Een kachel met een watercircuit voor het verwarmen van een huis: uitvoeringsmogelijkheden

Een moderne haardkachel wordt met succes gebruikt voor het verwarmen van een privéwoning

Voor- en nadelen van kachelverwarming

Regelmatig houtkachel of open haard verwarm de kamer door een combinatie van straling en convectie warmte-uitwisseling. De verwarmde massieve wanden van de oven zenden thermische energie uit en brengen deze over naar de lucht en het meubilair van de kamer. Koude lucht wordt geleidelijk vervangen door verwarmde lucht.

Ovenverwarming heeft een aantal onbetwiste voordelen:

• vereist geen aansluiting op elektrische en gasverbindingen. Brandstof: brandhout, steenkool, turfbriketten - in de regel goedkoop en milieuvriendelijk, de verbranding is niet schadelijk voor het milieu;
• uitwisseling van stralingswarmte is het meest comfortabel;

Interessant! Warmteoverdracht door straling (ook bekend als stralingswarmte) is het enige type warmteoverdracht dat plaatsvindt zonder de deelname van een koelmiddel.

De Russische kachel verwarmde de huizen van vele generaties van onze voorouders

• de meeste huiskachels (lang branden of conventioneel) multifunctioneel, kan niet alleen worden gebruikt voor verwarming, maar ook voor het verwarmen van water en koken (zowel in de oven als op de kookplaat);
• in het hete seizoen draagt ​​een enorme steenoven voor een huis bij aan de airconditioning van de kamer: vanwege het feit dat het altijd op een aparte fundering is gebouwd, wordt overtollige warmte naar de grond afgevoerd;
• een kachel of open haard zorgt voor een bijzondere sfeer in huis en is in veel gevallen een element dat de stijl van het interieur bepaalt.

De open haard zorgt voor een bijzondere sfeer in huis en bepaalt de stijl van het interieur

Naast de voordelen van kachelverwarming zijn er echter ook nadelen:

• afmetingen - de kracht van verwarmingskachels voor een huis hangt af van hun afmetingen;
• inertie - een traditionele stenen huiskachel heeft erg veel tijd nodig om op te warmen en in werking te treden. Echte, moderne gietijzeren kachels voor in huis, kachels, potkachels en buleryans zijn praktisch vrij van dit nadeel;
• hoog warmteverlies door laag rendement (efficiëntie) - een grote hoeveelheid warmte-energie gaat door de schoorsteen de atmosfeer in;
• onvermogen om een ​​uniforme verwarming van het huis te garanderen. Hete lucht verdringt geleidelijk koude lucht, maar dit gebeurt ongelijkmatig - de temperatuur kan te hoog zijn bij de kachel en te laag op een afstand ervan;

Feit! De kachel kan alleen die kamers verwarmen die er direct naast liggen. Daarom was het vaak nodig om in delen van het gebouw die er ver van verwijderd waren een extra kachel te plaatsen.

Het principe van kachelverwarming - een hete kachel geeft warmte-energie af aan de omringende ruimte (uitwisseling van stralingswarmte), waarna koude lucht wordt vervangen door verwarmde lucht (convectie-warmte-uitwisseling)

• de noodzaak van constant onderhoud - de kachel vereist het leggen van brandhout, het reinigen van asputten van slakken en schoorstenen van roet en puin, het handhaven van het verbrandingsproces, het regelen van de trek;
• complexiteit van controle - het is moeilijker om het proces van brandstofverbranding in een oven te beheersen dan in ketels;
• de behoefte aan goede tractie - tractie is nodig voor intense verbranding, evenals voor het verwijderen van koolmonoxide;
• brandgevaar - om brandveiligheid te garanderen, is isolatie van schoorstenen noodzakelijk, vooral voor een kachel in een houten huis. Een extra brandgevaarfactor wordt gecreëerd door het feit dat onmiddellijke stopzetting van het verbrandingsproces in de oven onmogelijk is;
• de noodzaak van constante aanvulling en opslag van de brandstofvoorraad, evenals de verwijdering van afval: slakken en as.

Om de werking van de oven te garanderen, is constant onderhoud vereist: brandhout leggen, asputten en schoorstenen schoonmaken, het verbrandingsproces volgen, de trek aanpassen

Een kachel met watercircuit voor het verwarmen van een huis: voordelen

Zoals eerder vermeld, kan een gewone kachel niet alle kamers in huis gelijkmatig verwarmen. Bij moderne kachels en haarden wordt dit probleem gedeeltelijk opgelost door een convectiekamer te installeren waarop het luchtkanaalsysteem is aangesloten. Als gevolg hiervan wordt de stroom warme lucht uit de kachel niet aan zichzelf overgelaten, maar beweegt deze zich in de beperkte ruimte van leidingen en wordt deze geregeld door grendels, kleppen, roosters en andere extra apparaten.

De luchtkanalen zijn echter omslachtig, nemen nuttige ruimte in beslag en naarmate hun lengte toeneemt en het aantal beurten toeneemt, neemt het warmteverlies toe. Ze hebben toezicht en onderhoud nodig: periodieke reiniging van stof, roet en roet. De lucht zelf heeft een lage soortelijke warmtecapaciteit; om warmte over te brengen naar een kamer ver van de oven, is het geforceerd pompen van verwarmde luchtmassa's door een ventilator vereist. Daarom heeft water als warmteoverdrachtsmedium in veel opzichten de voorkeur boven lucht.

Gecombineerd verwarmingssysteem van een huisje met behulp van een open haard met een watercircuit en zonnecollectoren

Feit! De specifieke warmtecapaciteit van water is bijna 4 keer hoger dan de specifieke warmtecapaciteit van lucht. Het is voldoende om 4.187 kJ / (kg × K) en 1.055 kJ / (kg × K) te vergelijken.

Warm water kan gemakkelijk worden getransporteerd door pijpleidingen met een kleine diameter, terwijl warmte-energie over lange afstanden wordt overgedragen. Bovendien is water een onschadelijke, niet-brandbare, niet-toxische, chemisch neutrale en gemakkelijk verkrijgbare stof.

Het werkingsprincipe van kachelverwarming met een watercircuit

Het werkingsprincipe van het verwarmingscircuit is eenvoudig: het koelmiddel (in dit geval water) warmt op tijdens de verbranding van de brandstof, verspreidt zich vervolgens door de leidingen en geeft warmte af aan de omringende ruimte.

Schema voor het aansluiten van een open haard met een waterwarmtewisselaar op een gesloten verwarmingssysteem met een opslagboiler: 1 - mengklep; 2 - circulatiepomp; 3 - expansievat; 4 - noodklep; 5 - vuurhaard met warmtewisselaar; 6 - opslag ketel; 7 - verwarmingsradiatoren

Het prototype van modern ketels voor vaste brandstoffen en houtkachels voor lang stoken in huis is voor velen bekend - dit is "Zweed". De Zweedse kachel heeft een ingebouwd metalen reservoir, dat wordt gevuld met koud water voordat er brandhout en aanmaakhout wordt gelegd.En hoewel het water tijdens de oven lang opwarmt, geeft het net zo lang warmte af - lang nadat de vlam dooft.

Geleidelijk aan werd de watertank omgevormd tot een warmtewisselaar, waardoor het mogelijk werd om een ​​systeem van leidingen voor huis verwarming en warmwatervoorziening.

Moderne verwarmingskachels met kookplaat of oven zien er stijlvol uit en passen perfect in elk interieur

Bouw van ovens met waterverwarming

Een onderscheidend kenmerk van elke kachel voor het verwarmen van een huis, uitgerust met een watercircuit, is een warmtewisselaar, ook wel een spoel, radiator of ketel genoemd. Dit apparaat is in staat om een ​​onbeperkte hoeveelheid water te verwarmen. De afmetingen en vorm van de tank zijn afhankelijk van het volume van de verbrandingskamer en kunnen over het grootste bereik variëren.

Warmtewisselaar

Bij sommige modificaties van kachels voor het verwarmen van een huis, wordt de warmtewisselaar rechtstreeks in de vuurhaard geïnstalleerd, maar bij deze methode bestaat het gevaar van koelvloeistoflekkage (dat wil zeggen water) of zelfs een explosie wanneer deze oververhit en kookt. Bovendien neemt in dit geval de capaciteit van de verbrandingskamer onvermijdelijk af. Een veiligere optie is om de warmtewisselaar in de schoorsteenkap te integreren. In dit geval zal de meeste hete lucht die uit de vuurkist opstijgt, het koelmiddel verwarmen en niet via de buis naar de straat ontsnappen.

Installatieschema open haard kachel met een watercircuit voor warmwatervoorziening

Berekening van het vermogen en de afmetingen van de warmtewisselaar

Het zelf berekenen van het vermogen en de grootte van een warmtewisselaar is een vrij moeilijke taak voor iemand die geen verwarmingsinstallateur is, maar in de meeste gevallen is het mogelijk om een ​​ruwe schatting te maken.

Behulpzaam advies! De praktijk heeft dat bewezen bij een plafondhoogte van 2,5 tot 2,7 m per 10 m² de oppervlakte van het huis vereist 1 tot 1,2 kW verwarmingsvermogen.

Een conventionele houtgestookte huiskachel geeft ongeveer 6,5 duizend kcal af binnen een uur, wat voldoende is om een ​​klein landhuis op te warmen. De aanwezigheid van een watercircuit verdubbelt het comfort. Nadat u het warmteverlies heeft berekend, kunt u het vermogen van de warmtewisselaar zelf berekenen. De warmteafvoer van elke vierkante meter van zijn oppervlakte varieert van 5 tot 10 kW. Dit feit is de basis voor het bepalen van het benodigde vermogen.

Bij het kiezen van een warmtewisselaar voor een kachel of open haard, moet rekening worden gehouden met de parameters van de structuur en het verwarmingssysteem erin.

In feite is het niet nodig om in complexe formules te duiken. Het volstaat om contact op te nemen met de specialisten die, geleid door kant-en-klare tafels, een warmtewisselaar voor de oven van een woonhuis zullen selecteren, die overeenkomt met de gegeven parameters van de structuur en het verwarmingssysteem erin.

Materiaal

Voordat u een beslissing neemt over het ontwerp van het register (ook bekend als de warmtewisselaar) van de oven voor het huis, moet u beslissen van welk materiaal het zal worden gemaakt. Er zijn verschillende mogelijkheden:

• koper - enerzijds is de koperen spiraal zeer effectief, aangezien de thermische geleidbaarheid van dit materiaal een van de beste is. Aan de andere kant is het smeltpunt 1083 ° С, en in de vuurhaard - in geval van noodsituaties waarvan het optreden nooit volledig kan worden uitgesloten - kan het oplopen tot 1200 ° С. Daarom is het gebruik van koper in de vuurhaard van een steenoven ten strengste verboden. Bovendien moet u erop letten dat het condensaat dat wordt gevormd tijdens het koelen van het circuit agressieve chemische verbindingen bevat die corrosie veroorzaken;
• gietijzer - gietijzeren radiatoren zijn zeer corrosiebestendig, maar kwetsbaar, en thermische vervormingen die optreden tijdens koelen en verwarmen kunnen leiden tot scheuren en schade aan de warmtewisselaar. Bovendien wordt een gietijzeren register - vanwege het feit dat dit metaal moeilijk te verwerken is - samengesteld uit gegoten onderdelen met schroefdraad en afdichtingen, wat leidt tot een afname van de betrouwbaarheid van de eenheid als geheel;

Dutch Brick Oven is een van de eenvoudigste ovens met een goede efficiëntie en warmteoverdracht

• staal - het meest toegankelijke en gemakkelijk te verwerken materiaal. Warmtewisselaars worden aanbevolen om te worden gemaakt van hittebestendig staal met een dikte van 3 tot 5 mm, met behulp van naadloze buizen. Tegelijkertijd moet u een dergelijke verwarmingsmodus handhaven waarin zo min mogelijk condensaat wordt gevormd, en nooit de koelvloeistof aftappen, omdat stalen producten onderhevig zijn aan corrosie;
• hittebestendig roestvrij staal- het beste, maar ook het duurste materiaal voor een kachelradiator voor een woonhuis.

Behulpzaam advies! Het meest geschikte staal voor de warmtewisselaar is AISI 304. Bij het vervaardigen van onderdelen is het raadzaam lasersnijden en lassen in argonatmosfeer te gebruiken.

Het ontwerp van de haardkachel met een watercircuit

Ontwerp

De warmtewisselaar kan - afhankelijk van het materiaal - zijn gemaakt van ronde of gevormde rechthoekige buizen, plaatstaal of een combinatie van deze onderdelen. De locatie en installatiemethode wordt bepaald door de vorm:

• plaatstalen warmtewisselaar - kan op de heetste plaats worden geplaatst, dat wil zeggen in de verbrandingskamer. Voor de productie wordt een staalplaat van 3 ÷ 4 mm dik gebruikt in combinatie met buizen met een diameter van 40 ÷ 50 mm voor het verbinden van de aanvoer- en retourleidingen. Om de vorming van stoompluggen te voorkomen, moet de bovenste watertoevoerleiding zich op het hoogste punt van de warmtewisselaar bevinden, want wanneer een stoomplug in het verwarmingssysteem komt, bestaat het risico op waterslag. Wat op zijn beurt zal leiden tot vernietiging van leidingen of radiatoren. Om te voorkomen dat water in de warmtewisselaar kookt, moet de interne opening minimaal 30 mm zijn;

Stalen buizen voor het maken van ovenwarmtewisselaars

• pijp warmtewisselaar - is gemaakt van buizen: rond met een diameter van 40 ÷ 50 mm of rechthoekige profielen van 40 × 60 of 60 × 60 mm. Het kan ook in de vuurhaard worden geplaatst (op voorwaarde dat het niet van koper is), de ruimtelijke oplossing hangt af van de specifieke oven. Het belangrijkste is dat het apparaat de brandstoflaaddeur, roosterstaven en rookkanalen niet mag blokkeren. Als de kachel een verwarmingskachel is, worden de warmtewisselaarbuizen alleen langs de zijvlakken van de verbrandingskamer gelegd;
• buisvormig plat register - meestal bevinden ze zich in de schoorsteenkanalen of de afzuigkap van de oven, waar de omstandigheden milder zijn, daarom kunnen ze langer meegaan dan radiatoren in de vuurhaard. Hun afmetingen zijn zeer indrukwekkend, omdat ze zich bevinden op plaatsen waar de warmteafgifte laag is en van tevoren moet worden berekend, omdat er geen obstakels mogen zijn voor de afvoer van rookgassen.

Het is noodzakelijk om de kachel in huis te plaatsen in overeenstemming met de brandveiligheidsregels

Montage

De warmtewisselaar mag alleen in een daarvoor bestemde thuisoven worden geïnstalleerd. Video- en foto-instructies bevestigen duidelijk de noodzaak om een ​​gespecialiseerde kachelmaker aan te trekken en een aantal regels te volgen:

• Na de fabricage moet de warmtewisselaar twee keer onder druk worden gezet met een druk van 6 bar: voor en na installatie in de oven;
• de warmtewisselaar wordt gemonteerd onmiddellijk nadat de fundering voor de oven is geïnstalleerd, waarna deze wordt gelegd;
• Het wordt absoluut niet aanbevolen om de warmtewisselaar in het ovenmetselwerk te wiggen! Er moet een opening zijn van 10 ÷ 15 mm tussen de muur en de muren, die de thermische uitzetting compenseert;

Elementen van een gecombineerd verwarmingssysteem van een huisje met een open haard en zonnecollectoren

• laat bij het installeren van leidingen een opening van 5 mm over en vul deze met een asbestkoord of een ander hittebestendig afdichtmiddel;
• het pijpgedeelte bij de uitlaat moet een lengte hebben van minimaal 10 ÷ 15 cm, zodat bij beschadiging een nieuwe draad kan worden afgesneden;
• verwarmingsbuizen zijn alleen op de warmtewisselaar aangesloten met behulp van een hittebestendige afdichting;
• reconstructie van de voltooide oven om er een watercircuit in te installeren, mag alleen door een specialist worden gedaan.

Om de kachel uit te rusten, is het beter om gebruik te maken van de diensten van een ervaren kachelmaker

Werking van een haardkachel met een waterverwarmingscircuit

Voor een probleemloze werking van het verwarmingssysteem moet u ook de bedieningsregels volgen:

1. Gebruik de oven niet met een ongevulde warmtewisselaar: hij zal snel doorbranden.
2. Koppel de warmtewisselaar niet los van het verwarmingssysteem terwijl de oven in werking is. Water zet uit bij verhitting en de verhoogde druk kan een explosie veroorzaken.
3. Voer geen koud water naar een verwarmde warmtewisselaar. Thermische vervormingen kunnen het beschadigen.
4. Een circulatiepomp kan worden gebruikt om de efficiëntie van het verwarmingssysteem te verhogen.
5. Gebruik indien nodig antivries in het waterverwarmingscircuit.
6. Op het laagste punt van het verwarmingssysteem moet een waterafvoerkraan worden voorzien.

Volg de bedieningsregels om het verwarmingssysteem soepel te laten werken

De belangrijkste nadelen van een huiskachel met waterverwarming

Belangrijkste nadelen water verwarmingssysteem geassocieerd met de fysische eigenschappen van het koelmiddel, dat wil zeggen water. Bevriezing bij 0 ° С, water (meer precies, al ijs) bereikt zijn maximale volume bij -4 ° С. Uitzetting van het bevroren water in de leidingen kan leiden tot scheuren. Om dit te voorkomen, is het noodzakelijk om het water uit het verwarmingssysteem af te voeren als het in het koude seizoen niet wordt gebruikt, of het te vervangen door een speciaal antivriesmiddel.

Gerelateerd artikel:

Naleving van de regels voor het gebruik van de kachel in huis, foto- en video-instructies helpen fouten te voorkomen en suggereren de beste manieren om de tekortkomingen te neutraliseren.

Het is beter om na te denken over het installeren van een moderne steenoven in de ontwerpfase van het huis, omdat het gaat om de plaatsing van een schoorsteen en luchtkanalen

Een moderne steenoven met een watercircuit voor het verwarmen van een huis is een complexe technische warmtetechnische structuur. De installatie ervan vereist de ontwikkeling van een afzonderlijk project in de ontwerpfase van de gehele constructie als geheel en zal hoogstwaarschijnlijk niet zonder de betrokkenheid van specialisten.