Palivové dřevo a uhlí zůstávají v mnoha regionech nejdostupnějšími druhy paliva používaného k vytápění soukromých chat. Ohřev pece se však volí nejen kvůli levnosti a dostupnosti nosiče energie, ale také kvůli nízké ceně jeho uspořádání.
Kamna s vodním okruhem pro vytápění domu mají přitom kromě mnoha výhod i spoustu nevýhod. To není vždy nejlepší možnost. Pokusme se pochopit nuance takového topného systému.
Vlastnosti vytápění na bázi kamen
Vytápění v kamnech je pro ruské vesnice normou, jejíž spolehlivost a praktičnost je osvědčená po staletí. A dnes jsou v mnoha vesnických domech pece se sporákem na vaření jídla a ohniště na pečení chleba.
Některé z nich jsou vybaveny vodním okruhem topného systému, jiné nikoli. Majitelé venkovského bydlení však nespěchají, aby je vyhodili a změnili na moderní kotle. Bezproblémovější a bezproblémovější způsob vytápění ještě nebyl vynalezen.
Bez okruhu s vodou kolem domu dokážou kamna na dřevo vytopit jen malý prostor kolem. Pro vytápění jedné nebo dvou místností je tato možnost přijatelná, ale pro velkou chatu již ne
Jako palivo v takových vesnických kamnech spalují:
- uhlí;
- rašelina;
- palivové dříví;
- brikety (euro palivové dříví).
Mezi těmito druhy paliva není žádný zásadní rozdíl, pokud jde o instalaci sporáku uvnitř a distribuci systému ohřevu vody v soukromém domě. Některé z nich dávají více tepla, zatímco jiné hoří déle. Ale konstrukce pece a uspořádání potrubí s chladicí kapalinou v místnostech jsou ve všech případech stejné.
Při volbě ve prospěch vytápění kamny nezapomeňte na požární bezpečnostní normy pro instalaci zděných kamen – pouze jejich přísné dodržování sníží riziko požáru na minimum
Mezi výhody vytápění pece patří:
- žádná závislost na dostupnosti elektřiny v síti;
- relativně nízké náklady na zařízení topného systému;
- nízké náklady na tuhé palivo a možnost použití jeho různých typů;
- maximální snadné použití;
- dlouhodobý přenos tepla (u zděných konstrukcí);
- všestrannost – vhodné pro vytápění a vaření zároveň.
Pokud soukromý dům nelze připojit k hlavnímu plynu, pak bude nejlepší volbou pro vytápění kamna na dřevo.
Jedinou výjimkou je situace, kdy v určité oblasti není k dispozici uhlí nebo palivové dříví. Ale tato možnost v Rusku je spíše výjimkou než normou.
Dvě hlavní nevýhody pecí s vodním okruhem jsou nemožnost automatizace práce a problematická regulace přestupu tepla v jednotlivých místnostech
Také je třeba zmínit nevýhody topení v kamnech:
- dlouhé zahřívání systému před začátkem přenosu tepla;
- ztráta hmoty užitného prostoru v domě v důsledku masivnosti pece;
- velká hmotnost konstrukce cihlové pece;
- nízká účinnost v důsledku odchodu značného množství tepla do potrubí;
- vysoké nebezpečí požáru při nesprávném použití.
Cihlová kamna na vytápění a vaření pro soukromý dům s ohřevem vody, v závislosti na konstrukci a počtu řad, mohou vážit od 1,5 do 10 tun. Navíc se zde připočítává hmotnost trubky.
Základ pro takovou hmotu vyžaduje silné a drahé náklady, které lze také nazvat mínusem uvažovaných topných systémů.
Zařízení na ohřev vody v peci
Pec pro daný topný systém by měla být v ideálním případě vypočtena a postavena současně s domem. Pokud již byla postavena obytná budova, bude obtížné do ní umístit konstrukci cihlové pece. A často je to zcela nemožné kvůli nutnosti vytvořit pevný základ a přestavět systém krovu.
Pec pro ohřev vody v soukromém domě může být vyrobena nejen z cihel, ale také z oceli ve formě kamen na břicho s teplosměnnými trubkami kolem pece pro ohřev chladicí kapaliny
Ohřev vody v peci se skládá z:
- přímo sporák (kov nebo cihla);
- výměník tepla uvnitř nebo kolem pece pece, stejně jako ve formě cívky kolem komína;
- okruh rozmístěný kolem domu s chladicí kapalinou a expanzní nádrží v podkroví.
Také v některých případech je tento systém vytápění doplněn o oběhové čerpadlo a hydraulický akumulátor. Taková pokročilá možnost se však používá extrémně zřídka, protože vyžaduje nepřerušované napájení a vede ke zvýšení nákladů na celý obvod.
A hlavním plusem ohřevu vodních kamen je levnost zařízení. Nemá cenu jej doplňovat drahými a lámavými prvky.
Schéma cirkulace vody v okruhu
Systém ohřevu vody v domech je postaven s přirozeným (gravitačním) nebo nuceným oběhem chladicí kapaliny. Pokud je vyroben na základě kamen na dřevo, pak je nejlepší dát přednost první možnosti.
Schéma zapojení s přirozenou cirkulací vody je ve srovnání s nuceným protějškem levnější a na rozdíl od něj nevyžaduje napájení
Ohřev vodního kotle se doporučuje vybavit pouze v jednopatrových domech o ploše do 150 m 2. V tomto případě může být gravitační bez dalších čerpadel.
Pokud je nutné vytápět chatu o několika nebo více podlažích, je lepší to udělat na základě výkonnějšího kotle. Pec pro takové budovy bude muset být postavena jednoduše obrovská, což je nákladné na realizaci. Ano, a množství paliva do něj bude muset být vloženo pokaždé značné. A to se velmi nedoporučuje kvůli zvýšenému riziku požárů.
Klasický systém vytápění kamny s přirozenou cirkulací vody se skládá z:
- výměník tepla ve složení kamen;
- obrys z kovového potrubí;
- radiátory (obvykle nahrazené tlustými trubkami v místnostech);
- expanzní nádoba.
Pokud se rozhodnete provést ohřev vody ve venkovském domě vlastními rukama, je lepší jej navrhnout podle tohoto schématu. Instalace a výpočet této možnosti je jednodušší než při nuceném pohybu vody.
Pro kotle je vhodnější systém s oběhovým čerpadlem, na bázi kamen ztrácí zvýšenou účinnost přenosu tepla
Pokud je kotel automatizovaný a ohřívá vodu neustále podle potřeby, pak se v kamnech topí jednou až dvakrát denně. Právě v těchto chvílích se chladivo v peci ohřívá, aby se uvolnilo teplo v místnostech. Po jízdě s čerpadlem přes potrubí okruhu je zbytečné. Nic ve studeném topeništi stejně vodu neohřeje.
Majitelé soukromých domů, kteří se rozhodnou ve prospěch kamen na dřevo nebo uhlí, obvykle očekávají, že dostanou autonomní topný systém. Pokud do něj vložíte čerpací zařízení, které pro provoz vyžaduje napájení ze sítě, pak bude těžké mluvit o autonomii.
Pec – cihlová nebo kovová
Zděná pec se déle topí, ale také déle odevzdává teplo do prostoru kolem sebe. Analog vyrobený z oceli se naopak rychle zahřívá a také rychle ochlazuje po dohoření paliva. Částečně je tento problém vyřešen přítomností velkých objemů chladicí kapaliny ve vodním okruhu.
Čím více vody však musíte v systému skladovat, tím je dražší z hlediska materiálů.
Kovová kamna s vodním hadem pro topný okruh v soukromých domech lze umístit přímo na dřevěnou podlahu bez uspořádání speciálního základu
Ocelová pec na ohřev vody o výkonu 5–15 kW – bez paliva a vody, jedná se o konstrukci o hmotnosti 100–300 kg. Takový vařič lze bezpečně postavit na vyztužená polena. Základy pece je třeba zalít, když kamna váží více než 700–800 kg. Nyní, pokud je to cihla, pak se bez betonu rozhodně neobejdete.
Ve srovnání s kovovou zděná trouba váží více, stojí více a je náročnější na instalaci. Má však vyšší účinnost a menší riziko zamrznutí okruhu prasknutím potrubí v důsledku tvorby ledu uvnitř. Pokud je rozhodnuto udělat vše důkladně pro sebe a trvalé bydliště, pak se doporučuje zastavit výběr na cihlové verzi.
Trubky – nerezové nebo kovoplastové
Pokud je topný systém postaven na bázi teplovodního kotle, pak jeho potrubí může být provedeno nejen ocelovými trubkami, ale také kovoplastovými a polypropylenovými trubkami. Pokud však kamna na dřevo budou ohřívat vodu, pak by okruh s chladicí kapalinou z ní měl být vytvořen pouze z nerezové oceli.
Při velkém pokládání palivového dřeva se voda v cívce pece může rychle zahřát na 100 stupňů a vařit, pouze ocel vydrží takové teploty po dlouhou dobu
Metal-plast je určen pro práci s chladicí kapalinou zahřátou na 90–95 °C. Krátkodobě snese zahřátí až na 110–120 °C. Zároveň automatizace kotlů a kotlů zpočátku neumožňuje zahřátí vody na takové stupně. Pro teplé podlahy se zahřeje na 30-45 °C a pro baterie až na 60-65 °C.
V případě kamen na dřevo jsou však teploty pod sto nejen možné, ale zdaleka neobvyklé. Nedoporučuje se riskovat a hrát ruskou ruletu svazováním této pece kovoplastovými trubkami. Nejlepší je dát přednost spolehlivější nerezové oceli.
Kromě toho se trubky opouštějící pec z cívky pro připojení trubek okruhu určitě zahřejí na velmi vysoké teploty. Od otevřeného ohně je dělí necelý půl metr. Je nebezpečné k nim připojovat plastové trubky, protože hrozí jejich roztavení.
Odvod tepla – radiátory nebo registr
Přívod tepla z kamen do topného okruhu se provádí po částech po dobu několika hodin, zatímco v peci hoří palivové dříví nebo uhlí. Pokud v topném systému není dostatek vody, dům rychle vyschne. Proto se na vesnicích takové vytápění obvykle provádí z tlustých ocelových trubek, a nikoli na základě radiátorů, které jsou obyvatelům města známější. Topný registr pro kamna na dřevo je prostě perfektní.
Klasické schéma ohřevu vodní pece s přirozenou cirkulací zahrnuje přímý kontakt vody s atmosférou přes expanzní nádrž, ale vzduch v chladicí kapalině je kontraindikován pro běžné baterie
Nerezová trubka o průměru 80–120 mm vedená domem je topným registrem, který se skládá z přívodu z pece a zpátečky do ní. V místnosti nejdále od topeniště jsou tato vedení spojena dohromady a ve zbývajících místnostech jsou položena ve formě dvou potrubí podél vnějších stěn.
Registr nevypadá tak esteticky jako radiátor. Ale první možnost je mnohem levnější a jednodušší na vlastní výrobu než druhá. K jeho realizaci stačí mít zkušenosti s manipulací se svařovacím strojem.
Teplosměnná plocha pro takový okruh se vypočítá vynásobením počtu PI průměrem a délkou potrubí. Navíc je ve výpočtech nutné vzít v úvahu tepelný tlak v přívodu a zpátečce a také svislou vzdálenost mezi potrubími.
Často se však takové výpočty neprovádějí, ale odebere se trubka o průměru 80–100 mm a položí se podél obvodu celé obytné budovy se smyčkou v zadní místnosti. Současně se přenos tepla nastavuje „od oka“ a empiricky jako výsledek aplikace jednoho nebo druhého objemu paliva do topeniště.
Není divu, že obrysy registrů ve spojení s vodními pecemi jsou tak běžné. Není třeba je ani počítat, stačí vzít vhodnou trubku a svařit ji svařováním.
Vybíráme výměník tepla pro pec
Výměník v kamnech může být z mědi, oceli nebo litiny. Je lepší okamžitě vyloučit měděnou variantu kvůli vysoké ceně. Vlastní pájení takového zařízení je extrémně problematické.
Litinové baterie by měly být instalovány uvnitř pece opatrně – v důsledku teplotního šoku mohou být jejich jednotlivé sekce odpojeny od sousedních prvků
Litina technickými parametry předčí ocel. Je však problematické vyrobit z něj vlastními rukama výměník tepla pro kamna na dřevo. K tomu si můžete vzít pouze starou baterii. Zde je však třeba vzít v úvahu, že tmel mezi jeho sekcemi v peci vyhoří. A to je přímá cesta ke ztrátě těsnosti a výstupu vody do spalovací komory.
Pokud se rozhodnete vyrobit výměník tepla z litinové baterie, pak je nejlepší použít modely MS-110-300 nebo MS-90-300. Jsou malé a snadno se vejdou do topeniště. Plocha topné plochy pro každé žebro bude asi 0,14–0,16 m2.
Na základě těchto čísel můžete odhadnout, kolik sekcí je potřeba pro konkrétní obvod. Na každých 10 metrů čtverečních plochy domu je potřeba 1 kW, což se bude přibližně rovnat 0,1 m 2 topné plochy litinového výměníku tepla.
Žebra litinového radiátoru jsou obvykle spojena pomocí tepelně odolných pryžových těsnění. V peci pece takové pryžové těsnění vyhoří, musí být nahrazeno azbestovou šňůrou
Dalším bodem použití litinové baterie jako výměníku tepla je obtížnost čištění od sazí zevnitř pece. Čas od času je potřeba vyčistit spalovací komoru a do toho značně zasahují odlehčovací žebra „litiny“.
Nejoptimálnější možností výměníku tepla je ocel ve formě:
- cívka několika trubek;
- košile z ocelového plechu.
Jsou vyrobeny z nízkouhlíkové oceli St10 . St20 o tloušťce 4-5 mm. Pokud vezmete trubky, pak o průměru 30–50 mm.
Nejjednodušší je vyrobit ocelový výměník tepla z ocelového plechu – výměny tepla se však bude účastnit pouze povrch obrácený dovnitř topeniště k ohni
Trubková verze je efektivnější z hlediska přenosu tepla, ale je také pracnější na výrobu.
Pro výpočet výměníku tepla použijte vzorec:
Qy=K*(Tcp-Tk)
- K – koeficient prostupu tepla materiálu (pro nízkouhlíkové oceli se bere 15–20 a pro šedou litinu – 50);
- TCP – průměrná teplota topného média v peci (Tmax+Tmin)/2;
- Tk – průměrná teplota nosiče tepla (Tsupply+Return)/2.
Pokud se v kamnech spaluje palivové dříví, pak Tcp=(700+300)/2=500 °С a Tk=(80+60)/2=70 °С. Výsledkem je, že Qy=15*(500-70)=6450 kcal/hod. To znamená, že na metr čtvereční plochy tepelného výměníku směřujícího k ohni vyjde přibližně 7,5 kW/h.
Pro uhlí jsou výpočty následující – Tcp=(1000+600)/2=800 °С a Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/hod=12 734 W/hod. Metr čtvereční plochy výměníku dá asi 12,7 kWh.
Dále vydělíme výkon potřebný k vytápění konkrétního domu vypočteným číslem v závislosti na plánech použití jednoho nebo druhého typu paliva.
Například pro chatu 150 m 2 potřebujete asi 15 kW. Pokud se topí dřevem, bude vyžadován výměník tepla s plochou výměny tepla 15 / 7,5 u2d 2 m XNUMX. Toto je povrch, který směřuje k plameni a zahřívá se.
Pokud je vybrána trubková cívka, její délka se vypočítá podle vzorce:
S=2*3,14*D*L
S – odhadovaná plocha;
D je průměr trubek;
L – požadovaná délka.
Ještě jednodušší je vypočítat parametry košile z ocelového plechu, obvykle se skládá ze dvou obdélníků po stranách spalovací komory.
Výběr nejlepší možnosti
V již postaveném domě bude obtížné instalovat masivní cihlovou pec. V tomto případě je ohřev vody nejlépe organizován na základě kovových kamen na břicho, které lze umístit na vyztuženou dřevěnou podlahu bez nalévání základů.
Pokud je však možné vytvořit základ podle očekávání, měla by být dána přednost spolehlivější konstrukci cihlové pece.
Vodní okruh kolem domu pro kamna na dřevo se nejlépe provádí ze silných ocelových trubek a s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny
Instalace oběhového čerpadla a/nebo hydraulického akumulátoru do příslušného topného okruhu je plýtváním peněz a nulovým přínosem navíc. Pouze zkomplikují instalaci systému. A když je napájení vypnuto, tato zařízení vůbec způsobí problémy. Zatímco varianta vytápění bez nich v případě problémů v elektrické síti bude dům klidně vytápět i nadále.
Závěry a užitečné video k tématu
Výběr tvaru výměníku tepla v kamnech na dřevo:
Přehled zděné trouby na ohřev vody na chatě:
Zařízení topného a varného sporáku z cihel s analýzou konstrukční zakázky:
Ohřev vody na bázi kamen na dřevo lze jen těžko označit za ideální a vysoce účinný. Tato možnost vytápění soukromých domů je však nejspolehlivější, levná a snadno proveditelná. Pouze není nutné doplňovat takový okruh oběhovým čerpadlem a automatizací. Pracují ze sítě a činí celý systém neautonomním, což je jeho vyrovnání jednou z hlavních výhod.
