Kamna s vodním okruhem pro vytápění domácnosti

V mnoha soukromých domech zůstává prioritou vytápění dřevem a kamny. Někdo má kamna kovová, někdo zděná, ale jedno mají společné - není to nejpohodlnější způsob vytápění. Příliš mnoho pozornosti a málo pohodlí. Exit - vytápění kamny s vodním okruhem.

Nejprve si ujasněme terminologii. Když se řekne "pec", nejčastěji se tím myslí topné zařízení z cihel, které se vytápí dřevem. Často se ale tak nazývají i kovové pece na dřevo nebo uhlí. Principy fungování zděných a kovových zařízení jsou stejné, mění se způsob předávání tepla. Kovová mají více konvektivní složku (většina tepla se přenáší vzduchem), zatímco u cihlových převládá tepelné záření - ze stěn pece a z vytápěných stěn domu. Náš článek se zabývá především zděnými kamny, ale většinu informací lze aplikovat i na kovová kamna na dřevo (uhlí). Vytápění kamny s vodním okruhem lze provést na základě kamen jakéhokoli druhu.

Konvenční vytápění kamny: výhody a nevýhody

V naší zemi se domy tradičně vytápěly cihlovými kamny, ale postupně tento typ vytápění nahradily vodní systémy. To vše proto, že vedle výhod má jednoduché vytápění kamny i spoustu nevýhod. Nejprve k výhodám:

Dnes je vytápění kamny vnímáno spíše jako exotika, protože je velmi vzácné. Nelze však tvrdit, že je velmi příjemné být v blízkosti teplých kamen. Vytváří se jakási zvláštní atmosféra. Existuje však i řada závažných nevýhod:

Jak vidíte, nevýhody jsou značné, ale některé z nich lze vyrovnat, pokud do kamen zabudujete výměník tepla, který je napojen na systém ohřevu vody. Takový systém se také nazývá topení vodou v kamnech nebo topení v kamnech s vodním okruhem.

Ohřev vody v peci

Při organizaci ohřevu vody z pece je v peci zabudován výměník tepla (vodní okruh), který je potrubím spojen s radiátory. V systému cirkuluje chladicí kapalina, která šíří teplo z pece do radiátorů. Toto řešení zvyšuje komfort bydlení v zimě. Celé to spočívá v tom, že radiátory lze instalovat v jakékoli místnosti, to znamená, že pec může stát v jedné místnosti a všechny ostatní místnosti budou vytápěny z baterií, kterými protéká ohřátá voda.

Ostatní nevýhody vytápění kamny v tomto případě zůstávají zachovány, ale přibývají klady vodního vytápění - můžete regulovat teplotu v každé místnosti (v určitých mezích), velká setrvačnost vyrovnává nerovnoměrnost teplotního režimu. Mimochodem, stejné schéma funguje i u kovových kamen na dřevo nebo uhlí.

Typy systémů

Existují dva typy systémů ohřevu vody: s nuceným a přirozeným oběhem (EC). Ohřev s přirozenou cirkulací je energeticky nezávislý (k provozu není zapotřebí elektřina), chladivo cirkuluje díky přirozeným fyzikálním procesům. Nevýhoda tohoto způsobu ohřevu - nutnost použití trubek o velkém průměru, to znamená, že objem systému bude velký a bude mít velkou setrvačnost. To není příliš dobré při vytápění kamen - bude trvat dlouho, než se zahřejí. Ale po delším hoření je v domě teplo.

Další nevýhoda - pro vytvoření podmínek pro pohyb chladicí kapaliny je přívodní potrubí vyvedeno nahoru - pod strop nebo na úroveň radiátorů (v extrémních případech). Při vytápění dvoupodlažního domu vede od kotle potrubí nahoru, rozvede se k radiátorům a pak klesá dolů a obchází baterie ve spodním patře.

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

Vytápění kamny s vodním okruhem a nuceným oběhem se vyznačuje přítomností oběhového čerpadla (na obrázku níže), které pracuje nepřetržitě. Jeho úkolem je pohánět vodu určitou rychlostí. Změnou této rychlosti je možné měnit intenzitu vytápění prostor. To vede k tomu, že při zachování všech ostatních podmínek je takové vytápění účinnější. Systém však vyžaduje napájení - čerpadlo musí pracovat neustále. Pokud se zastaví, systém se vyvaří a selže. Pokud dochází k výpadkům proudu jen zřídka, stačí mít nepřerušitelný zdroj napájení se sadou baterií. Pokud vypínáte často a na dlouhou dobu, budete muset dát generátor a celkové náklady na takové řešení jsou značné.

Existuje ještě třetí typ systému: smíšený nebo kombinovaný. Vše je určeno pro přirozenou cirkulaci, ale vkládá se oběhové čerpadlo. Dokud je k dispozici elektřina, funguje vytápění jako nucené (s čerpadlem), po vypnutí světla se chladicí kapalina pohybuje samostatně.

Akumulátor tepla

Protože pec není vytápěna neustále, ale má cyklický algoritmus práce, je v domě teplo a zima. A přítomnost radiátorů před tím slabě zachraňuje. I když rozdíly nejsou tak kritické, přesto tu jsou. Zejména v noci není dostatek tepla a vstávat a topit je velmi neochotné. K vyřešení tohoto problému se dává výkonná pec a systém je zabudován do akumulátoru tepla. Jedná se o velkou nádobu naplněnou chladivem, která stojí mezi pecí a topným systémem.

To znamená, že existují dva samostatné nezávislé okruhy. První přenáší teplo z kamen a je obvykle tvořen přirozeným oběhem. Druhý pohání chladicí kapalinu do radiátorů a obvykle je v něm oběhové čerpadlo.

Tento způsob organizace ohřevu vody je dobrý, protože zatímco se v peci topí, voda v zásobníku se aktivně ohřívá. Při správném výpočtu se ohřeje na 60-80 °C, což stačí k udržení běžné teploty radiátorů po dobu přibližně 10-12 hodin. Zároveň nedochází ani k extrémnímu horku, ani k extrémnímu chladu. Atmosféra je poměrně příjemná.

Instalace akumulátoru tepla v systému (někdy také nazývaného vyrovnávací nebo vyrovnávací nádrž) rovněž snižuje riziko převaření systému. Druhý okruh se určitě nikdy neuvaří, ale aby se neuvařil první, je třeba správně spočítat - aby se i v režimu přirozeného oběhu chladicí kapalina pohybovala dostatečnou rychlostí a nestačila se přehřát.

Registrace do pece

K ohřevu chladicího média je v peci zabudován vodní okruh (nazývaný také registr, výměník tepla, spirála, vodní plášť). Jeho tvar může být libovolný, ale nejčastěji tvoří obdélníkové ploché nádoby nebo soubor trubek spojených v jeden systém (podobně jako radiátory).

Pro připojení výměníku tepla k systému jsou do něj přivařeny dvě trubky: jedna nahoře - pro přívod teplé vody, druhá dole - pro čerpání studené vody ze zpětného potrubí.

Často se objevují otázky týkající se určení velikosti vodního okruhu pro pec. Tu lze přibližně vypočítat na základě tepelných ztrát budovy. Předpokládá se, že k předání 10 kW tepla je zapotřebí výměník o ploše 1 m2. m. Je však nutné vzít v úvahu dobu provozu pece - přece jen se netopí neustále. Dokud není příliš chladno - jednou denně po dobu asi 1,5 hodiny, když je chladno - dvakrát. Během této doby je nutné, aby pec stihla ohřát veškerou vodu v zásobníku tepla. Proto se při výpočtu plochy výměníku vychází z denního množství tepla potřebného k vyrovnání tepelných ztrát.

Například tepelné ztráty domu jsou 12 kWh. Za den to bude 288 kW. V kamnech se topí řekněme 3 hodiny, za tuto dobu by se mělo naakumulovat veškeré potřebné teplo. Pak potřebný výkon vodního okruhu pro pec je 288 / 3 = 96 kW. Převedeme-li to na plochu, vydělíme ji 10, dostaneme, že pro tyto podmínky by plocha registru měla být 9,6 m2. Jaký tvar zvolíte, je na vás. Důležité je, aby vnější plocha registru nebyla menší.

No, a ještě pár bodů. Za prvé - výkon pece musí být větší než zjištěný výkon výměníku tepla. Jinak se požadované množství tepla jednoduše neuvolní. Druhá nuance: kapacita akumulátoru tepla by měla také odpovídat - měla by být větší přibližně o 10-15%. V takovém případě je vyloučeno vaření chladicí kapaliny.

Nezapomeňte, že tepelná kapacita vody a nemrznoucí směsi je velmi rozdílná. Akumulátor s nemrznoucí kapalinou jako chladivem by měl mít mnohem větší kapacitu než voda (ve stejném systému).

Ještě je třeba připomenout, že je žádoucí, aby byl akumulátor tepla dobře izolován - aby se v něm teplo udrželo déle. V takovém případě bude vytápění pecí s vodním okruhem ještě úspornější.

Je možné instalovat topný registr do stávající pece?

Samozřejmě je správnější postavit pec kolem vyrobeného registru. Pokud však pec již stojí, je možné do ní zabudovat vodní okruh. Pravda, budete se muset hodně snažit - mají značnou velikost a ještě se musí nějak udržet. Není to tedy snadný úkol. Kromě toho nezapomeňte, že budete muset udělat dva výstupy - připojit přívodní a vratné potrubí.

Místo pro umístění pokladny také není příliš snadné najít. Velmi nežádoucí je jeho přímý kontakt s ohněm, ale měl by být v prostředí horkých plynů. V tomto případě můžete doufat, že výměník tepla vydrží dlouho.