Как да направите отопление на печка в частна къща с въздушни или водни вериги

Има много начини за отопление на частен дом с помощта на газ и електричество.Но въпреки изобилието от съвременни методи, отоплението на печката все още е актуално при подреждането на селски къщи и вили.

Съгласете се, нищо не подчертава вкуса на руска хижа повече от печка на дърва. В допълнение, отоплението на твърдо гориво се счита за един от икономичните варианти.

Организацията на отоплителна система започва с избора на пещно оборудване и определяне на вида на отоплителния кръг. Предлагаме ви да разберете структурата и принципите на работа на водно и въздушно отопление на базата на пещ. За по-добро разбиране на въпроса, ние допълнихме материала с диаграми и визуални снимки.

Отопление с въздушна система

Причината за стабилното предпочитание, което собствениците на частни къщи дават на опцията за отопление на печката е икономична работа — наличие на дърва за огрев, горивни брикети или въглища.

Недостатъкът е ограниченото пространство за обработка, което може да бъде елиминирано чрез инсталиране на система за вода и въздух, базирана на тухлена единица.

Спецификата на отоплението на нискоетажни сгради с печка е представена в селекцията от снимки:

Принцип на действие въздушно отопление на базата на печка или камина се състои от прехвърляне на топъл поток, загрят до работна температура в топлообменник или в котел. Въздухът влиза или директно в помещението, или през въздуховоди.

Благодарение на относително краткия път, той няма време да загуби температура. Резултатът е равномерно разпределение на топлината в цялата къща.

Над горивната камера е разположена камера за нагряване на въздуха, така че горещата горна повърхност на горивната камера и комина да предават максимално количество топлина към нея. Циркулацията на въздуха се осъществява естествено или с помощта на вентилатори.

Фабрично произведена стоманена печка за отопление на помещение 120 кв.м. m с използване на въздушни потоци струва около 12 000 рубли

Естествената циркулация възниква в резултат на разликата в плътността на студения и горещия въздух. Студеният въздух, влизащ в нагревателната камера, измества горещия въздух във въздуховодите.

Този метод не изисква електричество, но ако въздухът не се движи достатъчно бързо през нагревателната камера, той става много горещ, което може да причини проблеми.

Въздушното отопление с естествено движение на нагрятия въздух включва инсталирането на въздуховоди за насочено движение. При форсирани версии движението на въздуха се стимулира от вентилатор (+)

Принудителната циркулация се осъществява с помощта на вентилатори или помпи. Затоплянето на помещенията обаче става по-бързо и равномерно. С принудителната вентилация, като регулирате нейния режим, можете лесно да контролирате обема на въздуха, подаван в различни помещения, като по този начин определяте микроклимата на отделните стаи на къщата.

Въз основа на вида на подаването на студен въздух, системите се разделят на два вида:

• С пълно рециклиране. Нагрятите въздушни маси се редуват с охладени в рамките на една и съща стая. Недостатъкът на схемата е, че качеството на въздуха намалява с всеки цикъл на отопление/охлаждане.
• С частична рекултивация. Част от свежия въздух се взема от улицата, която се смесва с част от въздуха от стаята. След нагряване сместа от две порции въздух се доставя на потребителя. Предимството е стабилно качество на въздуха, недостатъкът е енергийната зависимост.

Ясно е, че първата група включва канални системи с естествено движение на въздушната охлаждаща течност. Вторият включва опции с принудително движение на въздуха, за движението на които не е необходимо да се инсталира мрежа от въздуховоди.

Притокът на въздух от улицата дава допълнителен тласък на системата с естествена циркулация, което премахва необходимостта от вентилатори

Основните предимства на въздушното отопление в сравнение с водното отопление:

• висока ефективност;
• безавариен;
• липса на радиатори в стаите.

Дизайнът на веригата с принудително движение ви позволява да правите без изграждането на система от въздуховоди. Освен това този тип може да се комбинира с климатизация, овлажняване и йонизация на въздуха.

Ако не се планира инсталиране на устройство, което стимулира движението на нагрят въздух, тогава се използват следните методи за увеличаване на производителността на печката:

Повишаването на ефективността спонтанно ще увеличи скоростта на въздушния поток: колкото по-бързо се нагрява въздухът, толкова по-интензивна е промяната на охладената и нагрятата въздушна маса.

Основните недостатъци на въздушното отопление в сравнение с водното отопление:

• при използване на пещ температурата на подавания въздух има значителен диапазон, за разлика от използването на други средства за отопление;
• въздуховодите имат голям диаметър, така че монтажът трябва да се извърши на етапа на строителството;
• Препоръчително е да поставите печката в сутерена, в противен случай е необходимо да използвате вентилатори, които правят шум.

Движението на въздуха в помещението има отрицателна страна - вдига прах, но използването на филтри на изхода на въздуховода ви позволява ефективно да улавяте този прах, като по този начин намалявате общото количество прах в къщата.

Друга характеристика на въздушното отопление, която има както положителни, така и отрицателни страни, е скоростта на топлопредаване. От една страна, стаите се затоплят по-бързо, отколкото при отопление с водна верига, от друга страна, няма топлинна инерция - веднага щом печката или камината изгаснат, стаята веднага започва да се охлажда.

За да се осигури равномерно налягане в страничните клонове на въздуховода, е необходимо да се изключи вмъкването им в последния половин метър на главния въздуховод

За разлика от водното отопление, инсталирането на въздушна отоплителна система не е трудно.Всички елементи (тръби, колена, вентилационни решетки) могат да бъдат свързани доста лесно без заваряване. Има гъвкави въздуховоди, които могат да приемат всякаква форма в зависимост от геометрията на помещенията.

Въпреки това системите за въздушно отопление, базирани на печки или камини, все още не са широко разпространени. Много по-често в индивидуалното ниско строителство се използва водна верига за отопление на помещения.

Въз основа на печка или камина с тухлена или стоманена камина можете да организирате както въздушно, така и водно отопление

Устройство за нагряване на вода на базата на печка

Принципи на работа на всяка отопление на вода се основават на разпределението на топлина от локален източник в цялата стая, като се използва движението на водата по отоплителната верига.

Основни елементи на водното отопление

За схема за отопление на печка с водна верига основните елементи са:

• печка или камина с топлообменник, в който се нагрява вода;
• отоплителен кръгкъдето се извършва пренос на топлина в помещението;
• разширителен съд за предотвратяване на повреда на системата в резултат на повишено налягане;
• циркулационна помпа за да се осигури движение на водата по веригата.

Има общи правила за работа на водното отопление, като напр електрически схеми, които са добре известни и трябва да се спазват. Но при използване на печка като източник на топлина има специфични изисквания, свързани с температурния режим.

Принципът на работа на водното отопление на базата на печка или камина е прост, но е необходимо точно да се изчислят параметрите на всички елементи на системата

Пещите не се нагряват бързо и се охлаждат бавно, възниква неравномерно отделяне на топлина и само правилната инсталация на всички компоненти на системата ще избегне проблеми с висококачественото отопление на помещенията на къщата.

Видове топлообменници и методи за поставяне

За производството на топлообменници за пещи се използва листова "черна" стомана или топлоустойчива неръждаема стомана. Използването на чугун като производствен материал е трудно, но могат да се използват готови продукти от чугун, като чугунени радиатори.

Възможно е да се използва мед, която има по-добра топлопроводимост в сравнение със стоманата, но цената на такова устройство ще бъде висока. Препоръчва се топлообменникът да се изработи от стомана с дебелина 3 mm. При високи температури на пещта, които възникват при използване на въглища или особено кокс, е необходимо да се използва стомана с дебелина 5 mm.

Топлообменниците могат да бъдат разделени на три типа:

• регистри, бобини и радиатори, състоящ се от набор от тръби;
• ризи (бойлери), заварени от листова стомана;
• комбиниран вариант под формата на вертикални стени, свързани с тръби (т.нар. „книги“).

Кожухите от стоманена ламарина са по-лесни за производство и по-лесни за почистване от продукти от изгаряне на гориво, но тръбните конструкции имат по-голяма нагревателна площ. При изработката на яке е необходимо да се вземе предвид излишното водно налягане, което възниква при използване на мембранен разширителен резервоар или издигане на вода до голяма височина.

Топлообменник за отопление на вода на базата на печка може да бъде конструиран от скрап материали:

В този случай е необходимо да се използва стомана с дебелина най-малко 5 mm и допълнително да се подсилят стените с усилващи елементи, за да се избегне тяхната деформация.

Формите на тръбните конструкции могат да бъдат различни, но е необходимо да се спазва условието вътрешният размер на тръбите да е най-малко 3 cm в диаметър. В противен случай, ако скоростта на циркулация е ниска или температурата е твърде висока, водата може да заври.

Регистрите се правят по правило от профилни, а не от кръгли тръби, за да се улеснят заваръчните работи.

Можете сами да направите топлообменник с необходимия размер. В този случай трябва да се обърне повишено внимание на качеството на заваряването. Ако топлообменникът изтече, цялата вода ще се излее в пещта.

Освен това, за да разрешите проблема, ще трябва да свършите много работа: разглобете печката, извадете, заварете и поставете обратно топлообменника и след това сглобете отново печката.

Има два варианта за разположение на топлообменника. В първия случай той се поставя директно в горивната камера, като значително стеснява нейното пространство.Във втория, регистрите са инсталирани в капака на невъртящи се пещи, но самата пещ в този случай има по-сложен дизайн.

Ако имате камбанна печка, по-добре е да поставите топлообменника в камбаната: там също е горещо и пространството на горивната камера ще остане непроменено

Когато инсталирате топлообменник от тръбен тип, е необходимо да оставите празнина между него и стената на печката. Това е необходимо за по-добро нагряване на охлаждащата течност, както и за възможността за почистване на регистъра. Необходимо е периодично да се почистват както ризите, така и регистрите, тъй като в случай на силно запушване с пепел, ефективността на преноса на топлина намалява.

Ако има плот, почистването става след свалянето му. Ако печката има само отоплителна функция, тогава почистването става през горивната врата.

Циркулация на водата в отоплителния кръг

Основните принципи за организиране на естествената циркулация на водата в системата са моделирането на "ускорителния колектор" на изхода на топлообменника и създаването на постоянен наклон на тръбите на отоплителния кръг от 3-5 °.

Общото значение на „ускорителния колектор“ е, че нагрятата вода от печката се издига вертикално нагоре и след това се разпределя по отоплителния кръг.

Циркулацията възниква поради разликата в специфичното тегло на студена и гореща вода. Студената вода е по-тежка от горещата вода и, преминавайки към топлообменника, измества горещата вода нагоре по тръбата. Входната точка на „връщането“ трябва да е по-ниско от изходите на водата от отоплителните радиатори, в противен случай циркулацията на водата ще бъде много бавна или изобщо няма.

Ускорителен колектор е необходим дори за отоплителни кръгове с малка дължина в случай на използване на естествена циркулация

За увеличаване на скоростта на движение на водата по отоплителния кръг инсталирайте циркулационна помпа. По този начин има по-бързо и по-равномерно разпределение на топлината в къщата. Няколко помпи могат да се използват едновременно за различни отоплителни кръгове.

При наличие на пренапрежения на напрежението е необходимо да се използва Волтажен регулатор, тъй като повредата на помпата може да има сериозни последствия за цялата система.

По разположението на двигателя помпите могат да бъдат разделени на две групи: със "сух" ротор и с "мокър" ротор. По вид напрежение: модели, работещи от 220 V мрежа и помпи, работещи от 12 V източници на захранване.

Двигателят в помпи със сух ротор е изолиран от работното колело, потопено във вода, чрез уплътнителни пръстени. В сравнение с помпите с потопен двигател, сухите помпи имат по-висока ефективност.

Недостатъците обаче включват високи нива на шум, необходимост от редовна поддръжка и по-кратък живот на двигателя. Следователно, в частен дом, като правило, се използват циркулационни помпи с "мокър" ротор.

Изборът на тип мощност на помпата зависи от възможността за естествена циркулация на водата в системата. Ако е невъзможно без участието на помпа, тогава изборът трябва да бъде направен в полза на опция, която поддържа 12 V напрежение и непрекъсваемо захранване.

В противен случай, в случай на прекъсване на захранването, водата може да заври и системата да се повреди. Ако е възможна естествена циркулация, тогава е по-добре да закупите по-често срещана и по-евтина опция, захранвана от 220 V мрежа.

Свързвайки 12-волтова помпа към непрекъсваемо захранване, не можете да се притеснявате за функционирането на отоплителната система

При инсталиране на помпа с 220 V захранване е необходимо да се гарантира, че отоплителната система може да работи по време на прекъсване на захранването. За да направите това, монтирайте спирателен вентил на тръбата и го заобиколете, като инсталирате байпасна тръба с помпа (така наречения „байпас“).

На байпасната тръба пред помпата е монтиран филтърен кран, а след това и спирателен вентил. Чрез регулиране на положението на спирателните вентили на главните и байпасните тръби можете да включите режима на принудителна и естествена циркулация.

По правило помпата се монтира на „връщане“ близо до пещта, така че температурата на течността, която ще премине през устройството, е най-ниска. Това значително ще удължи живота на помпата.

Освен това е необходимо да се постави на едно място максималния възможен брой органи за управление на отоплителната система, така че в случай на аварийни ситуации да могат бързо да се вземат мерки за отстраняването им.

Инсталирането на байпасна тръба (байпас) позволява на отоплителната система да работи по време на прекъсване на захранването и също така дава възможност за отстраняване на помпата без източване на водата

Правила за използване на разширителния резервоар

При нагряване течността се разширява и ако това се случи в затворена система, налягането вътре в нея ще се увеличи значително, а увеличаването на налягането е изпълнено с пробив на вода. Използването на предпазен клапан не е препоръчително, тъй като след като водата се охлади и нейният обем намалее, в системата ще се вкара въздух.

Следователно, в отоплителни кръгове с принудително движение на водата, специални разширителни резервоари, които са от отворен или затворен тип. Техният обем се изчислява въз основа не само на максималното топлинно разширение на течността (5-7%), но и като се вземе предвид възможността за кипене на системата.

Резервоарът от отворен тип оборудва водния кръг на отоплителна система от гравитационен тип печка, тоест с естествен транспорт на охлаждащата течност. Това е метален контейнер с произволна форма, разположен в самия връх на отоплителния кръг. Той комуникира директно с атмосферата, поради което охлаждащата течност частично се изпарява.

Тръбопроводът е свързан към дъното или долната четвърт на резервоара, а към горната му част е заварена тръба за източване на водата в случай на преливане и позволява на въздуха да излезе от системата. Практиката показва, че обемът на отворен резервоар трябва да бъде най-малко 15% от обема на водата в отоплителната система.

Разширителен резервоар от отворен тип обикновено се намира в техническо помещение и външният му вид няма никакво значение

Затворен или мембранен тип резервоар е затворен съд с мембрана вътре. Когато водата се загрее, тя увеличава налягането, разтяга мембраната и влиза в резервоара.Ако налягането надвиши, автоматичната система се активира и излишната охлаждаща течност се изхвърля в канализацията.

След първото изпускане обикновено вече няма причина да се произвежда отново, тъй като обемът на охлаждащата течност става равен на обема на системата.

Пред помпата е монтиран затворен мембранен резервоар. Такъв контейнер, за разлика от резервоар с отворен тип, не може сам да се отърве от въздуха, така че в горната част на отоплителния кръг е необходимо да се монтира вентил Mayevsky (механичен вентилационен отвор) или неговия автоматичен еквивалент.

Единственият елемент на мембранния резервоар, който може да се провали с течение на времето, е мембраната, така че е по-добре да закупите резервоар с възможност за подмяна.

Когато купувате резервоар от затворен тип, който понякога се нарича хидравличен акумулатор, основното е да не го бъркате с хидравличен акумулатор за водоснабдяване.

За мембранен резервоар, използван за отопление, работната температура е до 120°C, а налягането е до 3 бара. За водоснабдяване се използват резервоари с температура до 70°C и налягане до 10 бара.

Избор между тръби и радиатори

Като водна верига за отопление на печка можете да използвате система от пластмасови тръби с радиатори (батерии) или система от метални тръби. Основното предимство на използването на радиатори е, че те изглеждат по-красиви в сравнение с масивните въздуховоди.

Пластмасовото окабеляване може лесно да се скрие в пода, тъй като не отделя топлина. Въпреки че според правилата окабеляването за отопление на водата трябва да бъде отворено. Полимерните тръбопроводи обаче имат ограничения: те не могат да се полагат там, където има риск от топене и пряко излагане на ултравиолетови лъчи.

Предимството на металните тръби е по-ниската цена на целия отоплителен кръг, лесната инсталация и по-малко проблеми, възникнали по време на работа на системата.

Използването на метални отоплителни тръби вместо радиаторна система с металопластични връзки е оправдано, ако естетическият компонент на дизайна на помещението не е важен

Значително предимство системи с радиатори е лекотата на регулиране на температурата. Дори и най-точните изчисления на стайната температура могат да бъдат коригирани. Например, за малко дете под 6 месеца се препоръчва температура от 19-21°C, докато за комфортна температура в останалата част на къщата се счита 25°C.

За да осигурите тази температура за дълъг период от време в помещението, трябва напълно или частично да затворите вентила за подаване на топлина към един от радиаторите. В случай на метална тръба проблемът също може да бъде решен, но по по-сложен начин: намаляване на топлообмена на тръбен сегмент с помощта на полиуретанова пяна или обвивка от фолио.

Друг вариант може да бъде отоплителен кръг подово отопление с вода. Това е много удобен тип топлоснабдяване за човек, но инсталирането на топъл под е много по-трудоемко от разгледаните по-рано опции.

Освен това при използване на топъл под не е възможно да се осигури наклон за естествената циркулация на водата, което в комбинация с малкия диаметър на тръбите на подовото отопление води до задължително условие за използване на циркулационна помпа .

За да прокарате вода през тръбите за подово отопление, трябва да използвате помпа; естествената циркулация няма да работи с тази геометрия на отоплителната система

Предотвратяване на замръзване на отоплителната система

Използването на вода като охлаждаща течност има един недостатък - ако отоплителната система замръзне, тръбопроводът и уредите ще бъдат повредени. Особено трудно е да се възстанови в този случай топлообменникът, интегриран в пещта.

Този проблем е от значение за къщи, които може да не се отопляват дълго време през зимата. Един от начините за предотвратяване на повреда на системата е използването на антифриз, предназначен за отоплителни системи, вместо вода.

За жилищни помещения течностите на базата на пропиленгликол се използват като антифриз, като нетоксично вещество, за разлика от етиленгликола.

Идеята за използване на антифриз обаче има своите недостатъци:

• антифриз на базата на пропилей гликол е скъп (от 80 рубли / литър);
• специфичният топлинен капацитет на антифриза е по-малък от този на водата (приблизително 15%), поради което е необходима по-голяма мощност на пещта и голяма площ на отоплителни уреди за помещения;
• антифризът има по-висок динамичен вискозитет от водата, така че е необходима по-мощна циркулационна помпа и естествената циркулация е невъзможна;
• при нагряване антифризът се разширява до 40%, така че е необходимо да се използва голям затворен разширителен резервоар;
• пропилей гликолът е много течен, така че прониква през връзки в отоплителната система, през които водата не може да проникне;
• пропиленгликолът е несъвместим с поцинковани тръби, тъй като антифризните добавки губят свойствата си при контакт;
• когато антифризът кипи (което е вероятно при използване на пещи), възниква необратима химическа реакция, в резултат на което цялата система ще трябва да се източи и да се напълни отново антифриз.

За антифриз отоплителната система трябва да се изчисли предварително - използването й в проекти, изпълнени за вода, е доста проблематично.

Освен това проект, използващ антифриз, ще бъде много по-скъп от система за отопление на водата. Поради това използването му все още не е широко разпространено в частни домове с отопление на печки и се използват други методи за предотвратяване на замръзване.

При избора на течност за отоплителна система е необходимо да се имат предвид не само физичните и химичните характеристики, но и нейната опасност за другите

Източването на водата от веригата и кожуха или регистъра на пещта е най-често срещаното решение на проблема, когато собствениците на къщата отсъстват за дълго време.В допълнение към допълнителната работа, недостатъците на този метод включват достъп на въздух до металните елементи на системата отвътре и в резултат на това разпространението на корозия.

Също така, като решение на проблема за кратък период от време, те използват интегрирането на електрически котел с ниска мощност в отоплителния кръг. Работата му при минимално ниво на консумация на енергия е в състояние временно да поддържа положителна температура на водата.

Електрически котел с ниска мощност, свързан към отоплителната система, е в състояние да поддържа положителна температура на водата в случай на продължително отсъствие на собствениците

Изводи и полезно видео по темата

Работеща отоплителна система, базирана на печка и водна верига в частна къща с площ от 80 квадратни метра:

Топлината се подава към отоплителната система от печки и камини на порции, което усложнява задачата за изчисляване на параметрите на елементите на отоплителния кръг. Извършването на работа по промяна на веригата е доста проблематично, така че ако нямате опит в тази област, по-добре е да се обърнете към специалисти, които имат уменията да решават подобни проблеми.

Имате ли опит в организирането на отопление с печки? Или отоплявате дома си по този начин и искате да споделите впечатленията си от използването на печката? Моля, оставяйте коментари и задавайте въпроси. Формата за обратна връзка се намира по-долу.