- Características de la calefacción en la base de la estufa.
- Dispositivo de calentamiento de agua de horno
- Elegir la opción más óptima.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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La leña y el carbón siguen siendo los tipos de combustible más accesibles en muchas regiones, con lo que las casas de campo privadas se calientan. Sin embargo, la calefacción del horno se elige no solo por el bajo costo y la disponibilidad general del portador de energía, sino también por el bajo precio de su disposición.
Además, además de las muchas ventajas, una estufa con un circuito de agua para calentar una casa también tiene muchos inconvenientes. No siempre esta opción es óptima. Intentemos comprender los matices de un sistema de calefacción de este tipo.
Características de la calefacción en la base de la estufa.
El calentamiento de estufas es la norma en los pueblos rusos, cuya confiabilidad y practicidad han sido probadas durante siglos. Y hoy en día, en muchas casas de pueblo, hay estufas con una estufa para cocinar y hornear platos.
Algunos de ellos están equipados con un circuito de agua del sistema de calefacción, mientras que otros no lo están. Pero tirarlos y cambiarlos a calderas modernas no es una prisa para los propietarios de viviendas rurales. Aún no se ha inventado una forma de calefacción más libre de problemas y sin problemas.
Sin un circuito de agua alrededor de la casa, una estufa de leña puede calentar solo un pequeño espacio a su alrededor. Para calentar una o dos habitaciones, esta opción es aceptable, pero para una casa grande más
En la calidad del combustible en este tipo de estufas rústicas se queman:
- carbón
- turba
- leña
- briquetas (eurodrove).
No hay una diferencia fundamental entre este tipo de combustible en términos del dispositivo de la estufa en el interior y el cableado del sistema de calentamiento de agua en una casa privada. Algunos de ellos dan más calor, mientras que otros queman más tiempo. Pero el diseño del horno y la disposición de las tuberías con refrigerante en las habitaciones en todos los casos son iguales.
Al elegir la calefacción del horno, no debe olvidarse los estándares de prevención de incendios para la instalación de hornos de ladrillos; solo su estricta observancia reducirá al mínimo el riesgo de incendio.
Entre las ventajas del calentamiento del horno se encuentran:
- no depende de la disponibilidad de electricidad en la red;
- Costo relativamente bajo del sistema de calefacción del dispositivo;
- bajo costo del combustible sólido y la posibilidad de utilizar diferentes tipos de combustible;
- extrema facilidad de operación;
- liberación de calor a largo plazo (para estructuras de ladrillo);
- Versatilidad: adecuado tanto para calentar como para cocinar.
Si la casa privada no se puede conectar al gas principal, entonces una estufa de leña sería la mejor opción para su calefacción.
La única excepción es cuando el carbón o la leña no están disponibles en un área en particular. Pero tal opción en Rusia es la excepción y no la norma.
Los dos inconvenientes principales de un horno de circuito de agua son la imposibilidad de automatizar el trabajo y la dificultad de ajustar la transferencia de calor en habitaciones individuales.
También se deben mencionar los inconvenientes del calentamiento del horno:
- Calentamiento prolongado del sistema antes del inicio de la transferencia de calor;
- pérdida de masa de espacio útil en la casa debido a la masividad del horno;
- un montón de construcción de horno de ladrillo;
- baja eficiencia debido a la extracción de una cantidad significativa de calor en la tubería;
- Alto riesgo de incendio debido a una operación incorrecta.
La calefacción de ladrillo y la estufa de cocción para una casa privada con calentamiento de agua, según el diseño y el número de filas, pueden pesar de 1.5 a 10 toneladas. Además el peso de la tubería se agrega aquí.
La base para tal masa requiere un costo poderoso y costoso, que también puede denominarse un inconveniente de los sistemas de calefacción considerados.
Dispositivo de calentamiento de agua de horno
Lo ideal sería calcular y construir el horno para el sistema de calefacción en consideración al mismo tiempo que la casa. Si el edificio residencial ya se ha erigido, será difícil instalar una construcción de ladrillo en él. Y a menudo es imposible en absoluto debido a la necesidad de establecer una base sólida y reconstruir el sistema de vigas.
Una estufa para calentar el agua en una casa privada se puede hacer no solo de ladrillo, sino también de acero en forma de una estufa con tubos de intercambio de calor alrededor del horno para calentar el refrigerante
El calentamiento de agua basado en la estufa consiste en:
- directamente estufa (metal o ladrillo);
- un intercambiador de calor dentro o alrededor de la cámara de combustión del horno, y también en forma de bobina alrededor de la chimenea;
- El contorno se extendió por la casa con el refrigerante y el tanque de expansión en el ático.
También en algunos casos, este sistema de calefacción se complementa con una bomba de circulación y un hidroacumulador. Sin embargo, esta versión avanzada se usa muy raramente, ya que requiere una fuente de alimentación ininterrumpida y lleva a precios más altos para todo el circuito.
Y la ventaja principal del horno de calentamiento de agua es el bajo costo del dispositivo. Complementarlo con elementos caros y propensos a roturas no valen la pena.
Circulación de agua en el circuito.
El sistema de calentamiento de agua en las casas se construye con la circulación natural (gravitacional) o forzada del refrigerante. Si se hace sobre la base de una estufa de leña, es mejor dar preferencia a la primera opción.
El diagrama de cableado con la circulación natural del agua es más barato en comparación con la contraparte forzada, y también a diferencia de que no requiere suministro de energía
Se recomienda el calentamiento de la estufa de agua para equipar solo en casas de un piso con un área de hasta 150 m 2 . En este caso, se puede hacer gravitacional sin bombas adicionales.
Si es necesario calentar la casa de campo en un par de pisos o más, entonces es mejor implementarla sobre la base de una caldera más potente. El horno para tales edificios tendrá que construirse simplemente enorme, lo que es costoso de implementar. Sí, y el volumen de combustible tendrá que acumularse cada vez que sea considerable. Y no se recomienda hacerlo debido al mayor riesgo de incendios.
El sistema de calefacción de estufa clásico con circulación de agua natural consiste en:
- intercambiador de calor en la estufa;
- tubo de metal contorno;
- Radiadores (generalmente reemplazados por tubos gruesos en las habitaciones);
- tanque de expansion
Si el calentamiento de agua en una casa de campo se decide a hacerlo usted mismo, entonces es mejor diseñarlo de acuerdo con este esquema. La instalación y el cálculo de esta opción son más fáciles de realizar que con el movimiento forzado del agua.
El sistema con bomba de circulación es más adecuado para calderas, ya que la estufa pierde su mayor eficiencia en la transferencia de calor.
Si la caldera está automatizada y el agua se calienta constantemente según sea necesario, la estufa de leña se calienta una o dos veces al día. Es en estos momentos que el transportador de calor en el inserto del horno se calienta para liberar calor en las habitaciones. Después de conducirlo a través del contorno de la tubería no tiene sentido. El agua todavía nada en el fuego frío no se calienta.
Al elegir una estufa de leña o carbón, los propietarios de casas particulares generalmente esperan obtener un sistema de calefacción autónomo. Si instala equipos de bombeo que requieren energía de la red eléctrica, será difícil hablar de autonomía.
Horno de ladrillo o metal.
Una estufa de ladrillo se calienta por más tiempo, pero también le da más calor al espacio que la rodea. El análogo del acero, por el contrario, se calienta rápidamente y se enfría tan rápido como se quema el combustible. Este problema se resuelve parcialmente debido a la presencia en el circuito de agua de grandes volúmenes de refrigerante.
Sin embargo, cuanto más agua tenga que ser almacenada en el sistema, más caro pasará a través de los materiales.
Se permite colocar vetas de metal con un serpentín de agua para el circuito de calefacción en casas privadas directamente sobre el piso de madera sin disponer de una base especial.
El horno de acero para una capacidad de calentamiento de agua de 5-15 kW - sin combustible y agua, este diseño pesa entre 100 y 300 kg. Tal estufa sin miedo se puede poner en los refuerzos reforzados. Los cimientos del horno se deben verter cuando la estufa pesa más de 700-800 kg. Ahora, si es ladrillo, entonces sin trabajo concreto, entonces simplemente no se puede hacer.
En comparación con el metal, un horno de ladrillos pesa más, cuesta más y es más difícil de instalar. Sin embargo, tiene una mayor eficiencia y menos riesgo de congelar el circuito con una ráfaga de tuberías debido a la formación de hielo en el interior. Si decide hacer todo a fondo para usted y su residencia permanente, se recomienda la opción de detenerse en una versión de ladrillo.
Tuberías de acero inoxidable o metal-plástico.
Si el sistema de calefacción se construye sobre la base de una caldera de agua caliente, entonces se permite hacer el ajuste no solo con tuberías de acero, sino también con tuberías de metal-plástico y polipropileno. Sin embargo, si el agua es calentada por una estufa de leña, entonces el circuito con el refrigerante debe ser creado solo de acero inoxidable.
Con una gran pila de leña, el agua en la bobina del horno puede calentarse rápidamente hasta 100 grados y hervir, solo el acero puede soportar estas temperaturas durante mucho tiempo.
El metal-plástico está diseñado para funcionar con un portador térmico calentado a 90–95 ° C. Por un corto tiempo, puede transferir y calentar hasta 110–120 ° С. Al mismo tiempo, las calderas automáticas y las calderas inicialmente no permiten que el agua se caliente hasta tal grado. Para los pisos con calefacción, calienta hasta 30–45 ° С, y para baterías de hasta 60–65 ° С.
Sin embargo, en el caso de una estufa de leña, las temperaturas inferiores a cien no solo son posibles, sino que están lejos de ser frecuentes. No se recomienda arriesgarse y jugar a la ruleta rusa, ya que este tipo de flejado se realiza con tubos de metal y plástico. Se da mejor preferencia al acero inoxidable más confiable.
Además, las tuberías de derivación que salen del horno de la bobina para la conexión de las tuberías del circuito se calentarán con precisión a temperaturas muy altas. Menos de medio metro los separa del fuego abierto. Es peligroso conectar cualquier tubo de plástico a ellos debido al riesgo de derretir este último.
Disipación de calor - radiadores o registro
El calor es suministrado desde la estufa al circuito de calefacción en porciones durante varias horas, mientras que la leña o el carbón se queman en la caja de fuego. Si hay poca agua en el sistema de calefacción, la casa se destacará rápidamente. Por lo tanto, en las aldeas, tal calefacción generalmente está hecha de tubos de acero gruesos y no sobre la base de radiadores más tradicionales para los ciudadanos. El registro de calefacción para estufas de leña encaja perfectamente.
El esquema clásico del horno de calentamiento de agua con circulación natural implica el contacto directo del agua con la atmósfera a través del tanque de expansión, pero el aire en el refrigerante está contraindicado para las baterías convencionales.
Un tubo de acero inoxidable con un diámetro de 80–120 mm es un registro de calentamiento que consiste en una alimentación desde el horno y un tubo de retorno hacia él. En la habitación más alejada de la cámara de combustión, estas líneas se unen, mientras que en el resto de las habitaciones se colocan en forma de dos tuberías a lo largo de las paredes exteriores.
El registro no parece tan estético como el radiador. Pero la primera opción es mucho más barata y más fácil de fabricar que la segunda. Para implementarlo, solo necesita tener experiencia en el manejo de la máquina de soldadura.
El área de transferencia de calor para un circuito similar se calcula multiplicando el número de PI por el diámetro y la longitud de la tubería. Además, en los cálculos es necesario tener en cuenta la presión de calor en la tubería de flujo y retorno, así como la distancia entre las tuberías verticalmente.
Sin embargo, a menudo, tales cálculos no se realizan, pero se toma una tubería con un diámetro de 80 a 100 mm y se coloca a lo largo del perímetro de todo el edificio residencial con un bucle de retorno en la habitación trasera. En este caso, el ajuste de la transferencia de calor se realiza "a ojo" y empíricamente como resultado de la imposición de un volumen de combustible en el horno.
No es de extrañar que los contornos de los registros, junto con los hornos de agua sean tan comunes. Ni siquiera necesitan contar, es suficiente tomar un tubo adecuado y soldar con soldadura.
Seleccionamos el intercambiador de calor para el horno.
El intercambiador de calor en la estufa puede ser de cobre, acero o hierro fundido. Opción de cobre inmediatamente mejor eliminar debido al alto precio. Independientemente soldar un dispositivo de este tipo es extremadamente problemático.
Es necesario instalar baterías de hierro fundido dentro de la cámara de combustión con precaución, debido al choque de temperatura, sus secciones separadas se pueden desconectar de los elementos vecinos
El hierro fundido técnico gana sobre el acero. Sin embargo, es difícil hacer un intercambiador de calor para una estufa de leña con él. Solo se puede tomar por esta vieja batería. Pero aquí es necesario considerar que el sello entre sus secciones se quemará en la caja de fuego. Y esta es una forma directa para la pérdida de estanqueidad y la salida de agua a la cámara de combustión.
Si se decide hacer el intercambiador de calor con una batería de hierro fundido, entonces es mejor usar MC-110-300 o MS-90-300 para este modelo. Son pequeños y silenciosamente colocados en el horno. El área de la superficie de calentamiento para cada borde será de aproximadamente 0, 14 a 0, 16 m 2 .
En base a estas cifras, puede estimar cuántas secciones se requerirán para un circuito en particular. Para cada 10 cuadrados del área de la casa, se necesita 1 kW, que será aproximadamente 0.1 m 2 del área de calentamiento de un intercambiador de calor hecho de hierro fundido.
Las costillas de un radiador de hierro fundido se conectan generalmente mediante juntas de goma resistentes al calor. En la cámara de combustión del horno, tal sello de goma arderá, se debe cambiar a cable de asbesto
Otro punto en el uso de una batería de hierro fundido como intercambiador de calor es la dificultad de limpiarla del hollín del interior del horno. De vez en cuando, la cámara de combustión debe limpiarse, y las "costillas" de alivio interferirán fuertemente con esto.
La variante más óptima del intercambiador de calor es el acero en la forma:
- bobina multi-tubo;
- Camisas de chapa de acero.
Están fabricados en acero de bajo carbono St10 … St20 con un espesor de 4-5 mm. Si toma el tubo, el diámetro de 30-50 mm.
Es más fácil hacer un intercambiador de calor de acero de chapa de acero; sin embargo, en su intercambio de calor solo participará la superficie que mira hacia el interior de la cámara de incendios.
La versión tubular en términos de transferencia de calor es más eficiente, pero también es más laboriosa de fabricar.
Para calcular el intercambiador de calor se debe utilizar la fórmula:
Qy = K * (Tcp-Tk)
donde:
- K - coeficiente de transferencia de calor del material (15-20 se toma para los aceros con bajo contenido de carbono y 50 para la fundición gris);
- Tcp es la temperatura promedio del medio de calentamiento en el horno (Tmax + Tmin) / 2;
- Tk : la temperatura promedio del refrigerante (Tpodachi + Tbratki) / 2.
Si la leña se quema en la estufa, entonces Tcp = (700 + 300) / 2 = 500 ° С y Tk = (80 + 60) / 2 = 70 ° С. Como resultado, Qy = 15 * (500-70) = 6450 kcal / hora. Es decir, se liberarán aproximadamente 7, 5 kW / hora por metro cuadrado de la superficie del intercambiador de calor frente al fuego.
Para el carbón, los cálculos son los siguientes: Tcp = (1000 + 600) / 2 = 800 ° C y Tk = 70 ° C. Qy = 15 * (800-70) = 10 950 kcal / hora = 12 734 W / hora. La superficie del metro cuadrado del intercambiador de calor dará unos 12, 7 kW / hora.
A continuación, dividimos la potencia requerida para calentar una casa específica por la cifra calculada, dependiendo de los planes para el uso de un tipo particular de combustible.
Por ejemplo, para una casa de campo de 150 m 2 se necesitan unos 15 kW. Si se calienta con leña, se requerirá un intercambiador de calor con un área de intercambio de calor de 15/7, 5 = 2 m 2 . Esta es la superficie que se enfrenta a la llama y se calienta.
Si se selecciona una bobina tubular, su longitud se calcula mediante la fórmula:
S = 2 * 3.14 * D * L
donde:
S es el área calculada;
D es el diámetro de los tubos;
L es la longitud deseada.
Los parámetros de una camisa de chapa de acero son incluso más sencillos de calcular, ya que generalmente consta de dos rectángulos en los lados de la cámara de combustión.
Elegir la opción más óptima.
Será difícil instalar un horno de ladrillos masivo en una casa ya construida. En este caso, el calentamiento del agua se organiza mejor sobre la base de una estufa de metal, que se puede colocar en un piso de madera reforzado sin verter los cimientos.
Sin embargo, si hay una oportunidad de hacer los cimientos como debería ser, entonces se debe dar preferencia a una construcción de horno más confiable hecha de ladrillos.
El circuito de agua alrededor de la casa para una estufa de leña se hace mejor con tubos de acero gruesos y con la circulación natural de refrigerante
La instalación en el circuito de calefacción considerado de la bomba de circulación y / o acumulador es un desperdicio de dinero y cero beneficios adicionales. Solo complican la instalación del sistema. Y al apagar la luz, estos dispositivos crearán problemas. Mientras que la opción de calefacción sin ellos en caso de problemas en la red eléctrica continuará calentando la casa con calma.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Elegir la forma del intercambiador de calor en una estufa de leña:
Resumen del horno de ladrillo para calentar el agua en la casa:
El dispositivo de un horno de calentamiento y cocción de un ladrillo con análisis de una orden de diseño:
Es difícil llamar a un calentador de agua a base de madera basado en una estufa de leña ideal y altamente eficiente. Pero esta opción de calentar una casa privada es la más confiable, así como barata y fácil de implementar. Solo para complementar dicho circuito con una bomba de circulación y automatización no es necesario. Funcionan desde la red eléctrica y hacen que todo el sistema no sea autónomo, lo que lo nivela como una de las principales ventajas.