Stufa con circuito ad acqua per riscaldamento domestico

In molte case private, il riscaldamento a legna e le stufe rimangono una priorità. Qualcuno ha una stufa in metallo, qualcuno ha un mattone, ma una cosa li unisce: questo tipo di riscaldamento non è il più conveniente. Troppa concentrazione e poco conforto. Uscita - riscaldamento della stufa con un circuito dell'acqua.

Riscaldamento a stufa con circuito idraulico: un'opportunità per unire tradizione e comfort

Innanzitutto, comprendiamo la terminologia. Quando si dice "stufa", il più delle volte si intende un dispositivo di riscaldamento in mattoni, che viene cotto a legna. Ma spesso questa è anche chiamata stufa in metallo con legna o carbone. I principi di funzionamento per le unità in mattoni e metallo sono gli stessi, il metodo di trasferimento del calore sta cambiando. Il metallo ha una maggiore componente convettiva (la maggior parte del calore è trasportata dall'aria), mentre il mattone è dominato dalla radiazione termica - dalle pareti del forno e dalle pareti riscaldate della casa. Questo articolo riguarda principalmente i forni in mattoni, ma la maggior parte delle informazioni possono essere applicate anche alle unità di legno (carbone). Il riscaldamento della stufa con circuito ad acqua può essere realizzato sulla base di qualsiasi tipo di stufa.

Riscaldamento convenzionale della stufa: vantaggi e svantaggi

Nel nostro paese, le case erano tradizionalmente riscaldate con stufe in mattoni, ma gradualmente questo tipo di riscaldamento è stato sostituito da sistemi idrici. Tutto questo perché, insieme ai vantaggi, un semplice riscaldamento della stufa presenta molti svantaggi. Innanzitutto, sui vantaggi:

• La stufa trasferisce la maggior parte del calore per radiazione termica e, come hanno scoperto gli scienziati, viene percepita meglio dal nostro corpo.
• Una stufa russa o qualche altra stufa ha un aspetto colorato, è spesso possibile osservare una fiamma aperta.
• Puoi realizzare un forno in muratura con camini per un utilizzo più completo del calore generato.
• Il riscaldamento di questo tipo non è volatile: non dipende dalla disponibilità di elettricità.
• Esistono modelli di stufe per il riscaldamento del secondo piano (grazie al pannello riscaldante con canali da fumo).
  

  Riscaldamento a stufa

Oggi, il riscaldamento delle stufe è percepito più come esotico, poiché è molto raro. Non si può sostenere che sia molto piacevole stare vicino a una stufa calda. Si crea una sorta di atmosfera speciale. Ma ci sono anche molti seri svantaggi:

• Riscaldamento irregolare: caldo vicino alla stufa, freddo negli angoli.
• Ampia area occupata dal forno.
• Riscalda solo quelle stanze in cui vanno le pareti della stufa.
• L'impossibilità di regolare la temperatura di riscaldamento nelle singole stanze.
• Bassa efficienza. Per le stufe convenzionali, il 60% è già un ottimo indicatore, mentre le moderne caldaie per riscaldamento possono produrre il 90% o più (gas).
• La necessità di una manutenzione frequente. Per sciogliere, regolare gli smorzatori, pulire i carboni - tutto questo regolarmente e costantemente. Non a tutti piace.
  

  Il principio di organizzazione dei flussi di fumo: orizzontale e verticale

Come puoi vedere, gli svantaggi sono significativi, ma alcuni di essi possono essere livellati se uno scambiatore di calore è integrato nel forno, che è collegato a un sistema di riscaldamento dell'acqua. Tale sistema è anche chiamato riscaldamento dell'acqua della stufa o riscaldamento della stufa con un circuito idraulico.

Riscaldamento con stufa ad acqua

Quando si organizza il riscaldamento dell'acqua dalla stufa, uno scambiatore di calore (circuito dell'acqua) è integrato nel focolare, che è collegato ai radiatori con tubi. Nell'impianto circola un liquido di raffreddamento che trasporta il calore dalla stufa ai radiatori. Questa soluzione aumenta il comfort di vivere in inverno.Il fatto è che i radiatori possono essere installati in qualsiasi stanza, cioè la stufa può stare in una stanza e tutte le altre stanze saranno riscaldate da batterie, attraverso le quali scorre l'acqua riscaldata.

Riscaldamento di stufe con circuito ad acqua: un esempio di impianto con accumulo di acqua calda (boiler)

Allo stesso tempo, rimangono gli svantaggi rimanenti del riscaldamento della stufa, ma si aggiungono i vantaggi del riscaldamento dell'acqua: è possibile regolare la temperatura in ogni stanza (entro determinati limiti), una grande inerzia attenua le irregolarità del regime di temperatura. A proposito, lo stesso schema funziona con stufe in metallo con legna o carbone.

Tipi di sistema

Esistono due tipi di sistemi di riscaldamento dell'acqua calda: circolazione forzata e naturale (CE). Il riscaldamento a circolazione naturale non è volatile (l'elettricità non è necessaria per il funzionamento), refrigerante circola attraverso processi fisici naturali. Lo svantaggio di questo metodo di riscaldamento è la necessità di utilizzare tubi di grande diametro, ovvero il volume del sistema sarà grande e avrà una grande inerzia. Quando si accende la stufa, questo non è molto buono: ci vorrà molto tempo per riscaldarsi. Ma dopo essere bruciata, la casa rimane calda più a lungo.

Un altro svantaggio è che per creare le condizioni per il movimento del liquido di raffreddamento, il tubo di alimentazione viene sollevato fino al soffitto o al livello dei radiatori (in casi estremi). Quando si riscalda una casa a due piani, il tubo sale dalla caldaia, si diffonde attraverso i radiatori, quindi scende e bypassa le batterie al piano inferiore.

Lo schema più semplice di sistemi a circolazione naturale

Un altro svantaggio importante è l'efficienza relativamente bassa dei sistemi di riscaldamento con EC: il liquido di raffreddamento si muove lentamente, trasporta poco calore.

Il riscaldamento della stufa con circuito ad acqua e circolazione forzata si distingue per la presenza di una pompa di circolazione (foto sotto) che lavora costantemente. Il suo compito è guidare l'acqua a una certa velocità. Modificando questa velocità, è possibile modificare l'intensità del riscaldamento dell'ambiente. Ciò porta al fatto che, a parità di altre condizioni, tale riscaldamento è più efficiente. Ma affinché il sistema funzioni, è necessaria energia: la pompa deve funzionare costantemente. Quando si ferma, il sistema bolle e fallisce. Se le interruzioni di corrente si verificano raramente, è sufficiente averegruppo di continuità di alimentazione con un set di batterie ricaricabili. Se la luce viene spenta spesso e per molto tempo, dovrai anche installare un generatore e il costo totale di tale soluzione è considerevole.

Schema di riscaldamento del forno con un circuito dell'acqua e una pompa di circolazione

Esiste anche un terzo tipo di sistema: misto o combinato. Tutto è progettato per la circolazione naturale, ma è installata una pompa di circolazione. Finché c'è l'elettricità, il riscaldamento funziona come forzato (con una pompa), quando la luce è spenta, il liquido di raffreddamento si muove in modo indipendente.

Accumulatore di calore

Poiché la stufa non è costantemente riscaldata, ma ha un algoritmo di funzionamento ciclico, in casa fa caldo o freddo. E la presenza di radiatori da questo non fa risparmiare molto. Sebbene le differenze non siano così critiche, sono ancora lì. Soprattutto non c'è abbastanza calore di notte e non voglio davvero alzarmi e annegare. Per risolvere questo problema, è installato un potente forno e un accumulatore di calore è integrato nel sistema. Si tratta di un grande contenitore riempito di liquido refrigerante che si trova tra la stufa e l'impianto di riscaldamento.

Riscaldamento a stufa con circuito ad acqua e accumulatore di calore

Cioè, ci sono due circuiti indipendenti separati. Il primo trasferisce il calore dal forno e di solito è fatto con circolazione naturale. Il secondo spinge il liquido di raffreddamento nei radiatori e di solito c'è una pompa di circolazione.

Questo metodo per organizzare il riscaldamento di una stufa ad acqua è buono perché mentre la stufa viene riscaldata, l'acqua nel serbatoio viene riscaldata attivamente. Con il calcolo corretto, si riscalda fino a 60-80 ° C, il che è sufficiente per mantenere la normale temperatura dei radiatori per circa 10-12 ore. Allo stesso tempo, non c'è né caldo particolare né freddo estremo. L'atmosfera è abbastanza confortevole.

L'installazione di un accumulatore di calore nel sistema (a volte chiamato anche buffer o serbatoio di accumulo) riduce anche il rischio di ebollizione del sistema. Il secondo circuito sicuramente non bollirà mai, ma in modo che il primo non bolle, è necessario calcolarlo correttamente, in modo che anche nella modalità di circolazione naturale, il liquido di raffreddamento si muova a una velocità sufficiente e non abbia il tempo di surriscaldarsi.

Registro del forno

Per riscaldare il liquido di raffreddamento, nel forno è integrato un circuito dell'acqua (chiamato anche registro, scambiatore di calore, serpentina, camicia d'acqua). La sua forma può essere qualsiasi, ma molto spesso realizzano contenitori piatti rettangolari o un insieme di tubi collegati in un unico sistema (come i radiatori).

Un esempio di circuito idraulico per un forno

Per collegare lo scambiatore di calore al sistema, vengono saldati due ugelli: uno in alto per l'aspirazione di acqua calda, il secondo in basso per il pompaggio di acqua raffreddata dalla tubazione di ritorno.

Spesso sorgono domande sul dimensionamento del circuito dell'acqua per il forno. Può essere calcolato approssimativamente in base alla perdita di calore dell'edificio. Si ritiene che per trasferire 10 kW di calore, un'area dello scambiatore di calore di 1 mq. M. Ma allo stesso tempo è necessario tenere conto del tempo di funzionamento del forno - dopotutto, non è costantemente riscaldato. Non fa ancora molto freddo - una volta al giorno per circa 1,5 ore, quando fa freddo - due volte. Durante questo periodo, è necessario che la stufa abbia il tempo di riscaldare tutta l'acqua nell'accumulatore di calore. Pertanto, il calcolo dell'area dello scambiatore di calore si basa sulla quantità giornaliera di calore richiesta per compensare la perdita di calore.

Ad esempio, lascia che la perdita di calore per una casa sia di 12 kWh. Sarà 288 kW al giorno. La stufa è riscaldata, lascia che siano 3 ore, tutto il calore necessario deve accumularsi durante questo periodo. Quindi la potenza richiesta del circuito dell'acqua per il forno è 288/3 = 96 kW. Per tradurlo in area, dividiamo per 10, otteniamo che per queste condizioni l'area del registro dovrebbe essere di 9,6 m2. La forma che scegli dipende da te. È importante che la superficie esterna del registro non sia inferiore.

Costruzione del forno attorno allo scambiatore di calore

Bene, un altro paio di punti. In primo luogo, la capacità del forno deve essere maggiore della capacità trovata dello scambiatore di calore. Altrimenti, la quantità di calore richiesta semplicemente non verrà rilasciata. La seconda sfumatura: anche la capacità dell'accumulatore di calore deve corrispondere - deve essere maggiore di circa il 10-15%. In questo caso, l'ebollizione del liquido di raffreddamento è esclusa.

Ricorda solo che la capacità termica dell'acqua e dell'antigelo è molto diversa. L'accumulatore con antigelo come mezzo di riscaldamento deve essere notevolmente più grande del serbatoio dell'acqua (nello stesso sistema).

Cos'altro vale la pena ricordare che è consigliabile isolare bene l'accumulatore di calore, in modo che il calore rimanga più a lungo. In questo caso, il riscaldamento della stufa con un circuito idraulico sarà ancora più economico.

È possibile installare un registro per il riscaldamento in un forno esistente

È più corretto, ovviamente, costruire un forno attorno a un registro fabbricato. Ma, se la stufa è già in piedi, è ancora possibile incorporare un circuito idraulico. È vero, dovrai sforzarti: sono di dimensioni considerevoli e devono ancora resistere in qualche modo. Quindi il compito non è facile. Inoltre, non dimenticare che dovrai trarre altre due conclusioni: collegare le condutture di alimentazione e di ritorno.

L'opzione migliore è creare una camicia d'acqua a forma di forno (questa è per una in metallo con bruciatori)

Inoltre, non è molto facile trovare un posto per la posizione del registro. Il suo contatto diretto con il fuoco è molto indesiderabile, ma deve essere in un ambiente di gas caldi. In questo caso, si può sperare che lo scambiatore di calore duri a lungo.