Aragazul este un clasic pentru Rusia rece, dar, din anumite motive, este adesea considerat doar ca o alternativă la încălzirea centrală, electrică sau cu gaz. Între timp, o sobă cu circuit de apă pentru încălzirea unei case poate oferi locuitorilor săi nu numai cu energia termică dorită, ci și cu apă caldă pentru nevoi interne și sanitare.
Avantajele și dezavantajele încălzirii aragazului
O sobă sau șemineu convențional din lemn încălzește camera printr-o combinație de schimb de căldură prin radiație și convecție. Pereții masivi încălziți ai cuptorului emit energie termică, transferându-l în aer și obiectele din cameră. Aerul rece este înlocuit treptat cu încălzirea.
Aragazul are câteva avantaje incontestabile:
- nu necesită conectarea la comunicațiile electrice și de gaz. Combustibil: lemn de foc, cărbune, brichete de turbă – de regulă, ieftin și ecologic, arderea sa nu dăunează mediului;
- Radiația de transfer de căldură este cea mai confortabilă;
Interesant! Radiația (aka radiantă) schimbul de căldură este singurul tip de schimb de căldură care are loc fără participarea unui purtător de căldură.
- Majoritatea sobelor pentru casa (ardere lungă sau convențională) sunt multifuncționale, pot fi utilizate nu numai pentru încălzire, ci și pentru încălzirea apei și gătit (atât în interiorul sobei, cât și pe suprafața de gătit);
- în sezonul cald, un cuptor masiv de cărămidă pentru casă contribuie la condiționarea camerei: datorită faptului că este întotdeauna construită pe o fundație separată, căldura excesivă este îndepărtată la sol;
- o sobă sau șemineu creează o atmosferă specială în casă și, în multe cazuri, este un element care determină stilul interior.
Cu toate acestea, împreună cu avantajele încălzirii de la sobă, există și dezavantaje:
- dimensiuni – puterea cuptoarelor de încălzire pentru casă depinde de dimensiunile acestora;
- inerția – o sobă tradițională de cărămidă pentru o casă necesită mult timp să se încălzească și să intre în funcțiune. Sigur, sobe moderne din fontă pentru cămin, sobe, seminee, sobe și buleryana sunt practic lipsite de acest dezavantaj;
- pierdere mare de căldură din cauza eficienței reduse – o cantitate mare de energie termică trece prin coșul de fum în atmosferă;
- incapacitatea de a asigura o încălzire uniformă la domiciliu. Aerul cald elimină treptat frigul, dar se întâmplă inegal – temperatura poate fi prea mare în apropierea cuptorului și prea scăzută la o distanță de el;
Fapt! Cuptorul poate încălzi numai acele încăperi adiacente direct. Prin urmare, în unele părți ale clădirii aflate la distanță de acesta, era adesea necesar să se aranjeze o aragaz suplimentar.
- nevoia de întreținere constantă – soba necesită așezarea lemnului de foc, curățarea gropilor de cenușă de zgură și coșuri de fum și de resturi, susținerea procesului de combustie, reglarea poftelor;
- complexitatea controlului – este mai dificil să se controleze procesul de ardere a combustibilului într-un cuptor decât în cazul cazanelor;
- nevoia de tracțiune bună – nevoia de ardere intensă, precum și de retragere a gazelor de monoxid de carbon;
- pericol de incendiu – pentru a asigura siguranța la incendiu, izolarea coșurilor este necesară, în special pentru o sobă într-o casă din lemn. Un factor suplimentar de risc de incendiu este creat de faptul că oprirea instantanee a procesului de combustie într-un cuptor este imposibilă;
- nevoia de reaprovizionare și depozitare constantă a rezervelor de combustibil, precum și eliminarea deșeurilor: zgură și cenușă.
După cum am menționat deja, o sobă convențională nu este capabilă să asigure o încălzire uniformă a tuturor încăperilor din casă. În sobe moderne și seminee, această problemă este rezolvată parțial prin montarea camerei de convecție, la care este conectat sistemul de canale. Ca urmare, fluxul de aer cald din cuptor nu este lăsat la el însuși, ci se deplasează în spațiul limitat al țevilor și este reglat de supape, clape, grile și alte dispozitive suplimentare.
Cu toate acestea, canalele căilor respiratorii sunt voluminoase, consumă spațiul utilizabil, cu o creștere a lungimii și numărului de rotații, pierderile de căldură cresc. Ei au nevoie de supraveghere și întreținere: curățarea periodică a prafului, funinginii și funinginii. Aerul în sine are o capacitate de căldură specifică scăzută, pentru transferul de căldură într-o cameră aflată la distanță de cuptor, este necesară injectarea forțată a masei de aer încălzit de un ventilator. Prin urmare, apa, ca agent de răcire, este în multe privințe preferabilă aerului.
Fapt! Căldura specifică a apei este de aproape 4 ori mai mare decât căldura specifică a aerului. Este suficient să se compare 4,187 kJ / (kgXK) și 1,055 kJ / (kgXK).
Apa caldă este ușor de transportat prin conducte de diametru mic, în timp ce transferă energia termică pe distanțe lungi. În plus, apa este o substanță inofensivă, neinflamabilă, netoxică, neutră din punct de vedere chimic și disponibilă întotdeauna.
Principiul de funcționare a circuitului de încălzire este simplu – agentul de răcire (în acest caz apa) se încălzește în timpul arderii combustibilului, apoi se extinde prin țevi, dând căldură în spațiul din jur.
Prototipul cazanelor moderne cu combustibil solid și sobe de ardere a lemnului pentru o casă este cunoscut de mulți pentru mulți oameni – acesta este „suedezul”. Un rezervor de metal este încorporat în cuptorul suedez, care este umplut cu apă rece, înainte de a fi așezat în lemn și aprins. Și, deși apa din procesul cuptorului se încălzește pentru o lungă perioadă de timp, el dă căldură la fel de mult – după o lungă perioadă de timp după ce flacăra se stinge.
Treptat, rezervorul de apă a fost transformat într-un schimbător de căldură, în urma căruia a devenit posibilă conectarea sistemului de autostrăzi pentru încălzirea locuinței și alimentarea cu apă caldă.
O caracteristică distinctă a oricărui cuptor pentru încălzirea unei case echipate cu un circuit de apă este un schimbător de căldură denumit altfel o bobină, un radiator sau un cazan. Acest dispozitiv este capabil să încălzească o cantitate nelimitată de apă. Dimensiunile și forma rezervorului depind de volumul camerei de ardere și pot varia în limite largi.
În unele versiuni ale cuptoarelor pentru încălzirea casei, schimbătorul de căldură este instalat direct în cuptor, dar prin această metodă există un pericol de scurgere a agentului termic (adică apă) sau chiar o explozie dacă se supraîncălzește și fierbe. În plus, în acest caz, capacitatea camerei de ardere scade în mod inevitabil. O opțiune mai sigură este de a introduce schimbătorul de căldură în capacul de coș. În acest caz, cea mai mare parte a aerului cald care se ridică din cuptor va încălzi lichidul de răcire, în loc să volatilizeze prin conductă în stradă.
Calculul independent al puterii și mărimii schimbătorului de căldură este o sarcină dificilă pentru cineva care nu este un inginer de încălzire, dar în majoritatea cazurilor este posibil să se facă o estimare brută.
Sfat bun! Practica a demonstrat că, cu o înălțime a tavanului de 2,5 până la 2,7 m pe 10 m2 Suprafața casei necesită între 1 și 1,2 kW puterea sistemului de încălzire.
O sobă tipică pentru o casă pe lemn timp de o oră produce aproximativ 6,5 mii kcal, ceea ce este suficient pentru a încălzi o casă mică de țară. Prezența unui circuit de apă va crește nivelul de confort dublat. După calcularea pierderilor de căldură, este posibilă calcularea puterii schimbătorului de căldură în sine. Producția de căldură de la fiecare metru pătrat al zonei sale variază de la 5 la 10 kW. Acest fapt este baza pentru determinarea puterii necesare.
De fapt, nu este nevoie să se scufunde în formule complexe. Este suficient să ne întoarcem la specialiști care, ghidat de tabele deja pregătite, vor selecta un schimbător de căldură pentru cuptorul unei case particulare care corespunde parametrilor setați ai clădirii și sistemului de încălzire din acesta.
Înainte de a decide cu privire la proiectarea registrului (cunoscut și ca schimbătorul de căldură) al cuptorului pentru casă, este necesar să se decidă ce material va fi făcut. Există mai multe opțiuni:
- cupru – pe de o parte, bobina de cupru este foarte eficientă, deoarece conductivitatea termică a acestui material este una dintre cele mai bune. Pe de altă parte, punctul său de topire este egal cu 1083 ° C, iar în cazanul de foc este posibil în situații de urgență, a căror apariție nu poate fi niciodată exclusă, se poate ridica la 1200 ° С. Prin urmare, a fost impusă o interdicție categorică utilizării cuprului în focarul unui cuptor de cărămidă. În plus, trebuie să fiți atenți la faptul că condensul format în timpul răcirii circuitului conține compuși chimici agresivi care provoacă coroziune;
- fonta – radiatoarele din fontă sunt foarte rezistente la coroziune, dar fragile, iar deformarea termică care are loc în timpul răcirii și încălzirii poate duce la formarea fisurilor și deteriorarea schimbătorului de căldură. În plus, registrul fontei – datorită faptului că acest metal este dificil de procesat – este asamblat din piesele turnate folosind fire și sigilii, ceea ce duce la o scădere a fiabilității unității ca întreg;
- oțel – cel mai accesibil și ușor prelucrat material. Schimbatoarele de căldură se recomandă să fie fabricate din oțel rezistent la căldură cu o grosime de 3 până la 5 mm, folosind țevi fără sudură. În același timp, este necesar să se mențină un astfel de mod de încălzire, în care se formează mai puțin condens și niciodată să nu se scurgă lichidul de răcire, deoarece produsele din oțel sunt susceptibile la coroziune;
- rezistent la căldură – cel mai bun, dar și cel mai scump material pentru o sobă cu radiatoare pentru o casă privată.
Sfat bun! Cel mai potrivit oțel pentru schimbătorul de căldură este AISI 304. La fabricarea pieselor, este de dorit să se utilizeze tăierea cu laser și sudarea într-un mediu cu argon.
În funcție de materialul său, schimbătorul de căldură poate fi realizat din țevi rectangulare rotunde sau în formă de tablă, tablă sau o combinație a acestor părți. Metoda de localizare și instalare este determinată de forma sa:
- schimbătoare de căldură din oțel – poate fi plasat în cel mai fierbinte loc, adică în camera de combustie. Pentru fabricarea plăcilor de oțel utilizate cu grosimea de 3? 4 mm în combinație cu țevi cu diametrul de 40? 50 mm pentru conectarea liniilor de curgere și retur. Pentru a evita formarea dopurilor de abur, conducta superioară de alimentare cu apă trebuie să fie în cel mai înalt punct al schimbătorului de căldură, deoarece prin introducerea dopului de abur în sistemul de încălzire există pericolul unui ciocan de apă. Aceasta, la rândul său, va duce la distrugerea țevilor sau a radiatoarelor. Pentru ca apa din schimbătorul de căldură să nu fiarbă, clearance-ul interior trebuie să fie de cel puțin 30 mm;
- țevile de schimb de căldură – realizate din țevi: rotunde cu diametrul de 40-50 mm sau secțiune dreptunghiulară de 40X60 sau 60X60 mm. Poate fi localizat și în cutia de foc (cu condiția să nu fie din cupru), soluția spațială depinde de cuptorul specific. Principalul lucru – dispozitivul nu trebuie să blocheze ușa pentru marcarea canalelor de evacuare a combustibilului, grătarului și fumului. Dacă cuptorul este un cuptor de gătit pentru încălzire, tuburile schimbătorului de căldură sunt așezate numai de-a lungul planurilor laterale ale camerei de ardere;
- registru plat tubular – cel mai adesea localizat în canalele de fum sau în capacul cuptorului, în cazul în care condițiile sunt mai benigne, astfel încât acestea pot dura mai mult decât radiatoarele din cuptor. Dimensiunile lor sunt destul de impresionante, deoarece sunt localizate în locuri unde colectarea căldurii este scăzută și trebuie calculată în avans, deoarece nu ar trebui să existe obstacole în calea ieșirii gazelor de ardere.
Instalarea schimbătorului de căldură trebuie făcută numai în el destinat pentru cuptorul casei. Instrucțiunile video și foto confirmă în mod clar necesitatea de a implica o sobă profesională și de a respecta o serie de reguli:
- după fabricare, schimbătorul de căldură trebuie presurizat de două ori cu o presiune de 6 bari: înainte de instalare în cuptor și, de asemenea, după el;
- schimbătorul de căldură este montat imediat după întemeierea cuptorului sub sobă, după care este așezat;
- Nu este absolut recomandată izolarea schimbătorului de căldură în zidărie! Între acesta și pereți ar trebui să existe un spațiu de 10 – 15 mm, compensând expansiunea termică;
- atunci când instalați țevi, lăsați un spațiu de 5 mm și umpleți-l cu cordon de azbest sau alt material de etanșare rezistent la căldură;
- partea de țeavă de la ieșire trebuie să aibă o lungime de cel puțin 10 – 15 cm, ceea ce va permite tăierea unui fir nou în caz de avarie;
- centralele de încălzire sunt conectate la schimbătorul de căldură numai cu ajutorul unui dispozitiv de etanșare rezistent la căldură;
- reconstrucția cuptorului finit pentru instalarea unui circuit de apă în acesta trebuie făcută numai de către un expert.
Pentru funcționarea fără probleme a sistemului de încălzire este necesar să respectați regulile de funcționare:
- Nu folosiți cuptorul cu un schimbător de căldură gol: se va arde rapid.
- Nu deconectați schimbătorul de căldură de la sistemul de încălzire în timpul funcționării cuptorului. Apa se extinde când este încălzită, iar presiunea crescută poate provoca o explozie.
- Nu alimentați apa rece într-un schimbător de căldură încălzit. Deformările de temperatură pot deteriora.
- Pentru a îmbunătăți eficiența sistemului de încălzire, puteți utiliza o pompă de circulație.
- Dacă este necesar, utilizați antigel în conturul cuptorului cu încălzire cu apă.
- În punctul cel mai de jos al sistemului de încălzire trebuie instalat un robinet pentru a scurge apa.
Principalele dezavantaje ale unui sistem de încălzire a apei sunt asociate cu proprietățile fizice ale agentului de răcire, adică de apă. Congelarea la 0 ° C, apa (mai precis, deja gheata) atinge volumul maxim la -4 ° C. Extinderea apei înghețate în țevi poate cauza ruperea acestora. Pentru a evita acest lucru, este necesar să evacuați apa din sistemul de încălzire, dacă nu este folosit în timpul sezonului rece sau să îl înlocuiți cu un antigel special.
O sobă modernă din cărămidă, cu circuit de apă pentru încălzirea locuinței, este un design complex de inginerie termică. Instalarea sa necesită elaborarea unui proiect separat în faza de proiectare a structurii în ansamblu și, cel mai probabil, nu se va face fără implicarea specialiștilor.
