Oven met een watercircuit voor thuisverwarming: opties voor implementatie • Alles over reparaties. Professionele tips

Kachelverwarming is een klassieker voor koud Rusland, maar wordt om de een of andere reden vaak alleen als alternatief voor centrale, elektrische of gasverwarming beschouwd. Ondertussen kan een kachel met een watercircuit voor het verwarmen van een huis zijn inwoners niet alleen voorzien van gewenste watt thermische energie, maar ook met warm water voor huishoudelijke en sanitaire behoeften.

Voor- en nadelen van kachelverwarming

Een conventionele houtkachel of open haard verwarmt de kamer door een combinatie van straling en convectie warmtewisseling. De verwarmde massieve wanden van de oven zenden thermische energie uit en brengen deze over naar de lucht en objecten van de kamer. Koude lucht wordt geleidelijk vervangen door verwarmd.

Kachelverwarming heeft verschillende onmiskenbare voordelen:

vereist geen verbinding met elektrische en gascommunicatie. Brandstof: brandhout, steenkool, turfbriketten – in de regel, goedkoop en milieuvriendelijk, zijn verbranding is niet schadelijk voor het milieu;
Stralingswarmteoverdracht is het meest comfortabel;

Interessant! Straling (ook bekend als stralend) warmtewisseling is het enige type warmtewisseling dat plaatsvindt zonder de deelname van een warmtedrager.

De meeste kachels voor het huis (lang brandend of conventioneel) zijn multifunctioneel, kunnen niet alleen worden gebruikt voor verwarming, maar ook voor het verwarmen van water en koken (zowel in de kachel als op het kookoppervlak);
in het hete seizoen draagt een massieve bakstenen oven voor het huis bij aan de conditionering van de kamer: vanwege het feit dat het altijd op een afzonderlijke fundering is gebouwd, wordt het overtollige warmte op de grond verwijderd;
een kachel of open haard zorgt voor een speciale sfeer in het huis en is in veel gevallen een element dat de stijl van het interieur bepaalt.

Maar naast de voordelen van kachelverwarming zijn er ook nadelen:

afmetingen – de kracht van verwarmingsovens voor het huis hangt af van hun afmetingen;
inertie – een traditionele stenen kachel voor een huis kost veel tijd om op te warmen en in gebruik te nemen. Echte, moderne gietijzeren kachels voor thuis, kachels, open haarden, kachels en buleryana zijn praktisch vrij van dit nadeel;
hoog warmteverlies door lage efficiëntie (efficiëntie) – er stroomt een grote hoeveelheid thermische energie door de schoorsteen naar de atmosfeer;
onvermogen om uniforme verwarming thuis te verzekeren. Hete lucht verplaatst geleidelijk de kou, maar het gebeurt ongelijkmatig – de temperatuur kan te hoog zijn in de buurt van de oven en te laag op afstand van de oven;

Feit! De oven kan alleen die ruimten verwarmen die er direct naast liggen. Daarom was het in delen van het gebouw dat er ver van lag vaak nodig om een extra fornuis te plaatsen.

de noodzaak van constant onderhoud – de kachel vereist het leggen van brandhout, het reinigen van asputten van slakken en schoorstenen van roet en puin, het ondersteunen van het verbrandingsproces, het reguleren van hunkeren;
controle complexiteit – het is moeilijker om het proces van brandstofverbranding in een oven te beheersen dan in ketels;
de behoefte aan goede tractie – behoefte aan intense verbranding, evenals aan het terugtrekken van koolmonoxidegassen;
brandgevaar – om brandveiligheid te garanderen, is isolatie van schoorstenen noodzakelijk, vooral voor een kachel in een houten huis. Een extra brandrisicofactor wordt gecreëerd door het feit dat het onmiddellijke stoppen van het verbrandingsproces in een oven onmogelijk is;
de noodzaak van constante aanvulling en opslag van brandstofreserves, evenals de verwijdering van afval: slakken en as.

Zoals eerder vermeld, is een conventionele kachel niet in staat om een uniforme verwarming van alle ruimtes in het huis te garanderen. In moderne kachels en open haarden wordt dit probleem gedeeltelijk opgelost door de convectiekamer te monteren, waaraan het kanaalsysteem is verbonden. Dientengevolge wordt de stroom van warme lucht uit de oven niet aan zichzelf overgelaten, maar verplaatst zich in de beperkte ruimte van de pijpen en wordt geregeld door kleppen, kleppen, roosters en andere aanvullende inrichtingen.

De luchtwegkanalen zijn echter omvangrijk, opeten de bruikbare ruimte, met een toename in de lengte en het aantal windingen nemen de warmteverliezen toe. Ze hebben toezicht en onderhoud nodig: periodieke reiniging van stof, roet en roet. De lucht zelf heeft een lage specifieke warmtecapaciteit, voor de overdracht van warmte naar een kamer op afstand van de oven, is gedwongen injectie van verwarmde luchtmassa’s door een ventilator vereist. Daarom heeft water als koelmiddel in vele opzichten de voorkeur boven lucht.

Feit! De soortelijke warmte van water is bijna 4 keer de soortelijke luchtwarmte. Het volstaat om 4.187 kJ / (kgXK) en 1.055 kJ / (kgXK) te vergelijken.

Heet water is gemakkelijk te transporteren door pijpleidingen van kleine diameter, terwijl thermische energie over lange afstanden wordt overgedragen. Bovendien is water een onschadelijke, niet-ontvlambare, niet-toxische, chemisch neutrale en altijd beschikbare stof.

Het principe van de werking van het verwarmingscircuit is eenvoudig – het koelmiddel (in dit geval, water) warmt op tijdens de verbranding van de brandstof en verspreidt zich vervolgens door de leidingen, waardoor warmte wordt afgegeven aan de omringende ruimte.

Het prototype van moderne verwarmingsketels op vaste brandstoffen en houtkachels voor een huis is voor veel mensen bekend – dit is "Zweed". Een metalen tank is ingebouwd in de Zweedse oven, die is gevuld met koud water voor het leggen van hout en aanmaakhout. En hoewel het water in het proces van de oven lang opwarmt, geeft het net zo lang warmte af – na een lange tijd nadat de vlam dooft.

Geleidelijk werd de watertank getransformeerd in een warmtewisselaar, waardoor het mogelijk werd om het wegennet aan te sluiten voor woningverwarming en warmwatervoorziening.

Een onderscheidend kenmerk van elke oven voor het verwarmen van een huis uitgerust met een watercircuit is een warmtewisselaar, ook wel een spoel, radiator of ketel genoemd. Dit apparaat is in staat om een onbeperkte hoeveelheid water te verwarmen. De afmetingen en de vorm van de tank hangen af van het volume van de verbrandingskamer en kunnen binnen ruime grenzen variëren.

In sommige versies van de ovens voor het verwarmen van het huis, wordt de warmtewisselaar direct in de oven geïnstalleerd, maar met deze methode bestaat het gevaar van lekken van een warmtedrager (dat wil zeggen water) of zelfs een explosie als deze oververhit raakt en kookt. Bovendien neemt in dit geval de capaciteit van de verbrandingskamer onvermijdelijk af. Een veiligere optie is om de warmtewisselaar in de schoorsteenkap te steken. In dit geval zal het grootste deel van de hete lucht die uit de oven stijgt, het koelmiddel verwarmen in plaats van dat het via de pijp naar de straat verdampt.

Onafhankelijke berekening van het vermogen en de grootte van de warmtewisselaar is een vrij moeilijke taak voor iemand die geen verwarmingsingenieur is, maar in de meeste gevallen is het mogelijk een ruwe schatting te maken.

Goed advies! De praktijk heeft bewezen dat met een plafondhoogte van 2,5 tot 2,7 m per 10 m² De oppervlakte van het huis heeft een vermogen van 1 tot 1,2 kW van het verwarmingssysteem nodig.

Een typische kachel voor een huis op het hout voor een uur produceert ongeveer 6,5 duizend kcal, wat genoeg is om een klein landhuis te verwarmen. De aanwezigheid van een watercircuit zal het comfortniveau verdubbelen. Na het berekenen van het warmteverlies is het mogelijk om het vermogen van de warmtewisselaar zelf te berekenen. De warmteafgifte van elke vierkante meter van zijn oppervlakte varieert van 5 tot 10 kW. Dit feit is de basis voor het bepalen van het benodigde vermogen.

In feite is het niet nodig om in complexe formules te duiken. Het volstaat om specialisten in te schakelen die, geleid door reeds voorbereide tafels, een warmtewisselaar selecteren voor de oven van een privéwoning die overeenkomt met de ingestelde parameters van het gebouw en het verwarmingssysteem erin.

Alvorens te beslissen over het ontwerp van het register (ook bekend als de warmtewisselaar) van de oven voor het huis, moet worden besloten van welk materiaal het zal worden gemaakt. Er zijn verschillende opties:

koperen – aan de ene kant is de koperspiraal zeer effectief, omdat de thermische geleidbaarheid van dit materiaal een van de beste is. Aan de andere kant is het smeltpunt ervan gelijk aan 1083 ° С, en in de verbrandingskamer is het mogelijk in noodsituaties, waarvan het optreden nooit volledig kan worden uitgesloten, het kan oplopen tot 1200 ° С. Daarom is een categorisch verbod ingesteld op het gebruik van koper in de vuurhaard van een steenoven. Bovendien moet u erop letten dat het condensaat dat tijdens het koelen van het circuit wordt gevormd, agressieve chemische verbindingen bevat die corrosie veroorzaken;
gietijzer – gietijzeren radiatoren zijn zeer goed bestand tegen corrosie, maar breekbaar en thermische vervorming die optreedt tijdens het koelen en verwarmen kan leiden tot scheuren en schade aan de warmtewisselaar. Bovendien is het register van gietijzer – vanwege het feit dat dit metaal moeilijk te verwerken is – samengesteld uit gietdelen met behulp van schroefdraden en afdichtingen, hetgeen leidt tot een afname van de betrouwbaarheid van de eenheid als geheel;

staal – het meest toegankelijke en gemakkelijk verwerkte materiaal. Het wordt aanbevolen om warmtewisselaars te maken van hittebestendig staal met een dikte van 3 tot 5 mm, met behulp van naadloze buizen. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om een dergelijke verwarmingsmodus te handhaven, waarin minder condensaat wordt gevormd en nooit het koelmiddel af te tappen, omdat staalproducten vatbaar zijn voor corrosie;
hittebestendig roestvrij staal – het beste, maar ook het duurste materiaal voor een radiator voor een privéwoning.

Goed advies! Het meest geschikte staal voor de warmtewisselaar is AISI 304. Bij het vervaardigen van onderdelen is het wenselijk lasersnijden en lassen in een argonomgeving te gebruiken.

Afhankelijk van het materiaal kan de warmtewisselaar worden gemaakt van ronde of gevormde rechthoekige pijpen, plaatwerk of een combinatie van deze onderdelen. De locatie en installatiemethode wordt bepaald door de vorm:

plaatstalen warmtewisselaar – kan op de heetste plaats worden geplaatst, dat wil zeggen in de verbrandingskamer. Voor de fabricage van gebruikte staalplaten met een dikte van 3 – 4 mm in combinatie met buizen met een diameter van 40 – 50 mm om de aanvoer- en retourleidingen aan te sluiten. Om de vorming van stoompluggen te voorkomen, moet de bovenste watertoevoerleiding zich op het hoogste punt van de warmtewisselaar bevinden, omdat bij het binnendringen van de stoomplug in het verwarmingssysteem gevaar voor een waterslag ontstaat. Dat zal op zijn beurt leiden tot de vernietiging van pijpen of radiatoren. Om ervoor te zorgen dat het water in de warmtewisselaar niet kookt, moet de inwendige ruimte ten minste 30 mm bedragen;

pijp warmtewisselaar – gemaakt van pijpen: rond met een diameter van 40 50 50 mm of een rechthoekige doorsnede van 40×60 of 60×60 mm. Het kan ook in de vuurhaard worden geplaatst (op voorwaarde dat het niet van koper is), de ruimtelijke oplossing hangt af van de specifieke oven. Het belangrijkste is dat het apparaat de deur niet moet blokkeren om de uitlaatkanalen voor brandstof, rooster en rook te markeren. Als de oven een verwarmingskookoven is, worden de buizen van de warmtewisselaar alleen langs de zijvlakken van de verbrandingskamer gelegd;
buisvormig vlak register – meestal gelegen in de rookkanalen of de ovenkap, waar de omstandigheden gunstiger zijn, zodat ze langer meegaan dan de radiatoren in de oven. Hun afmetingen zijn behoorlijk indrukwekkend, omdat ze zich bevinden op plaatsen waar de warmteophoping laag is en die van tevoren moeten worden berekend, omdat er geen obstakels mogen zijn voor het verlaten van rookgassen.

Installatie van de warmtewisselaar mag alleen worden uitgevoerd in de oven voor de woning. Video- en fotoinstructies bevestigen duidelijk de noodzaak om een professionele kachel te betrekken en volgen een aantal regels:

na fabricage moet de warmtewisselaar twee keer met een druk van 6 bar onder druk worden gezet: vóór installatie in de oven, en ook daarna;
de warmtewisselaar wordt onmiddellijk na de fundering van de oven onder de kachel gemonteerd, waarna deze wordt gelegd;
Absoluut niet aanbevolen om de warmtewisselaar te isoleren in het metselwerk van de oven! Tussen de muren en de wanden moet een opening van 10 – 15 mm zijn, ter compensatie van thermische uitzetting;

bij het leggen van leidingen, laat een opening van 5 mm en vul het met asbest koord of een andere hittebestendige sealer;
het buisgedeelte aan de uitlaat moet een lengte van ten minste 10-15 cm hebben, waardoor een nieuw draad kan worden afgesneden in geval van beschadiging;
verwarmingsbuizen zijn alleen verbonden met de warmtewisselaar met behulp van hittebestendige afdichting;
de reconstructie van de afgewerkte oven om een watercircuit erin te installeren, mag alleen door een expert worden uitgevoerd.

Voor een probleemloze werking van het verwarmingssysteem is het ook noodzakelijk om de regels van de bediening te volgen:

Gebruik de oven niet met een lege warmtewisselaar: deze zal snel verbranden.
Ontkoppel de warmtewisselaar niet van het verwarmingssysteem tijdens de werking van de oven. Water zet uit als het wordt verwarmd en verhoogde druk kan een ontploffing veroorzaken.
Geen koud water in een verwarmde warmtewisselaar leiden. Temperatuurvervormingen kunnen dit beschadigen.
Om de efficiëntie van het verwarmingssysteem te verbeteren, kunt u een circulatiepomp gebruiken.
Gebruik indien nodig antivries in de omtrek van de oven met waterverwarming.
Op het laagste punt van het verwarmingssysteem moet een kraan worden geïnstalleerd om het water af te tappen.

De belangrijkste nadelen van een waterverwarmingssysteem zijn verbonden met de fysieke eigenschappen van het koelmiddel, dat wil zeggen water. Invriezen op 0 ° С, water (nauwkeuriger gezegd, reeds bevroren) bereikt zijn maximale volume bij -4 ° С. Uitzetting van bevroren water in de leidingen kan ervoor zorgen dat ze barsten. Om dit te voorkomen, is het noodzakelijk om het water uit het verwarmingssysteem af te tappen, als het niet wordt gebruikt tijdens het koude seizoen, of het te vervangen door een speciaal antivriesmiddel.

Een moderne steenoven met een watercircuit voor thuisverwarming is een complex ontwerp van engineering-engineering. De installatie ervan vereist de ontwikkeling van een afzonderlijk project in de ontwerpfase van de constructie als geheel en zal hoogstwaarschijnlijk niet zonder de betrokkenheid van specialisten.