Sporák s vodním okruhem pro vytápění domu

V mnoha soukromých domech zůstává topení na dřevo a kamna prioritou. Někdo má kovová kamna, někdo má cihlu, ale jedna věc je spojuje - tento typ vytápění není nejvhodnější. Příliš mnoho soustředění a málo pohodlí. Výkon - ohřev kamen s vodním okruhem.

Vytápění kamen s vodním okruhem - příležitost spojit tradici a pohodlí

Nejprve pochopme terminologii. Když se řekne „kamna“, nejčastěji to znamená ohřívač z cihel, který se spaluje dřevem. Často se tomu ale také říká kovová kamna na dřevo nebo uhlí. Principy fungování cihelných a kovových jednotek jsou stejné, mění se způsob přenosu tepla. Kov má větší konvektivní složku (většina tepla je přenášena vzduchem), zatímco u cihel dominuje tepelné záření - ze stěn pece a vyhřívaných stěn domu. V našem článku mluvíme hlavně o cihelných pecích, ale většinu informací lze aplikovat na jednotky z dřevěného (uhlí). Topení kamen s vodním okruhem může být vyrobeno na základě jakéhokoli druhu kamen.

Konvenční ohřev kamen: výhody a nevýhody

U nás se domy tradičně vytápěly cihlovými kamny, ale postupně byl tento typ vytápění nahrazen vodními systémy. To vše proto, že spolu s výhodami má jednoduché vytápění kamen řadu nevýhod. Nejprve o výhodách:

• Kamna přenášejí většinu tepla tepelným zářením a to, jak zjistili vědci, je lépe vnímáno naším tělem.
• Ruská nebo jiná topná kamna mají barevný vzhled, často je možné pozorovat otevřený plamen.
• Můžete si vyrobit cihlovou pec s komíny pro úplnější využití generovaného tepla.
• Vytápění tohoto typu je energeticky nezávislé - nezávisí na dostupnosti elektřiny.
• Existují modely kamen pro vytápění druhého patra (kvůli topnému panelu s kouřovými kanály).
  

  Topení kamen

Dnes je topení kamny vnímáno spíše jako exotické, protože je velmi vzácné. Nelze tvrdit, že je velmi příjemné být poblíž teplých kamen. Vytváří se jakási zvláštní atmosféra. Existuje však také mnoho vážných nevýhod:

• Nerovnoměrné topení - v blízkosti kamen horké, v rozích studené.
• Velká plocha obsazená troubou.
• Vytápěno pouze ty místnosti, do kterých jdou stěny kamen.
• Neschopnost regulovat teplotu topení v jednotlivých místnostech.
• Nízká účinnost. U konvenčních kamen je 60% již velmi dobrým ukazatelem, zatímco moderní topné kotle mohou produkovat 90% a více (plyn).
• Potřeba časté údržby. Tavení, nastavování tlumičů, čištění uhlí - to vše pravidelně a neustále. Ne každého to baví.
  

  Princip organizace kouřových toků - horizontální a vertikální

Jak vidíte, nevýhody jsou značné, ale některé z nich lze vyrovnat, pokud je do pece zabudován výměník tepla, který je připojen k systému ohřevu vody. Takový systém se také nazývá ohřev vody sporákem nebo ohřev kamen s vodním okruhem.

Ohřev vodní kamny

Při organizování ohřevu vody ze sporáku je do topeniště zabudován výměník tepla (vodní okruh), který je trubkami spojen s radiátory. V systému cirkuluje chladicí kapalina, která přenáší teplo ze sporáku do radiátorů. Toto řešení zvyšuje komfort bydlení v zimě.Věc je, že radiátory mohou být instalovány v jakékoli místnosti, to znamená, že kamna mohou stát v jedné místnosti a všechny ostatní místnosti budou vytápěny bateriemi, kterými protéká ohřátá voda.

Topení kamen s vodním okruhem: příklad systému se zásobníkem teplé vody (kotel)

Současně zůstávají zbývající nevýhody vytápění kamny, ale přidávají se výhody ohřevu vody - můžete nastavit teplotu v každé místnosti (v určitých mezích), velká setrvačnost vyhlazuje nerovnosti teplotního režimu. Mimochodem, stejné schéma funguje s kovovými kamny na dřevo nebo uhlí.

Typy systémů

Existují dva typy teplovodních topných systémů: nucený a přirozený oběh (EC). Vytápění přirozenou cirkulací je energeticky nezávislé (pro provoz není nutná elektřina), chladicí kapalina cirkuluje přirozenými fyzikálními procesy. Nevýhodou této metody ohřevu je potřeba použít potrubí o velkém průměru, to znamená, že objem systému bude velký a bude mít velkou setrvačnost. Při zapalování kamen to není moc dobré - zahřátí bude trvat dlouho. Ale po vyhoření zůstane dům déle teplý.

Další nevýhodou je, že pro vytvoření podmínek pro pohyb chladicí kapaliny je přívodní potrubí zvednuto nahoru - ke stropu nebo k úrovni radiátorů (v extrémních případech). Při vytápění dvoupatrového domu stoupá potrubí z kotle, šíří se radiátory a poté klesá a obchází baterie ve spodním patře.

Nejjednodušší schéma systémů s přirozenou cirkulací

Další důležitou nevýhodou je relativně nízká účinnost topných systémů s EC - chladicí kapalina se pohybuje pomalu, nese málo tepla.

Topení kamen s vodním okruhem a nuceným oběhem se vyznačuje přítomností oběhového čerpadla (na obrázku níže), které neustále pracuje. Jeho úkolem je pohánět vodu určitou rychlostí. Změnou této rychlosti můžete změnit intenzitu vytápění prostoru. To vede k tomu, že za jiných podmínek je takové vytápění účinnější. Aby však systém fungoval, je zapotřebí napájecí zdroj - čerpadlo musí pracovat neustále. Když se zastaví, systém se vaří a selže. Pokud dojde k výpadku napájení zřídka, stačí mítnepřerušitelný zdroj energie se sadou dobíjecích baterií. Pokud se světlo vypíná často a na dlouhou dobu, budete také muset nainstalovat generátor a celkové náklady na takové řešení jsou značné.

Schéma ohřevu pece s vodním okruhem a oběhovým čerpadlem

Existuje také třetí typ systému: smíšený nebo kombinovaný. Všechno je navrženo pro přirozenou cirkulaci, ale je nainstalováno oběhové čerpadlo. Dokud je k dispozici elektřina, funguje vytápění nuceně (pomocí čerpadla), když je světlo vypnuto, chladicí kapalina se pohybuje samostatně.

Akumulátor tepla

Protože kamna nejsou neustále vyhřívaná, ale mají cyklický algoritmus provozu, je v domě teplo nebo zima. A přítomnost radiátorů z toho moc neukládá. I když rozdíly nejsou tak zásadní, stále existují. Zejména v noci není dostatek tepla a opravdu se mi nechce vstávat a topit se. K vyřešení tohoto problému je nainstalována výkonná trouba a do systému je zabudován tepelný akumulátor. Jedná se o velkou nádobu naplněnou chladicí kapalinou, která stojí mezi kamny a topným systémem.

Vytápění kamen s vodním okruhem a akumulátorem tepla

To znamená, že existují dva samostatné nezávislé obvody. První z nich přenáší teplo z trouby a obvykle se provádí přirozenou cirkulací. Druhý pohání chladicí kapalinu do radiátorů a obvykle je k dispozici oběhové čerpadlo.

Tento způsob organizace ohřevu vodních kamen je dobrý, protože zatímco se kamna ohřívají, voda v nádrži se aktivně ohřívá. Při správném výpočtu se ohřeje na 60-80 ° C, což je dostatečné pro udržení normální teploty radiátorů po dobu asi 10-12 hodin. Současně zde není ani zvláštní teplo, ani extrémní chlad. Atmosféra je celkem příjemná.

Instalace tepelného akumulátoru do systému (někdy také nazývaného vyrovnávací nebo vyrovnávací nádrž) také snižuje riziko varu systému. Druhý okruh rozhodně nikdy nebude vařit, ale aby se první nevařil, je nutné jej správně vypočítat - aby se i v režimu přirozené cirkulace chladicí kapalina pohybovala dostatečnou rychlostí a neměla čas na přehřátí.

Registr trouby

K ohřevu chladicí kapaliny je do pece zabudován vodní okruh (nazývaný také registr, výměník tepla, spirála, vodní plášť). Jeho tvar může být jakýkoli, ale nejčastěji z nich jsou obdélníkové ploché nádoby nebo sada trubek spojených do jednoho systému (například radiátory).

Jedním příkladem vodního okruhu pro pec

Pro připojení výměníku tepla k systému jsou do něj přivařeny dvě trysky: jedna nahoře pro přívod horké vody, druhá dole pro čerpání chlazené vody ze zpětného potrubí.

S dimenzováním vodního okruhu pece často vyvstávají otázky. Lze jej zhruba vypočítat na základě tepelných ztrát budovy. Předpokládá se, že k přenosu 10 kW tepla je plocha výměníku tepla 1 čtvereční. m. Zároveň je však nutné vzít v úvahu provozní dobu pece - koneckonců není neustále zahřívána. Ještě není příliš chladno - jednou denně po dobu asi 1,5 hodiny, když je zima - dvakrát. Během této doby je nutné, aby kamna měla čas ohřát veškerou vodu v tepelném akumulátoru. Výpočet plochy výměníku tepla proto vychází z denního množství tepla potřebného k vyrovnání tepelných ztrát.

Například nechte tepelné ztráty domu být 12 kWh. Bude to 288 kW denně. Kamna jsou vyhřívaná, nechte to být 3 hodiny, během této doby se musí akumulovat veškeré potřebné teplo. Poté je požadovaný výkon vodního okruhu pro pec 288/3 = 96 kW. Chcete-li jej přeložit na plochu, vydělíme 10, dostaneme, že za těchto podmínek by plocha registru měla být 9,6 m2. Jakou formu zvolíte, je jen na vás. Je důležité, aby vnější povrch registru nebyl menší.

Konstrukce pece kolem výměníku tepla

Ještě pár bodů. Nejprve musí být výkon pece větší než zjištěný výkon tepelného výměníku. Jinak se požadované množství tepla jednoduše neuvolní. Druhá nuance: kapacita tepelného akumulátoru musí také odpovídat - musí to být více o přibližně 10-15%. V takovém případě je vyloučeno vaření chladicí kapaliny.

Nezapomeňte, že tepelná kapacita vody a nemrznoucí směsi je velmi odlišná. Akumulátor s nemrznoucí směsí jako topným médiem musí být podstatně větší než nádrž na vodu (ve stejném systému).

Co jiného stojí za to pamatovat, je vhodné tepelný akumulátor dobře izolovat - aby teplo zůstalo delší. V tomto případě bude ohřev kamen s vodním okruhem ještě hospodárnější.

Je možné instalovat registr pro vytápění ve stávající peci

Správnější je samozřejmě postavit pec kolem vyrobeného registru. Pokud však kamna již stojí, lze do nich zabudovat vodní okruh. Je pravda, že se budete muset hodně snažit - jsou značné velikosti a stále se musí nějakým způsobem držet. Úkol tedy není snadný. Kromě toho nezapomeňte, že budete muset učinit další dva závěry - připojení přívodního a zpětného potrubí.

Nejlepším řešením je vyrobit vodní plášť ve tvaru trouby (tento je pro kovový s hořáky)

Není také snadné najít místo pro umístění registru. Jeho přímý kontakt s ohněm je velmi nežádoucí, musí však být v prostředí horkých plynů. V tomto případě lze doufat, že výměník tepla vydrží dlouho.