No século passado, habitações particulares de um andar eram frequentemente aquecidas por um fogão a lenha, combinado com registros (baterias) de um sistema alimentado por gravidade. Um tanque de ferro foi colocado dentro do aquecedor - uma caldeira com água aquecida pelo fogo do forno. Esse esquema permanece atraente devido à sua não volatilidade e baixa demanda por qualidade de combustível sólido. Nossa tarefa é ajudar o proprietário a escolher um fogão para uma casa com aquecimento de água, conversar sobre as dificuldades de conexão e operação.
Fornos de circuito de água - 3 variedades
Para a implementação do aquecimento do forno, combinado com o sistema de radiador de uma casa particular, são utilizados 3 tipos de forno com circuito de água:
- fogões de metal - aço e ferro fundido com uma bobina incorporada para aquecer o líquido de refrigeração;
- inserções de lareira com trocador de calor - camisa de água;
- aquecimento de tijolos e fogões com caldeira embutida.
Nota. Os fogões de barriga para banhos equipados com tanque e bobina são estruturalmente semelhantes às unidades listadas. A instalação de um fogão de sauna para as necessidades de aquecimento a vapor é teoricamente possível, mas muito problemática e inconveniente do ponto de vista da operação.
Uma opção alternativa também deve ser incluída aqui - aquecedores a lenha de aço do tipo faça você mesmo. Tais produtos merecem atenção, pois não são inferiores aos de fábrica em termos de confiabilidade e transferência de calor, mas são muito mais baratos. A aparência de um fogão de barrigudo nem sempre desempenha um papel importante.
Propomos considerar os fogões de cada grupo separadamente, concentrando-se nas deficiências e vantagens que são importantes para o proprietário.
As desvantagens dos fogões de metal
Nos fogões a lenha fabricados na fábrica, o líquido de refrigeração é aquecido de três maneiras:
- Um trocador de calor de tubo de água é instalado na área superior da fornalha ou perto da saída de gás de combustão.
- Uma das paredes da câmara de combustão (superior ou lateral) está em contato com uma camada de água semelhante a uma camisa de uma caldeira de combustível sólido.
- Vários tubos com líquido de arrefecimento se dobram em torno das paredes semicirculares da fornalha. As extremidades inferior e superior são soldadas em coletores comuns, conforme mostrado no desenho.
Referência. Um exemplo de produto com camisa de água parcial é um forno de aquecimento doméstico Thermofor Hydraulik, com tubos convertidos, aquecedores de convecção Breneran - Aquaten com tubos laterais.
Os fabricantes costumam fornecer aos fogões um aquecedor adicional - elementos de aquecimento com uma potência de 1 ... 15 kW. O objetivo é manter a temperatura do líquido de arrefecimento e do ar em uma casa particular após queimar uma porção de combustível sólido. Alguns modelos estão equipados com um fogão de 1-2 queimadores.
A vantagem real das unidades de aquecimento de metal é o baixo custo do produto e a velocidade de instalação em comparação com a colocação de um forno de tijolos. Exemplo: o preço de um aquecedor Breneran-Aquatic de 3,5 kW é de aproximadamente 270 onças. e. (sem chaminé). Ao instalar um fogão com suas próprias mãos, você gastará outros 50-100 c. em materiais utilizados para instalação e cintagem.
Comente. O custo da chaminé necessário para qualquer fogão não é levado em consideração. O preço depende da altura do elevador, do design do canal e do layout.
Agora vamos lidar com as deficiências:
- não importa o que os fabricantes e vendedores afirmam, a eficiência máxima dos fogões de ar e água para madeira e carvão é de 60%;
- a unidade aquece e esfria igualmente rapidamente;
- um trocador de calor geralmente é suficiente para aquecer 2 a 3 quartos pequenos (1 radiador em cada);
- circuito de água sistema de circulação vital.
Esclarecemos o último ponto. Se o fluxo de água através da bobina parar, o elemento superaquece.Primeiro, o líquido de arrefecimento ferve, depois evapora e interrompe a conexão fraca mais próxima. Mais tarde, o trocador de calor queima e finalmente falha.
Para ser justo, mencionamos a questão da estética. Constantemente usando um fogão de barriga para aquecer sua casa, você não terá uma imagem bonita que os fabricantes gostam de mostrar na foto. O fogão suja muito rapidamente, madeira e pó de carvão, o cheiro de fumaça aparecerá na sala.
Inserções para lareira - prós e contras
Um fogão retangular com um circuito de água, feito em forma de lareira, é estruturalmente muito mais próximo da caldeira TT. As paredes laterais da câmara de combustível são lavadas pelo líquido de arrefecimento, a parte frontal e a parte superior aquecem o ar da sala. O fundo recebe pouco calor, por isso não é levado em consideração.
Lados positivos das inserções da lareira equipadas com uma jaqueta de troca de calor de água:
- eficiência de combustão de combustível - até 70%;
- custo razoável (comparado com estruturas de tijolo);
- instalação simples e rápida;
- o fogão da lareira equipado com uma porta transparente cabe perfeitamente no interior da sala de estar.
Referência. Lareira a água da lareira "Thermofor Aquarius" com uma transferência de calor de 12 kW custará 530 y. É difícil estimar os custos adicionais, cujo valor depende do método de decoração da lareira. Opção de orçamento: coloque o aquecedor em uma base sólida, conecte-o à rede do radiador e faça o acabamento você mesmo ou deixe-o para depois.
Os contras dos fornos de metal são semelhantes às desvantagens dos fornos:
- a lareira aquece e esfria rapidamente, precisa de circulação contínua do líquido de refrigeração;
- fornece calor para um número limitado de baterias;
- devido à diferença de temperatura, formas de condensação nas paredes internas e depósitos de fuligem são depositados;
- uma semelhança completa com uma lareira natural é obtida através do design - revestimento decorativo de alvenaria ou forro de gesso cartonado.
Usando uma inserção de lareira como principal fonte de energia térmica, não conte com a queima longa de um marcador. Exemplo: o volume útil da câmara de combustão do “Aquário” acima mencionado é de apenas 62 litros, mas não funcionará para bloquear completamente a fornalha com lenha. Tem que jogar logs a cada 3-4 horas.
Nota. A maioria dos fornos de aço apresenta uma desvantagem semelhante - no modo de queima intensiva, só há tempo para jogar lenha.
Pontos fortes e fracos dos aquecedores de tijolos
Os trocadores de calor são instalados dentro do fogão de duas maneiras - na fornalha ou no duto de gás, no caminho dos produtos de combustão a quente. Cada opção difere em suas nuances:
- a caldeira na câmara de combustão aquece rapidamente sob a influência de uma chama, mas forma condensação e fuligem nas paredes;
- em caso de ebulição e formação de vapor, o tanque pode estourar na fornalha e quebrar a alvenaria;
- o trocador de calor dentro da chaminé é muito mais seguro, mas aquece mais lentamente porque recebe menos calor.
Referência. A bobina colocada na conduta deve ter o dobro da área de transferência de calor que a caldeira em um forno com potência comparável.
A principal desvantagem de qualquer aquecedor de tijolos é o alto custo de materiais e trabalhos de alvenaria. Suponha que você decida economizar e abaixe o fogão. É preciso experiência, tempo e habilidade técnica - não é fácil iniciar a construção no meio de uma casa antiga. A melhor opção é colocar a fundação e o forno na fase da parede.
Por que os fogões de pedra com um trocador de calor embutido são apreciados:
- a vida útil é incomparavelmente maior do que qualquer gerador de calor - pelo menos 50 anos;
- a capacidade de acumular calor, aquecer salas adjacentes por um longo tempo após a atenuação;
- eficiência máxima - 70 ... 75%;
- em um forno aquecido, a fuligem formada nas paredes do tanque e na chaminé se queima;
- alguns fogões de tijolos - um canal "holandês", "sueco", uma construção em forma de sino de Kuznetsov - podem aquecer com segurança uma casa de dois andares.
Fato interessante. A seção do aquecedor de água pode ser adicionada a qualquer fogão de tijolos. Os mestres inteligentes em fogões sabem como alterar o layout e as disposições para instalar um registro de água por transferência de calor.
Dicas de forno
Recomendação número um: use uma caldeira a combustível sólido para aquecer o líquido de arrefecimento na rede de aquecimento de água. Se necessário, compre um modelo de queima longa com um volume de câmara de carregamento superior a 100 litros. As caldeiras TT modernas direcionam 75-80% da energia de combustão para aquecer a água e quase não elevam a temperatura ambiente.
Se, por várias razões, você quiser instalar um forno com um trocador de calor, ouça as seguintes dicas:
- Um fogão de ferro fundido ou aço inoxidável é adequado para uma pequena cabana com uma área de 40 a 80 m². Haverá aquecedor suficiente para o aquecimento por convecção da sala central, arrume as baterias nas salas vizinhas.
- Uma inserção de lareira ou um fogão de ferro equipado com vidro panorâmico será uma decoração bem-sucedida da sala de estar. Uma condição: use o produto como fonte adicional de calor e coloque a carga principal em um gerador de calor a gás ou a madeira. Em seguida, será possível manter a limpeza e a ordem perto do fogão.
- Na fase de construção de uma casa, sem ambiguidades, estava um fogão de tijolos. Esta é a melhor opção em comparação com aquecedores de ferro.
- Teoricamente, a capacidade da inserção da lareira é suficiente para aquecer um quadrado de 100-120 m². A prática mostra: sem a ajuda de um segundo gerador de calor, ele deverá ser carregado com lenha com um intervalo de 3-4 horas. Portanto, espere uma área de aquecimento menor.
Um ponto importante. Todos os aquecedores a lenha equipados com um circuito de água têm uma coisa em comum: devido à intensa extração de calor, as superfícies do registro e a parede da chaminé são abundantemente cobertas de fuligem. A única saída é aquecer o fogão no máximo, para que os depósitos de fuligem queimem da alta temperatura. O suporte a esse modo nem sempre é conveniente.
Como escolher o design e calcular a área do trocador de calor na versão em tijolo do forno:
- Se o registro estiver dentro da fornalha, 1 m² de sua área poderá transferir água até 10 kW de calor. Exemplo: você precisa aquecer salas de 80 quadrados - serão necessários cerca de 8 kW de energia e uma superfície de troca de calor de 0,8 m².
- A bobina da chaminé não é tão eficaz. Espere uma transferência de calor de 400–500 W de 1 m² de registro.
- Para facilitar a limpeza, é melhor deixar a caldeira plana - na forma de um tanque com tubos de entrada. Construções com nervuras feitas de tubos redondos são mais difíceis de limpar. Para instalação no interior do tubo de solda, solde o registro dos tubos de perfil.
- O material do trocador de calor é aço de baixo carbono da classe St10 ... St20 com uma espessura de 4-5 mm. É permitido o uso de aço inoxidável e resistente ao calor de 2-4 mm, mas deve ser fervido em um gás inerte - argônio.
- O uso de baterias de ferro pré-moldado é altamente desencorajado. Razões: o metal racha devido ao choque de temperatura e a vedação entre as seções se queima com o tempo, um vazamento aparece.
Gorjeta. Não exagere na área de transferência de calor do circuito "em reserva". O corpo do forno receberá muito menos calor e a água no registro pode superaquecer e ferver. Não coloque tubos de aço inoxidável corrugados na chaminé - é difícil determinar sua área e mão de obra reais.
Diagramas de conexão do trocador de calor
No âmbito desta publicação, não descreveremos os métodos de fabricação de fogões, mas procederemos imediatamente à cintagem. Se você quiser fazer um aquecedor de água, recomendamos que você leia os manuais individuais:
- aquecedor caseiro para uma garagem de combustível sólido e mineração;
- instruções para alvenaria de lareira e fogão;
- diagrama e ordem da placa com uma caldeira de água.
Se você comprou um forno de fábrica com um trocador de calor, leia atentamente as instruções em anexo. A documentação sempre indica os diâmetros dos tubos e os métodos para conectar o circuito da água aos dispositivos de aquecimento.Geralmente são aplicados 2 esquemas:
- Um sistema aberto com fluxo gravitacional (convectivo) do transportador de calor.
- Rede de radiador fechada com movimento forçado de água da bomba.
Nota. Os circuitos de gravidade costumam usar bombas de derivação. O objetivo é reduzir a diferença de temperatura entre o suprimento e o retorno, aumentando a velocidade do refrigerante e a eficiência do aquecimento. Na ausência de eletricidade, o sistema continuará operando no modo gravitacional.
A gravidade é organizada aumentando os diâmetros das rodovias e as inclinações das seções horizontais. A seção transversal mínima do coletor de distribuição no esquema de gravidade é de 32 mm (uma polegada e um quarto), a inclinação é de 3 ... 5 mm por 1 metro em curso. Um tanque de expansão aberto está no ponto superior, todo o ar que entra no sistema vai para lá.
Com o circuito fechado mostrado na figura acima, o líquido de refrigeração está sob pressão (pelo menos 1 bar "frio") e se move sob a pressão da bomba. O tanque de expansão de membrana está localizado no ponto inferior e é conectado à linha de retorno através de uma válvula de fechamento. É obrigatória a instalação de um grupo de segurança com ventilação, manômetro e válvula de alívio.
Dica para escolher um esquema. Ao comprar um fogão para uma casa com aquecimento de água, o proprietário obviamente confia na operação autônoma do sistema. Daí a conclusão: um esquema de fluxo de gravidade é mais adequado para trabalhar com um forno de água quente. Após desligar a luz, a circulação no circuito não para e o trocador de calor não queima.
Conclusão
A opção de combinar sistemas de aquecimento de água com fornos não pode ser considerada ideal. Além disso, é altamente recomendável evitar esses esquemas e instalar caldeiras normais. Uma exceção são circunstâncias especiais e condições de vida, por exemplo, falta de energia ou a compra de uma casa pronta com um fogão a lenha, que já possui um circuito de água quente.