Nel secolo scorso, le abitazioni private a un piano erano spesso riscaldate da una stufa a legna, combinata con i registri (batterie) di un sistema alimentato a gravità. Una vasca di ferro fu collocata all'interno della stufa - una caldaia con acqua riscaldata dal fuoco della fornace. Questo schema rimane interessante per la sua non volatilità e la bassa domanda di qualità del combustibile solido. Il nostro compito è aiutare il proprietario a scegliere una stufa per una casa con riscaldamento dell'acqua, a parlare delle difficoltà di connessione e funzionamento.
Forni a circuito d'acqua - 3 varietà
Per implementare il riscaldamento della stufa, in combinazione con il sistema di radiatori di una casa privata, vengono utilizzati 3 tipi di forni con un circuito dell'acqua:
- metallo - stufe in acciaio e ghisa con serpentina incorporata per il riscaldamento del liquido di raffreddamento;
- inserti per camini con scambiatore di calore - camicia d'acqua;
- stufe di riscaldamento e cottura in mattoni con caldaia integrata.
Nota. Le stufe Potelly per vasche da bagno dotate di serbatoio e serpentina sono strutturalmente simili alle unità elencate. Installare una stufa per sauna in base alle esigenze del riscaldamento a vapore è teoricamente possibile, ma troppo problematico e scomodo dal punto di vista operativo.
Un'opzione alternativa dovrebbe essere inclusa anche qui: riscaldatori a legna in acciaio fai-da-te. Tali prodotti meritano attenzione, poiché non sono inferiori a quelli di fabbrica in termini di affidabilità e trasferimento di calore, ma sono molto più economici. L'aspetto di una stufa in ceramica non gioca sempre un ruolo importante.
Proponiamo di considerare le stufe di ciascun gruppo separatamente, concentrandosi sulle carenze e sui vantaggi che sono importanti per il proprietario della casa.
Gli svantaggi delle stufe di metallo in ceramica
Nelle stufe a legna realizzate in fabbrica, il refrigerante viene riscaldato in tre modi:
- Uno scambiatore di calore a tubo d'acqua è installato nella parte superiore del focolare o vicino all'uscita dei fumi.
- Una delle pareti della camera di combustione (superiore o laterale) è in contatto con uno strato d'acqua che ricorda una camicia di una caldaia a combustibile solido.
- Numerosi tubi con una curva di refrigerante attorno alle pareti semicircolari del focolare. Le estremità inferiore e superiore sono saldate in collettori comuni, come mostrato nel disegno.
Riferimento. Un esempio di un prodotto con una camicia d'acqua parziale è un forno di riscaldamento domestico Thermofor Hydraulik, con tubi convertiti di riscaldamento a convezione Breneran-Aquaten con tubi laterali.
I produttori forniscono spesso alle stufe un riscaldatore aggiuntivo: elementi riscaldanti con una potenza di 1 ... 15 kW. L'obiettivo è mantenere la temperatura del liquido di raffreddamento e dell'aria in una casa privata dopo aver bruciato una porzione di combustibile solido. Alcuni modelli sono dotati di un piano cottura a 1-2 fuochi.
Il vero vantaggio delle unità di riscaldamento in metallo è il basso costo del prodotto e la velocità di installazione rispetto alla posa di una fornace in mattoni. Esempio: il prezzo di un riscaldatore Breneran-Aquatic da 3,5 kW è di circa 270 oz. e. (senza camino). Quando installi una stufa in ceramica con le tue mani, spenderai altri 50-100 c. sui materiali utilizzati per l'installazione e la reggiatura.
Commento. Il costo del camino richiesto per qualsiasi stufa non viene preso in considerazione. Il prezzo dipende dall'altezza dell'ascensore, dal design del canale e dal layout.
Ora affronteremo le carenze:
- indipendentemente da ciò che affermano produttori e venditori, la massima efficienza delle stufe aria-acqua per legna e carbone è del 60%;
- l'unità si riscalda e si raffredda allo stesso modo rapidamente;
- uno scambiatore di calore è in genere sufficiente per riscaldare 2-3 piccoli ambienti (1 radiatore in ciascuno);
- sistema di circolazione vitale del circuito dell'acqua.
Chiariamo l'ultimo punto. Se il flusso di acqua attraverso la bobina si interrompe, l'elemento si surriscalda.Innanzitutto, il liquido di raffreddamento bolle, quindi evapora e rompe la connessione debole più vicina. Successivamente, lo scambiatore di calore si brucia e alla fine fallisce.
In tutta onestà, citiamo la questione dell'estetica. Usando costantemente una stufa in ceramica per riscaldare la tua casa, non otterrai una bella immagine che i produttori amano mostrare nella foto. La stufa si sporca abbastanza rapidamente, polvere di legno e carbone, l'odore del fumo apparirà nella stanza.
Inserti per caminetti - pro e contro
Una stufa rettangolare con un circuito idraulico, realizzata sotto forma di un camino, è strutturalmente molto più vicina alla caldaia TT. Le pareti laterali della camera del combustibile sono lavate dal liquido di raffreddamento, la parte anteriore e quella superiore riscaldano l'aria della stanza. Il fondo riceve poco calore, quindi non viene preso in considerazione.
Lati positivi degli inserti per caminetti dotati di camicia di scambio termico dell'acqua:
- efficienza di combustione del combustibile - fino al 70%;
- costo ragionevole (rispetto alle strutture in mattoni);
- installazione semplice e veloce;
- la stufa a camino dotata di una porta trasparente si adatterà perfettamente all'interno del soggiorno.
Riferimento. Il camino ad acqua "Thermofor Aquarius" con un trasferimento di calore di 12 kW avrà un costo di 530 anni. È difficile stimare i costi aggiuntivi; il loro valore dipende dal metodo di decorazione del camino. Opzione economica: posizionare il riscaldatore su una base solida, collegarlo alla rete del radiatore e finirlo da soli o rimuoverlo per dopo.
Contro i forni metallici sono simili agli svantaggi dei forni:
- il camino si riscalda e si raffredda rapidamente, necessita di una circolazione continua del liquido di raffreddamento;
- fornisce calore a un numero limitato di batterie;
- a causa della differenza di temperatura, si depositano forme di condensa sulle pareti interne e depositi di fuliggine;
- una completa somiglianza con un camino naturale si ottiene attraverso il design: mattoni decorativi o rivestimento in cartongesso.
Utilizzando un inserto per camino come principale fonte di energia termica, non contare sulla combustione prolungata da 1 segnalibro. Esempio: il volume utile della camera di combustione del già citato “Aquarius” è di soli 62 litri, ma non funzionerà per bloccare completamente il focolare con legna da ardere. Devono lanciare tronchi ogni 3-4 ore.
Nota. La maggior parte dei forni in acciaio presenta un simile inconveniente: nella modalità di combustione intensiva, ha solo il tempo di lanciare legna da ardere.
Punti di forza e di debolezza dei riscaldatori di mattoni
Gli scambiatori di calore sono installati all'interno della stufa in due modi: nel focolare o nel condotto del gas, sul percorso dei prodotti di combustione caldi. Ogni opzione differisce nelle sue sfumature:
- la caldaia nella camera di combustione si riscalda rapidamente sotto l'influenza di una fiamma, ma forma condensa e fuliggine sulle pareti;
- in caso di ebollizione e formazione di vapore, il serbatoio può esplodere proprio nel focolare e rompere la muratura;
- lo scambiatore di calore all'interno dei vortici del camino è molto più sicuro, ma si riscalda più lentamente perché riceve meno calore.
Riferimento. La serpentina posta nella canna fumaria deve avere una superficie di scambio termico doppia rispetto alla caldaia in un forno paragonabile in potenza.
Lo svantaggio principale di qualsiasi riscaldatore di mattoni è l'elevato costo dei materiali e delle opere in muratura. Supponiamo che tu decida di salvare e posare la stufa da solo. Ci vorrà esperienza, tempo e abilità tecniche - non è facile iniziare la costruzione nel mezzo di una vecchia casa. L'opzione migliore è posare le fondamenta e la fornace nella fase di muratura.
Perché sono apprezzate le stufe in pietra con scambiatore di calore incorporato:
- la durata è incomparabilmente più lunga di qualsiasi generatore di calore - almeno 50 anni;
- la capacità di accumulare calore, di riscaldare le stanze adiacenti per lungo tempo dopo l'attenuazione;
- massima efficienza - 70 ... 75%;
- in una fornace riscaldata, la fuliggine formata sulle pareti del serbatoio e nel camino si brucia;
- alcune stufe in mattoni - un canale olandese, svedese, la costruzione a campana di Kuznetsov - possono facilmente riscaldare una casa a due piani.
Fatto interessante. La sezione del riscaldatore può essere aggiunta a qualsiasi stufa in mattoni. I maestri di stufe intelligenti sanno come modificare il layout e le disposizioni per l'installazione di un registro dell'acqua per il trasferimento di calore.
Punte della fornace
Raccomandazione numero uno: utilizzare una caldaia a combustibile solido per riscaldare il liquido di raffreddamento nella rete di riscaldamento dell'acqua. Se necessario, acquistare un modello a combustione lunga con un volume della camera di carico di oltre 100 litri. Le moderne caldaie TT dirigono il 75-80% dell'energia di combustione per riscaldare l'acqua e quasi non aumentano la temperatura ambiente.
Se per vari motivi si desidera installare un forno con uno scambiatore di calore, ascoltare i seguenti suggerimenti:
- Una stufa in ghisa o acciaio è adatta per un piccolo cottage con una superficie di 40-80 m². Ci sarà abbastanza riscaldamento per il riscaldamento a convezione della stanza centrale, sistemare le batterie nelle stanze vicine.
- Un inserto per caminetto o una stufa in ferro dotata di vetro panoramico saranno una decorazione di successo del soggiorno. Una condizione: utilizzare il prodotto come fonte aggiuntiva di calore e posizionare il carico principale su un generatore di calore a gas o legno. Quindi sarà possibile mantenere la pulizia e l'ordine vicino alla stufa in ceramica.
- Nella fase di costruzione di una casa, posare in modo inequivocabile una stufa in mattoni. Questa è l'opzione migliore rispetto ai riscaldatori di ferro.
- Teoricamente, la capacità dell'inserto del camino è sufficiente per riscaldare un quadrato di 100-120 m². Prove dimostrative: senza l'aiuto di un secondo generatore di calore dovrà essere caricato con legna da ardere con un intervallo di 3-4 ore. Pertanto, prevedere un'area di riscaldamento più piccola.
Un punto importante Tutti i riscaldatori a legna dotati di un circuito idraulico hanno una cosa in comune: a causa dell'intensa estrazione del calore, le superfici del registro e la parete del camino sono abbondantemente ricoperte di fuliggine. L'unica via d'uscita è quella di riscaldare la stufa al massimo in modo che i depositi di fuliggine si esauriscano a causa della temperatura elevata. Supportare questa modalità non è sempre conveniente.
Come scegliere il design e calcolare l'area dello scambiatore di calore nella versione in mattoni del forno:
- Se il registro si trova all'interno del focolare, 1 m² della sua area è in grado di trasferire acqua fino a 10 kW di calore. Esempio: è necessario riscaldare locali di 80 quadrati: saranno necessari circa 8 kW di energia e una superficie di scambio termico di 0,8 m².
- La bobina nel camino non è così efficace. Prevedi un trasferimento di calore di 400–500 W da 1 m² di registro.
- Per comodità di pulizia, è meglio rendere piatta la caldaia - sotto forma di un serbatoio con tubi di ingresso. Le strutture nervate fatte di tubi rotondi sono più difficili da pulire. Per l'installazione all'interno della canna fumaria, saldare il registro dai tubi del profilo.
- Il materiale dello scambiatore di calore è acciaio a basso tenore di carbonio del grado St10 ... St20 con uno spessore di 4-5 mm. È consentito l'uso di acciaio inossidabile resistente al calore 2-4 mm, ma deve essere bollito in un gas inerte - argon.
- L'uso di batterie in ghisa prefabbricata è fortemente sconsigliato. Motivi: il metallo si incrina a causa dello shock termico e la guarnizione tra le sezioni si brucerà nel tempo, apparirà una perdita.
Mancia. Non sopravvalutare l'area di trasferimento del calore del circuito “in riserva”. Il corpo della fornace riceverà molto meno calore e l'acqua nel registro può surriscaldarsi e bollire. Non posare tubi corrugati in acciaio inossidabile nel camino - la sua area reale e la sua lavorazione sono difficili da determinare.
Schemi di collegamento dello scambiatore di calore
Nell'ambito di questa pubblicazione, non descriveremo i metodi per fabbricare le stufe, ma procederemo immediatamente alla reggiatura. Se vuoi realizzare tu stesso uno scaldabagno, ti consigliamo di leggere i singoli manuali:
- riscaldatore fatto in casa per un garage a combustibile solido e miniere;
- istruzioni per muratura di caminetti e stufe;
- schema e ordine del piano cottura con un bollitore.
Se è stato acquistato un forno di fabbrica con uno scambiatore di calore, leggere attentamente le istruzioni allegate. La documentazione indica sempre i diametri delle tubazioni e i metodi per il collegamento del circuito idraulico ai dispositivi di riscaldamento.Di solito vengono applicati 2 schemi:
- Un sistema aperto con flusso di portatore di calore gravitazionale (convettivo).
- Rete di radiatori chiusa con movimento forzato di acqua dalla pompa.
Nota. I circuiti a gravità spesso usano pompe di bypass. L'obiettivo è ridurre la differenza di temperatura tra mandata e ritorno, aumentando la velocità del refrigerante e l'efficienza di riscaldamento. In assenza di elettricità, il sistema continuerà a funzionare in modalità gravitazionale.
Il flusso di gravità è organizzato aumentando i diametri delle autostrade e delle pendenze delle sezioni orizzontali. La sezione minima del collettore di distribuzione nello schema di gravità è di 32 mm (un pollice e un quarto), la pendenza è di 3 ... 5 mm per 1 metro lineare. Un vaso di espansione aperto è nel punto più alto, tutta l'aria che entra nel sistema va lì.
Con il circuito chiuso mostrato nella figura sopra, il liquido di raffreddamento è sotto pressione (almeno 1 bar "freddo") e si muove sotto la pressione della pompa. Il serbatoio di espansione della membrana si trova nel punto inferiore ed è collegato alla linea di ritorno attraverso una valvola di intercettazione. È obbligatoria l'installazione di un gruppo di sicurezza con sfiato dell'aria, manometro e valvola di sicurezza.
Suggerimento per la scelta di uno schema. Quando si acquista una stufa per una casa con riscaldamento dell'acqua, il proprietario della casa si affida ovviamente al funzionamento autonomo del sistema. Da qui la conclusione: per la collaborazione con un forno ad acqua calda, uno schema a flusso di gravità è più adatto. Dopo aver spento la luce, la circolazione nel circuito non si arresterà e lo scambiatore di calore non si brucerà.
Conclusione
L'opzione di combinare i sistemi di riscaldamento dell'acqua con i forni non può essere definita ideale. Inoltre, consigliamo vivamente di evitare tali schemi e l'installazione di caldaie normali. L'eccezione sono le circostanze speciali e le condizioni di vita, ad esempio interruzioni di corrente o l'acquisto di una casa finita con una stufa a legna, che ha già un circuito di acqua calda.