, un vaso di espansione, uno scambiatore di calore, un sistema di sicurezza e un gruppo di automazione.
Considera la classificazione delle caldaie a gas e fornisci un esempio di calcolo del consumo di gas per il riscaldamento di una casa privata.

Riscaldamento autonomo di una casa di campagna utilizzando combustibile gassoso

Potenza caldaia a gas

Caldaia a gas scegliere in base alla potenza dell'unità. La condizione standard è che venga rispettato 1 kW di potenza della caldaia per 10 metri quadrati di superficie se gli elementi strutturali dell'edificio sono isolati e l'altezza del soffitto non supera i 3 metri. L'involucro dell'edificio fatiscente o l'installazione di uno scambiatore di calore per l'acqua calda è la ragione per la scelta di un generatore di calore con un margine di capacità.

Importante! La potenza dell'unità dichiarata nel passaporto tecnico corrisponde alla pressione standard nella linea del gas di alimentazione (0,003 MPa a bassa pressione). In pratica la pressione del gas è inferiore ai valori contrattuali, pertanto la potenza della caldaia può differire notevolmente da quella indicata sul passaporto.

Quando si sceglie la potenza di una caldaia a gas, tenere conto della velocità di 1 kW per 10 mq. m

Numero di contorni

Per riscaldare piccole abitazioni vengono utilizzate unità di riscaldamento a circuito singolo in acciaio con scambiatore di calore in rame. I generatori di gas da riscaldamento dotati di automazione sono utilizzati per il riscaldamento a radiatori e un circuito a bassa temperatura per il riscaldamento a pavimento. Per la fornitura di acqua calda, il sistema è integrato caldaia e una pompa di circolazione.

Le caldaie a gas a doppio circuito vengono utilizzate contemporaneamente per il riscaldamento e la preparazione di acqua calda. Esistono modelli a basamento di caldaie a gas a doppio circuito in ghisa, con built-in caldaia ad accumulo... La versione a parete delle strutture leggere, con anello riscaldante e scaldacqua istantaneo, è realizzata in acciaio.

Caldaia murale a gas a doppio circuito Vaillant

Tipo di camera di combustione: aperta e chiusa

I focolari aperti prelevano l'aria per la combustione del gas dal locale in cui è installata la caldaia. L'apparecchiatura deve essere collocata in un'apposita camera di combustione dotata di ventilazione di alimentazione e camino verticale.

Le caldaie a gas con camera di combustione chiusa funzionano grazie alla presa d'aria forzata dalla strada. Lo scarico associato dei prodotti della combustione riscalda una porzione di aria fresca e aumenta l'efficienza del generatore di calore.

Fornitura di gas di una casa privata utilizzando un supporto del gas e un generatore di gas

Sistema di rimozione dei prodotti della combustione

Il modo classico per rimuovere i gas di scarico è il tiraggio naturale o lo scarico forzato attraverso il camino. La versione moderna è una cappa coassiale pipe-in-pipe. Un tale sistema di rimozione dei gas di scarico non richiede l'installazione di un camino classico. I prodotti della combustione fuoriescono all'esterno attraverso il tubo interno. L'aria fresca arricchita di ossigeno viene aspirata nello spazio tra l'involucro interno ed esterno del tubo. Le condizioni atmosferiche esterne non influenzano l'alimentazione dell'aria alla camera di combustione e lo scarico dei gas di scarico.

Importante! Le caldaie a gas sono classificate come unità esplosive e pericolose per gli incendi. Le norme di installazione del generatore sono specificate nei documenti normativi relativi alle singole installazioni di caldaie. Il rispetto delle regole richiede considerazioni di sicurezza personale: con una mancanza di ossigeno, il gas naturale non brucia completamente. Il monossido di carbonio risultante (CO ↑) è incolore e inodore. La presenza dell'1% di monossido di carbonio nell'aria interna è pericolosa per la salute e la vita umana. La perdita di carburante e la formazione di una miscela esplosiva di gas e aria possono portare a conseguenze disastrose.

È meglio installare una caldaia a gas a pavimento in una stanza separata.

Consumo di gas per il riscaldamento di una casa 100 m2

Viene effettuato un calcolo preliminare del consumo di gas per determinare la redditività economica del generatore e la fattibilità dell'utilizzo di altri tipi di combustibile. Il consumo di gas stimato è riportato nella scheda tecnica della caldaia. I produttori indicano la domanda oraria per la risorsa. Il valore viene moltiplicato per 720 (il numero di ore in un giorno e giorni in un mese), quindi diviso per 2 (correzione della potenza consigliata) e moltiplicato per 7 (periodo medio di riscaldamento).

In teoria, il funzionamento economico di un generatore di calore consente di generare 1 kW di energia termica quando si bruciano 0,1 m³ gas. Ciò significa che bruciando un metro cubo di combustibile gassoso, è possibile riscaldare un edificio residenziale con una superficie di 100 metri quadrati per un'ora. Consumo giornaliero di gas 24 m³.

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Il prezzo massimo per metro cubo di gas per la popolazione è di 7 rubli e 29 copechi (Russia, Omsk, marzo 2016). Costo del carburante per il riscaldamento di un edificio residenziale con una superficie di 100 m² saranno 175 rubli al giorno o 5250 al mese. Considerando che la durata standard della stagione di riscaldamento dipende dalla zona climatica e la caldaia non funziona costantemente al massimo carico, la bolletta annuale del gas non supererà i 20.000 rubli.

Consumo giornaliero di gas per il riscaldamento di una casa con una superficie di 100 mq. m è 24 metri cubi. m

In pratica, il consumo di gas per il riscaldamento autonomo è determinato dal dispositivo di misurazione. L'importo delle bollette del gas durante la stagione di riscaldamento è paragonabile all'importo del riscaldamento centralizzato in una casa privata per un mese! Secondo i proprietari di impianti di riscaldamento autonomo con caldaia a gas, i costi del progetto, delle attrezzature e dell'installazione dell'impianto di riscaldamento si ripagano entro 3 ÷ 5 anni.

Consiglio utile! Il sistema di feedback (sensori di temperatura e programmatore) della caldaia a gas consentirà un risparmio di carburante fino al 20%.

Tabella 3. Modelli di caldaie a gas per il riscaldamento di una casa privata (prezzi):

Riscaldamento elettrico

Un modo semplice, veloce e, a prima vista, poco costoso per riscaldare una casa di campagna è installare un boiler elettrico. Tuttavia, i costi operativi superano notevolmente tutti i sistemi di riscaldamento esistenti.

La condizione principale per un funzionamento stabile del riscaldamento elettrico è l'alimentazione ininterrotta e una potenza sufficiente del cablaggio elettrico. È conveniente usare opzioni combinate per il riscaldamento elettrico di una casa di campagna.

Schema di collegamento di una caldaia elettrica all'impianto di riscaldamento

L'aspetto del boiler elettrico ricorda un classico scambiatore di calore della serie acqua-acqua: una camera cilindrica, all'interno della quale sono presenti resistenze elettriche termiche. Il generatore funziona da una rete domestica o trifase (tensione 220 o 380 V). Secondo il principio del riscaldamento, si distinguono i modelli di elettrodo (elementi riscaldanti) e di induzione. L'efficienza delle unità elettriche è del 90%. Esistono modelli di caldaie elettriche a uno e due circuiti.

Tabella 4. Caldaie elettriche per il riscaldamento di una casa di campagna (opzioni e prezzi):

Alla domanda su quale riscaldamento sia migliore per le case private, ogni proprietario decide da solo. Tuttavia, va ricordato che la fattibilità economica di tendenze nuove è discutibile e la riparazione di caldaie ad alta tecnologia in aree remote è problematica. L'opzione migliore è una combinazione di unità con diversi combustibili.