Hur man gör spisuppvärmning i ett privat hus med luft- eller vattenkretsar

Det finns många sätt att värma ett privat hem med gas och el.Men trots överflöd av moderna metoder är spisuppvärmning fortfarande relevant när man ordnar hus och stugor på landet.

Håller med, ingenting betonar smaken av en rysk hydda mer än en vedeldad spis. Dessutom anses fastbränsleuppvärmning vara ett av de ekonomiska alternativen.

Organisationen av ett värmesystem börjar med valet av ugnsutrustning och bestämning av typen av värmekrets. Vi föreslår att du förstår strukturen och driftsprinciperna för vatten- och luftuppvärmning baserad på en ugn. För en bättre förståelse av frågan har vi kompletterat materialet med diagram och visuella fotografier.

Uppvärmning med luftsystem

Anledningen till den stabila preferensen som ägare av privata hus ger till alternativet för spisuppvärmning är ekonomisk drift — Tillgång till ved, bränslebriketter eller kol.

Nackdelen är det begränsade utrymmet som ska bearbetas, vilket kan elimineras genom att installera ett vatten- och luftsystem baserat på en tegelenhet.

Detaljerna för att värma låga byggnader med en spis presenteras i fotovalet:

Funktionsprincip luftvärme baserad på en kamin eller eldstad består av att överföra ett varmt flöde uppvärmt till driftstemperatur i en värmeväxlare eller i en panna. Luften kommer antingen direkt in i rummet eller genom luftkanaler.

Tack vare den relativt korta vägen hinner den inte tappa temperatur. Resultatet är en jämn fördelning av värmen i hela huset.

En kammare för uppvärmning av luft placeras ovanför eldstaden så att den varma övre ytan av eldstaden och skorstenen överför maximal värmemängd till den. Luftcirkulationen sker naturligt eller med hjälp av fläktar.

Fabrikstillverkad stålkamin för uppvärmning av ett rum på 120 kvadratmeter. m att använda luftflöden kostar cirka 12 000 rubel

Naturlig cirkulation uppstår som ett resultat av skillnaden i täthet mellan kall och varm luft. Kall luft som kommer in i värmekammaren tränger ut varm luft in i luftkanalerna.

Denna metod kräver ingen elektricitet, men om luften inte rör sig tillräckligt snabbt genom värmekammaren blir den väldigt varm, vilket kan orsaka problem.

Luftuppvärmning med naturlig rörelse av uppvärmd luft innebär installation av luftkanaler för riktad rörelse. I forcerade versioner stimuleras luftrörelsen av en fläkt (+)

Forcerad cirkulation sker med hjälp av fläktar eller pumpar. Uppvärmningen av lokalerna sker dock snabbare och jämnare. Med forcerad ventilation, genom att justera dess läge, kan du enkelt kontrollera volymen av luft som tillförs olika rum och därigenom bestämma mikroklimatet i enskilda rum i huset.

Baserat på typen av kall lufttillförsel delas systemen in i två typer:

• Med full återvinning. Uppvärmda luftmassor alternerar med kylda inom samma rum. Nackdelen med schemat är att luftkvaliteten minskar med varje uppvärmnings-/kylacykel.
• Med partiell återvinning. En del av den friska luften tas från gatan, som blandas med en del av luften från rummet. Efter uppvärmning levereras blandningen av två luftportioner till konsumenten. Fördelen är stabil luftkvalitet, nackdelen är energiberoende.

Det är tydligt att den första gruppen inkluderar kanalsystem med naturlig rörelse av luftkylvätska. Den andra innehåller alternativ med forcerad luftrörelse, för vars rörelse det inte är nödvändigt att installera ett nätverk av luftkanaler.

Inflödet av luft från gatan ger det naturliga cirkulationssystemet en extra boost, vilket eliminerar behovet av fläktar

De viktigaste fördelarna med luftvärme jämfört med vattenuppvärmning:

• hög effektivitet;
• olycksfri;
• brist på radiatorer i rummen.

Utformningen av kretsen med tvångsrörelse gör att du kan klara dig utan konstruktionen av ett luftkanalsystem. Dessutom kan denna typ kombineras med luftkonditionering, befuktning och luftjonisering.

Om det inte är planerat att installera en enhet som stimulerar rörelsen av uppvärmd luft, används följande metoder för att öka kaminens prestanda:

Att öka effektiviteten kommer spontant att öka hastigheten på luftflödet: ju snabbare luften värms upp, desto mer intensiv sker förändringen av kyld och uppvärmd luftmassa.

De största nackdelarna med luftvärme jämfört med vattenuppvärmning:

• vid användning av en ugn har temperaturen på den tillförda luften ett betydande intervall, till skillnad från användningen av andra uppvärmningsmedel;
• luftkanaler har en stor diameter, så installationen måste utföras i byggskedet;
• Det är lämpligt att placera kaminen i källaren, annars är det nödvändigt att använda fläktar som låter.

Luftrörelser i rummet har en negativ sida - det höjer damm, men användningen av filter vid utloppet av luftkanalen gör att du effektivt kan fånga detta damm, vilket minskar den totala mängden damm i huset.

En annan egenskap hos luftvärme som har både positiva och negativa sidor är värmeöverföringshastigheten. Å ena sidan värms rummen upp snabbare än vid uppvärmning med en vattenkrets, å andra sidan finns det ingen termisk tröghet - så fort kaminen eller eldstaden slocknar börjar rummet omedelbart svalna.

För att säkerställa jämnt tryck i luftkanalens sidogrenar är det nödvändigt att utesluta deras införande i den sista halvmetern av huvudluftkanalen

Till skillnad från vattenuppvärmning är det inte svårt att installera ett luftvärmesystem.Alla element (rör, böjar, ventilationsgaller) kan enkelt anslutas utan svetsning. Det finns flexibla luftkanaler som kan ta vilken form som helst, beroende på lokalens geometri.

Trots detta har luftvärmesystem baserade på kaminer eller eldstäder ännu inte fått stor spridning. Mycket oftare i individuell låghuskonstruktion används en vattenkrets för att värma rum.

Utifrån en kamin eller öppen spis med eldstad i tegel eller stål kan du ordna både luft- och vattenvärme

Kaminbaserad vattenvärmare

Funktionsprinciper för någon vatten värmning baseras på distributionen av värme från en lokal källa i hela rummet, med hjälp av vattnets rörelse längs värmekretsen.

Grundläggande element för vattenuppvärmning

För ett kaminuppvärmningssystem med en vattenkrets är huvudelementen:

• spis eller öppen spis med värmeväxlare, där vatten värms upp;
• värmekretsdär värmeöverföring till rummet sker;
• expansionskärl för att förhindra skador på systemet till följd av ökat tryck;
• cirkulationspump för att säkerställa vattenrörelse längs kretsen.

Det finns allmänna regler för drift av vattenvärme, som t.ex kopplingsscheman, som är välkända och måste följas. Men när man använder en kamin som värmekälla finns det specifika krav relaterade till temperaturregimen.

Funktionsprincipen för vattenuppvärmning baserad på en spis eller öppen spis är enkel, men det är nödvändigt att noggrant beräkna parametrarna för alla element i systemet

Ugnar värms inte upp snabbt och svalnar långsamt, ojämn värmeavgivning uppstår, och endast korrekt installation av alla systemkomponenter kommer att undvika problem med högkvalitativ uppvärmning av husets lokaler.

Typer av värmeväxlare och placeringsmetoder

För tillverkning av värmeväxlare för ugnar används plåt "svart" stål eller värmebeständigt rostfritt stål. Användningen av gjutjärn som produktionsmaterial är svårt, men färdiga gjutjärnsprodukter, såsom gjutjärnsradiatorer, kan användas.

Det är möjligt att använda koppar, som har bättre värmeledningsförmåga jämfört med stål, men priset på en sådan enhet kommer att vara högt. Det rekommenderas att göra värmeväxlaren av stål med en tjocklek på 3 mm. Vid höga ugnstemperaturer som uppstår vid användning av kol eller särskilt koks är det nödvändigt att använda stål 5 mm tjockt.

Värmeväxlare kan delas in i tre typer:

• register, spolar och radiatorer, bestående av en uppsättning rör;
• skjortor (pannor), svetsad av stålplåt;
• kombinerat alternativ i form av vertikala väggar förbundna med rör (så kallade "böcker").

Mantlar av stålplåt är lättare att tillverka och lättare att rengöra från bränsleförbränningsprodukter, men rörformiga konstruktioner har en större uppvärmningsyta. När du gör en jacka är det nödvändigt att ta hänsyn till det överskottsvattentryck som uppstår när du använder en membranexpansionstank eller höjer vatten till en stor höjd.

En värmeväxlare för vattenuppvärmning baserad på en kamin kan konstrueras av skrotmaterial:

I det här fallet är det nödvändigt att använda stål med en tjocklek på minst 5 mm och dessutom förstärka väggarna med förstyvningar för att undvika deras deformation.

Formerna på rörformiga strukturer kan vara olika, men det är nödvändigt att följa villkoret att rörens inre storlek är minst 3 cm i diameter. Annars, om cirkulationshastigheten är låg eller temperaturen är för hög, kan vattnet koka.

Register görs som regel från profil snarare än runda rör för att underlätta svetsarbetet.

Du kan själv göra en värmeväxlare av önskad storlek. I detta fall bör ökad uppmärksamhet ägnas åt kvaliteten på svetsningen. Om värmeväxlaren läcker kommer allt vatten att rinna in i ugnen.

För att åtgärda problemet måste du dessutom göra en hel del arbete: ta isär kaminen, ta bort, svetsa och sätt tillbaka värmeväxlaren och sätt sedan ihop kaminen igen.

Det finns två alternativ för placeringen av värmeväxlaren. I det första fallet placeras den direkt i eldstaden, vilket avsevärt minskar dess utrymme.I den andra är registren installerade i huven på icke-roterande ugnar, men själva ugnen i detta fall har en mer komplex design.

Om du har en kamin av klocktyp är det bättre att placera värmeväxlaren i klockan: det är också varmt där och eldstadsutrymmet förblir oförändrat

När du installerar en värmeväxlare av rörform, är det nödvändigt att lämna ett gap mellan den och kaminens vägg. Detta är nödvändigt för bättre uppvärmning av kylvätskan, samt möjligheten att rengöra registret. Det är nödvändigt att rengöra både skjortor och register med jämna mellanrum, eftersom i händelse av allvarlig igensättning med aska minskar värmeöverföringens effektivitet.

Om det finns en häll utförs rengöring efter att den tagits bort. Om kaminen endast har en uppvärmningsfunktion, sker rengöring genom förbränningsluckan.

Vattencirkulation i värmekretsen

De grundläggande principerna för att organisera den naturliga cirkulationen av vatten i systemet är att modellera "accelerationskollektorn" vid värmeväxlarens utlopp och att skapa en konstant lutning på värmekretsrören på 3-5°.

Den allmänna innebörden av "accelerationsgrenröret" är att uppvärmt vatten från kaminen stiger vertikalt uppåt och sedan fördelas längs värmekretsen.

Cirkulation uppstår på grund av skillnaden i specifik vikt mellan kallt och varmt vatten. Kallt vatten är tyngre än varmvatten och strömmar till värmeväxlaren och tränger ut varmvatten upp i röret. Ingångspunkten för "retur" måste vara lägre än vattenutloppen från värmeradiatorerna, annars blir vattencirkulationen mycket långsam eller inte alls.

Ett accelerationsgrenrör är nödvändigt även för små värmekretsar vid användning av naturlig cirkulation

För att öka hastigheten på vattnets rörelse längs värmekretsen installera en cirkulationspump. Därmed blir det en snabbare och jämnare fördelning av värme i hela huset. Flera pumpar kan användas samtidigt för olika värmekretsar.

I närvaro av spänningsöverspänningar är det nödvändigt att använda Spänningsregulatoreftersom pumpfel kan få allvarliga konsekvenser för hela systemet.

Pumpar kan delas in i två grupper i förhållande till motorns position: med en "torr" rotor och en "våt" rotor. Efter spänningstyp: modeller som drivs från ett 220 V-nät och pumpar som drivs från 12 V-strömkällor.

Motorn i pumpar med torr rotor är isolerad från pumphjulet nedsänkt i vatten med tätningsringar. Jämfört med pumpar med nedsänkt motor har torra pumpar högre effektivitet.

Nackdelarna är dock höga ljudnivåer, behov av regelbundet underhåll och kortare motorlivslängd. Därför, i ett privat hem, används som regel cirkulationspumpar med en "våt" rotor.

Valet av pumpkraftstyp beror på möjligheten till naturlig cirkulation av vatten i systemet. Om det är omöjligt utan deltagande av en pump, bör valet göras till förmån för ett alternativ som stöder 12 V spänning och en avbrottsfri strömförsörjning.

Annars kan vattnet koka i händelse av strömavbrott och systemet kan gå sönder. Om naturlig cirkulation är möjlig, är det bättre att köpa ett vanligare och billigare alternativ som drivs av ett 220 V-nätverk.

Genom att ansluta en 12-voltspump till en avbrottsfri strömförsörjning kan du inte oroa dig för värmesystemets funktion

Vid installation av en pump med 220 V strömförsörjning är det nödvändigt att säkerställa att värmesystemet kan fungera under ett strömavbrott. För att göra detta, installera en avstängningsventil på röret och förbi den genom att installera ett bypassrör med en pump (den så kallade "bypass").

En filterkran installeras på bypassröret framför pumpen och sedan en avstängningsventil. Genom att justera läget för avstängningsventilerna på huvud- och bypassrören kan du slå på det forcerade och naturliga cirkulationsläget.

Som regel installeras pumpen på "retur" nära ugnen så att temperaturen på vätskan som kommer att passera genom enheten är den lägsta. Detta kommer att förlänga pumpens livslängd avsevärt.

Dessutom är det nödvändigt att placera maximalt möjliga antal värmesystemkontroller på ett ställe, så att i händelse av nödsituationer snabbt kan vidtas åtgärder för att eliminera dem.

Installation av ett bypass-rör (by-pass) gör att värmesystemet fungerar under ett strömavbrott och gör det också möjligt att ta bort pumpen utan att tömma vattnet

Regler för användning av expansionstanken

När den värms upp expanderar en vätska, och om detta händer i ett slutet system kommer trycket inuti den att öka kraftigt, och en ökning av trycket är fylld med vattengenombrott. Det är inte tillrådligt att använda en säkerhetsventil, eftersom efter att vattnet svalnat och dess volym minskar kommer luft att införas i systemet.

Därför, i värmekretsar med forcerad vattenrörelse, speciell expansionstankar, som är av öppen eller stängd typ. Deras volym beräknas inte bara på den maximala termiska expansionen av vätskan (5-7%), utan också med hänsyn till möjligheten att koka systemet.

En tank av öppen typ utrustar vattenkretsen i ett värmesystem av gravitationstyp, det vill säga med naturlig transport av kylvätskan. Det är en metallbehållare av godtycklig form placerad längst upp i värmekretsen. Den kommunicerar direkt med atmosfären, på grund av vilken kylvätskan delvis avdunstar.

Rörledningen är ansluten till botten eller nedre fjärdedelen av tanken, och ett rör är svetsat till toppen av det för att dränera vatten i händelse av översvämning och tillåta luft att strömma ut från systemet. Praxis visar att volymen av en öppen tank bör vara minst 15% av volymen vatten i värmesystemet.

En expandertank av öppen typ är vanligtvis placerad i ett tekniskt rum och dess utseende spelar ingen roll alls

En stängd tank eller tank av membrantyp är ett slutet kärl med ett membran inuti. När vattnet värms upp ökar det trycket, sträcker ut membranet och går in i tanken. Om trycket överstiger aktiveras det automatiska systemet och överskottet av kylvätska släpps ut i avloppet.

Efter den första urladdningen finns det vanligtvis inte längre någon anledning att producera det igen, eftersom volymen kylvätska blir lika med systemets volym.

En sluten membrantank är monterad framför pumpen. En sådan behållare, till skillnad från en tank av öppen typ, kan inte bli av med luft på egen hand, så på toppen av värmekretsen är det nödvändigt att installera en Mayevsky-ventil (mekanisk luftventil) eller dess automatiska motsvarighet.

Det enda elementet i en membrantank som kan misslyckas med tiden är membranet, så det är bättre att köpa en tank med möjligheten att ersätta den.

När du köper en tank av sluten typ, som ibland kallas en hydraulisk ackumulator, är det viktigaste att inte förväxla den med en hydraulisk ackumulator för vattenförsörjning.

För en membrantank som används vid uppvärmning är drifttemperaturen upp till 120°C och trycket upp till 3 Bar. För vattenförsörjning används tankar med temperaturer upp till 70°C och tryck upp till 10 Bar.

Att välja mellan rör och radiatorer

Som vattenkrets för spisuppvärmning kan du använda ett system av plaströr med radiatorer (batterier) eller ett system av metallrör. Den största fördelen med att använda radiatorer är att de ser vackrare ut jämfört med massiva luftkanaler.

Plastledningar kan lätt gömmas i golvet, eftersom de inte avger värme. Även om enligt reglerna måste vattenuppvärmningsledningarna vara öppna. Polymerrörledningar har dock begränsningar: de kan inte läggas där det finns risk för smältning och direkt UV-exponering.

Fördelen med metallrör är det lägre priset på hela värmekretsen, enkel installation och färre problem som uppstår under driften av systemet.

Användningen av metallvärmerör istället för ett radiatorsystem med metall-plastanslutningar är motiverat om den estetiska komponenten i rumsdesignen inte är viktig

Betydande fördel system med radiatorer är enkel temperaturjustering. Även de mest exakta beräkningarna av rumstemperatur kan justeras. Till exempel rekommenderas en temperatur på 19-21°C för ett litet barn under 6 månader, medan en behaglig temperatur i resten av huset anses vara 25°C.

För att säkerställa denna temperatur under en längre tid i rummet måste du helt eller delvis stänga värmetillförselventilen till en av radiatorerna. När det gäller ett metallrör kan problemet också lösas, men på ett mer komplext sätt: minska värmeöverföringen av ett rörsegment med hjälp av polyuretanskum eller folieskal.

Ett annat värmekretsalternativ kan vara vattenuppvärmt golv. Detta är en mycket bekväm typ av värmeförsörjning för en person, men att installera ett uppvärmt golv är mycket mer arbetskrävande än de tidigare diskuterade alternativen.

Dessutom, när du använder ett uppvärmt golv, är det inte möjligt att tillhandahålla en lutning för den naturliga cirkulationen av vatten, vilket i kombination med den lilla diametern på golvvärmerören leder till ett obligatoriskt villkor för användning av en cirkulationspump .

För att trycka vatten genom golvvärmerören måste du använda en pump; naturlig cirkulation fungerar inte med denna geometri hos värmesystemet

Förhindrar att värmesystemet fryser

Att använda vatten som kylvätska har en nackdel - om värmesystemet fryser, kommer rörledningen och apparaterna att skadas. Det är särskilt svårt att återställa i detta fall värmeväxlaren integrerad i ugnen.

Detta problem är relevant för hus som kanske inte värms upp under lång tid på vintern. Ett sätt att förhindra systemskador är att använda frostskyddsmedel avsett för värmesystem istället för vatten.

För bostadslokaler används vätskor baserade på propylenglykol som frostskyddsmedel, som ett giftfritt ämne, till skillnad från etylenglykol.

Men tanken på att använda frostskyddsmedel har sina nackdelar:

• frostskyddsmedel baserat på propylenglykol är dyrt (från 80 rubel / liter);
• frostskyddsmedlets specifika värmekapacitet är mindre än vatten (cirka 15%), därför krävs en större ugnseffekt och en stor yta av rumsuppvärmningsanordningar;
• frostskyddsmedel har en högre dynamisk viskositet än vatten, så en kraftfullare cirkulationspump krävs, och naturlig cirkulation är omöjlig;
• vid uppvärmning expanderar frostskyddsmedel upp till 40%, så det är nödvändigt att använda en stor stängd expansionstank;
• propylenglykol är mycket flytande, så det penetrerar genom anslutningar i värmesystemet genom vilka vatten inte kan tränga in;
• propylenglykol är oförenligt med galvaniserade rör eftersom frostskyddsmedel förlorar sina egenskaper vid kontakt;
• när frostskyddsmedel kokar (vilket är troligt när man använder ugnar), uppstår en irreversibel kemisk reaktion, vilket resulterar i att hela systemet måste tömmas och fyllas på med frostskyddsmedel.

För frostskyddsmedel måste värmesystemet beräknas i förväg - dess användning i projekt som genomförs för vatten är ganska problematisk.

Dessutom kommer ett projekt som använder frostskyddsmedel att vara mycket dyrare än ett vattenvärmesystem. Därför har dess användning ännu inte blivit utbredd i privata hem med spisuppvärmning, och andra metoder används för att förhindra frysning.

När du väljer en vätska för ett värmesystem är det nödvändigt att komma ihåg inte bara de fysiska och kemiska egenskaperna, utan också dess fara för andra

Att dränera vatten från kretsen och manteln eller ugnens register är den vanligaste lösningen på problemet när ägarna till huset är frånvarande under en lång tid.Förutom det extra arbetet inkluderar nackdelarna med denna metod tillgång till luft till metallelementen i systemet från insidan och som ett resultat spridningen av korrosion.

Dessutom, som en lösning på problemet under en kort tidsperiod, använder de integreringen av en elpanna med låg effekt i värmekretsen. Dess drift vid en miniminivå av energiförbrukning kan tillfälligt upprätthålla en positiv vattentemperatur.

En elpanna med låg effekt ansluten till värmesystemet kan upprätthålla en positiv vattentemperatur i händelse av långvarig frånvaro av ägarna

Slutsatser och användbar video om ämnet

Ett fungerande värmesystem baserat på en spis och en vattenkrets i ett privat hus med en yta på 80 kvadratmeter:

Värme tillförs värmesystemet från kaminer och eldstäder i portioner, vilket komplicerar uppgiften att beräkna parametrarna för värmekretselementen. Att utföra arbete med att ändra kretsen är ganska problematiskt, så om du saknar erfarenhet inom detta område är det bättre att vända sig till specialister som har kompetensen att lösa sådana problem.

Har du erfarenhet av att organisera kaminuppvärmning? Eller värmer du ditt hem på det här sättet och vill dela med dig av dina intryck av att använda kaminen? Lämna gärna kommentarer och ställ frågor. Feedbackformuläret finns nedan.