Kachle s vodným okruhom na vykurovanie domu: vlastnosti vykurovania kachlí + výber optimálnej možnosti

Palivové drevo a uhlie zostávajú v mnohých regiónoch cenovo najdostupnejšími druhmi paliva používaného na vykurovanie súkromných chát. Vykurovanie kachlí sa však vyberá nielen z dôvodu nízkych nákladov a dostupnosti energie, ale aj z dôvodu nízkych nákladov na jeho inštaláciu.

Okrem mnohých výhod má kachle s vodným okruhom na vykurovanie domu aj veľa nevýhod. Táto možnosť nie je vždy optimálna. Pokúsme sa pochopiť nuansy takéhoto vykurovacieho systému.

Vlastnosti vykurovania na báze kachlí

Vykurovanie kachlí je normou pre ruské dediny, ktorých spoľahlivosť a praktickosť je overená po stáročia. A dnes majú mnohé dedinské domy pece so sporákom na varenie jedla a ohnisko na pečenie chleba.

Niektoré z nich sú vybavené vodným okruhom pre vykurovací systém, zatiaľ čo iné nie. Ale majitelia vidieckych domov sa neponáhľajú, aby ich vyhodili a nahradili modernými kotlami. Bezproblémovejší a bezproblémovejší spôsob vykurovania ešte nebol vynájdený.

Bez vodného okruhu v celom dome môže piecka na drevo vykurovať len malý priestor okolo. Na vykurovanie jednej alebo dvoch izieb je táto možnosť prijateľná, ale pre veľkú chatu už nie je možná.

V takýchto dedinských kachliach sa ako palivo spaľuje:

• uhlie;
• rašelina;
• palivové drevo;
• brikety (eurowood).

Medzi týmito druhmi paliva nie je zásadný rozdiel z hľadiska konštrukcie kachlí vo vnútri a zapojenia systému ohrevu vody v súkromnom dome. Niektoré z nich vydávajú viac tepla, iným trvá dlhšie, kým vyhoria. Konštrukcia ohniska a usporiadanie potrubí s chladiacou kvapalinou v miestnostiach sú však vo všetkých prípadoch rovnaké.

Pri výbere v prospech vykurovania kachlí nezabudnite na normy požiarnej bezpečnosti pre stavbu tehlových kachlí - iba ich prísne dodržiavanie zníži riziko požiaru na minimum

Medzi výhody vykurovania kachlí patria:

• žiadna závislosť od dostupnosti elektriny v sieti;
• relatívne nízke náklady na inštaláciu vykurovacieho systému;
• nízke náklady na tuhé palivo a možnosť použitia rôznych druhov paliva;
• extrémna jednoduchosť prevádzky;
• dlhodobý prenos tepla (pre tehlové konštrukcie);
• všestrannosť - vhodné na ohrev a varenie jedla súčasne.

Ak súkromný dom nie je možné pripojiť k hlavnému plynu, potom bude najlepšou voľbou na jeho vykurovanie kachle na drevo.

Jedinou výnimkou je situácia, keď v určitej oblasti nie je dostupné uhlie alebo palivové drevo. Ale táto možnosť v Rusku je skôr výnimkou ako normou.

Dve hlavné nevýhody pecí s vodným okruhom sú nemožnosť automatizácie prevádzky a náročnosť nastavenia prestupu tepla v jednotlivých miestnostiach.

Medzi nevýhody vykurovania kachlí treba spomenúť aj:

• dlhé zahrievanie systému pred začiatkom prenosu tepla;
• strata užitočného priestoru v dome v dôsledku masívnosti kachlí;
• veľká hmotnosť konštrukcie tehlových kachlí;
• nízka účinnosť v dôsledku straty značného množstva tepla do potrubia;
• vysoké nebezpečenstvo požiaru pri nesprávnom použití.

Tehlové kachle na vykurovanie a varenie pre súkromný dom s ohrevom vody, v závislosti od konštrukcie a počtu riadkov, môžu vážiť od 1,5 do 10 ton. Plus sa tu pripočítava hmotnosť potrubia.

Základ pre takúto hmotu si vyžaduje výkonný a drahý základ, ktorý možno nazvať aj nevýhodou uvažovaných vykurovacích systémov.

Zariadenie na ohrev vody v kachliach

Pec pre príslušný vykurovací systém by mala byť v ideálnom prípade vypočítaná a postavená súčasne s domom. Ak už bola postavená obytná budova, bude ťažké inštalovať do nej murovanú kachle. A často sa to ukáže ako úplne nemožné kvôli potrebe vybudovať pevný základ a prestavať krokvový systém.

Pec na ohrev vody v súkromnom dome môže byť vyrobená nielen z tehál, ale aj z ocele vo forme hrnca s rúrkami na výmenu tepla okolo ohniska na ohrev chladiacej kvapaliny.

Ohrev vody v kachliach pozostáva z:

• samotný sporák (kov alebo tehla);
• výmenník tepla vo vnútri alebo okolo ohniska kachlí, ako aj vo forme cievky okolo komína;
• okruh s chladiacou kvapalinou rozmiestnenou po celom dome a expanznou nádržou v podkroví.

V niektorých prípadoch je tento vykurovací systém doplnený o obehové čerpadlo a hydraulický akumulátor. Táto rozšírená možnosť sa však používa veľmi zriedkavo, pretože vyžaduje neprerušované napájanie a vedie k zvýšeniu nákladov na celý okruh.

A hlavnou výhodou ohrevu vodných kachlí sú nízke náklady na zariadenie. Neoplatí sa ho dopĺňať drahými a lámavými prvkami.

Schéma cirkulácie vody v okruhu

Systém ohrevu vody v domoch je postavený s prirodzeným (gravitačným) alebo núteným obehom chladiacej kvapaliny.Ak je vyrobený na základe kachlí na drevo, potom je najlepšie uprednostniť prvú možnosť.

Schéma zapojenia s prirodzenou cirkuláciou vody je lacnejšia ako nútený analóg a tiež na rozdiel od nej nevyžaduje napájanie

Vykurovanie vodnými kachľami sa odporúča inštalovať iba v jednoposchodových domoch s rozlohou do 150 m². V tomto prípade môže byť gravitačný bez ďalších čerpadiel.

Ak potrebujete vykurovať chatu s niekoľkými alebo viacerými poschodiami, je lepšie to urobiť pomocou výkonnejšieho kotla. Pec pre takéto budovy bude musieť byť postavená jednoducho obrovská, čo je nákladné na realizáciu. Áno, a zakaždým do neho budete musieť vložiť značné množstvo paliva. Robiť to však veľmi neodporúčame kvôli zvýšenému riziku požiarov.

Klasický kachlový vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou vody pozostáva z:

• výmenník tepla ako súčasť kachlí;
• kovový potrubný okruh;
• radiátory (zvyčajne nahradené hrubými rúrkami v miestnostiach);
• expanzná nádoba.

Ak sa rozhodnete urobiť ohrev vody vo vidieckom dome sami, potom je lepšie ho navrhnúť podľa tejto schémy. Inštalácia a výpočet tejto možnosti je jednoduchší ako pri nútenom pohybe vody.

Pre kotly je vhodnejší systém s obehovým čerpadlom, na základe kachlí stráca zvýšenú účinnosť prenosu tepla

Ak je kotol automatizovaný a neustále ohrieva vodu podľa potreby, potom sa kachle na drevo kúria raz alebo dvakrát denne. Práve v týchto chvíľach sa chladivo v ohnisku pece zahrieva, aby uvoľnilo teplo do miestností. Poháňať ho čerpadlom cez potrubia okruhu je potom zbytočné. Vodu v studenom ohnisku aj tak nič neohreje.

Pri výbere kachlí na drevo alebo uhlie majitelia súkromných domov zvyčajne očakávajú, že dostanú autonómny vykurovací systém. Ak do nej nainštalujete čerpacie zariadenie, ktoré na prevádzku vyžaduje napájanie z elektrickej siete, potom bude ťažké hovoriť o autonómii.

Rúra - tehla alebo kov

Tehlová rúra sa dlhšie zohrieva, ale aj odovzdávanie tepla do priestoru okolo nej. Oceľový náprotivok sa naopak rýchlo zohreje a rovnako rýchlo po vyhorení paliva vychladne. Tento problém je čiastočne vyriešený v dôsledku prítomnosti veľkých objemov chladiacej kvapaliny vo vodnom okruhu.

Čím viac vody je však potrebné v systéme skladovať, tým je materiál drahší.

Kovové kachle s vodnou špirálou pre vykurovací okruh v súkromných domoch je možné umiestniť priamo na drevenú podlahu bez inštalácie špeciálneho základu

Oceľová pec na ohrev vody s výkonom 5–15 kW – bez paliva a vody je to konštrukcia s hmotnosťou 100–300 kg. Takúto piecku možno bezpečne umiestniť na vystužené polená. Základy kachlí je potrebné zaliať, keď kachle vážia viac ako 700–800 kg. Teraz, ak je tehla, potom sa určite nezaobídete bez betónových prác.

V porovnaní s kovovou pecou tehlová pec váži viac, stojí viac a je náročnejšia na inštaláciu. Má však vyššiu účinnosť a menšie riziko zamrznutia okruhu s prasknutím potrubia v dôsledku tvorby ľadu vo vnútri. Ak sa rozhodnete robiť všetko úplne pre seba a trvalé bydlisko, potom sa odporúča zvoliť murovanú možnosť.

Rúry - nerezové alebo kovoplastové

Ak je vykurovací systém postavený na báze teplovodného kotla, potom môže byť potrubný nielen oceľovými rúrami, ale aj kovoplastovými a polypropylénovými rúrami.Ak sa však voda ohrieva pieckou na drevo, potom by mal byť okruh s chladiacou kvapalinou z nej vytvorený iba z nehrdzavejúcej ocele.

Pri veľkom zaťažení palivového dreva sa voda v špirále pece môže rýchlo zohriať až na 100 stupňov a vrieť, takýmto teplotám môže dlho odolávať iba oceľ

Metal-plast je určený na prácu s chladiacou kvapalinou zahriatou na 90–95 °C. Krátkodobo znesie zahriatie až na 110–120 °C. Zároveň automatizácia kotlov a kotlov spočiatku neumožňuje zahriatie vody na také stupne. Pri vyhrievaných podlahách hreje na 30–45 °C a pri radiátoroch na 60–65 °C.

V prípade pece na drevo sú však teploty pod stovku nielen možné, ale ani zďaleka neobvyklé. Neodporúča sa riskovať a hrať ruskú ruletu potrubím tohto sporáka s kovovo-plastovými rúrkami. Najlepšie je uprednostniť spoľahlivejšiu nehrdzavejúcu oceľ.

Okrem toho sa rúry vychádzajúce z pece z cievky na pripojenie rúrok okruhu určite zahrejú na veľmi vysoké teploty. Od otvoreného ohňa ich delí menej ako pol metra. Je nebezpečné na ne pripájať akékoľvek plastové rúrky kvôli riziku ich roztavenia.

Odvod tepla - radiátory alebo register

Teplo sa z kachlí dodáva do vykurovacieho okruhu v častiach niekoľkých hodín, pričom v ohnisku horí drevo alebo uhlie. Ak nie je dostatok vody vo vykurovacom systéme, dom rýchlo vyschne. Preto sa v dedinách takéto vykurovanie zvyčajne vyrába z hrubých oceľových rúrok, a nie na základe radiátorov, ktoré sú pre obyvateľov miest známe. Vykurovací register pre kachle na drevo je jednoducho dokonalý.

Klasická schéma ohrevu vodných kachlí s prirodzenou cirkuláciou zahŕňa priamy kontakt vody s atmosférou cez expanznú nádrž, ale vzduch v chladiacej kvapaline je kontraindikovaný pre bežné batérie

Nerezová rúra s priemerom 80–120 mm položená v celom dome je vykurovacím registrom, ktorý pozostáva z prívodu od kachlí a spiatočky do nej. V miestnosti, ktorá je najďalej od ohniska, sú tieto vedenia navzájom spojené a v ostatných miestnostiach sú položené vo forme dvoch potrubí pozdĺž vonkajších stien.

Register nevyzerá tak esteticky ako radiátor. Prvá možnosť je však oveľa lacnejšia a jednoduchšia na výrobu ako druhá. Na jeho realizáciu potrebujete len skúsenosti s manipuláciou so zváracím strojom.

Plocha prenosu tepla pre takýto okruh sa vypočíta vynásobením čísla PI priemerom a dĺžkou potrubia. Okrem toho je pri výpočtoch potrebné vziať do úvahy tepelný tlak v prívode a spiatočke, ako aj vertikálnu vzdialenosť medzi potrubiami.

Takéto výpočty sa však často nevykonávajú, ale odoberie sa rúrka s priemerom 80–100 mm a položí sa po obvode celej obytnej budovy so slučkou v zadnej miestnosti. V tomto prípade sa prenos tepla nastavuje „od oka“ a experimentálne v dôsledku pridania určitého objemu paliva do ohniska.

Nie nadarmo sú registrové obvody spojené s vodnými pecami také bežné. Nemusíte ich ani počítať, stačí vziať vhodnú rúrku a zvariť ju.

Výber výmenníka tepla pre pec

Výmenník tepla v kachliach môže byť vyrobený z medi, ocele alebo liatiny. Je lepšie okamžite vylúčiť medenú možnosť kvôli vysokej cene. Spájkovanie takéhoto zariadenia sami je mimoriadne problematické.

Liatinové batérie by sa mali vo vnútri ohniska inštalovať opatrne - v dôsledku teplotného šoku sa môžu jednotlivé časti oddeliť od susedných prvkov

Liatina technickými parametrami predčí oceľ. Ako problematické sa však javí výroba výmenníka tepla pre kachle na drevo sami. Na to si môžete vziať iba starú batériu. Tu však musíme vziať do úvahy, že tesnenie medzi jeho časťami vyhorí v ohnisku. A to je priama cesta k strate tesnosti a úniku vody do spaľovacej komory.

Ak sa rozhodnete vyrobiť výmenník tepla z liatinovej batérie, potom je najlepšie použiť modely MS-110-300 alebo MS-90-300. Sú malé a ľahko sa zmestia do ohniska. Ich výhrevná plocha pre každé rebro bude asi 0,14–0,16 m².

Na základe týchto čísel môžete odhadnúť, koľko sekcií bude potrebných pre konkrétny okruh. Na každých 10 metrov štvorcových plochy domu potrebujete 1 kW, čo sa bude približne rovnať 0,1 m² vykurovacia plocha liatinového výmenníka tepla.

Rebrá liatinového radiátora sú zvyčajne spojené pomocou tepelne odolných gumových tesnení. V ohnisku kachlí takéto gumové tesnenie vyhorí, je potrebné ho nahradiť azbestovou šnúrou

Ďalším bodom používania liatinovej batérie ako výmenníka tepla je problém s jej čistením od sadzí z vnútra ohniska. Z času na čas je potrebné vyčistiť spaľovaciu komoru a vyvýšené rebrá liatiny tomu značne prekážajú.

Najoptimálnejšou možnosťou pre výmenník tepla je oceľ vo forme:

• cievka niekoľkých rúrok;
• košele z oceľového plechu.

Sú vyrobené z nízkouhlíkovej ocele St10...St20 s hrúbkou 4–5 mm. Ak vezmete rúrky, potom s priemerom 30–50 mm.

Najjednoduchší spôsob, ako vyrobiť oceľový výmenník tepla, je z oceľového plechu - na výmene tepla sa však bude podieľať iba povrch smerujúci dovnútra ohniska smerom k ohňu.

Rúrková verzia je efektívnejšia z hľadiska prenosu tepla, no zároveň je náročnejšia na prácu pri výrobe.

Na výpočet výmenníka tepla použite vzorec:

Qy=K*(Tcp-Tk)

Kde:

• K – koeficient prestupu tepla materiálu (pre nízkouhlíkové ocele sa berie 15–20 a pre sivú liatinu – 50);
• Tcp – priemerná teplota vykurovacieho média v peci (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – priemerná teplota chladiacej kvapaliny (Tsupply + Treturn)/2.

Ak sa v piecke spaľuje drevo, potom Tcp=(700+300)/2=500 °C a Tk=(80+60)/2=70 °C. Výsledkom je, že Qy=15*(500-70)=6450 kcal/hod. To znamená, že na meter štvorcový plochy výmenníka tepla smerujúceho k požiaru bude približne 7,5 kW/hod.

Pre uhlie sú výpočty nasledovné: Tcp=(1000+600)/2=800 °C a Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/hod=12 734 W/hod. Štvorcový meter plochy výmenníka poskytne približne 12,7 kW/hod.

Ďalej vydelíme výkon potrebný na vykurovanie konkrétneho domu vypočítaným údajom v závislosti od plánov použitia konkrétneho druhu paliva.

Napríklad na chatu 150 m² potrebujete asi 15 kW. Ak sa vykuruje drevom, bude potrebný výmenník tepla s teplovýmennou plochou 15/7,5 = 2 m². Toto je povrch, ktorý smeruje k plameňu a zahrieva sa.

Ak je vybratá rúrková cievka, jej dĺžka sa vypočíta podľa vzorca:

S = 2 x 3,14 x D x L

Kde:

S – oblasť dizajnu;

D - priemer rúrky;

L - požadovaná dĺžka.

Parametre plášťa z oceľového plechu sa počítajú ešte jednoduchšie, zvyčajne pozostáva z dvoch obdĺžnikov po stranách spaľovacej komory.

Výber najlepšej možnosti

V už postavenom dome bude ťažké nainštalovať masívnu tehlovú pec. V tomto prípade je ohrev vody najlepšie organizovaný na základe kovovej kachle, ktorú je možné umiestniť na vystuženú drevenú podlahu bez nalievania základov.

Ak je však možné urobiť základ tak, ako by mal, potom by sa mala uprednostniť spoľahlivejšia konštrukcia tehlových kachlí.

Vodný okruh okolo domu pre kachle na drevo je najlepšie vyrobený z hrubých oceľových rúr a s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny

Inštalácia obehového čerpadla a/alebo akumulátora do príslušného vykurovacieho okruhu je plytvanie peniazmi a nulový prínos navyše. Budú len komplikovať inštaláciu systému. A ak zhasnú svetlá, tieto zariadenia spôsobia problémy. Zatiaľ čo možnosť vykurovania bez nich bude naďalej pokojne vykurovať dom, ak sa vyskytnú problémy v elektrickej sieti.

Závery a užitočné video na túto tému

Výber tvaru výmenníka tepla pre kachle na drevo:

Recenzia tehlovej pece na ohrev vody na chate:

Stavba murovaného kúrenia a sporáka s rozborom zákazky projektu:

Ohrev vody na báze piecky na drevo len ťažko nazvať ideálnym a vysoko efektívnym. Ale táto možnosť vykurovania súkromných domov je najspoľahlivejšia, ako aj lacná a ľahko realizovateľná. Takýto okruh jednoducho nemusíte dopĺňať obehovým čerpadlom a automatizáciou. Fungujú zo siete a robia celý systém neautonómnym, čím eliminujú jednu z jeho hlavných výhod.