Kamna s vodním okruhem pro vytápění domu: vlastnosti vytápění kamen, nejlepší volba
Obsah
V mnoha soukromých domech zůstává prioritou vytápění dřevem a kamny. Někdo má kovová kamna, někdo zděná, ale jedno je spojuje - tento typ vytápění není nejvhodnější. Příliš mnoho pozornosti a nedostatek pohodlí. Výstup - topení kamny s vodním okruhem.
Nejprve si ujasněme terminologii. Když se řekne „kamna“, nejčastěji se myslí topidlo z cihel, které je vytápěno palivovým dřívím. Často se tak ale nazývají i kovová kamna na dřevo nebo na uhlí. Principy fungování pro cihlové a kovové jednotky jsou stejné, mění se způsob přenosu tepla. Kov má větší konvekční složku (většina tepla se předává vzduchem), u cihel převládá tepelné sálání - ze stěn pece a vytápěných stěn domu. V našem článku mluvíme především o cihlových pecích, ale většinu informací lze aplikovat na kovové dřevěné (uhelné) jednotky. Vytápění pece s vodním okruhem může být provedeno na základě pecí jakéhokoli druhu.
Vytápění konvenčními kamny: výhody a nevýhody
Domy se u nás vytápěly tradičně zděnými kamny, postupně však tento typ vytápění nahradily vodní systémy. To vše proto, že spolu s výhodami má jednoduché vytápění kamny spoustu nevýhod. Nejprve o výhodách:
- Trouba přenáší většinu tepla tepelným zářením, a jak vědci zjistili, naše tělo ho lépe vnímá.
- Ruská nebo jiná topná kamna mají barevný vzhled, často je možné pozorovat otevřený plamen.
- Pro úplnější využití vzniklého tepla je možné vyrobit zděnou pec s komíny.
- Vytápění tohoto typu je energeticky nezávislé - nezávisí na dostupnosti elektřiny.
- Existují modely kamen pro vytápění druhého patra (kvůli topnému štítu s kouřovými kanály).
Topení v kamnech je dnes vnímáno spíše jako exotické, neboť je velmi vzácné. Nelze tvrdit, že je velmi příjemné být v blízkosti teplých kamen. Vytváří zvláštní atmosféru. Existuje však také mnoho vážných nevýhod:
- Nerovnoměrné vytápění - horko u kamen, zima v rozích.
- Velká plocha, kterou zabírá trouba.
- Vytápí se jen ty místnosti, do kterých jdou stěny pece.
- Nemožnost regulace teploty vytápění v jednotlivých místnostech.
- Nízká účinnost. U konvenčních kamen je již 60 % velmi dobrým ukazatelem, zatímco moderní topné kotle dokážou vyrobit 90 % i více (plyn).
- Potřeba časté údržby. Tavit, seřizovat klapky, čistit uhlí – to vše pravidelně a neustále. Ne každého to baví.
Jak vidíte, nevýhody jsou značné, ale některé z nich lze vyrovnat, pokud je do pece zabudován výměník tepla, který je připojen k systému ohřevu vody. Takový systém se také nazývá ohřev vody v peci nebo ohřev pece s vodním okruhem.
Vytápění vodními kamny
Při organizaci ohřevu vody z pece je do pece zabudován výměník tepla (vodní okruh), který je připojen potrubím k radiátorům. V systému cirkuluje chladicí kapalina, která přenáší teplo z pece do radiátorů. Toto řešení zvyšuje komfort bydlení v zimním období. Jde o to, že radiátory mohou být instalovány v jakékoli místnosti, to znamená, že kamna mohou stát v jedné místnosti a všechny ostatní místnosti budou vytápěny bateriemi, kterými protéká ohřátá voda.
Současně zůstávají zbývající nevýhody vytápění kamny, ale přidávají se výhody ohřevu vody - teplotu můžete upravit v každé místnosti (v určitých mezích), velká setrvačnost vyrovnává nerovnoměrný teplotní režim. Mimochodem, stejné schéma funguje s kovovými kamny na dřevo nebo uhlí.
Typy systému
Existují dva typy systémů ohřevu vody: nucený a přirozený oběh (EC). Vytápění s přirozenou cirkulací je energeticky nezávislé (pro provoz není potřeba elektřina), chladicí kapalina cirkuluje v důsledku přirozených fyzikálních procesů. Nevýhodou tohoto způsobu vytápění je nutnost použití trubek o velkém průměru, to znamená, že objem systému bude velký a bude mít velkou setrvačnost. Při zapalování kamen to není moc dobré - zahřeje se dlouho. Ale po vyhoření se teplo v domě udrží déle.
Další nevýhodou je, že pro vytvoření podmínek pro pohyb chladicí kapaliny je přívodní potrubí zvednuto - ke stropu nebo na úroveň radiátorů (v extrémních případech). Při vytápění dvoupatrového domu potrubí stoupá z kotle, prochází radiátory a pak klesá a obchází baterie ve spodním patře.
Další důležitou nevýhodou je relativně nízká účinnost topných systémů s EC - chladicí kapalina se pohybuje pomalu, nese málo tepla.
Vytápění pece s vodním okruhem a nuceným oběhem se vyznačuje přítomností oběhového čerpadla (na obrázku níže), které pracuje nepřetržitě. Jeho úkolem je pohánět vodu určitou rychlostí. Změnou této rychlosti můžete změnit intenzitu vytápění prostoru. To vede k tomu, že za stejných podmínek je takové vytápění efektivnější. Aby ale systém fungoval, je potřeba napájení – čerpadlo musí pracovat neustále. Když se zastaví, systém se vaří a selže. Pokud dochází k výpadkům proudu jen zřídka, stačí mít nepřerušitelný zdroj napájení se sadou dobíjecích baterií. Pokud se často a na dlouhou dobu vypíná proud, budete muset nainstalovat i generátor a celkové náklady na takové řešení jsou značné.
Existuje třetí typ systému: smíšený nebo kombinovaný. Vše je navrženo pro přirozenou cirkulaci, ale je instalováno oběhové čerpadlo. Dokud je elektřina, topení funguje jako nucené (s čerpadlem), při zhasnutí světla se chladicí kapalina pohybuje sama.
tepelný akumulátor
Vzhledem k tomu, že kamna nejsou neustále vytápěna, ale mají cyklický algoritmus provozu, v domě je buď teplo nebo zima. A přítomnost radiátorů z toho ušetří jen málo. I když rozdíly nejsou tak zásadní, stále existují. Zejména v noci není dost tepla, ale opravdu se mi nechce vstát a utopit se. K vyřešení tohoto problému je instalována výkonná trouba a do systému je zabudován tepelný akumulátor. Jedná se o velkou nádobu naplněnou chladicí kapalinou, která stojí mezi kamny a topným systémem.
To znamená, že existují dva samostatné nezávislé okruhy. První odvádí teplo z pece a obvykle se provádí s přirozenou cirkulací. Druhý žene chladicí kapalinu do radiátorů a obvykle je přítomno oběhové čerpadlo.
Tento způsob organizace vytápění vodních kamen je dobrý, protože zatímco kamna ohřívají, voda v nádrži se aktivně ohřívá. Při správném výpočtu se ohřeje na 60-80°C, což stačí k udržení normální teploty radiátorů po dobu cca 10-12 hodin. Neexistuje žádné extrémní horko ani extrémní zima. Atmosféra je docela pohodlná.
Instalace tepelného akumulátoru do systému (někdy také nazývaného vyrovnávací nebo vyrovnávací nádrž) také snižuje riziko varu systému. Druhý okruh se rozhodně nikdy neuvaří, ale aby se ten první nevařil, je potřeba to správně spočítat - aby se i v režimu přirozené cirkulace chladicí kapalina pohybovala dostatečnou rychlostí a nestihla se přehřát.
Zaregistrujte se do trouby
Pro ohřev chladicí kapaliny je v peci zabudován vodní okruh (také nazývaný registr, výměník tepla, spirála, vodní plášť). Jeho tvar může být libovolný, nejčastěji však tvoří obdélníkové ploché nádoby nebo soustavu trubek spojených do jednoho systému (např. radiátory).
Pro připojení výměníku tepla k systému jsou do něj přivařeny dvě trubky: jedna shora - pro odběr teplé vody, druhá zespodu - pro čerpání chlazené vody z vratného potrubí.
Často se objevují dotazy s dimenzováním vodního okruhu pro pec. Lze to přibližně vypočítat na základě tepelných ztrát objektu. Předpokládá se, že pro přenos 10 kW tepla je plocha tepelného výměníku 1 m2. m. Zároveň je ale potřeba počítat s dobou provozu pece – ta se přece netopí pořád. Zatímco ne moc zima - jednou denně asi 1,5 hodiny, když je zima - dvakrát. Během této doby je nutné, aby kamna stihla ohřát veškerou vodu v tepelném akumulátoru. Proto se výpočet plochy výměníku provádí podle denního množství tepla potřebného ke kompenzaci tepelných ztrát.
Tepelná ztráta domu nechť je například 12 kWh. Bude to 288 kW za den. Kamna jsou nahřátá, nechte to trvat 3 hodiny, během této doby by se mělo naakumulovat veškeré potřebné teplo. Pak je požadovaný výkon vodního okruhu pro pec -288 / 3 = 96 kW. Abychom to převedli na plochu, vydělíme 10, dostaneme, že za těchto podmínek by plocha registru měla být 9,6 m². Jakou formu zvolíte, je jen na vás. Je důležité, aby vnější povrch registru nebyl menší.
No, ještě pár bodů. První je, že výkon pece musí být větší než výkon nalezeného výměníku tepla. V opačném případě se požadované množství tepla jednoduše neuvolní. Druhé upozornění: tomu musí odpovídat i kapacita tepelného akumulátoru - měla by být více o cca 10-15%. V tomto případě je var chladicí kapaliny vyloučen.
Tepelná kapacita vody a nemrznoucí směsi je velmi odlišná. Baterie s nemrznoucí kapalinou jako chladicí kapalinou musí být výrazně větší než nádrž na vodu (ve stejném systému).
Co ještě stojí za to pamatovat, že je žádoucí dobře izolovat tepelný akumulátor - aby se teplo udrželo déle. V tomto případě bude vytápění kamen s vodním okruhem ještě ekonomičtější.
Je možné instalovat registr pro vytápění do stávajících kamen
Správnější je samozřejmě postavit pec kolem vyrobeného registru. Pokud ale trouba již stojí, stále do ní můžete zabudovat vodní okruh. Pravda, budete se muset hodně snažit – jsou značné velikosti a ještě musí nějak držet. Není to tedy snadný úkol. Kromě toho nezapomeňte, že stále budete muset učinit dva závěry - připojit přívodní a vratné potrubí.
Najít místo pro registr také není příliš jednoduché. Jeho přímý kontakt s ohněm je vysoce nežádoucí, ale musí být v prostředí horkých plynů. V tomto případě můžete doufat, že výměník tepla vydrží dlouho.
