Com fer calefacció d'estufa en una casa particular amb circuits d'aire o aigua

Hi ha moltes maneres d'escalfar una casa particular amb gas i electricitat.Però malgrat l'abundància de mètodes moderns, la calefacció de l'estufa encara és rellevant a l'hora d'organitzar cases de camp i cases rurals.

D'acord, res no emfatitza més el sabor d'una cabana russa que una estufa de llenya. A més, la calefacció de combustible sòlid es considera una de les opcions econòmiques.

L'organització d'un sistema de calefacció comença amb la selecció d'equips de forn i la determinació del tipus de circuit de calefacció. Us suggerim que entengui l'estructura i els principis de funcionament de la calefacció d'aigua i aire basat en un forn. Per a una millor comprensió del tema, hem complementat el material amb esquemes i fotografies visuals.

Calefacció amb sistema d'aire

El motiu de la preferència estable que els propietaris de cases privades donen a l'opció de calefacció de l'estufa és funcionament econòmic — disponibilitat de llenya, briquetes de combustible o carbó.

El desavantatge és l'espai limitat a processar, que es pot eliminar instal·lant un sistema d'aigua i aire basat en una unitat de maó.

Les característiques específiques de la calefacció d'edificis de poca alçada amb una estufa es presenten a la selecció de fotos:

Principi de funcionament calefacció d'aire basat en una estufa o llar de foc consisteix a transferir un flux calent escalfat a temperatura de funcionament en un intercanviador de calor o en una caldera. L'aire entra directament a l'habitació o per conductes d'aire.

Gràcies al camí relativament curt, no té temps de perdre temperatura. El resultat és una distribució uniforme de la calor per tota la casa.

Una cambra per escalfar l'aire es col·loca a sobre de la caixa de foc perquè la superfície superior calenta de la caixa de foc i la xemeneia li transfereixin la màxima quantitat de calor. La circulació de l'aire es produeix de manera natural o amb l'ajuda de ventiladors.

Estufa d'acer de fabricació per escalfar una habitació de 120 metres quadrats. m l'ús de fluxos d'aire costa uns 12.000 rubles

La circulació natural es produeix com a conseqüència de la diferència de densitat de l'aire fred i calent. L'aire fred que entra a la cambra de calefacció desplaça l'aire calent cap als conductes d'aire.

Aquest mètode no requereix electricitat, però si l'aire no es mou prou ràpidament a través de la cambra de calefacció, s'escalfa molt, la qual cosa pot causar problemes.

La calefacció d'aire amb moviment natural d'aire escalfat implica la instal·lació de conductes d'aire per al moviment dirigit. En les versions forçades, el moviment de l'aire és estimulat per un ventilador (+)

La circulació forçada es produeix mitjançant ventiladors o bombes. Tanmateix, l'escalfament dels locals es produeix de manera més ràpida i uniforme. Amb la ventilació forçada, ajustant el seu mode, podeu controlar fàcilment el volum d'aire subministrat a diverses habitacions, determinant així el microclima de les habitacions individuals de la casa.

Segons el tipus de subministrament d'aire fred, els sistemes es divideixen en dos tipus:

• Amb reciclatge total. Les masses d'aire escalfat s'alternen amb les refrigerades dins de la mateixa habitació. El desavantatge de l'esquema és que la qualitat de l'aire disminueix amb cada cicle de calefacció/refrigeració.
• Amb recuperació parcial. Una part de l'aire fresc es pren del carrer, que es barreja amb una part de l'aire de l'habitació. Després de l'escalfament, la barreja de dues porcions d'aire es lliura al consumidor. L'avantatge és la qualitat de l'aire estable, el desavantatge és la dependència energètica.

És evident que el primer grup inclou sistemes de conductes amb moviment natural del refrigerant d'aire. El segon inclou opcions amb moviment d'aire forçat, per al moviment de les quals no és necessari instal·lar una xarxa de conductes d'aire.

L'entrada d'aire del carrer dóna un impuls addicional al sistema de circulació natural, que elimina la necessitat de ventiladors

Els principals avantatges de l'escalfament d'aire en comparació amb l'escalfament d'aigua:

• Alta eficiència;
• sense accidents;
• manca de radiadors a les habitacions.

El disseny del circuit amb moviment forçat permet prescindir de la construcció d'un sistema de conductes d'aire. A més, aquest tipus es pot combinar amb aire condicionat, humidificació i ionització d'aire.

Si no està previst instal·lar un dispositiu que estimuli el moviment de l'aire escalfat, s'utilitzen els mètodes següents per augmentar el rendiment de l'estufa:

Augmentar l'eficiència augmentarà espontàniament la velocitat del flux d'aire: com més ràpid s'escalfa l'aire, més intens es produeix el canvi de massa d'aire refrigerat i escalfat.

Els principals desavantatges de l'escalfament d'aire en comparació amb l'escalfament d'aigua:

• quan s'utilitza un forn, la temperatura de l'aire subministrat té un rang important, a diferència de l'ús d'altres mitjans de calefacció;
• els conductes d'aire tenen un gran diàmetre, per la qual cosa la instal·lació s'ha de dur a terme en l'etapa de construcció;
• S'aconsella ubicar l'estufa al soterrani, en cas contrari cal fer servir ventiladors que facin soroll.

El moviment d'aire a l'habitació té un costat negatiu: augmenta la pols, però l'ús de filtres a la sortida del conducte d'aire us permet atrapar aquesta pols de manera efectiva, reduint així la quantitat total de pols a la casa.

Una altra característica de l'escalfament d'aire que té costats positius i negatius és la velocitat de transferència de calor. D'una banda, les habitacions s'escalfen més ràpidament que quan s'escalfen amb un circuit d'aigua, d'altra banda, no hi ha inèrcia tèrmica: tan bon punt s'apaga l'estufa o la llar de foc, l'habitació comença a refredar-se immediatament.

Per garantir una pressió uniforme a les branques laterals del conducte d'aire, cal excloure la seva inserció a l'últim mig metre del conducte d'aire principal.

A diferència de l'escalfament d'aigua, instal·lar un sistema de calefacció d'aire no és difícil.Tots els elements (tubs, corbes, reixes de ventilació) es poden connectar de manera senzilla sense soldadura. Hi ha conductes d'aire flexibles que poden prendre qualsevol forma, en funció de la geometria del local.

Malgrat això, els sistemes de calefacció d'aire basats en estufes o xemeneies encara no s'han generalitzat. Molt més sovint a les construccions individuals de poca alçada, s'utilitza un circuit d'aigua per escalfar habitacions.

A partir d'una estufa o llar de foc amb una caixa de foc de maó o d'acer, podeu organitzar la calefacció de l'aire i l'aigua.

Dispositiu d'escalfament d'aigua a base d'estufa

Principis de funcionament de qualsevol escalfament d'aigua es basen en la distribució de calor d'una font local per tota l'habitació, utilitzant el moviment de l'aigua al llarg del circuit de calefacció.

Elements bàsics de l'escalfament d'aigua

Per a un esquema de calefacció d'estufa amb un circuit d'aigua, els elements principals són:

• estufa o llar de foc amb intercanviador de calor, en què s'escalfa l'aigua;
• circuit de calefaccióon es produeix la transferència de calor a l'habitació;
• tanc d'expansió per evitar danys al sistema com a resultat de l'augment de la pressió;
• bomba de circulació per garantir el moviment de l'aigua al llarg del circuit.

Hi ha normes generals per al funcionament de l'escalfament d'aigua, com ara esquemes de cablejat, que són ben coneguts i cal seguir. Tanmateix, quan s'utilitza una estufa com a font de calor, hi ha requisits específics relacionats amb el règim de temperatura.

El principi de funcionament de l'escalfament d'aigua basat en una estufa o llar de foc és senzill, però cal calcular amb precisió els paràmetres de tots els elements del sistema.

Els forns no s'escalfen ràpidament i es refreden lentament, es produeix un alliberament de calor desigual i només la instal·lació correcta de tots els components del sistema evitarà problemes amb la calefacció d'alta qualitat de les instal·lacions de la casa.

Tipus d'intercanviador de calor i mètodes de col·locació

Per a la fabricació d'intercanviadors de calor per a forns, s'utilitza xapa d'acer "negre" o acer inoxidable resistent a la calor. L'ús de ferro colat com a material de producció és difícil, però es poden utilitzar productes de ferro colat preparats, com ara radiadors de ferro colat.

És possible utilitzar coure, que té una millor conductivitat tèrmica en comparació amb l'acer, però el preu d'aquest dispositiu serà alt. Es recomana fer l'intercanviador de calor d'acer amb un gruix de 3 mm. A les altes temperatures del forn que es produeixen quan s'utilitza carbó o, especialment, coc, cal utilitzar acer de 5 mm de gruix.

Els intercanviadors de calor es poden dividir en tres tipus:

• registres, bobines i radiadors, format per un conjunt de canonades;
• camises (calderes), soldat a partir de xapa d'acer;
• opció combinada en forma de parets verticals connectades per canonades (els anomenats "llibres").

Les jaquetes de xapa d'acer són més fàcils de fabricar i de netejar dels productes de combustió de combustible, però les estructures tubulars tenen una àrea de calefacció més gran. A l'hora de fer una jaqueta, cal tenir en compte l'excés de pressió d'aigua que es produeix quan s'utilitza un dipòsit d'expansió de membrana o s'eleva l'aigua a una gran alçada.

Un intercanviador de calor per a l'escalfament d'aigua basat en una estufa es pot construir amb materials de ferralla:

En aquest cas, cal utilitzar acer d'un gruix d'almenys 5 mm i reforçar addicionalment les parets amb reforços per evitar la seva deformació.

Les formes de les estructures tubulars poden ser diferents, però cal complir la condició que la mida interna de les canonades sigui d'almenys 3 cm de diàmetre. En cas contrari, si la velocitat de circulació és lenta o la temperatura és massa alta, l'aigua pot bullir.

Els registres es fan, per regla general, a partir de tubs de perfil en lloc de rodons per facilitar el treball de soldadura.

Podeu fer vosaltres mateixos un intercanviador de calor de la mida requerida. En aquest cas, s'ha de prestar més atenció a la qualitat de la soldadura. Si l'intercanviador de calor té fuites, tota l'aigua s'abocarà al forn.

A més, per solucionar el problema, hauràs de fer molta feina: desmuntar l'estufa, treure, soldar i tornar a posar l'intercanviador de calor i després tornar a muntar l'estufa.

Hi ha dues opcions per a la ubicació de l'intercanviador de calor. En el primer cas, es col·loca directament a la caixa de foc, reduint significativament el seu espai.En el segon, els registres s'instal·len a la campana dels forns no giratoris, però el propi forn en aquest cas té un disseny més complex.

Si teniu una estufa de campana, és millor col·locar l'intercanviador de calor a la campana: també fa calor i l'espai de la caixa de foc es mantindrà sense canvis.

En instal·lar un intercanviador de calor de tipus tubular, cal deixar un buit entre aquest i la paret de l'estufa. Això és necessari per a un millor escalfament del refrigerant, així com la possibilitat de netejar el registre. Cal netejar tant les camises com els registres periòdicament, ja que en cas d'obstrucció greu amb cendres, l'eficiència de la transferència de calor disminueix.

Si hi ha placa, la neteja es produeix després de treure-la. Si l'estufa només té una funció de calefacció, la neteja es fa a través de la porta de combustió.

Circulació d'aigua al circuit de calefacció

Els principis bàsics per organitzar la circulació natural de l'aigua al sistema són modelar el "col·lector d'acceleració" a la sortida de l'intercanviador de calor i crear un pendent constant de les canonades del circuit de calefacció de 3-5 °.

El significat general del "colector d'acceleració" és que l'aigua escalfada de l'estufa puja verticalment cap amunt i després es distribueix al llarg del circuit de calefacció.

La circulació es produeix a causa de la diferència de gravetat específica de l'aigua freda i calenta. L'aigua freda és més pesada que l'aigua calenta i, que flueix cap a l'intercanviador de calor, desplaça l'aigua calenta per la canonada. El punt d'entrada de "retorn" ha de ser més baix que les sortides d'aigua dels radiadors de calefacció, en cas contrari la circulació de l'aigua serà molt lenta o no serà gens.

Un col·lector d'acceleració és necessari fins i tot per a circuits de calefacció de petita longitud quan s'utilitza circulació natural

Augmentar la velocitat de moviment de l'aigua al llarg del circuit de calefacció instal·lar una bomba de circulació. Així, hi ha una distribució més ràpida i uniforme de la calor per tota la casa. Es poden utilitzar simultàniament diverses bombes per a diferents circuits de calefacció.

En presència de pujades de tensió, cal utilitzar-lo Regulador de voltatge, ja que la fallada de la bomba pot tenir greus conseqüències per a tot el sistema.

Les bombes es poden dividir en dos grups en relació amb la posició del motor: amb un rotor "sec" i un rotor "humit". Per tipus de tensió: models que funcionen amb una xarxa de 220 V i bombes que funcionen amb fonts d'alimentació de 12 V.

El motor de les bombes amb rotor sec s'aïlla de l'impulsor submergit en aigua mitjançant anells de segellat. En comparació amb les bombes amb un motor submergit, les bombes seques tenen una eficiència més alta.

No obstant això, els desavantatges inclouen alts nivells de soroll, la necessitat d'un manteniment regular i una vida útil més curta del motor. Per tant, en una casa privada, per regla general, s'utilitzen bombes de circulació amb un rotor "humit".

L'elecció del tipus de potència de la bomba depèn de la possibilitat de circulació natural de l'aigua al sistema. Si és impossible sense la participació d'una bomba, s'ha de triar una opció que admeti una tensió de 12 V i una font d'alimentació ininterrompuda.

En cas contrari, en cas de tall de llum, l'aigua podria bullir i el sistema podria fallar. Si és possible la circulació natural, és millor comprar una opció més comuna i més barata alimentada per una xarxa de 220 V.

En connectar una bomba de 12 volts a una font d'alimentació ininterrompuda, no us podeu preocupar pel funcionament del sistema de calefacció

Quan s'instal·la una bomba amb una font d'alimentació de 220 V, cal assegurar-se que el sistema de calefacció pot funcionar durant un tall de corrent. Per fer-ho, instal·leu una vàlvula de tancament a la canonada i obriu-la instal·lant una canonada de derivació amb una bomba (l'anomenat "bypass").

S'instal·la una aixeta de filtre a la canonada de derivació davant de la bomba i després una vàlvula de tancament. Ajustant la posició de les vàlvules de tancament a les canonades principal i bypass, podeu activar el mode de circulació forçada i natural.

Per regla general, la bomba s'instal·la al "retorn" a prop del forn de manera que la temperatura del líquid que passarà pel dispositiu sigui la més baixa. Això allargarà significativament la vida útil de la bomba.

A més, cal col·locar el màxim nombre possible de controls del sistema de calefacció en un sol lloc, de manera que en cas de situacions d'emergència es puguin prendre mesures ràpidament per eliminar-los.

La instal·lació d'una canonada de derivació (by pass) permet que el sistema de calefacció funcioni durant un tall de corrent i també permet treure la bomba sense drenar l'aigua.

Normes d'ús del dipòsit d'expansió

Quan s'escalfa, un líquid s'expandeix, i si això passa en un sistema tancat, la pressió a l'interior augmentarà molt i un augment de pressió està ple d'aigua. No és aconsellable utilitzar una vàlvula de seguretat, ja que després que l'aigua es refredi i el seu volum disminueixi, s'introduirà aire al sistema.

Per tant, en circuits de calefacció amb moviment forçat d'aigua, especial tancs d'expansió, que són de tipus obert o tancat. El seu volum es calcula en funció no només de la màxima expansió tèrmica del líquid (5-7%), sinó també tenint en compte la possibilitat d'ebullició del sistema.

Un dipòsit de tipus obert equipa el circuit d'aigua d'un sistema de calefacció de l'estufa per gravetat, és a dir, amb el transport natural del refrigerant. És un recipient metàl·lic de forma arbitrària situat a la part superior del circuit de calefacció. Es comunica directament amb l'atmosfera, per la qual cosa el refrigerant s'evapora parcialment.

La canonada està connectada a la part inferior o inferior del dipòsit, i es solda una canonada a la part superior per drenar l'aigua en cas de desbordament i permetre que l'aire escapi del sistema. La pràctica demostra que el volum d'un dipòsit obert ha de ser almenys el 15% del volum d'aigua del sistema de calefacció.

Un dipòsit expansor de tipus obert sol estar situat en una sala tècnica i el seu aspecte no importa gens

Un dipòsit tancat o de tipus membrana és un recipient tancat amb una membrana a l'interior. Quan l'aigua s'escalfa, augmenta la pressió, estira la membrana i entra al dipòsit, si la pressió supera, s'activa el sistema automàtic i l'excés de refrigerant s'aboca al clavegueram.

Després de la primera descàrrega, normalment ja no hi ha cap motiu per tornar-lo a produir, ja que el volum de refrigerant s'igual al volum del sistema.

Davant de la bomba es munta un dipòsit de membrana tancat. Aquest contenidor, a diferència d'un dipòsit de tipus obert, no pot desfer-se de l'aire per si sol, de manera que a la part superior del circuit de calefacció cal instal·lar una vàlvula Mayevsky (ventilació d'aire mecànica) o el seu equivalent automàtic.

L'únic element d'un dipòsit de membrana que pot fallar amb el temps és la membrana, per la qual cosa és millor comprar un dipòsit amb la possibilitat de substituir-lo.

Quan es compra un dipòsit de tipus tancat, que de vegades s'anomena acumulador hidràulic, el més important és no confondre'l amb un acumulador hidràulic per al subministrament d'aigua.

Per a un dipòsit de membrana utilitzat en calefacció, la temperatura de funcionament és de fins a 120 °C i la pressió és de fins a 3 bar. Per al subministrament d'aigua s'utilitzen dipòsits amb temperatures de fins a 70 °C i pressió de fins a 10 Bar.

Escollir entre canonades i radiadors

Com a circuit d'aigua per a la calefacció de l'estufa, podeu utilitzar un sistema de tubs de plàstic amb radiadors (bateries) o un sistema de tubs metàl·lics. El principal avantatge d'utilitzar radiadors és que semblen més bonics en comparació amb els conductes d'aire massius.

El cablejat de plàstic es pot amagar fàcilment al terra, ja que no emet calor. Tot i que segons les normes, el cablejat de calefacció d'aigua ha d'estar obert. No obstant això, les canonades de polímer tenen limitacions: no es poden col·locar on hi hagi risc de fusió i exposició directa als UV.

L'avantatge de les canonades metàl·liques és el preu més baix de tot el circuit de calefacció, la facilitat d'instal·lació i menys problemes que es troben durant el funcionament del sistema.

L'ús de canonades de calefacció metàl·liques en lloc d'un sistema de radiadors amb connexions metall-plàstic es justifica si el component estètic del disseny de l'habitació no és important.

Avantatge important sistemes amb radiadors és la facilitat d'ajust de la temperatura. Fins i tot els càlculs més precisos de la temperatura ambient es poden ajustar. Per exemple, es recomana una temperatura de 19-21 °C per a un nen petit menor de 6 mesos, mentre que una temperatura agradable a la resta de la casa es considera que és de 25 °C.

Per garantir aquesta temperatura durant un llarg període de temps a l'habitació, cal tancar totalment o parcialment la vàlvula de subministrament de calor a un dels radiadors. En el cas d'una canonada metàl·lica, el problema també es pot resoldre, però d'una manera més complexa: reduir la transferència de calor d'un segment de canonada mitjançant escuma de poliuretà o carcassa d'alumini.

Una altra opció de circuit de calefacció podria ser terra escalfat per aigua. Aquest és un tipus de subministrament de calor molt còmode per a una persona, però la instal·lació d'un terra calefactor requereix molt més mà d'obra que les opcions comentades anteriorment.

A més, quan s'utilitza un terra radiant, no és possible proporcionar un pendent per a la circulació natural de l'aigua, que, en combinació amb el petit diàmetre de les canonades de calefacció per terra radiant, comporta una condició obligatòria per a l'ús d'una bomba de circulació. .

Per empènyer l'aigua a través de les canonades de calefacció per terra radiant, heu d'utilitzar una bomba; la circulació natural no funcionarà amb aquesta geometria del sistema de calefacció.

Prevenció de la congelació del sistema de calefacció

L'ús d'aigua com a refrigerant té un inconvenient: si el sistema de calefacció es congela, la canonada i els aparells es faran malbé. És especialment difícil restaurar en aquest cas l'intercanviador de calor integrat al forn.

Aquest problema és rellevant per a les cases que poden no escalfar-se durant molt de temps a l'hivern. Una manera d'evitar danys al sistema és utilitzar anticongelants dissenyats per a sistemes de calefacció en lloc d'aigua.

Per a locals residencials, els líquids a base de propilenglicol s'utilitzen com a anticongelant, com a substància no tòxica, a diferència de l'etilenglicol.

Tanmateix, la idea d'utilitzar anticongelant té els seus inconvenients:

• L'anticongelant a base de propilenglicol és car (a partir de 80 rubles / litre);
• la capacitat calorífica específica de l'anticongelant és inferior a la de l'aigua (aproximadament el 15%), per tant, es requereix una potència més gran del forn i una gran superfície dels dispositius de calefacció de l'habitació;
• L'anticongelant té una viscositat dinàmica més alta que l'aigua, de manera que es requereix una bomba de circulació més potent i la circulació natural és impossible;
• quan s'escalfa, l'anticongelant s'expandeix fins a un 40%, per la qual cosa cal utilitzar un gran dipòsit d'expansió tancat;
• el propilenglicol és molt fluid, de manera que penetra a través de connexions del sistema de calefacció a través de les quals l'aigua no pot penetrar;
• El propilenglicol és incompatible amb les canonades galvanitzades perquè els additius anticongelants perden les seves propietats en contacte;
• quan bull l'anticongelant (cosa que és probable quan s'utilitzen forns), es produeix una reacció química irreversible, com a conseqüència de la qual s'haurà de drenar tot el sistema i tornar a omplir d'anticongelant.

Per a anticongelants, el sistema de calefacció s'ha de calcular per endavant; el seu ús en projectes implementats per a l'aigua és bastant problemàtic.

A més, un projecte amb anticongelant serà molt més car que un sistema de calefacció d'aigua. Per tant, el seu ús encara no s'ha estès a les cases particulars amb calefacció per estufa, i s'utilitzen altres mètodes per evitar la congelació.

En triar un líquid per a un sistema de calefacció, cal tenir en compte no només les característiques físiques i químiques, sinó també el seu perill per als altres.

Drenar l'aigua del circuit i la jaqueta o registre del forn és la solució més habitual al problema quan els propietaris de la casa estan absents durant molt de temps.A més del treball addicional, els desavantatges d'aquest mètode inclouen l'accés d'aire als elements metàl·lics del sistema des de l'interior i, com a resultat, la propagació de la corrosió.

A més, com a solució al problema durant un curt període de temps, utilitzen la integració d'una caldera elèctrica de baixa potència al circuit de calefacció. El seu funcionament amb un nivell mínim de consum d'energia és capaç de mantenir temporalment una temperatura positiva de l'aigua.

Una caldera elèctrica de baixa potència connectada al sistema de calefacció és capaç de mantenir una temperatura positiva de l'aigua en cas d'absència prolongada dels propietaris.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Un sistema de calefacció en funcionament basat en una estufa i un circuit d'aigua en una casa privada amb una superfície de 80 metres quadrats:

La calor es subministra al sistema de calefacció des d'estufes i xemeneies en porcions, cosa que complica la tasca de calcular els paràmetres dels elements del circuit de calefacció. La realització de treballs d'alteració del circuit és força problemàtica, per la qual cosa si no tens experiència en aquest àmbit, és millor recórrer a especialistes que tinguin les habilitats per resoldre aquests problemes.

Tens experiència en l'organització de la calefacció de l'estufa? O escalfeu la vostra llar d'aquesta manera i us agradaria compartir les vostres impressions sobre l'ús de l'estufa? Si us plau, deixeu comentaris i feu preguntes. El formulari de comentaris es troba a continuació.