En kamin med en vattenkrets för att värma ett hus: funktioner för spisuppvärmning + att välja det optimala alternativet

Ved och kol förblir i många regioner de mest prisvärda typerna av bränsle som används för att värma privata stugor. Men kaminuppvärmning väljs inte bara på grund av den låga kostnaden och tillgången på energi, utan också på grund av den låga kostnaden för installationen.

Dessutom, förutom många fördelar, har en kamin med en vattenkrets för att värma ett hus också många nackdelar. Detta alternativ är inte alltid optimalt. Låt oss försöka förstå nyanserna i ett sådant värmesystem.

Funktioner hos spisbaserad uppvärmning

Spisuppvärmning är normen för ryska byar, vars tillförlitlighet och praktiska egenskaper har bevisats i århundraden. Och idag har många byhus ugnar med spis för att laga mat och en spis för att baka bröd.

Vissa av dem är utrustade med en vattenkrets för värmesystemet, medan andra inte är det. Men husägare på landsbygden har ingen brådska att slänga dem och ersätta dem med moderna pannor. En mer problemfri och problemfri uppvärmningsmetod har ännu inte uppfunnits.

Utan vattenkrets i hela huset kan en vedspis bara värma ett litet utrymme runt den. För uppvärmning av ett eller två rum är detta alternativ acceptabelt, men för en stor stuga är det inte längre möjligt.

Följande eldas som bränsle i sådana bykaminer:

• kol;
• torv;
• ved;
• briketter (eurowood).

Det finns ingen grundläggande skillnad mellan dessa typer av bränsle med tanke på designen av kaminen inuti och ledningarna till vattenvärmesystemet i ett privat hus. Vissa av dem avger mer värme, medan andra tar längre tid att brinna ut. Men utformningen av eldstaden och layouten av rör med kylvätska i rummen är densamma i alla fall.

När du gör ett val till förmån för kaminuppvärmning, glöm inte brandsäkerhetsnormerna för konstruktion av tegelkaminer - endast deras strikta efterlevnad kommer att minska risken för brand till ett minimum

Bland fördelarna med spisuppvärmning är:

• inget beroende av tillgången på el i nätet;
• relativt låg kostnad för att installera ett värmesystem;
• låg kostnad för fast bränsle och möjligheten att använda olika typer av bränsle;
• extrem enkel drift;
• långvarig värmeöverföring (för tegelkonstruktioner);
• mångsidighet - lämplig för att värma och laga mat samtidigt.

Om ett privat hus inte kan anslutas till huvudgas, kommer en vedspis att vara det bästa valet för att värma det.

Det enda undantaget är när kol eller ved inte finns tillgängligt i ett visst område. Men detta alternativ i Ryssland är undantaget snarare än normen.

De två huvudsakliga nackdelarna med ugnar med en vattenkrets är omöjligheten att automatisera driften och svårigheten att justera värmeöverföringen i enskilda rum

Också bland nackdelarna med spisuppvärmning bör nämnas:

• lång uppvärmning av systemet innan värmeöverföringen börjar;
• förlust av användbart utrymme i huset på grund av kaminens massivitet;
• tung vikt av tegelkaminstrukturen;
• låg effektivitet på grund av förlusten av en betydande mängd värme in i röret;
• hög brandrisk vid felaktig användning.

En tegelvärme- och matlagningspis för ett privat hus med vattenuppvärmning, beroende på design och antal rader, kan väga från 1,5 till 10 ton. Plus vikten på röret läggs till här.

En grund för en sådan massa kräver en kraftfull och dyr grund, vilket också kan kallas en nackdel med de aktuella värmesystemen.

Spisvattenuppvärmningsanordning

Ugnen för det aktuella värmesystemet bör helst beräknas och byggas samtidigt med huset. Om ett bostadshus redan har uppförts, kommer det att vara svårt att installera en tegelkaminstruktur i den. Och ofta visar sig detta vara helt omöjligt på grund av behovet av att bygga en solid grund och bygga om takbjälken.

En ugn för vattenuppvärmning i ett privat hus kan göras inte bara av tegel, utan också av stål i form av en grytkamin med värmeväxlarrör runt eldstaden för uppvärmning av kylvätskan

Kaminbaserad vattenuppvärmning består av:

• själva kaminen (metall eller tegelsten);
• en värmeväxlare inuti eller runt kaminens eldstad, såväl som i form av en spole runt skorstenen;
• en krets med kylvätska fördelat i hela huset och en expansionstank på vinden.

I vissa fall kompletteras detta värmesystem med en cirkulationspump och en hydraulisk ackumulator. Detta utökade alternativ används dock extremt sällan, eftersom det kräver en oavbruten strömförsörjning och leder till en ökning av kostnaden för hela kretsen.

Och den största fördelen med uppvärmning av vattenspis är den låga kostnaden för enheten. Det är inte värt att komplettera det med dyra och brottbenägna element.

Vattencirkulationsdiagram i kretsen

Vattenvärmesystemet i hus är byggt med naturlig (gravitation) eller forcerad cirkulation av kylvätskan.Om den är gjord på basis av en vedspis, är det bäst att ge företräde åt det första alternativet.

Kopplingsschemat med naturlig vattencirkulation är billigare än den påtvingade analogen och kräver inte heller, till skillnad från den, strömförsörjning

Det rekommenderas att installera vattenspisvärme endast i envåningshus med en yta på upp till 150 m². I detta fall kan den göras gravitationsmässig utan ytterligare pumpar.

Om du behöver värma en stuga med ett par eller fler våningar, är det bättre att göra detta med en kraftfullare panna. Ugnen för sådana byggnader måste byggas helt enkelt enorm, vilket är dyrt att implementera. Ja, och du kommer att behöva lägga avsevärda mängder bränsle i den varje gång. Men att göra detta är starkt avskräckt på grund av den ökade risken för bränder.

Ett klassiskt kaminvärmesystem med naturlig vattencirkulation består av:

• värmeväxlare som en del av kaminen;
• rörledningskrets av metall;
• radiatorer (vanligtvis ersatta med tjocka rör i rum);
• expansionskärl.

Om du bestämmer dig för att göra vattenvärme i ett hus på landet själv, är det bättre att designa det enligt detta schema. Installation och beräkning av detta alternativ är enklare än med forcerad vattenrörelse.

Ett system med cirkulationspump är mer lämpligt för pannor; baserat på en kamin förlorar det sin ökade värmeöverföringseffektivitet

Om pannan är automatiserad och ständigt värmer vatten efter behov, så värms braskaminen en eller två gånger om dagen. Det är i dessa ögonblick som kylvätskan i ugnens eldstad värms upp för att frigöra värme i rummen. Efteråt är det meningslöst att köra den med en pump genom kretsens rör. Ingenting kommer att värma vattnet i en kall eldstad ändå.

När man väljer en ved- eller kolspis förväntar sig ägare av privata hus vanligtvis att få ett autonomt värmesystem. Om du installerar pumputrustning i den som kräver ström från det elektriska nätverket för drift, kommer det att vara svårt att prata om autonomi.

Ugn - tegel eller metall

En tegelugn tar längre tid att värma upp, men det tar också längre tid att överföra värme till utrymmet runt den. Stålmotsvarigheten, tvärtom, värms upp snabbt och kyls ner lika snabbt efter att bränslet brinner ut. Detta problem är delvis löst på grund av närvaron av stora volymer kylvätska i vattenkretsen.

Men ju mer vatten som måste lagras i systemet, desto dyrare blir det materialmässigt.

En bukspis i metall med en vattenspiral för värmekretsen i privata hem kan placeras direkt på ett trägolv utan att installera en speciell grund

En stålugn för vattenuppvärmning med en effekt på 5–15 kW - utan bränsle och vatten är det en struktur som väger 100–300 kg. En sådan kamin kan säkert placeras på förstärkta stockar. Kamingrunder behöver gjutas när kaminen väger mer än 700–800 kg. Nu, om det är tegel, kan du definitivt inte klara dig utan betongarbete.

Jämfört med en metallkamin väger en tegelkamin mer, kostar mer och är svårare att installera. Den har dock högre effektivitet och mindre risk att frysa kretsen med rörbrott på grund av isbildning inuti. Om du bestämmer dig för att göra allt helt för dig själv och permanent bostad, rekommenderas det att välja tegelalternativet.

Rör - rostfritt stål eller metall-plast

Om värmesystemet är byggt på basis av en varmvattenpanna, kan det röras inte bara med stålrör utan också med metall-plast- och polypropenrör.Men om vattnet värms upp av en braskamin, bör kretsen med kylvätskan från den endast skapas av rostfritt stål.

Med en stor vedlast kan vattnet i ugnsslingan snabbt värmas upp till 100 grader och koka, endast stål tål sådana temperaturer under lång tid

Metall-plast är designad för att fungera med kylvätska uppvärmd till 90–95 °C. Under en kort tid tål den uppvärmning upp till 110–120 °C. Samtidigt tillåter automatiseringen av pannor och pannor initialt inte vattnet att värmas upp till sådana grader. För golvvärme värmer den upp till 30–45 °C och för radiatorer upp till 60–65 °C.

Men i fallet med en braskamin är temperaturer under hundra inte bara möjliga, utan långt ifrån ovanliga. Det rekommenderas inte att ta risker och spela rysk roulette genom att förse denna kamin med metall-plaströr. Det är bäst att ge företräde till mer pålitligt rostfritt stål.

Dessutom kommer rören som kommer ut ur ugnen från spolen för att ansluta kretsrören definitivt att värmas upp till mycket höga temperaturer. De är separerade från öppen eld med mindre än en halv meter. Det är farligt att ansluta plaströr till dem på grund av risken för att de smälter.

Värmeavledning - radiatorer eller register

Värme tillförs från kaminen till värmekretsen i portioner om flera timmar, medan ved eller kol brinner i eldstaden. Om det inte finns tillräckligt med vatten i värmesystemet kommer huset snabbt att torka ut. Därför, i byar, är sådan uppvärmning vanligtvis gjord av tjocka stålrör, och inte på basis av radiatorer som är mer bekanta för stadsbor. Uppvärmningsregistret för braskaminer är helt enkelt perfekt.

Det klassiska schemat för uppvärmning av vattenspis med naturlig cirkulation innebär direkt kontakt av vatten med atmosfären genom en expansionstank, men luft i kylvätskan är kontraindicerad för konventionella batterier

Ett rostfritt rör med en diameter på 80–120 mm läggs i hela huset är ett värmeregister, bestående av tillförsel från kaminen och retur till den. I rummet längst bort från eldstaden är dessa ledningar sammankopplade, och i de återstående rummen läggs de i form av två rörledningar längs ytterväggarna.

Registret ser inte lika estetiskt tilltalande ut som radiatorn. Men det första alternativet är mycket billigare och lättare att göra själv än det andra. För att implementera det behöver du bara ha erfarenhet av att hantera en svetsmaskin.

Värmeöverföringsarean för en sådan krets beräknas genom att multiplicera PI-talet med diametern och längden på röret. Plus, i beräkningarna är det nödvändigt att ta hänsyn till det termiska trycket i tillförsel och retur, såväl som det vertikala avståndet mellan rörledningarna.

Ofta görs dock inte sådana beräkningar, utan ett rör med en diameter på 80–100 mm tas och läggs runt omkretsen av hela bostadshuset med en slinga i bakrummet. I det här fallet justeras värmeöverföringen "med ögat" och experimentellt som ett resultat av att en viss volym bränsle tillförs eldstaden.

Det är inte för inte som registerkretsar kopplade till vattenugnar är så vanliga. Du behöver inte ens beräkna dem, ta bara ett lämpligt rör och svetsa ihop det.

Välja en värmeväxlare för ugnen

Värmeväxlaren i kaminen kan vara gjord av koppar, stål eller gjutjärn. Det är bättre att omedelbart utesluta kopparalternativet på grund av det höga priset. Att löda en sådan enhet själv är extremt problematiskt.

Gjutjärnsbatterier bör installeras inuti eldstaden med försiktighet - på grund av temperaturchock kan enskilda sektioner lossna från intilliggande element

Gjutjärn är överlägset stål när det gäller tekniska parametrar. Att göra en värmeväxlare för en braskamin av den själv verkar dock problematiskt. Du kan bara ta ett gammalt batteri för detta. Men här måste vi ta hänsyn till att tätningen mellan dess sektioner kommer att brinna ut i eldstaden. Och detta är en direkt väg till förlust av täthet och vatten som rinner ut i förbränningskammaren.

Om det bestäms att göra värmeväxlaren från ett gjutjärnsbatteri, är det bäst att ta modellerna MS-110-300 eller MS-90-300 för detta. De är små och passar lätt i eldstaden. Deras uppvärmningsyta för varje revben kommer att vara cirka 0,14–0,16 m².

Baserat på dessa siffror kan du uppskatta hur många sektioner som kommer att krävas för en viss krets. För varje 10 kvadratmeter husyta behöver du 1 kW, vilket blir ungefär lika med 0,1 m² uppvärmningsområde för en gjutjärnsvärmeväxlare.

Fenorna på en gjutjärnsradiator är vanligtvis anslutna med värmebeständiga gummipackningar. I en kaminbrandkammare kommer en sådan gummitätning att brinna ut; den måste ersättas med en asbestsladd

En annan sak med att använda ett gjutjärnsbatteri som värmeväxlare är svårigheten att rengöra det från sot inifrån eldstaden. Då och då behöver förbränningskammaren rengöras, och de upphöjda ribborna på gjutjärnet kommer att störa detta kraftigt.

Det mest optimala alternativet för en värmeväxlare är stål i form av:

• en spole av flera rör;
• skjortor i stålplåt.

De är tillverkade av lågkolhaltigt stål St10...St20 med en tjocklek på 4–5 mm. Om du tar rör, då med en diameter på 30–50 mm.

Det enklaste sättet att tillverka en värmeväxlare av stål är av stålplåt - dock är det bara ytan som vetter insidan av eldstaden mot elden som deltar i värmeväxlingen

Den rörformade versionen är mer effektiv när det gäller värmeöverföring, men den är också mer arbetskrävande att tillverka.

För att beräkna värmeväxlaren, använd formeln:

Qy=K*(Tcp-Tk)

Var:

• K – materialets värmeöverföringskoefficient (för lågkolstål tas 15–20 och för grått gjutjärn – 50);
• Tcp – medeltemperatur för värmemediet i ugnen (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – genomsnittlig kylvätsketemperatur (Tsupply + Treturn)/2.

Om ved eldas i kaminen så är Tcp=(700+300)/2=500 °C och Tk=(80+60)/2=70 °C. Som ett resultat är Qy=15*(500-70)=6450 kcal/timme. Det vill säga att per kvadratmeter av värmeväxlarytan som vetter mot branden blir cirka 7,5 kW/timme.

För kol är beräkningarna följande: Tcp=(1000+600)/2=800 °C och Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/timme=12 734 W/timme. En kvadratmeter värmeväxlaryta ger ca 12,7 kW/timme.

Därefter delar vi kraften som krävs för att värma ett visst hus med den beräknade siffran, beroende på planerna för att använda en viss typ av bränsle.

Till exempel för en stuga 150 m² du behöver ca 15 kW. Om den värms upp med ved, kommer en värmeväxlare med en värmeväxlingsarea på 15/7,5 = 2 m att krävas². Detta är ytan som vetter mot lågan och värms upp.

Om en rörformad spole väljs, beräknas dess längd med formeln:

S=2*3,14*D*L

Var:

S – designområde;

D – rördiameter;

L - erforderlig längd.

Parametrarna för en stålplåtsmantel är ännu lättare att beräkna, den består vanligtvis av två rektanglar på sidorna av förbränningskammaren.

Att välja det bästa alternativet

Det kommer att vara svårt att installera en massiv tegelugn i ett redan byggt hus. I det här fallet är vattenuppvärmning bäst organiserad på basis av en grytkamin i metall, som kan placeras på ett förstärkt trägolv utan att hälla grunden.

Men om det är möjligt att göra grunden som den ska vara, bör en mer pålitlig tegelkaminstruktur ges företräde.

Vattenkretsen runt huset för en braskamin är bäst gjord av tjocka stålrör och med naturlig cirkulation av kylvätska

Att installera en cirkulationspump och/eller ackumulator i den aktuella värmekretsen är ett slöseri med pengar och ingen extra fördel. De kommer bara att komplicera installationen av systemet. Och om lamporna slocknar kommer dessa enheter att skapa problem. Medan uppvärmningsalternativet utan dem kommer att fortsätta att lugnt värma huset om det finns problem i det elektriska nätverket.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Välja formen på en värmeväxlare för en vedspis:

Genomgång av en tegelkamin för vattenuppvärmning i en stuga:

Konstruktion av en tegelvärme- och matlagningspis med analys av designordern:

Det är svårt att kalla vattenvärme baserad på en vedspis idealisk och högeffektiv. Men det här alternativet för uppvärmning av privata hus är det mest pålitliga, samt billigt och lätt att implementera. Du behöver bara inte komplettera en sådan krets med en cirkulationspump och automation. De fungerar från elnätet och gör hela systemet icke-autonomt, vilket eliminerar en av dess främsta fördelar.