Avantajele și dezavantajele încălzirii aragazului
O sobă convențională de ardere a lemnului sau șemineu va încălzi încăperile datorită unei combinații de radiații și schimb de căldură prin convecție. Zidurile masive încălzite ale cuptorului radiază energia termică, transferându-le în aer și mobilierul camerei. Aerul rece este înlocuit treptat de aerul încălzit.
Încălzirea cuptorului are o serie de avantaje fără îndoială:
- nu necesită conectarea la comunicațiile electrice și de gaz. Combustibil: lemn, cărbune, brichete de turbă - de regulă, ieftin și ecologic, arderea nu dăunează mediului;
- Radiația schimbătoare de căldură este cea mai confortabilă;
Interesant! De asemenea, schimbul de căldură radiant (și radiant) este singurul tip de schimb de căldură care are loc fără participarea unui agent de răcire.
Cuptorul rus a încălzit casele multor generații ale strămoșilor noștri
- cele mai multe cuptoare pentru casa (ardere lungă sau convențională) sunt multifuncționale, pot fi utilizate nu numai pentru încălzire, ci și pentru încălzirea apei și gătit (atât în interiorul cuptorului, cât și pe plită);
- în sezonul fierbinte, un cuptor masiv de cărămidă pentru casă contribuie la condiționarea clădirilor: datorită faptului că este întotdeauna construită pe o fundație separată, excesul de căldură este eliberat în pământ;
- Cuptorul sau șemineul creează o atmosferă specială în casă și, în multe cazuri, este un element care determină stilul interior.
Semineul creează o atmosferă specială în casă și stabilește stilul interior
Cu toate acestea, împreună cu avantajele încălzirii cuptorului, există și dezavantaje:
- dimensiunile - capacitatea sobelor de încălzire pentru o locuință depinde de mărimea acestora;
- inerția - un cuptor tradițional pentru o casă realizată din cărămidă necesită mult timp să se încălzească și să intre în modul de funcționare. Adevărat, sobe moderne din fontă pentru cămin, sobe, seminee, sobe și bulevarde sunt practic scutite de această lipsă;
- pierderi mari de căldură datorate eficienței reduse (coeficient de eficiență) - o cantitate mare de energie termică părăsește coșul în atmosferă;
- incapacitatea de a asigura o încălzire omogenă a casei. Aerul cald deplasează treptat frigul, dar este neuniform - temperatura poate fi prea mare în apropierea cuptorului și prea mică la o distanță de acesta;
Fapt! Cuptorul poate încălzi numai camerele care sunt adiacente direct. Prin urmare, în părțile îndepărtate ale clădirii a fost adesea necesar să se aranjeze o aragaz suplimentar.
Principiul încălzirii cuptorului - un cuptor fierbinte radiază energia termică în spațiul înconjurător (schimb de căldură radiant), apoi aerul rece este înlocuit de încălzirea (schimbul de căldură prin convecție)
- nevoia de întreținere constantă - cuptorul necesită așezarea lemnului de foc, curățarea cenușii de zgură și a coșurilor de fum din funingine și moloz, menținerea procesului de ardere, reglarea tracțiunii;
- complexitatea managementului - este mai dificil să se controleze arderea combustibilului într-un cuptor decât în cazul cazanelor;
- nevoia unei tracțiuni bune - forța de tracțiune este necesară pentru arderea intensivă, precum și pentru eliminarea monoxidului de carbon;
- incendiu - pentru a asigura siguranța împotriva incendiilor necesită izolarea coșurilor, în special pentru cuptorul dintr-o casă din lemn. Un factor suplimentar de pericol de incendiu este creat de faptul că oprirea instantanee a procesului de ardere în cuptor este imposibilă;
- nevoia de reaprovizionare și depozitare constantă a stocului de combustibil, precum și eliminarea deșeurilor: zgură și cenușă.
Pentru a asigura funcționarea cuptorului, este necesară întreținerea sa constantă: instalarea lemnului de foc, curățarea cenușii și a hornelor, monitorizarea procesului de ardere, reglarea debitului
Cuptor cu circuit de apă pentru încălzirea casei: avantaje
După cum sa menționat deja, un cuptor convențional nu este capabil să asigure o încălzire uniformă a tuturor încăperilor din casă. În cuptoarele moderne și seminee, această problemă este rezolvată parțial prin montarea unei camere de convecție la care este conectat un sistem de conducte. Ca urmare, fluxul de aer cald din cuptor nu este lăsat la el însuși, ci se deplasează într-un spațiu închis al țevilor și este reglat de supape, clape, grile și alte dispozitive suplimentare.
Cu toate acestea, canalele căilor respiratorii sunt greoaie, consumă un spațiu util, cu o creștere a lungimii și numărului de rotații, pierderile de căldură cresc. Ei au nevoie de supraveghere și întreținere: curățarea periodică a prafului, funinginii și funinginii. Aerul în sine are o căldură specifică scăzută, pentru transferul căldurii într-o cameră departe de cuptor, este necesară forțarea maselor de aer încălzite de ventilator. Prin urmare, apa, ca agent de răcire, este în multe privințe preferabilă aerului.
Sistem de încălzire combinat al unei cabane cu cuptor cu șemineu cu circuit de apă și colectoare solare
Fapt! Căldura specifică a apei este de aproape 4 ori mai mare decât căldura specifică a aerului. Este suficient să comparați 4,187 kJ / (kg × K) și 1,055 kJ / (kg × K).
Apa caldă este ușor transportată prin conducte de diametru mic, transferând energia termică pe distanțe considerabile. În plus, apa este inofensivă, neinflamabilă, netoxică, neutră din punct de vedere chimic și este întotdeauna disponibilă.
Principiul de funcționare a încălzirii cuptorului cu un circuit de apă
Principiul circuitului de încălzire este simplu - purtătorul de căldură (în acest caz, apa) în timpul arderii combustibilului este încălzit, apoi se extinde prin conducte, dând căldură spațiului din jur.
Schema de conectare a unui șemineu cu un schimbător de căldură de apă într-un sistem de încălzire închis cu un rezervor de stocare: 1 - supapă de amestec; 2 - pompă de circulație; 3 - rezervor de expansiune; 4 - supapă de siguranță; 5 - cuptor cu schimbător de căldură; 6 - depozitarea cazanului; 7 - radiatoare de încălzire
Prototipul cazanelor moderne cu combustibil solid și cuptoarele pe lemn de foc lung ars pentru o casă este cunoscut de mulți - acesta este "suedezul". Un rezervor de metal este construit în cuptorul suedez, care este umplut cu apă rece înainte de a pune lemn de foc și de aprindere. Și, deși apa din procesul de încălzire arde mult timp, aceasta dă și căldură mult timp - după o lungă perioadă de timp după ce flacăra se stinge.
Treptat, rezervorul de apă a fost transformat într-un schimbător de căldură, ceea ce a făcut posibilă conectarea sistemului de linii pentru încălzirea casei și alimentarea cu apă caldă.
Cuptoarele moderne de încălzire cu plită sau cuptor arată elegant și se încadrează perfect în orice interior
Constructii de cuptoare cu incalzire pe apa
O caracteristică distinctivă a oricărui cuptor pentru încălzirea unei case echipate cu un circuit de apă este un schimbător de căldură denumit altfel o bobină, un radiator sau un cazan. Acest dispozitiv este capabil să furnizeze încălzirea unei cantități nelimitate de apă. Dimensiunile și forma rezervorului depind de volumul camerei de ardere și pot varia în limitele cele mai largi.
Schimbătorul de căldură
În unele modificări ale cuptoarelor pentru încălzirea casei, schimbătorul de căldură este instalat direct în cuptor, dar în acest fel există pericolul unei scurgeri a lichidului de răcire (adică apă) sau chiar o explozie cu supraîncălzirea și fierberea acestuia. În plus, în acest caz, capacitatea camerei de combustie scade în mod inevitabil. O opțiune mai sigură este instalarea unui schimbător de căldură în capota de fum. În acest caz, cea mai mare parte a aerului cald care se ridică din cuptor va încălzi lichidul de răcire și nu va scăpa prin conductă în stradă.
Schemă de instalare a unui sobă-cămin cu circuit de apă pentru alimentare cu apă caldă
Calcularea puterii și dimensiunilor schimbătorului de căldură
Calculul independent al puterii și dimensiunilor schimbătorului de căldură este o sarcină destul de dificilă pentru cineva care nu este un inginer de încălzire, dar în majoritatea cazurilor este posibil să se facă o estimare aproximativă.
Sfaturi utile! Practica a arătat că la înălțimea plafonului de la 2,5 până la 2,7 m pe 10 m 2 din suprafața casei este necesară o capacitate de 1 până la 1,2 kW a sistemului de încălzire.
Un cuptor tipic pentru o casă pe lemn în timpul unei ore alocă aproximativ 6,5 mii kcal, ceea ce este suficient pentru a încălzi o mică casă de vacanță. Prezența unui circuit de apă va crește nivelul confortului la jumătate. După calcularea pierderilor de căldură, puteți calcula puterea schimbătorului de căldură în sine. Difuzarea căldurii de la fiecare metru pătrat al zonei sale variază de la 5 la 10 kW. Acest fapt este baza pentru determinarea puterii necesare.
Atunci când alegeți un schimbător de căldură pentru o sobă sau șemineu, este necesar să se țină cont de parametrii structurii și de sistemul de încălzire din acesta
De fapt, nu este nevoie să se scufunde în formule complexe. Este suficient să se aplice specialiștilor care, ghidat de mesele deja pregătite, vor selecta un schimbător de căldură pentru un cuptor privat, corespunzător parametrilor specifici de construcție și sistemului de încălzire din acesta.
Înainte de a decide cu privire la proiectarea registrului (este un schimbător de căldură) pentru un cuptor de uz casnic, trebuie să decideți ce material va fi făcut de. Există mai multe opțiuni:
Un cuptor de cărămidă-olandeză este unul dintre cele mai simple cuptoare cu eficiență bună și căldură
- oțelul este materialul cel mai accesibil și ușor de procesat. Schimbătoarele de căldură se recomandă a fi realizate din oțel rezistent la căldură cu o grosime de 3 până la 5 mm, folosind țevi fără sudură. În același timp, este necesar să se mențină un mod de încălzire în care să se formeze cât mai puțin condens și să nu se elimine niciodată lichidul de răcire, deoarece produsele din oțel sunt susceptibile la coroziune;
- oțel inoxidabil rezistent la căldură este cel mai bun, dar și cel mai scump material pentru un radiator de cuptor pentru o locuință privată.
Sfaturi utile! Cel mai potrivit oțel pentru schimbătorul de căldură este AISI 304. La fabricarea pieselor, este de dorit să se utilizeze tăierea cu laser și sudarea într-un mediu de argon.
Proiectarea unei aragaz cu circuit de apă
desen
Schimbătorul de căldură - în funcție de materialul său - poate fi confecționat din țevi rectangulare rotunde sau în formă, o placă metalică și, de asemenea, din combinația acestor părți. Locația și metoda de instalare sunt determinate de forma sa:
- schimbătorul de căldură din tablă de oțel - poate fi plasat în cel mai fierbinte loc, adică în camera de ardere. Pentru producție se folosește o placă de oțel cu grosimea de 3 ÷ 4 mm în combinație cu țevi cu diametrul de 40 ÷ 50 mm pentru conectarea conductelor de alimentare și retur. Pentru a preveni formarea blocajelor de abur, conducta superioară de alimentare cu apă trebuie să fie în cel mai înalt punct al schimbătorului de căldură, deoarece atunci când un dop de abur intră în sistemul de încălzire există pericolul unui ciocan. Care, la rândul său, va duce la distrugerea țevilor sau a radiatoarelor. Că apa din schimbătorul de căldură nu fierbe, clearance-ul său intern trebuie să fie de cel puțin 30 mm;
Țevi de oțel pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură pentru cuptoare
- schimbătoare de căldură realizate din țevi - din țevi: rotunde cu diametrul de 40 ÷ 50 mm sau profile profilate dreptunghiulare de 40 × 60 sau 60 × 60 mm. Poate fi localizat și într-un cuptor (cu condiția să nu fie făcut din cupru), soluția spațială depinde de cuptorul special. Principalul lucru este că dispozitivul nu trebuie să blocheze ușa de umplere a combustibilului, barele de incendiu și canalele de fum. Dacă cuptorul se încălzește, atunci conductele schimbătorului de căldură sunt așezate numai de-a lungul planurilor laterale ale camerei de ardere;
- Înregistrările plate tampon - sunt cel mai adesea localizate în canalele de fum sau în capota cuptorului, unde condițiile sunt mai blânde, deci pot dura mai mult decât radiatoarele din cuptor. Dimensiunile lor sunt destul de impresionante, deoarece sunt situate în locuri unde chiuveta de căldură este scăzută și trebuie calculată în avans, deoarece nu ar trebui să existe obstacole în calea evacuării gazelor de ardere.
Așezați soba în casă cu reguli de siguranță împotriva incendiilor
- schimbătorul de căldură după producție trebuie presurizat de două ori cu o presiune de 6 bari: înainte de instalarea în cuptor și, de asemenea, după el;
- Schimbătorul de căldură este instalat imediat după ce fundația este instalată sub cuptor, după care este zidită;
- Nu este absolut recomandată încălzirea schimbătorului de căldură în zidărie! Între acesta și pereți ar trebui să existe un spațiu de 10 ÷ 15 mm, compensând expansiunea termică;
Elemente ale sistemului de încălzire combinat al unei cabane cu șemineu și colectoare solare
- atunci când instalați țevi, lăsați un spațiu de 5 mm și umpleți-l cu un cablu de azbest sau alt material de etanșare rezistent la căldură;
- Lungimea țevii la ieșire trebuie să aibă o lungime de cel puțin 10-15 cm, ceea ce va permite tăierea unor fire noi în caz de avarie;
- Conductoarele de încălzire sunt conectate la schimbătorul de căldură numai cu un agent de etanșare rezistent la căldură;
- reconstrucția cuptorului finit pentru instalarea unui circuit de apă în acesta ar trebui făcută numai de către un specialist.
Pentru echiparea cuptorului este mai bine să folosiți serviciile unui sobă cu experiență
Funcționarea unui cuptor cu șemineu cu circuit de încălzire cu apă
Pentru funcționarea fără accidente a sistemului de încălzire, este de asemenea necesar să respectați instrucțiunile de utilizare:
- Nu utilizați cuptorul cu un schimbător de căldură gol: se va arde rapid.
- În timpul funcționării cuptorului, nu deconectați schimbătorul de căldură de la sistemul de încălzire. Apa se extinde când este încălzită, iar presiunea crescută poate provoca o explozie.
- Nu serviți apă rece într-un schimbător de căldură preîncălzit. Deformările termice pot duce la deteriorarea lor.
- Pentru a crește eficiența sistemului de încălzire, poate fi utilizată o pompă de circulație.
- Dacă este necesar, utilizați antigeluri în circuitul cuptorului cu încălzire cu apă.
- În punctul cel mai de jos al sistemului de încălzire, trebuie aranjat un robinet pentru scurgerea apei.
Pentru a vă asigura că sistemul de încălzire funcționează fără probleme, urmați instrucțiunile de utilizare
Principalele dezavantaje ale unui cuptor de uz casnic cu încălzire prin apă
Principalele dezavantaje ale sistemului de încălzire a apei sunt legate de proprietățile fizice ale agentului de răcire, adică de apă. Congelarea la 0 ° C, apa (mai precis, deja gheata) atinge un volum maxim la -4 ° C. Extinderea apei înghețate în țevi poate duce la ruperea lor. Pentru a evita acest lucru, este necesar să evacuați apa din sistemul de încălzire dacă acesta nu este utilizat în timpul sezonului rece sau să îl înlocuiți cu un agent antigel special.
Instalarea unui cuptor modern de cărămidă este mai bine să se gândească la etapa de proiectare a casei, deoarece implică amenajarea unui coș de fum și a conductelor de aer
Un cuptor modern de cărămidă cu circuit de apă pentru încălzirea casei este un design complex de inginerie termică. Instalarea sa necesită dezvoltarea unui proiect separat în faza de proiectare a întregii structuri ca întreg și, cel mai probabil, nu se va face fără atragerea specialiștilor.