Opções de aquecimento para uma casa de campo: escolhendo uma caldeira

A escolha correta de uma caldeira para uma casa privada aumentará a eficiência e funcionalidade do sistema de aquecimento

Opções de aquecimento para uma casa de campo: como escolher uma caldeira

Como escolher uma caldeira de aquecimento para uma casa privada? A construção individual pressupõe a presença de um projeto, que inclui o cálculo da engenharia térmica do edifício. Esquemas, detalhamento e recomendações de projetistas para a disposição do sistema de aquecimento constituem a parte de engenharia do documento. Se não houver uma solução pronta, o artigo oferece ao leitor o princípio da auto-seleção do equipamento da caldeira.

A potência do gerador deve corresponder à carga de calor das instalações aquecidas. Desvios levam a aquecimento desigual dos dispositivos de aquecimento, consumo excessivo de combustível, superaquecimento do refrigerante e quebra do equipamento.

No cálculo da potência da caldeira, é necessário ter em consideração a carga térmica das instalações aquecidas.

A fórmula para determinar a potência da caldeira:

W_gato = (S x W_oud)/10 (kW), onde

W_gato - potência da caldeira, kW;
S - área aquecida, m²;
W_oud - potência específica da zona climática por 10 m² área da sala, kW.

Tabela 1. O valor da potência específica por zonas climáticas:

Importante! Método simplificado para calcular a potência (1 kW por 10 m² área) não leva em consideração as condições climáticas da área, altura, materiais e o grau de isolamento da casa.

Ao escolher o equipamento de aquecimento, você precisa levar em consideração as condições climáticas da área

A operação eficaz do aquecimento autônomo é impossível sem um conjunto de medidas:

• isolamento de tetos, pisos, paredes exteriores, tectos, caves, sótãos, instalação de janelas com vidros duplos e blocos de portas modernos;
• realização de cálculo preliminar de engenharia térmica (determinação da perda de calor nas estruturas de fechamento);
• compatibilidade do equipamento do sistema de aquecimento - recomendações de projeto;
• instalação do sistema de alta qualidade, cumprimento das regras de comissionamento e operação dos equipamentos;
• prevenção oportuna - lavagem e teste hidráulico do sistema de aquecimento no final do período de aquecimento;
• tratamento preliminar da água - filtração e amaciamento da água da caldeira.

A eficiência do sistema de aquecimento dependerá diretamente da qualidade do seu cálculo e instalação.

Tipos de sistemas de aquecimento de água quente

O sistema de aquecimento de água é simples, confiável e econômico: a caldeira gera, e o fluxo de água pelo circuito secundário transfere energia térmica para a sala. O volume de água no sistema de aquecimento é convencionalmente considerado como 15 litros por 1 quilowatt de energia da caldeira. Os padrões ampliados levam em consideração o enchimento da caldeira e dos circuitos secundários, a capacidade dos radiadores, risers, tubos de distribuição, trocadores de calor, divisórias hidráulicas, coletores de distribuição e tanques de armazenamento de calor.

A transferência natural de energia térmica ocorre de acordo com as leis da gravidade. A circulação forçada do refrigerante torna o processo direcional, previsível e controlável.

Sistema de aquecimento de água - o mais simples e confiável em operação

Aquecimento de casas de até 100 m². m

O aquecimento de casas de uma pequena área não requer a instalação de equipamento de bombeamento - a movimentação do refrigerante ocorre naturalmente. O líquido, ao passar pelo trocador de calor da caldeira, aquece. A densidade do meio diminui e o volume aumenta e empurra o fluxo da caldeira para o riser principal. A água aquecida sobe, entra na linha de distribuição e, em seguida, nos dispositivos de aquecimento. Tendo transferido o calor para o corpo do radiador, o refrigerante esfria e sua densidade aumenta. Na saída dos aquecedores, a água gelada entra na linha de retorno e segue em direção à caldeira.

As tubagens de abastecimento e recolha são colocadas com declive na direcção do fluxo (linha de alimentação para dispositivos de aquecimento, linha de retorno para a caldeira).

Chão aquecido a água - uma forma comum de aquecer uma casa de campo privada

Aquecimento de casas com mais de 100 sq. m

Casas com área superior a 100 m², equipado com um sistema de circulação forçada do refrigerante. A potência da caldeira e da bomba depende da carga de calor da divisão, das perdas totais de calor, do número de circuitos e dispositivos de aquecimento. Tradicionalmente, as bombas são instaladas no bypass da linha de retorno, por meio da qual o refrigerante resfriado retorna à caldeira. Além disso, a pressão é injetada no sistema de água quente de longa distância e nos circuitos de aquecimento de baixa temperatura independentes para o piso radiante.

As bombas de circulação para aquecimento são selecionadas como elemento compatível do sistema, levando em consideração a capacidade nominal e a altura manométrica. Os dados de desempenho da bomba indicados na folha de dados devem corresponder aos valores do projeto.

A estrutura e dispositivo da bomba de circulação

Cálculo do desempenho da bomba:

G ≅ Q / (ΔT x 1,16) (m / s, l / s, m³/ hora), onde

G - capacidade da bomba de circulação, m³/hora;

Q - potência máxima da caldeira, conforme dados do passaporte, kW;

ΔT é a diferença de temperatura nas tubagens de alimentação e retorno do sistema de aquecimento, ° C;

1,16 - coeficiente de densidade específica da água, Wh / kg ℃.

O princípio de funcionamento da bomba de circulação

Cálculo da altura manométrica da bomba de circulação:

H ≅ (R x L x Zƒ) / 1000 (m), onde

H é a altura da bomba de circulação, m;

L é o comprimento total dos dutos de fornecimento e retorno, m;

R é o valor máximo da resistência em seções retas (Pa / m, 0,015 pascal por 1 metro em execução);

Zƒ - produto dos fatores de segurança pela resistência local, Pa: resistência em válvulas de esfera, curvas e conexões; resistência interna em chokes e reguladores termostáticos; resistência em misturadores e torneiras. Se o sistema de aquecimento inclui válvulas, acessórios, válvulas termostáticas, misturadores, então Zƒ = a x b x c.

Diagrama de conexão da bomba de circulação ao sistema de aquecimento

As tecnologias modernas tornam possível ajustar automaticamente a velocidade do rotor. A bomba reage automaticamente a picos na carga operacional. Os modelos adaptados de geradores de calor de aquecimento autônomo estão equipados com uma bomba de circulação integrada no circuito da caldeira.

Aquecimento de fogão a lenha

Os residentes de algumas regiões da Rússia usam com sucesso uma versão ambientalmente correta e não volátil do aquecimento de água de um fogão a lenha. As razões para organizar o aquecimento por recuperador de calor de uma casa privada sem gás e eletricidade são a ausência ou afastamento do gasoduto, o elevado custo das comunicações de ligação.

Fogões de aquecimento de tijolo são pesados, eles são instalados em uma base separada. A fornalha é construída com tijolos refratários. No interior está instalada uma bobina de aço soldado com espessura de 3 ÷ 5 mm, que é ligada ao circuito de aquecimento de água. Às vezes, o circuito da caldeira é construído em uma matriz de alvenaria, protegendo-o da zona de alta temperatura.

Em uma casa de campo, você pode usar aquecimento de fogão a lenha

As dimensões, forma e posição do trocador de calor devem garantir o aquecimento necessário do refrigerante. A bobina, localizada no corpo da alvenaria, permite obter na saída aquecimento suficiente para o funcionamento do circuito de baixa temperatura de pavimentos quentes (30 ÷ 60 ° C). Não existem recomendações gerais para a construção de fornos de tijolos. Fogões experientes realizam o trabalho de acordo com seus próprios cálculos e desenhos, guardando os segredos do seu ofício com a maior confiança. O custo dos serviços dos fabricantes de fogões profissionais (a partir de 40 mil rublos ou mais) depende da região, dos materiais e do design da lareira.

Vantagem dos fogões de aquecimento a lenha de pedra: seleção e reparo de projeto individual, disponível para execução automática. A massa e a capacidade de calor do material permitem que você acumule energia térmica. A irradiação de calor da superfície de alvenaria não cessa após o término da queima da madeira, o que cria condições de conforto na casa. Os fogões a lenha também são usados ​​para cozinhar, aquecer água e necessidades domésticas.

Fogões a lenha Termofor com placa de cozinha

A desvantagem do aquecimento de água de forno de tijolos sobre lenha: uma diminuição na velocidade de movimento do refrigerante quando a pedra esfria. Instalar uma bomba de circulação aumenta a eficiência do aquecimento, mas torna o sistema dependente da eletricidade.

Aquecimento usando caldeiras de combustível sólido

Modelos de fábrica de caldeiras clássicas a lenha são classificados como combustível sólido. O equipamento não volátil é feito de ferro fundido ou aço. As unidades de ferro fundido duráveis ​​são compostas por seções pré-fabricadas que permitem o reparo e a substituição de elementos. Os modelos de aço podem suportar mudanças repentinas de pressão e temperatura. Desvantagens das caldeiras clássicas de combustível sólido: a necessidade de cargas frequentes de combustível e a limpeza mecânica do forno, chaminé, cinzeiro.

A melhor opção para aquecer uma casa de campo é uma caldeira combinada (lenha / eletricidade)

Pirólise unidades (geradoras de gás) são diferenciadas pelo tempo de operação em uma guia de até 10 horas, eficiência de 90%, combustão completa do combustível. No entanto, as condições para uma combustão estável dependem da qualidade da madeira (carvão) e da integridade do carregamento da câmara de combustão. A regulagem e automação no processo de pirólise é impossível, pois a potência da unidade muda em etapas, desde o início, pico e fim da combustão.

Dispositivo caldeiras de combustível sólido de longa duração fundamentalmente diferente da pirólise. As construções com fornalha vertical e fluxo de ar medido aumentam o tempo de queima.

Vista em corte de uma caldeira de combustível sólido tradicional (esquerda) e uma caldeira de combustível sólido de longa duração (direita)

A possibilidade de utilização de qualquer tipo de combustível sólido e a transição para um método alternativo de aquecimento aumenta a atratividade dos modelos combinados. A modificação das unidades permite, se necessário, a instalação de queimadores a gás e aquecedores elétricos no forno.As recomendações do fabricante indicadas no passaporte da caldeira facilitam a instalação do conjunto, a instalação da chaminé e a escolha de equipamentos adicionais.

Modelos de caldeiras de aquecimento combinadas (lenha / eletricidade) são especialmente solicitados pelos compradores. O preço das unidades com a mesma capacidade é apresentado para comparação na tabela de visão geral:

Os empreendimentos domésticos receberam o reconhecimento do consumidor na categoria de preço de qualidade de caldeiras de combustível sólido para aquecimento de residências. As avaliações que os proprietários de equipamentos deixam em fóruns independentes atestam a competitividade das marcas russas.

Aquecimento a gás de uma casa particular

As estatísticas afirmam que 2/3 dos sistemas de aquecimento autônomo são uma variante do aquecimento a gás de uma casa de campo. O combustível barato justifica o alto custo das unidades: o gás entra automaticamente no forno, dispensando o controle constante do processo de combustão. Os geradores de calor a gás estão equipados com queimador, bomba de circulação incorporada, tanque de expansão, permutador de calor, sistema de segurança e grupo de automação.
Considere a classificação das caldeiras a gás e dê um exemplo de cálculo do consumo de gás para aquecimento de uma casa particular.

Aquecimento autônomo de uma casa de campo usando combustível gasoso

Potência da caldeira a gás

Aquecedor de água à Gas escolha de acordo com a potência da unidade. A condição padrão é que 1 kW de potência da caldeira por 10 metros quadrados de área seja observado se os elementos estruturais do edifício forem isolados e a altura do teto não ultrapassar 3 metros. A envolvente dilapidada do edifício ou a instalação de um permutador de calor para água quente é o motivo da escolha de um gerador de calor com margem de capacidade.

Importante! A potência da unidade declarada no passaporte técnico corresponde à pressão padrão na linha de abastecimento de gás (0,003 MPa de baixa pressão). Na prática, a pressão do gás é inferior aos valores contratuais, portanto, a capacidade da caldeira pode diferir significativamente daquela indicada no passaporte.

Ao escolher a potência de uma caldeira a gás, leve em consideração a taxa de 1 kW por 10 sq. m

Número de contornos

Unidades de aquecimento de circuito único de aço com um trocador de calor de cobre são usadas para aquecer pequenas casas. Os geradores de aquecimento a gás equipados com automação são utilizados para o aquecimento do radiador e um circuito de baixa temperatura para o pavimento radiante. Para abastecimento de água quente, o sistema é complementado caldeira e uma bomba de circulação.

Caldeiras a gás de circuito duplo são utilizadas simultaneamente para aquecimento e preparação de água quente. Existem modelos de chão de caldeiras a gás de duplo circuito feitas de ferro fundido, com caldeira de armazenamento... A versão montada na parede de estruturas leves, com um anel de aquecimento e um aquecedor de água instantâneo, é feita de aço.

Caldeira Vaillant de circuito duplo de parede a gás

Tipo de câmara de combustão: aberta e fechada

As fornalhas abertas retiram o ar para a combustão do gás da divisão em que a caldeira está instalada. O equipamento deve estar localizado em uma sala especial de combustão equipada com ventilação e chaminé vertical.

As caldeiras a gás com câmara de combustão fechada funcionam graças à aspiração forçada de ar da rua. A exaustão associada dos produtos de combustão aquece uma parte do ar fresco e aumenta a eficiência do gerador de calor.

Abastecimento de gás de uma casa particular usando um reservatório de gás e um gerador de gás

Sistema de remoção de produtos de combustão

A forma clássica de remover os gases de escape é a tiragem natural ou tiragem forçada pela chaminé. A versão moderna é uma capa coaxial pipe-in-pipe. Esse sistema de remoção de gases de escape não requer a instalação de uma chaminé clássica. Os produtos da combustão escapam para o exterior através do tubo interior. O ar fresco enriquecido com oxigênio é puxado para o espaço entre as camadas interna e externa do tubo. As condições climáticas externas não afetam o suprimento de ar para a câmara de combustão e a descarga dos gases de escape.

Importante! As caldeiras a gás são classificadas como unidades explosivas e com risco de incêndio. O regulamento para a instalação do gerador está especificado nos documentos regulamentares relativos às instalações individuais das caldeiras. O cumprimento das regras requer considerações de segurança pessoal: com a falta de oxigênio, o gás natural não queima completamente. O monóxido de carbono resultante (CO ↑) é incolor e inodoro. A presença de monóxido de carbono a 1% no ar interno é perigosa para a saúde e a vida humana. O vazamento de combustível e a formação de uma mistura explosiva de gás e ar podem levar a consequências terríveis.

É melhor instalar uma caldeira a gás de chão em uma sala separada.

Consumo de gás para aquecimento de uma casa de 100 m2

Um cálculo preliminar do consumo de gás é realizado para determinar a rentabilidade econômica do gerador e a viabilidade de utilização de outros tipos de combustível. O consumo estimado de gás encontra-se no passaporte técnico da caldeira. Os fabricantes indicam a demanda por hora do recurso. O valor é multiplicado por 720 (o número de horas em um dia e dias em um mês), então dividido por 2 (a correção de potência recomendada) e multiplicado por 7 (o período médio de aquecimento).

Em teoria, a operação econômica de um gerador de calor permite gerar 1 kW de energia térmica ao queimar 0,1 m³ gás. Isso significa que, ao queimar um metro cúbico de combustível gasoso, é possível aquecer um prédio residencial com área de 100 metros quadrados por uma hora. Consumo diário de gás 24 m³.

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O preço máximo por metro cúbico de gás para a população é de 7 rublos e 29 copeques (Rússia, Omsk, março de 2016). Custo do combustível para aquecimento de edifício residencial com área de 100 m² será de 175 rublos por dia ou 5250 por mês. Se considerarmos que a duração padrão da estação de aquecimento depende da zona climática, e a caldeira não funciona constantemente com carga máxima, a conta anual do gás não ultrapassará 20.000 rublos.

Consumo diário de gás para aquecimento de uma casa de 100 m2. m é 24 metros cúbicos. m

Na prática, o consumo de gás para aquecimento autônomo é determinado pelo dispositivo de medição. O valor das contas de gás durante a estação de aquecimento é comparável ao valor do aquecimento centralizado de uma casa particular por um mês! De acordo com os proprietários de sistemas de aquecimento autônomo com caldeira a gás, os custos de projeto, equipamento e instalação do sistema de aquecimento são pagos em 3 ÷ 5 anos.

Conselho útil! O sistema de feedback (sensores de temperatura e programador) da caldeira a gás proporcionará economia de combustível de até 20%.

Tabela 3. Modelos de caldeiras a gás para aquecimento de casa privada (preços):

Aquecimento elétrico

Uma forma simples, rápida e, à primeira vista, económica de aquecer uma casa de campo é instalar uma caldeira eléctrica. No entanto, os custos operacionais excedem significativamente todos os sistemas de aquecimento existentes.

A principal condição para o funcionamento estável do aquecimento elétrico é o fornecimento ininterrupto e a energia suficiente da fiação elétrica. É razoável usar opções combinadas do aquecimento elétrico de uma casa de campo.

Diagrama de conexão de uma caldeira elétrica ao sistema de aquecimento

A aparência de uma caldeira elétrica lembra um trocador de calor clássico da série água-água: uma câmara cilíndrica, dentro da qual existem elementos de aquecimento elétrico térmico. O gerador opera em rede doméstica ou trifásica (tensão 220 ou 380 V). Pelo princípio do aquecimento, existem modelos de eletrodo (elementos de aquecimento) e indução. A eficiência das unidades elétricas é de 90%. Existem modelos de caldeiras elétricas de um e dois circuitos.

Tabela 4. Caldeiras elétricas para aquecimento de uma casa de campo (opções e preços):

A questão de qual aquecimento é melhor para casas particulares, cada proprietário decide por si. No entanto, deve-se lembrar que a viabilidade econômica das tendências inovadoras é questionável, e o reparo de caldeiras de alta tecnologia em áreas remotas é problemático. A melhor opção é uma combinação de unidades com diferentes combustíveis.