Kako narediti peč za ogrevanje v zasebni hiši z zračnimi ali vodnimi krogi

Obstaja veliko načinov za ogrevanje zasebnega doma s plinom in elektriko.Toda kljub obilici sodobnih metod je ogrevanje s pečjo še vedno pomembno pri urejanju podeželskih hiš in vikend.

Strinjam se, nič ne poudarja okusa ruske koče bolj kot peč na drva. Poleg tega se ogrevanje na trda goriva šteje za eno od varčnih možnosti.

Organizacija ogrevalnega sistema se začne z izbiro opreme za peč in določitvijo vrste ogrevalnega kroga. Predlagamo, da razumete strukturo in načela delovanja vodnega in zračnega ogrevanja na osnovi peči. Za boljše razumevanje problematike smo gradivo dopolnili z diagrami in vizualnimi fotografijami.

Ogrevanje na zračni sistem

Razlog za stabilno prednost, ki jo lastniki zasebnih hiš dajejo možnosti ogrevanja s pečjo, je gospodarno delovanje — razpoložljivost drv, briketov za gorivo ali premoga.

Pomanjkljivost je omejen prostor za obdelavo, ki ga je mogoče odpraviti z vgradnjo vodnega in zračnega sistema na osnovi opečne enote.

Posebnosti ogrevanja nizkih stavb s pečjo so predstavljene v izboru fotografij:

Princip delovanja ogrevanje zraka na osnovi peči ali kamina je sestavljen iz prenosa toplega toka, segretega na delovno temperaturo, v izmenjevalniku toplote ali v kotlu. Zrak vstopa neposredno v prostor ali skozi zračne kanale.

Zahvaljujoč razmeroma kratki poti nima časa izgubiti temperature. Rezultat je enakomerna porazdelitev toplote po hiši.

Nad kuriščem je nameščena komora za segrevanje zraka, tako da vroča zgornja površina kurišča in dimnika vanj prenese največjo količino toplote. Kroženje zraka poteka naravno ali s pomočjo ventilatorjev.

Tovarniško izdelana jeklena peč za ogrevanje prostora 120 kvadratnih metrov. m z uporabo zračnih tokov stane približno 12.000 rubljev

Naravna cirkulacija nastane kot posledica razlike v gostoti hladnega in vročega zraka. Hladen zrak, ki vstopa v grelno komoro, izpodriva vroč zrak v zračne kanale.

Ta metoda ne zahteva električne energije, a če se zrak ne premika dovolj hitro skozi grelno komoro, se zelo segreje, kar lahko povzroči težave.

Zračno ogrevanje z naravnim gibanjem ogrevanega zraka vključuje namestitev zračnih kanalov za usmerjeno gibanje. Pri prisilnih različicah gibanje zraka spodbuja ventilator (+)

Prisilna cirkulacija se pojavi s pomočjo ventilatorjev ali črpalk. Vendar se ogrevanje prostorov zgodi hitreje in enakomerneje. S prisilnim prezračevanjem lahko s prilagajanjem njegovega načina enostavno nadzirate količino zraka, ki se dovaja v različne prostore, s čimer določite mikroklimo posameznih prostorov v hiši.

Glede na vrsto dovoda hladnega zraka so sistemi razdeljeni na dve vrsti:

• S popolno reciklažo. Ogrete zračne mase se izmenjujejo z ohlajenimi v istem prostoru. Pomanjkljivost sheme je, da se kakovost zraka z vsakim ciklom ogrevanja/hlajenja zmanjšuje.
• Z delno reklamacijo. Del svežega zraka se vzame z ulice, ki se meša z delom zraka iz prostora. Po segrevanju se mešanica dveh delov zraka dostavi potrošniku. Prednost je stabilna kakovost zraka, slabost je energetska odvisnost.

Jasno je, da prva skupina vključuje kanalske sisteme z naravnim gibanjem zračnega hladila. Drugi vključuje možnosti s prisilnim gibanjem zraka, za premikanje katerih ni potrebno namestiti mreže zračnih kanalov.

Dotok zraka z ulice daje sistemu naravnega kroženja dodatno moč, kar odpravlja potrebo po ventilatorjih

Glavne prednosti zračnega ogrevanja v primerjavi z ogrevanjem vode:

• visoka učinkovitost;
• brez nesreč;
• pomanjkanje radiatorjev v sobah.

Zasnova vezja s prisilnim gibanjem vam omogoča, da naredite brez konstrukcije sistema zračnih kanalov. Poleg tega je to vrsto mogoče kombinirati s klimatsko napravo, vlaženjem in ionizacijo zraka.

Če namestitev naprave, ki spodbuja gibanje ogrevanega zraka, ni predvidena, se za povečanje učinkovitosti peči uporabljajo naslednje metode:

Povečanje učinkovitosti bo spontano povečalo hitrost zračnega toka: hitreje kot se zrak segreva, intenzivnejša je menjava ohlajene in ogrete zračne mase.

Glavne slabosti zračnega ogrevanja v primerjavi z ogrevanjem vode:

• pri uporabi peči ima temperatura dovajanega zraka velik razpon, za razliko od uporabe drugih ogrevalnih sredstev;
• zračni kanali imajo velik premer, zato je treba namestitev izvesti v fazi gradnje;
• Priporočljivo je, da peč postavite v klet, sicer je potrebna uporaba hrupnih ventilatorjev.

Gibanje zraka v prostoru ima negativno stran - dviguje prah, vendar uporaba filtrov na izhodu zračnega kanala omogoča učinkovito lovljenje tega prahu in s tem zmanjšanje skupne količine prahu v hiši.

Druga značilnost zračnega ogrevanja, ki ima tako pozitivne kot negativne strani, je hitrost prenosa toplote. Po eni strani se prostori segrejejo hitreje kot pri ogrevanju z vodnim krogom, po drugi strani pa ni toplotne vztrajnosti - takoj ko peč ali kamin ugasne, se prostor takoj začne ohlajati.

Za zagotovitev enakomernega tlaka v stranskih vejah zračnega kanala je treba izključiti njihovo vstavljanje v zadnji pol metra glavnega zračnega kanala.

Za razliko od ogrevanja vode namestitev sistema ogrevanja zraka ni težavna.Vse elemente (cevi, kolena, prezračevalne rešetke) je mogoče enostavno povezati brez varjenja. Obstajajo fleksibilni zračni kanali, ki imajo lahko poljubno obliko, odvisno od geometrije prostorov.

Kljub temu sistemi zračnega ogrevanja na osnovi peči ali kaminov še niso postali razširjeni. Veliko pogosteje v individualni nizki gradnji se vodni krog uporablja za ogrevanje prostorov.

Na podlagi peči ali kamina z opečnim ali jeklenim kuriščem lahko uredite ogrevanje zraka in vode

Naprava za ogrevanje vode na osnovi peči

Načela delovanja katerega koli ogrevanje vode temeljijo na porazdelitvi toplote iz lokalnega vira po prostoru z uporabo gibanja vode po ogrevalnem krogu.

Osnovni elementi ogrevanja vode

Za shemo ogrevanja peči z vodnim krogom so glavni elementi:

• peč ali kamin s toplotnim izmenjevalnikom, v katerem se segreva voda;
• ogrevalni krogkjer pride do prenosa toplote v prostor;
• ekspanzijski rezervoar preprečiti poškodbe sistema zaradi povečanega tlaka;
• obtočna črpalka zagotoviti gibanje vode vzdolž tokokroga.

Obstajajo splošna pravila za delovanje ogrevanja vode, kot npr sheme ožičenja, ki so dobro znani in jih je treba upoštevati. Vendar pa pri uporabi peči kot vira toplote obstajajo posebne zahteve glede temperaturnega režima.

Načelo delovanja ogrevanja vode na osnovi peči ali kamina je preprosto, vendar je potrebno natančno izračunati parametre vseh elementov sistema.

Peči se ne segrejejo hitro in počasi ohlajajo, prihaja do neenakomernega sproščanja toplote in le pravilna namestitev vseh komponent sistema se bo izognila težavam s kakovostnim ogrevanjem prostorov v hiši.

Vrste toplotnih izmenjevalcev in načini namestitve

Za izdelavo toplotnih izmenjevalnikov za peči se uporablja "črna" jeklena pločevina ali toplotno odporno nerjavno jeklo. Uporaba litega železa kot proizvodnega materiala je težavna, vendar se lahko uporabljajo že pripravljeni litoželezni izdelki, kot so litoželezni radiatorji.

Možno je uporabiti baker, ki ima boljšo toplotno prevodnost v primerjavi z jeklom, vendar bo cena takšne naprave visoka. Priporočljivo je izdelati izmenjevalnik toplote iz jekla debeline 3 mm. Pri visokih temperaturah peči, ki nastanejo pri uporabi premoga ali zlasti koksa, je treba uporabiti jeklo debeline 5 mm.

Toplotne izmenjevalnike lahko razdelimo na tri vrste:

• registri, tuljave in radiatorji, sestavljen iz niza cevi;
• srajce (bojlerji), varjene iz jeklene pločevine;
• kombinirana možnost v obliki navpičnih sten, povezanih s cevmi (tako imenovane »knjige«).

Plašče iz jeklene pločevine je lažje izdelati in jih je lažje očistiti iz produktov zgorevanja goriva, vendar imajo cevaste strukture večjo površino ogrevanja. Pri izdelavi plašča je treba upoštevati presežni pritisk vode, ki nastane pri uporabi membranske ekspanzijske posode ali dvigovanju vode na veliko višino.

Toplotni izmenjevalnik za ogrevanje vode na osnovi peči je lahko izdelan iz odpadnih materialov:

V tem primeru je treba uporabiti jeklo z debelino najmanj 5 mm in dodatno okrepiti stene z ojačitvami, da se izognete njihovi deformaciji.

Oblike cevnih konstrukcij so lahko različne, vendar je treba upoštevati pogoj, da je notranji premer cevi najmanj 3 cm. V nasprotnem primeru, če je hitrost kroženja počasna ali je temperatura previsoka, lahko voda zavre.

Registri so praviloma izdelani iz profilnih in ne okroglih cevi, kar olajša varjenje.

Toplotni izmenjevalnik želene velikosti lahko naredite sami. V tem primeru je treba večjo pozornost nameniti kakovosti varjenja. Če toplotni izmenjevalnik pušča, se bo vsa voda zlila v peč.

Poleg tega boste morali za odpravo težave opraviti veliko dela: razstaviti peč, odstraniti, zvariti in ponovno namestiti izmenjevalnik toplote ter nato ponovno sestaviti peč.

Obstajata dve možnosti za lokacijo izmenjevalnika toplote. V prvem primeru je nameščen neposredno v kurišče, kar znatno zoži njegov prostor.V drugem primeru so registri nameščeni v pokrovu nevrtečih peči, vendar ima sama peč v tem primeru bolj zapleteno zasnovo.

Če imate zvonasto peč, je bolje, da izmenjevalnik toplote postavite v zvon: tudi tam je vroče, prostor kurišča pa bo ostal nespremenjen.

Pri nameščanju cevnega toplotnega izmenjevalnika je potrebno pustiti vrzel med njim in steno peči. To je potrebno za boljše segrevanje hladilne tekočine, pa tudi za možnost čiščenja registra. Občasno je treba očistiti tako majice kot registre, saj se v primeru močne zamašitve s pepelom učinkovitost prenosa toplote zmanjša.

Če je kuhalna plošča, se čiščenje izvede po odstranitvi. Če ima peč samo funkcijo ogrevanja, potem čiščenje poteka skozi zgorevalna vrata.

Kroženje vode v ogrevalnem krogu

Osnovna načela organizacije naravnega kroženja vode v sistemu so modeliranje "pospeševalnega zbiralnika" na izhodu iz izmenjevalnika toplote in ustvarjanje stalnega naklona cevi ogrevalnega kroga 3-5 °.

Splošni pomen "pospeševalne cevi" je, da se ogrevana voda iz peči dvigne navpično navzgor in se nato porazdeli po ogrevalnem krogu.

Kroženje nastane zaradi razlike v specifični teži hladne in tople vode. Hladna voda je težja od tople vode in teče v toplotni izmenjevalnik, izpodriva vročo vodo po cevi. Vstopna točka »povratka« mora biti nižja od iztokov vode iz radiatorjev, sicer bo kroženje vode zelo počasno ali pa sploh ne.

Pospeševalni razdelilnik je potreben tudi pri ogrevalnih krogih majhne dolžine, ko se uporablja naravna cirkulacija

Za povečanje hitrosti gibanja vode vzdolž ogrevalnega kroga namestite obtočno črpalko. Tako pride do hitrejše in bolj enakomerne porazdelitve toplote po hiši. Za različne ogrevalne kroge lahko hkrati uporabljate več črpalk.

V prisotnosti napetostnih sunkov je treba uporabiti Regulator napetosti, saj ima lahko okvara črpalke resne posledice za celoten sistem.

Črpalke lahko razdelimo v dve skupini glede na položaj motorja: s "suhim" rotorjem in "mokrim" rotorjem. Po vrsti napetosti: modeli, ki delujejo iz omrežja 220 V, in črpalke, ki delujejo iz virov napajanja 12 V.

Motor v črpalkah s suhim rotorjem je s tesnilnimi obroči izoliran od rotorja, potopljenega v vodo. V primerjavi s črpalkami s potopljenim motorjem imajo suhe črpalke večji izkoristek.

Slabosti pa vključujejo visoko raven hrupa, potrebo po rednem vzdrževanju in krajšo življenjsko dobo motorja. Zato se v zasebnem domu praviloma uporabljajo obtočne črpalke z "mokrim" rotorjem.

Izbira tipa moči črpalke je odvisna od možnosti naravnega kroženja vode v sistemu. Če je nemogoče brez sodelovanja črpalke, je treba izbrati možnost, ki podpira napetost 12 V in neprekinjeno napajanje.

V nasprotnem primeru lahko v primeru izpada električne energije voda zavre in sistem odpove. Če je naravna cirkulacija možna, je bolje kupiti pogostejšo in cenejšo možnost, ki jo napaja omrežje 220 V.

Če priključite 12-voltno črpalko na neprekinjeno napajanje, ne morete skrbeti za delovanje ogrevalnega sistema

Pri vgradnji črpalke z napajanjem 220 V je potrebno zagotoviti delovanje ogrevalnega sistema med izpadom električne energije. Če želite to narediti, na cev namestite zaporni ventil in ga obidite z namestitvijo obvodne cevi s črpalko (tako imenovani "bypass").

Na obvodni cevi pred črpalko je nameščena filtrirna pipa, nato pa še zaporni ventil. S prilagoditvijo položaja zapornih ventilov na glavni in obvodni cevi lahko vklopite način prisilnega in naravnega kroženja.

Praviloma je črpalka nameščena na "povratku" v bližini peči, tako da je temperatura tekočine, ki bo prešla skozi napravo, najnižja. To bo znatno podaljšalo življenjsko dobo črpalke.

Poleg tega je treba na enem mestu postaviti največje možno število krmilnikov ogrevalnega sistema, da se v primeru izrednih razmer hitro ukrepa za njihovo odpravo.

Namestitev obvodne cevi (bypass) omogoča delovanje ogrevalnega sistema med izpadom električne energije in omogoča tudi odstranitev črpalke brez praznjenja vode

Pravila za uporabo ekspanzijske posode

Pri segrevanju se tekočina razširi, in če se to zgodi v zaprtem sistemu, se bo tlak v njej močno povečal, povečanje tlaka pa je polno preboja vode. Uporaba varnostnega ventila ni priporočljiva, saj se po tem, ko se voda ohladi in njena prostornina zmanjša, v sistem vstopi zrak.

Zato je v ogrevalnih krogih s prisilnim gibanjem vode posebno ekspanzijski rezervoarji, ki so odprtega ali zaprtega tipa. Njihova prostornina se izračuna ne le na podlagi največjega toplotnega raztezanja tekočine (5-7%), temveč tudi ob upoštevanju možnosti vrenja sistema.

Rezervoar odprtega tipa opremi vodni tokokrog ogrevalnega sistema gravitacijske peči, to je z naravnim transportom hladilne tekočine. Je kovinska posoda poljubne oblike, ki se nahaja na samem vrhu ogrevalnega kroga. Komunicira neposredno z atmosfero, zaradi česar hladilna tekočina delno izhlapi.

Cevovod je povezan s spodnjo ali spodnjo četrtino rezervoarja, na vrh pa je privarjena cev, ki v primeru prelivanja odvaja vodo in omogoča uhajanje zraka iz sistema. Praksa kaže, da mora biti prostornina odprtega rezervoarja najmanj 15% prostornine vode v ogrevalnem sistemu.

Ekspanderski rezervoar odprtega tipa se običajno nahaja v tehnični sobi in njegov videz sploh ni pomemben

Zaprti ali membranski rezervoar je zaprta posoda z membrano v notranjosti. Ko se voda segreje, poveča tlak, raztegne membrano in vstopi v rezervoar.Če tlak preseže, se aktivira avtomatski sistem in odvečna hladilna tekočina se izpusti v kanalizacijo.

Po prvem izpustu običajno ni več razloga za ponovno proizvodnjo, saj postane prostornina hladilne tekočine enaka prostornini sistema.

Pred črpalko je nameščen zaprt membranski rezervoar. Takšna posoda, za razliko od rezervoarja odprtega tipa, se ne more znebiti zraka sama, zato je na vrhu ogrevalnega kroga potrebno namestiti ventil Mayevsky (mehanski odzračevalni ventil) ali njegov avtomatski ekvivalent.

Edini element membranskega rezervoarja, ki lahko sčasoma odpove, je membrana, zato je bolje kupiti rezervoar z možnostjo zamenjave.

Pri nakupu rezervoarja zaprtega tipa, ki se včasih imenuje hidravlični akumulator, je glavna stvar, da ga ne zamenjate s hidravličnim akumulatorjem za oskrbo z vodo.

Za membranski rezervoar, ki se uporablja pri ogrevanju, je delovna temperatura do 120°C in tlak do 3 bare. Za oskrbo z vodo se uporabljajo rezervoarji s temperaturo do 70°C in tlakom do 10 barov.

Izbira med cevmi in radiatorji

Kot vodni krog za ogrevanje peči lahko uporabite sistem plastičnih cevi z radiatorji (baterije) ali sistem kovinskih cevi. Glavna prednost uporabe radiatorjev je, da izgledajo lepše v primerjavi z masivnimi zračnimi kanali.

Plastično napeljavo lahko enostavno skrijete v tla, saj ne oddaja toplote. Čeprav mora biti po pravilih ožičenje za ogrevanje vode odprto. Vendar pa imajo polimerni cevovodi omejitve: ni jih mogoče položiti tam, kjer obstaja nevarnost taljenja in neposredne izpostavljenosti UV žarkom.

Prednost kovinskih cevi je nižja cena celotnega ogrevalnega kroga, enostavna montaža in manj težav pri delovanju sistema.

Uporaba kovinskih ogrevalnih cevi namesto radiatorskega sistema s kovinsko-plastičnimi priključki je upravičena, če estetska komponenta zasnove prostora ni pomembna.

Pomembna prednost sistemi z radiatorji je enostavnost prilagajanja temperature. Tudi najbolj natančne izračune sobne temperature je mogoče prilagoditi. Na primer, za majhnega otroka, mlajšega od 6 mesecev, je priporočljiva temperatura 19-21 °C, medtem ko je ugodna temperatura v preostalem delu hiše 25 °C.

Da bi zagotovili to temperaturo za daljše časovno obdobje v prostoru, morate popolnoma ali delno zapreti ventil za dovod toplote na enega od radiatorjev. Tudi v primeru kovinske cevi je težavo mogoče rešiti, vendar na bolj zapleten način: zmanjšati prenos toplote segmenta cevi s poliuretansko peno ali folijo.

Lahko bi bila druga možnost ogrevalnega kroga vodno ogrevana tla. To je zelo udobna vrsta oskrbe s toploto za osebo, vendar je namestitev ogrevanega poda veliko bolj delovno intenzivna kot prej obravnavane možnosti.

Poleg tega pri uporabi ogrevanih tal ni mogoče zagotoviti naklona za naravno kroženje vode, kar v kombinaciji z majhnim premerom cevi talnega ogrevanja vodi do obveznega pogoja za uporabo obtočne črpalke. .

Za potiskanje vode skozi cevi talnega ogrevanja morate uporabiti črpalko, naravna cirkulacija pri tej geometriji ogrevalnega sistema ne bo delovala.

Preprečevanje zmrzovanja ogrevalnega sistema

Uporaba vode kot hladilne tekočine ima eno pomanjkljivost - če ogrevalni sistem zamrzne, se poškodujejo cevovod in naprave. V tem primeru je še posebej težko obnoviti izmenjevalnik toplote, ki je vgrajen v peč.

Ta problem je pomemben za hiše, ki se pozimi morda dolgo ne ogrevajo. Eden od načinov za preprečevanje poškodb sistema je uporaba sredstva proti zmrzovanju, namenjenega za ogrevalne sisteme, namesto vode.

Za stanovanjske prostore se tekočine na osnovi propilenglikola uporabljajo kot antifriz, kot nestrupena snov, za razliko od etilenglikola.

Vendar pa ima zamisel o uporabi antifriza svoje slabosti:

• antifriz na osnovi propilenglikola je drag (od 80 rubljev / liter);
• specifična toplotna kapaciteta antifriza je manjša kot pri vodi (približno 15%), zato je potrebna večja moč peči in velika površina ogrevalnih naprav za prostore;
• antifriz ima večjo dinamično viskoznost kot voda, zato je potrebna močnejša obtočna črpalka, naravna cirkulacija pa je nemogoča;
• pri segrevanju se antifriz razširi do 40%, zato je treba uporabiti veliko zaprto ekspanzijsko posodo;
• propilenglikol je zelo tekoč, zato prodira skozi priključke v ogrevalnem sistemu, skozi katere voda ne more prodreti;
• propilenglikol ni združljiv s pocinkanimi cevmi, ker dodatki proti zmrzovanju ob stiku izgubijo svoje lastnosti;
• ko antifriz zavre (kar je verjetno pri uporabi peči), pride do nepovratne kemične reakcije, zaradi katere bo treba celoten sistem izprazniti in ponovno napolniti antifriz.

Za antifriz je treba ogrevalni sistem izračunati vnaprej - njegova uporaba v projektih, ki se izvajajo za vodo, je precej problematična.

Poleg tega bo projekt z uporabo antifriza veliko dražji od sistema ogrevanja vode. Zato njegova uporaba še ni postala razširjena v zasebnih domovih z ogrevanjem peči, za preprečevanje zmrzovanja pa se uporabljajo druge metode.

Pri izbiri tekočine za ogrevalni sistem je treba upoštevati ne le fizikalne in kemične lastnosti, temveč tudi njeno nevarnost za druge

Odvajanje vode iz tokokroga in plašča ali registra peči je najpogostejša rešitev problema, ko so lastniki hiše dalj časa odsotni.Poleg dodatnega dela so pomanjkljivosti te metode dostop zraka do kovinskih elementov sistema od znotraj in posledično širjenje korozije.

Prav tako kot rešitev problema za kratek čas uporabljajo integracijo električnega kotla majhne moči v ogrevalni krog. Njegovo delovanje z minimalno porabo energije lahko začasno vzdržuje pozitivno temperaturo vode.

Električni kotel majhne moči, priključen na ogrevalni sistem, lahko vzdržuje pozitivno temperaturo vode v primeru daljše odsotnosti lastnikov

Zaključki in uporaben video na to temo

Delujoč ogrevalni sistem na osnovi peči in vodnega kroga v zasebni hiši s površino 80 kvadratnih metrov:

Toplota se v ogrevalni sistem dovaja iz peči in kaminov po delih, kar otežuje nalogo izračunavanja parametrov elementov ogrevalnega kroga. Izvajanje dela pri spreminjanju vezja je precej problematično, zato, če nimate izkušenj na tem področju, je bolje, da se obrnete na strokovnjake, ki imajo veščine za reševanje takšnih težav.

Imate izkušnje z organizacijo peči? Ali pa dom ogrevate na ta način in bi radi delili svoje vtise o uporabi peči? Pustite komentarje in postavite vprašanja. Obrazec za povratne informacije se nahaja spodaj.