La leña y el carbón siguen siendo en muchas regiones los tipos de combustible más asequibles, con la ayuda de los cuales se calientan las cabañas privadas. Sin embargo, la calefacción de la estufa se elige no solo por el bajo costo y la disponibilidad general de energía, sino también por el bajo costo de su disposición.
Además, además de muchas ventajas, una estufa con un circuito de agua para calentar una casa tiene muchos inconvenientes. No siempre esta opción es óptima. Tratemos de comprender los matices de tal sistema de calefacción.
Características de la calefacción basada en la estufa.
La calefacción de estufas es la norma para las aldeas rusas, cuya fiabilidad y practicidad han sido probadas durante siglos. Y hoy en muchas casas de pueblo hay estufas con una estufa para cocinar y un hogar para hornear pan.
Algunos de ellos están equipados con un circuito de agua del sistema de calefacción, mientras que otros no. Pero los propietarios no tienen prisa por echarlos y cambiarlos a calderas modernas. Todavía no se ha inventado un método de calentamiento más libre de problemas y sin problemas.
Sin un circuito de agua doméstico, una estufa de leña solo puede calentar un pequeño espacio a su alrededor. Para calentar una o dos habitaciones, esta opción es aceptable, pero para una cabaña grande ya no
Como combustible en tales estufas de aldea, se queman:
- carbón;
- turba;
- leña;
- briquetas (eurowood).
No hay una diferencia fundamental entre estos tipos de combustible en términos de la disposición 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 se queman por más tiempo. Pero el diseño del horno y el diseño de la tubería con el refrigerante en las habitaciones son los mismos en todos los casos.
Al elegir la calefacción de una estufa, no se olvide de las normas de seguridad contra incendios para la construcción de hornos de ladrillos: solo su estricta observancia reducirá al mínimo el riesgo de incendio
Entre las ventajas de la calefacción por estufa se encuentran:
- falta de dependencia de la disponibilidad de electricidad en la red;
- el costo relativamente bajo del sistema de calefacción;
- bajo costo de combustible sólido y la posibilidad de usar diferentes tipos de este;
- extrema facilidad de uso;
- transferencia de calor a largo plazo (para estructuras de ladrillo);
- universalidad: adecuado para calentar y cocinar al mismo tiempo.
Si una casa privada no puede conectarse al gas principal, entonces una estufa de leña será la mejor opción para calentarla.
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 más que la norma.
Los dos inconvenientes principales de los hornos con circuito de agua son la incapacidad de automatizar el trabajo y la dificultad de ajustar la transferencia de calor en habitaciones individuales.
Además, de las deficiencias del calentamiento del horno, debe mencionarse:
- calentamiento prolongado del sistema antes del inicio de la transferencia de calor;
- pérdida de masa de espacio utilizable en la casa debido a la masividad del horno;
- peso pesado de la construcción del horno de ladrillos;
- baja eficiencia debido a la salida de una cantidad significativa de calor en la tubería;
- alto riesgo de incendio con uso indebido.
La estufa de ladrillo para calentar y cocinar para una casa privada con calentamiento de agua, dependiendo del diseño y el número de hileras puede 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 se puede llamar un menos de los sistemas de calefacción en consideración.
Calentador de agua dispositivo de calentamiento
Idealmente, un horno para el sistema de calefacción en cuestión debe diseñarse y construirse al mismo tiempo que la casa. Si ya se ha erigido un edificio residencial, será difícil instalar una construcción de ladrillo en él. Y a menudo esto es completamente imposible debido a la necesidad de construir una base sólida y reconstruir el sistema de viga.
El horno para calentar agua en una casa privada puede estar hecho no solo de ladrillo, sino también de acero en forma de estufa de barriga con tubos de intercambio de calor alrededor del horno para calentar el refrigerante.
El calentamiento de agua a base de horno consiste en:
- directamente estufa (metal o ladrillo);
- un intercambiador de calor dentro o alrededor del horno, así como en forma de bobina alrededor de la chimenea;
- Circuitos domésticos con refrigerante y un tanque de expansión en el ático.
Además, en algunos casos, este sistema de calefacción se complementa con una bomba de circulación y un acumulador hidráulico. Sin embargo, esta versión extendida se usa extremadamente raramente, ya que requiere una fuente de alimentación ininterrumpida y conduce a un aumento en el costo de todo el circuito.
Y la principal ventaja del calentamiento de la estufa de agua es el bajo costo del dispositivo. No vale la pena complementarlo con elementos caros y propensos a la rotura.
Circuito de circulación de agua
El sistema de calentamiento de agua en las casas está construido con 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 circulación de agua natural es más barato en comparación con el análogo forzado, y además, a diferencia de él, no requiere suministro de energía
Se recomienda equipar estufas de calentamiento de agua solo en casas de un piso con un área de hasta 150 m2. En este caso, puede hacerse gravitacional sin bombas adicionales.
Si es necesario calentar una cabaña en un par o más pisos, entonces es mejor implementar esto sobre la base de una caldera más potente. El horno para tales edificios tendrá que construirse simplemente enorme, lo cual es costoso de implementar. Y la cantidad de combustible tendrá que ser vertida cada vez que sea considerable. Y hacerlo es altamente desaconsejado debido al mayor riesgo de incendios.
El clásico sistema de calefacción por estufa con circulación natural de agua consta de:
- intercambiador de calor como parte de la estufa;
- un contorno de una tubería de metal;
- radiadores (generalmente reemplazados por tuberías gruesas en habitaciones);
- Tanque de expansión.
Si se decide calentar agua en una casa de campo con sus propias manos, entonces es mejor diseñarlo de acuerdo con este esquema. La instalación y el cálculo de esta opción es más fácil de realizar que con el movimiento forzado del agua.
Un sistema con bomba de circulación es más adecuado para las calderas, ya que en función de la estufa pierde su mayor eficiencia de 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 refrigerante del horno se calienta para emitir calor en las habitaciones. Después de perseguirlo con una bomba a través de las tuberías del circuito no tiene sentido. De todos modos, nada en una cámara fría se calentará.
Al optar por una estufa de leña o carbón, los propietarios de casas particulares generalmente esperan un sistema de calefacción autónomo. Si instala equipos de bombeo que requieren energía de la red eléctrica para su funcionamiento, será difícil hablar de autonomía.
Horno - ladrillo o metal
Una estufa de ladrillo se calienta más tiempo, pero también emite calor al espacio que la rodea. El análogo del acero, por el contrario, se calienta rápidamente y también se enfría rápidamente después de quemar combustible. Este problema se resuelve parcialmente debido a la presencia de grandes volúmenes de refrigerante en el circuito de agua.
Sin embargo, cuanto más agua tenga que almacenar en el sistema, más costosa será la de los materiales.
Se permite colocar una estufa de barriga de metal con una bobina de agua para el circuito de calefacción en casas privadas directamente sobre un piso de madera sin disponer una base especial.
Un horno de acero para calentar agua con una potencia de 5-15 kW, sin combustible ni agua, esta es una estructura que pesa 100-300 kg. Tal estufa de barriga sin miedo se puede poner en rezagos reforzados. Los cimientos del horno se deben verter cuando la estufa pesa más de 700-800 kg. Ahora, si es ladrillo, entonces el trabajo concreto definitivamente no es suficiente.
En comparación con una de metal, una estufa de ladrillo 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 ruptura de la tubería debido a la formación de hielo en el interior. Si todo se decide hacer a fondo para usted y su residencia permanente, se recomienda detener la elección de la opción de ladrillo.
Tubos - acero inoxidable o metal
Si el sistema de calefacción se construye sobre la base de una caldera de agua caliente, se puede atar no solo con tubos de acero, sino también con tubos de plástico y polipropileno. Sin embargo, si la estufa de leña calienta el agua, entonces el circuito con el refrigerante debe crearse solo de acero inoxidable.
Con una gran colocación de leña, el agua en la bobina del horno puede calentarse rápidamente hasta 100 grados y hervir, tales temperaturas solo pueden soportar el acero durante mucho tiempo
Metalloplastik está diseñado para funcionar con un refrigerante calentado a 90–95 ° С. Por un corto tiempo, puede transferir y calentar a 110–120 ° С. Al mismo tiempo, la automatización de las calderas y las calderas inicialmente no permite el calentamiento del agua a tales grados. Para pisos cálidos, calienta hasta 30–45 ° С, y para baterías hasta 60–65 ° С.
Sin embargo, en el caso de una estufa de leña, las temperaturas por debajo de los cien no solo son posibles, sino lejos de ser poco comunes. No se recomienda arriesgar y jugar a la ruleta rusa, atar este horno con tubos de plástico. Es mejor dar acero inoxidable más confiable.
Además, las tuberías derivadas que salen del horno de la bobina para conectar las tuberías del circuito definitivamente se calentarán 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 derretirlos.
Disipación de calor: radiadores o registro
El calor se suministra desde la estufa al circuito de calefacción en porciones durante varias horas, mientras que la leña o el carbón se queman en el horno. Si hay poca agua en el sistema de calefacción, la casa se levantará rápidamente. Por lo tanto, en las aldeas, dicha calefacción generalmente está hecha de gruesos tubos de acero, y no sobre la base de radiadores más familiares para los ciudadanos. El registro de calefacción para estufas de leña es perfecto.
El esquema clásico de estufas de calentamiento de agua con circulación natural supone el contacto directo del agua con la atmósfera a través de un tanque de expansión, pero no se recomienda el aire para las baterías comunes en el portador de calor.
Una tubería de acero inoxidable con un diámetro de 80–120 mm colocada alrededor de la casa es un registro de calefacción que consiste en un suministro del horno y un retorno al mismo. En la habitación más alejada del horno, estas líneas están conectadas entre sí, y en el resto de las habitaciones se colocan en forma de dos tuberías a lo largo de las paredes externas.
El registro no se ve tan estéticamente agradable como el radiador. Pero la primera opción es mucho más barata y más fácil de hacer de forma independiente que la segunda. Para su implementación solo es necesario tener experiencia en el manejo de la máquina de soldar.
El área de transferencia de calor para dicho circuito 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 el suministro y el retorno, así como la distancia vertical entre las tuberías.
Sin embargo, a menudo, estos cálculos no se realizan, pero se toma una tubería con un diámetro de 80–100 mm y se coloca a lo largo del perímetro de todo el edificio residencial con un bucle en la habitación trasera. Al mismo tiempo, la transferencia de calor se ajusta "a ojo" y experimentalmente como resultado de aplicar uno u otro volumen de combustible al horno.
No es de extrañar que los contornos de los registros, junto con los hornos de agua, sean tan comunes. Ni siquiera necesitan ser contados, solo tome una tubería adecuada y suelde.
Seleccionamos un intercambiador de calor para el horno.
El intercambiador de calor en la estufa puede ser de cobre, acero o hierro fundido. La opción de cobre es inmediatamente mejor excluir debido al alto precio. Soldar dicho dispositivo por sí solo es extremadamente problemático.
Instale las baterías de hierro fundido dentro del horno con precaución: debido al choque de temperatura, sus secciones individuales pueden desconectarse de los elementos vecinos.
El hierro fundido supera al acero en parámetros técnicos. Sin embargo, es problemático hacer un intercambiador de calor para una estufa de leña con usted mismo. Solo puede llevar una batería vieja para esto. Pero aquí debe tenerse en cuenta que el sello entre sus secciones se quemará en el horno. Y esta es una forma directa de la pérdida de estanqueidad y la liberación de agua en la cámara de combustión.
Si se decide que el intercambiador de calor está hecho de una batería de hierro fundido, entonces es mejor tomar MS-110-300 o MS-90-300 para este modelo. Son pequeños y callados en una caja de fuego. El área de superficie de calentamiento en cada borde será del orden de 0.14–0.16 m2.
En base a estas cifras, podemos estimar cuántas secciones se necesitan para un circuito en particular. Por cada 10 cuadrados de la casa, se necesita 1 kW, que será aproximadamente 0.1 m2 área de calentamiento del intercambiador de calor de hierro fundido.
Las aletas del radiador de hierro fundido generalmente se conectan mediante juntas de goma resistentes al calor. En el horno del horno, tal sello de goma se quemará, debe reemplazarse con un cable de asbesto
Otro punto de usar una batería de hierro fundido como intercambiador de calor es la dificultad de limpiarla del hollín desde el interior del horno. De vez en cuando, la cámara de combustión debe limpiarse, y las costillas de alivio de "hierro fundido" interferirán en gran medida con esto.
La variante más óptima del intercambiador de calor es el acero en forma de:
- una bobina de varios tubos;
- camisas de chapa de acero.
Están hechos de acero dulce St10 ... St20 con un espesor de 4-5 mm. Si toma el tubo, entonces con un diámetro de 30-50 mm.
Es más fácil hacer un intercambiador de calor de acero a partir de chapa de acero; sin embargo, solo la superficie frente al fuego participará en el intercambio de calor.
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, use la fórmula:
Qy = K * (Tcp-Tk)
Dónde:
- K - coeficiente de transferencia de calor del material (para aceros con bajo contenido de carbono 15-20 y para hierro fundido gris - 50);
- Tcp - la temperatura media del medio de calentamiento en el horno (Tmax + Tmin) / 2;
- Tk - temperatura media del portador de calor (suministro de T + retorno) / 2.
Si se quema leña 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, saldrán aproximadamente 7,5 kW / h 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 ° С y Tk = 70 ° С. Qy = 15 * (800-70) = 10 950 kcal / hora = 12 734 W / hora. Un metro cuadrado de la superficie del intercambiador de calor producirá aproximadamente 12,7 kW / h.
Luego, dividimos la potencia necesaria para calentar una casa en particular por una cifra calculada, dependiendo de los planes para el uso de un tipo particular de combustible.
Por ejemplo, para una casa de campo en 150 m2 necesita unos 15 kW. Si se calienta con madera, se requiere un intercambiador de calor con un área de transferencia de calor de 15 / 7.5 = 2 m2. 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
Dónde:
S - área estimada;
re - diámetro de los tubos;
L - longitud deseada.
Los parámetros de una camisa de chapa de acero son aún más fáciles de calcular; generalmente consta de dos rectángulos a los lados de la cámara de combustión.
Elegir la mejor opción
Será difícil colocar un enorme horno de ladrillos en una casa ya construida. En este caso, el calentamiento del agua se organiza mejor sobre la base de una estufa de barriga de metal, que se puede colocar sobre un piso de madera reforzado sin verter los cimientos.
Sin embargo, si es posible hacer la base como debería, entonces se debe dar preferencia a un diseño de horno de ladrillos más confiable.
El circuito de agua alrededor de la casa para una estufa de leña se realiza mejor con tubos de acero grueso y con circulación de refrigerante natural.
Instalar una bomba de circulación y / o un acumulador hidráulico en el circuito de calefacción en cuestión es una pérdida de dinero y cero beneficios adicionales. Solo complicarán la instalación del sistema. Y cuando apaga la luz, estos dispositivos crearán problemas. Mientras que la opción de calefacción sin ellos, con problemas en la red eléctrica, seguirá calentando la casa con calma.
Elegir la forma del intercambiador de calor en una estufa de leña:
Descripción general del horno de ladrillos para calentar el agua en la cabaña:
El dispositivo de la estufa de calefacción y cocción de ladrillo con análisis del orden de diseño:
Es difícil llamar al calentamiento de agua basado en una estufa de leña ideal y altamente eficiente. Pero esta opción de calentar una casa privada es la más confiable, además de barata y fácil de implementar. Simplemente complemente dicho circuito con una bomba de circulación y la automatización no es necesaria. Trabajan desde la red eléctrica y desconectan todo el sistema, lo que lo nivela como una de las principales ventajas.