En spis med en vattenkrets för uppvärmning av ett hus: implementeringsalternativ

En modern spis används framgångsrikt för uppvärmning av ett privat hus

För- och nackdelar med kaminuppvärmning

Regelbunden vedspis eller öppen spis värma rummet på grund av en kombination av strålning och konvektionsvärmeväxling. De uppvärmda massiva väggarna i ugnen avger värmeenergi och överför den till luften och inredningen i rummet. Kall luft ersätts gradvis med uppvärmd luft.

Ugnsuppvärmning har ett antal otvivelaktiga fördelar:

• kräver ingen anslutning till el- och gaskommunikation. Bränsle: ved, kol, torvbriketter - som regel billigt och miljövänligt skadar inte förbränningen miljön;
• strålningsvärmeväxling är det mest bekväma;

Intressant! Strålning (aka strålningsvärme) är den enda typen av värmeöverföring som sker utan deltagande av kylvätska.

Den ryska spisen uppvärmde husen till många generationer av våra förfäder

• de flesta hemspisar (lång bränning eller konventionell) multifunktionell, kan användas inte bara för uppvärmning utan också för uppvärmning av vatten och matlagning (både inuti ugnen och på hällen);
• under den heta årstiden bidrar en massiv tegelugn för ett hus till luftkonditioneringen i rummet: på grund av att det alltid är byggt på en separat grund avlägsnas överskottsvärme till marken;
• en spis eller öppen spis skapar en speciell atmosfär i hemmet och är i många fall ett element som definierar interiörens stil.

Eldstaden skapar en speciell atmosfär i huset och anger interiörens stil

Men tillsammans med fördelarna med kaminuppvärmning finns det också inneboende nackdelar:

• mått - kraften hos värmepannor för ett hus beror på deras dimensioner;
• tröghet - en traditionell tegelhusugn tar mycket lång tid att värma upp och gå i drift. Det är sant att moderna gjutjärnsugnar för huset, kaminer, kaminar och buleryaner är praktiskt taget fria från denna nackdel;
• hög värmeförlust på grund av låg effektivitet (effektivitet) - en stor mängd värmeenergi går genom skorstenen till atmosfären;
• oförmågan att säkerställa enhetlig uppvärmning av huset. Varm luft förskjuter gradvis kall luft, men detta händer ojämnt - temperaturen kan vara för hög nära kaminen och för låg på avstånd från den;

Faktum! Kaminen kan bara värma de rum som ligger direkt intill den. Därför var det ofta nödvändigt att ordna en ytterligare spis i delar av byggnaden på avstånd från den.

Principen för spisvärme - en varm spis avger värmeenergi till det omgivande utrymmet (strålningsvärmeväxling), sedan ersätts kall luft med uppvärmd luft (konvektionsvärmeväxling)

• behovet av konstant underhåll - kaminen kräver att man lägger ved, rengör askgropar från slagg och skorstenar från sot och skräp, upprätthåller förbränningsprocessen, reglerar drag;
• kontrollens komplexitet - det är svårare att kontrollera processen med bränsleförbränning i en ugn än i pannor;
• behovet av god dragkraft - dragkraft behövs för intensiv förbränning, liksom för avlägsnande av kolmonoxid;
• brandrisk - för att säkerställa brandsäkerhet är isolering av skorstenar nödvändig, särskilt för en spis i ett trähus. En ytterligare brandfaktor skapas av det faktum att omedelbar stopp av förbränningsprocessen i ugnen är omöjlig;
• behovet av ständig påfyllning och lagring av bränslelager samt avfallshantering: slagg och aska.

För att säkerställa driften av ugnen krävs dess konstanta underhåll: läggning av ved, rengöring av askar och skorstenar, övervakning av förbränningsprocessen, justering av drag

En spis med en vattenkrets för uppvärmning av ett hus: fördelar

Som redan nämnts kan en vanlig spis inte ge enhetlig uppvärmning av alla rum i huset. I moderna spisar och eldstäder löses detta problem delvis genom att installera en konvektionskammare som luftledningssystemet är anslutet till. Som ett resultat lämnas inte flödet av varm luft från kaminen till sig själv utan rör sig i begränsat utrymme för rör och regleras av spärrar, spjäll, galler och andra ytterligare anordningar.

Luftkanalerna är dock besvärliga, äter upp nyttigt utrymme och med en ökning av längden och antalet varv ökar värmeförlusten. De behöver tillsyn och underhåll: regelbunden rengöring av damm, sot och sot. Själva luften har en låg specifik värmekapacitet. För att överföra värme till ett rum på avstånd från ugnen krävs tvångspumpning av uppvärmda luftmassor med en fläkt. Därför är vatten, som ett värmeöverföringsmedium, i många avseenden att föredra framför luft.

Kombinerat värmesystem i en stuga med en spis med vattenkrets och solfångare

Faktum! Vattens specifika värmekapacitet är nästan fyra gånger högre än luftens specifika värmekapacitet. Det räcker att jämföra 4.187 kJ / (kg × K) och 1.055 kJ / (kg × K).

Varmvatten kan lätt transporteras genom rörledningar med liten diameter samtidigt som värmeenergi överförs över långa sträckor. Dessutom är vatten ett ofarligt, icke-brandfarligt, giftfritt, kemiskt neutralt och lättillgängligt ämne.

Principen för drift av spisvärme med vattenkrets

Principen för värmekretsens funktion är enkel - kylvätskan (i detta fall vatten) värms upp under förbränningen av bränslet och sprider sig sedan genom rören samtidigt som det avger värme till det omgivande utrymmet.

Diagram över anslutning av en eldstad med en vattenvärmeväxlare till ett slutet värmesystem med en förvaringspanna: 1 - blandningsventil; 2 - cirkulationspump; 3 - expansionskärl; 4 - nödventil; 5 - eldstuga med värmeväxlare; 6 - förvaringspanna; 7 - värmeelement

Prototypen för modern pannor med fast bränsle och långbrännande vedeldade spisar för hemmet är bekanta för många - det här är "svensk". En metalltank är inbyggd i den svenska spisen, som fylls med kallt vatten innan du lägger ved och tänder.Och även om vattnet värms upp länge under ugnen avger det värmen lika länge - långt efter att lågan slocknat.

Gradvis förvandlades vattentanken till en värmeväxlare, vilket gjorde att det blev möjligt att ansluta ett ledningssystem för hemvärme och varmvattenförsörjning.

Moderna värmekaminer med spis eller ugn ser snygga ut och passar perfekt in i alla interiörer

Konstruktion av ugnar med vattenuppvärmning

En utmärkande egenskap hos varje spis för att värma ett hus, utrustad med en vattenkrets, är en värmeväxlare, annars kallad en spole, radiator eller panna. Enheten kan värma en obegränsad mängd vatten. Tankens dimensioner och form beror på förbränningskammarens volym och kan variera över det bredaste intervallet.

Värmeväxlare

I vissa modifieringar av kaminer för uppvärmning av ett hus installeras värmeväxlaren direkt i eldstaden, men med den här metoden finns det risk för kylvätskeläckage (det vill säga vatten) eller till och med en explosion när den överhettas och kokar. I det här fallet minskar dessutom förbränningskammarens kapacitet oundvikligen. Ett säkrare alternativ är att integrera värmeväxlaren i skorstenens huva. I det här fallet kommer det mesta av den heta luften som stiger upp från eldstaden att värma upp kylvätskan och inte fly genom röret till gatan.

Installationsschema spis med vattenkrets för varmvattenförsörjning

Beräkning av värmeväxlarens effekt och dimensioner

Självberäkning av effekt och storlek på en värmeväxlare är en ganska svår uppgift för någon som inte är värmeingenjör, men i de flesta fall är det möjligt att göra en grov uppskattning.

Hjälpsamma råd! Övning har visat att med en takhöjd på 2,5 till 2,7 m per 10 m² Husets yta kräver 1 till 1,2 kW värmesystem.

En konventionell vedeldad hushållspis släpper ut cirka 6,5 ​​tusen kcal inom en timme, vilket räcker för att värma upp ett litet lantgård. Närvaron av en vattenkrets fördubblar komfortnivån. Efter att ha beräknat värmeförlusten kan du beräkna själva värmeväxlarens effekt. Värmeavlägsnande från varje kvadratmeter av dess yta varierar från 5 till 10 kW. Detta faktum är grunden för att bestämma erforderlig kraft.

När du väljer en värmeväxlare för en spis eller spis är det nödvändigt att ta hänsyn till parametrarna för strukturen och värmesystemet i den.

Det finns faktiskt inget behov av att dyka in i komplexa formler. Det räcker att kontakta specialisterna, som, styrda av färdiga bord, väljer en värmeväxlare för ugnen i ett privat hus, motsvarande de givna parametrarna för strukturen och värmesystemet i den.

Material

Innan du bestämmer dig för utformningen av registret (även kallat värmeväxlaren) för ugnen för huset, bör du bestämma vilket material det kommer att tillverkas av. Det finns flera alternativ:

• koppar - å ena sidan är kopparspolen mycket effektiv, eftersom värmeledningsförmågan hos detta material är en av de bästa. Å andra sidan är dess smältpunkt 1083 ° С, och i eldstaden - i nödsituationer vars förekomst aldrig kan uteslutas helt - kan den stiga till 1200 ° С. Därför är det strängt förbjudet att använda koppar i eldstaden i en tegelugn. Dessutom måste du vara uppmärksam på att kondensatet som bildas under kylning av kretsen innehåller aggressiva kemiska föreningar som orsakar korrosion;
• gjutjärn - gjutjärnsradiatorer är mycket motståndskraftiga mot korrosion, men de är ömtåliga, och termiska deformationer som uppstår under kylning och uppvärmning kan leda till sprickor och skador på värmeväxlaren. Dessutom monteras ett gjutjärnregister - på grund av att denna metall är svår att bearbeta - från gjutna delar med hjälp av gängor och tätningar, vilket leder till en minskning av enhetens tillförlitlighet som helhet;

Den holländska tegelugnen är en av de enklaste ugnarna med god effektivitet och värmeöverföring.

• stål - det mest tillgängliga och lättbehandlade materialet. Värmeväxlare rekommenderas att vara tillverkade av värmebeständigt stål med en tjocklek på 3 till 5 mm, med sömlösa rör. Samtidigt bör du upprätthålla ett sådant uppvärmningsläge där så lite kondens bildas som möjligt och aldrig tömma kylvätskan, eftersom stålprodukter utsätts för korrosion;
• värmebeständigt rostfritt stål- det bästa, men också det dyraste materialet för en kaminenhet för ett privat hus.

Hjälpsamma råd! Det mest lämpliga stålet för värmeväxlaren är AISI 304. Vid tillverkning av delar är det lämpligt att använda laserskärning och svetsning i argonatmosfär.

Designen på kaminen med en vattenkrets

Design

Värmeväxlaren kan, beroende på dess material, vara gjord av runda eller formade rektangulära rör, plåt eller en kombination av dessa delar. Plats och installationsmetod bestäms av dess form:

• värmeväxlare av stålplåt - kan placeras på det hetaste stället, det vill säga i förbränningskammaren. För produktion används stålplåt 3 ÷ 4 mm tjock i kombination med rör med en diameter på 40 ÷ 50 mm för anslutning av matnings- och returledningar. För att undvika att ångproppar bildas måste det övre vattentillförselröret vara vid den högsta punkten på värmeväxlaren, för om ett ånglås kommer in i värmesystemet finns det en risk för vattenhammare. Vilket i sin tur leder till förstörelse av rör eller radiatorer. För att förhindra att vattnet i värmeväxlaren kokar måste dess inre spalt vara minst 30 mm.

Stålrör för tillverkning av ugnsvärmeväxlare

• rörvärmeväxlare - är gjord av rör: rund med en diameter på 40 ÷ 50 mm eller rektangulära profilsektioner på 40 × 60 eller 60 × 60 mm. Den kan också placeras i eldstaden (förutsatt att den inte är gjord av koppar), den rumsliga lösningen beror på den specifika ugnen. Det viktigaste är att enheten inte ska hindra bränslepåfyllningsdörren, gallerstänger och rökkanaler. Om kaminen är en värmekokare läggs värmeväxlarrören endast längs förbränningskammarens sidoplan;
• rörformigt platt register - de är oftast placerade i skorstensrören eller ugnshuven, där förhållandena är mildare, därför kan de hålla längre än radiatorer i eldstaden. Deras dimensioner är mycket imponerande, eftersom de ligger på platser där värmeeffekten är låg och måste beräknas i förväg, eftersom det inte bör finnas några hinder för utsläpp av rökgaser.

Det är nödvändigt att placera kaminen i huset i enlighet med brandsäkerhetsreglerna

Montering

Värmeväxlaren ska endast installeras i en särskild hemugn. Video- och fotoinstruktioner bekräftar tydligt behovet av att locka en specialiserad spisstillverkare och följer ett antal regler:

• Efter tillverkning måste värmeväxlaren tryckas två gånger med ett tryck på 6 bar: före och efter installation i ugnen;
• värmeväxlaren monteras omedelbart efter att ugnen har installerats, varefter den läggs;
• Det rekommenderas absolut inte att kila in värmeväxlaren i ugnens murverk! Det bör finnas ett mellanrum på 10 ÷ 15 mm mellan det och väggarna, vilket kompenserar för termisk expansion;

Delar av ett kombinerat värmesystem i en stuga med öppen spis och solfångare

• När du installerar rör, lämna ett mellanrum på 5 mm och fyll det med en asbestsladd eller annat värmebeständigt tätningsmedel.
• rörsektionen vid utloppet måste ha en längd på minst 10 ÷ 15 cm. Detta gör det möjligt att skära en ny tråd vid skada;
• värmerör är anslutna till värmeväxlaren endast med en värmebeständig tätning;
• rekonstruktion av den färdiga ugnen för att installera en vattenkrets i den bör endast göras av en specialist.

För att utrusta kaminen är det bättre att använda tjänsterna från en erfaren spisstillverkare

Drift av en spis med vattenvärmekrets

För problemfri drift av värmesystemet måste du också följa driftsreglerna:

1. Använd inte ugnen med en ofylld värmeväxlare: den kommer snabbt att brinna ut.
2. Koppla inte bort värmeväxlaren från värmesystemet medan ugnen är i drift. Vatten expanderar vid uppvärmning och det ökade trycket kan orsaka en explosion.
3. Tillför inte kallt vatten till en uppvärmd värmeväxlare. Termiska deformationer kan skada den.
4. En cirkulationspump kan användas för att förbättra värmesystemets effektivitet.
5. Använd vid behov frostskyddsmedel i varmvattenberedaren.
6. Vid den lägsta punkten i värmesystemet måste det finnas en dräneringskran för vatten.

Följ driftsreglerna för att värmesystemet ska fungera smidigt

De största nackdelarna med en spis för ett hem med vattenuppvärmning

Huvudsakliga nackdelar vattenvärmesystem associerad med de fysiska egenskaperna hos kylvätskan, det vill säga vatten. Frysning vid 0 ° C når vatten (närmare bestämt redan is) sin maximala volym vid -4 ° C. Expansion av fryst vatten i rör kan leda till att de går sönder. För att undvika detta är det nödvändigt att tömma vattnet från värmesystemet om det inte används under den kalla årstiden, eller ersätta det med en speciell frostskyddsmedel.

Relaterad artikel:

Överensstämmelse med reglerna för användning av kaminen i huset, foto- och videoinstruktioner hjälper till att undvika misstag och föreslår de bästa sätten att neutralisera brister.

Det är bättre att tänka på att installera en modern tegelugn i husets designfas, eftersom det handlar om att arrangera en skorsten och luftkanaler

En modern tegelugn med en vattenkrets för uppvärmning av ett hus är en komplex teknisk värmekonstruktionsstruktur. Dess installation kräver utveckling av ett separat projekt i konstruktionsfasen av hela strukturen som helhet och kommer sannolikt inte att göra det utan att specialister deltar.