Piec z obiegiem wody do ogrzewania domu

W wielu prywatnych domach ogrzewanie drewnem i piecami pozostaje priorytetem. Ktoś ma metalowy piec, ktoś ma ceglany, ale mają jedną wspólną cechę - nie jest to najwygodniejszy rodzaj ogrzewania. Zbyt dużo uwagi i mało komfortu. Wyjście - ogrzewanie piecowe z obiegiem wodnym.

Na początek zrozummy terminologię. Kiedy mówią "piec", najczęściej mają na myśli urządzenie grzewcze wykonane z cegły, które jest ogrzewane drewnem. Ale często tak zwany i metalowy piec na drewno lub węgiel. Zasady działania jednostek ceglanych i metalowych są takie same, zmienia się metoda wymiany ciepła. Metalowe mają więcej elementu konwekcyjnego (większość ciepła jest przenoszona przez powietrze), podczas gdy ceglane są zdominowane przez promieniowanie cieplne - od ścian pieca i ogrzewanych ścian domu. Nasz artykuł dotyczy głównie pieców murowanych, ale większość informacji można zastosować również do pieców metalowych na drewno (węgiel). Ogrzewanie piecowe z obiegiem wodnym można wykonać na bazie pieców dowolnego rodzaju.

Konwencjonalne ogrzewanie piecowe: zalety i wady

W naszym kraju domy były tradycyjnie ogrzewane piecami ceglanymi, ale stopniowo ten rodzaj ogrzewania został wyparty przez systemy wodne. Wszystko to dlatego, że wraz z zaletami proste ogrzewanie piecowe ma wiele wad. Najpierw o zaletach:

Obecnie ogrzewanie piecowe jest postrzegane bardziej jako egzotyka, ponieważ jest bardzo rzadkie. Nie można jednak zaprzeczyć, że przebywanie w pobliżu ciepłego pieca jest bardzo przyjemne. Tworzy się jakaś szczególna atmosfera. Ale jest też wiele poważnych wad:

Jak widać, wady są znaczące, ale niektóre z nich można zniwelować, jeśli w piecu zostanie wbudowany wymiennik ciepła, który jest podłączony do systemu ogrzewania wodnego. Taki system jest również nazywany ogrzewaniem wodnym pieca lub ogrzewaniem pieca z obiegiem wodnym.

Ogrzewanie wody w piecu

Podczas organizowania ogrzewania wodnego z pieca, wymiennik ciepła (obieg wodny) jest wbudowany w piec, który jest połączony z grzejnikami za pomocą rur. Płyn chłodzący krąży w systemie, który rozprowadza ciepło z pieca do grzejników. Takie rozwiązanie zwiększa komfort życia zimą. Cała sprawa polega na tym, że grzejniki można zainstalować w dowolnym pomieszczeniu, czyli piec może stać w jednym pomieszczeniu, a wszystkie pozostałe pomieszczenia będą ogrzewane z baterii, które zasila podgrzana woda.

Pozostałe wady ogrzewania piecowego w tym przypadku są zachowane, ale plusy ogrzewania wodnego są dodawane - można regulować temperaturę w każdym pomieszczeniu (w pewnych granicach), duża bezwładność wygładza nierówności reżimu temperaturowego. Nawiasem mówiąc, ten sam schemat działa z metalowymi piecami na drewno lub węgiel.

Rodzaje systemów

Istnieją dwa rodzaje systemów ogrzewania wody: z wymuszonym i naturalnym obiegiem (EC). Ogrzewanie z naturalnym obiegiem jest niezależne od energii (energia elektryczna nie jest wymagana do działania), płyn chłodzący krąży w wyniku naturalnych procesów fizycznych. Wadą tej metody ogrzewania jest konieczność stosowania rur o dużej średnicy, co oznacza, że objętość systemu będzie duża i będzie miała dużą bezwładność. To nie jest bardzo dobre podczas ogrzewania pieca - to zajmie dużo czasu, aby się rozgrzać. Ale po dłuższym paleniu w domu jest ciepło.

Kolejna wada - aby stworzyć warunki dla ruchu chłodziwa, rura zasilająca jest podniesiona - pod sufitem lub na poziomie grzejników (w skrajnych przypadkach). Podczas ogrzewania dwupiętrowego domu, z kotła rura idzie na górę, rozwiedziona do grzejników, a następnie schodzi w dół i omija baterie na niższym piętrze.

Inną ważną wadą jest stosunkowo niska wydajność grzewcza systemów z EC - płyn chłodzący porusza się powoli, rozprowadzając niewiele ciepła.

Ogrzewanie piecowe z obiegiem wodnym i wymuszonym obiegiem charakteryzuje się obecnością pompy obiegowej (na zdjęciu poniżej), która pracuje w sposób ciągły. Jej zadaniem jest napędzanie wody z określoną prędkością. Zmieniając tę prędkość można zmieniać intensywność ogrzewania pomieszczeń. Prowadzi to do tego, że przy wszystkich innych rzeczach równych, takie ogrzewanie jest bardziej wydajne. System wymaga jednak zasilania - pompa musi pracować stale. Jeśli przestanie, system zagotuje się i ulegnie awarii. Jeśli rzadko zdarzają się przerwy w dostawie prądu, wystarczy mieć zasilacz awaryjny z zestawem akumulatorów. W przypadku częstego i długotrwałego wyłączania światła konieczne będzie zastosowanie generatora, a całkowity koszt takiego rozwiązania jest znaczny.

Istnieje jeszcze trzeci typ systemu: mieszany lub łączony. Wszystko jest zaprojektowane do naturalnego obiegu, ale pompa obiegowa jest umieszczona. Gdy jest prąd, ogrzewanie działa jako wymuszone (z pompą), gdy światło jest wyłączone, płyn chłodzący porusza się niezależnie.

Akumulator ciepła

Ponieważ piec nie jest stale ogrzewany, ale ma cykliczny algorytm pracy, dom jest gorący i zimny. A obecność grzejników ratuje przed tym słabo. Chociaż różnice nie są tak krytyczne, nadal istnieją. Zwłaszcza w nocy nie ma wystarczającej ilości ciepła, a wstawanie i górna linia jest bardzo niechętna. Aby rozwiązać ten problem, piec jest mocny, a system jest wbudowany w akumulator ciepła. Jest to duży pojemnik wypełniony płynem chłodzącym, który stoi pomiędzy piecem a systemem grzewczym.

Oznacza to, że istnieją dwa oddzielne, niezależne obwody. Pierwszy z nich odprowadza ciepło z pieca i jest zwykle wykonany z naturalną cyrkulacją. Drugi doprowadza chłodziwo do grzejników i zwykle jest wyposażony w pompę obiegową.

Ten sposób organizacji ogrzewania wody jest dobry, ponieważ podczas gdy piec jest rozpalony, woda w zbiorniku aktywnie się nagrzewa. Przy prawidłowych obliczeniach nagrzewa się ona do 60-80°C, co wystarcza do utrzymania normalnej temperatury grzejników przez około 10-12 godzin. Jednocześnie nie występuje ani ekstremalne ciepło, ani ekstremalne zimno. Atmosfera jest całkiem komfortowa.

Zainstalowanie akumulatora ciepła w systemie (czasami nazywanego również buforem lub zbiornikiem buforowym) również zmniejsza ryzyko zagotowania systemu. Drugi obwód na pewno nigdy się nie zagotuje, ale aby pierwszy się nie zagotował, konieczne jest prawidłowe obliczenie - że nawet w trybie naturalnego obiegu chłodziwa poruszał się z wystarczającą prędkością i nie miał czasu na przegrzanie.

Zarejestruj się na piec

Aby podgrzać chłodziwo, w piecu wbudowany jest obieg wody (zwany również rejestrem, wymiennikiem ciepła, wężownicą, płaszczem wodnym). Jego kształt może być dowolny, ale najczęściej są to prostokątne płaskie pojemniki lub zestaw rur połączonych w jeden system (jak grzejniki).

Aby podłączyć wymiennik ciepła do systemu, przyspawane są do niego dwie rury: jedna na górze - do poboru ciepłej wody, druga na dole - do pompowania zimnej wody z rury powrotnej.

Często pojawiają się pytania dotyczące określenia wielkości obiegu wody dla pieca. Można to w przybliżeniu obliczyć na podstawie strat ciepła budynku. Uważa się, że przekazanie 10 kW ciepła wymaga wymiennika ciepła o powierzchni 1 metra kwadratowego. m. Należy jednak wziąć pod uwagę czas pracy pieca - w końcu nie jest on stale ogrzewany. Gdy nie jest bardzo zimno - raz dziennie przez około 1,5 godziny, gdy jest zimno - dwa razy. W tym czasie konieczne jest, aby piec miał czas na podgrzanie całej wody w akumulatorze ciepła. Dlatego obliczenie powierzchni wymiennika ciepła opiera się na dziennej ilości ciepła potrzebnej do skompensowania strat ciepła.

Na przykład, niech straty ciepła dla domu wynoszą 12 kWh. W ciągu dnia będzie to 288 kW. Piec jest rozpalany, powiedzmy przez 3 godziny, całe niezbędne ciepło powinno zostać zgromadzone w tym czasie. Wtedy wymagana moc obiegu wodnego dla pieca wynosi 288 / 3 = 96 kW. Aby przełożyć to na powierzchnię, podziel przez 10, otrzymamy, że dla tych warunków powierzchnia rejestru powinna wynosić 9,6 m2. Wybór kształtu zależy od użytkownika. Ważne jest, aby zewnętrzna powierzchnia rejestru nie była mniejsza.

No i jeszcze kilka punktów. Po pierwsze - wydajność pieca musi być większa niż znaleziona wydajność wymiennika ciepła. W przeciwnym razie wymagana ilość ciepła po prostu nie zostanie uwolniona. Drugi niuans: pojemność akumulatora ciepła również powinna odpowiadać - powinna być większa o około 10-15%. W takim przypadku wrzenie chłodziwa jest wykluczone.

Należy tylko pamiętać, że pojemność cieplna wody i płynu niezamarzającego jest bardzo różna. Akumulator z płynem niezamarzającym jako chłodziwem powinien być znacznie większy niż pojemność dla wody (w tym samym układzie).

Warto jeszcze pamiętać, że akumulator ciepła powinien być dobrze izolowany - aby dłużej utrzymywał ciepło. W takim przypadku ogrzewanie piecowe z obiegiem wodnym będzie jeszcze bardziej ekonomiczne.

Czy możliwe jest zainstalowanie rejestru ogrzewania w istniejącym piecu?

Oczywiście bardziej poprawne jest zbudowanie pieca wokół wyprodukowanego rejestru. Ale jeśli piec już stoi, nadal można zbudować w nim obwód wodny. To prawda, będziesz musiał się bardzo postarać - mają one znaczny rozmiar i nadal muszą się jakoś trzymać. Nie jest to więc łatwe zadanie. Ponadto nie zapominaj, że będziesz musiał wykonać dwa wyjścia - aby podłączyć przewody zasilające i powrotne.

Miejsce na lokalizację rejestru również nie jest łatwe do znalezienia. Bardzo niepożądany jest jego bezpośredni kontakt z ogniem, ale powinien znajdować się w otoczeniu gorących gazów. W takim przypadku można mieć nadzieję, że wymiennik ciepła będzie działał przez długi czas.