Fogão com circuito de água para aquecimento de uma casa

Em muitas casas particulares, o aquecimento a lenha e os fogões continuam sendo uma prioridade. Alguém tem um fogão de metal, alguém tem um tijolo, mas uma coisa os une - este tipo de aquecimento não é o mais conveniente. Muito foco e pouco conforto. Saída - aquecimento em salamandra com circuito de água.

Fogão de aquecimento com circuito de água - uma oportunidade de combinar tradição e conforto

Fogão de aquecimento com circuito de água - uma oportunidade de combinar tradição e conforto

Primeiro, vamos entender a terminologia. Quando dizem "fogão", na maioria das vezes se referem a um aquecedor feito de tijolos, que é alimentado com lenha. Mas muitas vezes isso também é chamado de fogão de metal com lenha ou carvão. Os princípios de operação para unidades de tijolo e metal são os mesmos, o método de transferência de calor está mudando. O metal tem um componente mais convectivo (a maior parte do calor é transportado pelo ar), enquanto o tijolo é dominado pela radiação térmica - das paredes da fornalha e das paredes aquecidas da casa. Este artigo é principalmente sobre fornos de tijolos, mas a maioria das informações pode ser aplicada a unidades de madeira de metal (carvão). O aquecimento da estufa com circuito de água pode ser feito com base em qualquer tipo de fogão.

Aquecimento de fogão convencional: vantagens e desvantagens

No nosso país, as casas eram tradicionalmente aquecidas com fogões de tijolo, mas gradualmente este tipo de aquecimento foi substituído por sistemas de água. Tudo isto porque, para além das vantagens, um simples aquecimento em estufa tem muitas desvantagens. Primeiro, sobre os méritos:

  • O fogão transfere a maior parte do calor por radiação térmica e, como os cientistas descobriram, é melhor percebido pelo nosso corpo.
  • Um fogão russo ou algum outro aquecedor tem uma aparência colorida, muitas vezes é possível observar uma chama aberta.
  • Você pode fazer um forno de tijolos com chaminés para um aproveitamento mais completo do calor gerado.
  • O aquecimento deste tipo é não volátil - não depende da disponibilidade de eletricidade.
  • Existem modelos de fogões para aquecimento do segundo andar (devido ao painel de aquecimento com canais de fumos).

    Aquecimento de fogão

    Aquecimento de fogão

Hoje o aquecimento do fogão é percebido mais como exótico, pois é muito raro. Não se pode argumentar que é muito agradável estar perto de um fogão quente. Algum tipo de atmosfera especial é criado. Mas também existem muitas desvantagens sérias:

  • Aquecimento irregular - quente perto do fogão, frio nos cantos.
  • Grande área ocupada pelo forno.
  • Apenas aqueles quartos são aquecidos, em que vão as paredes do fogão.
  • Incapacidade de regular a temperatura de aquecimento em salas individuais.
  • Baixa eficiencia. Para fogões convencionais, 60% já é um indicador muito bom, enquanto as caldeiras de aquecimento modernas podem produzir 90% ou mais (gás).
  • A necessidade de manutenção frequente. Derreta, ajuste os amortecedores, limpe as brasas - tudo isso regularmente e constantemente. Nem todo mundo gosta disso.

    O princípio de organização dos fluxos de fumaça - horizontal e vertical

    O princípio de organização dos fluxos de fumaça - horizontal e vertical

Como você pode ver, as desvantagens são significativas, mas algumas delas podem ser niveladas se um trocador de calor for embutido no forno, que está conectado a um sistema de aquecimento de água. Esse sistema também é chamado de aquecimento de água em fogão ou aquecimento em fogão com circuito de água.

Aquecedor de água

Ao organizar o aquecimento da água da estufa, um trocador de calor (circuito de água) é embutido na fornalha, que é conectado a radiadores por tubos. No sistema circula um refrigerante, que transporta o calor do recuperador para os radiadores. Esta solução aumenta o conforto de viver no inverno.O fato é que os radiadores podem ser instalados em qualquer ambiente, ou seja, o fogão pode ficar em um ambiente, e todos os demais ambientes serão aquecidos por baterias, por onde corre água aquecida.

Aquecimento por fogão com circuito de água: um exemplo de sistema com acumulador de água quente (caldeira)

Aquecimento por fogão com circuito de água: um exemplo de sistema com acumulador de água quente (caldeira)

Ao mesmo tempo, as restantes desvantagens do aquecimento em estufa permanecem, mas as vantagens do aquecimento de água são adicionadas - pode-se ajustar a temperatura em cada ambiente (dentro de certos limites), uma grande inércia alisa os desníveis do regime de temperatura. By the way, o mesmo esquema funciona com fogões de metal com lenha ou carvão.

Tipos de sistema

Existem dois tipos de sistemas de aquecimento de água quente: circulação forçada e natural (CE). O aquecimento por circulação natural não é volátil (a eletricidade não é necessária para a operação), refrigerante circula por meio de processos físicos naturais. A desvantagem deste método de aquecimento é a necessidade de utilizar tubos de grande diâmetro, ou seja, o volume do sistema será grande e terá grande inércia. Não é muito bom acender o fogão - demora muito a aquecer. Mas depois de queimar, a casa permanece quente por mais tempo.

Outra desvantagem é que para criar condições para a movimentação do refrigerante, o tubo de alimentação é elevado - até o teto ou até o nível dos radiadores (em casos extremos). Ao aquecer uma casa de dois andares, o cano sobe da caldeira, se espalha pelos radiadores, desce e desvia as baterias do andar inferior.

O esquema mais simples de sistemas com circulação natural

O esquema mais simples de sistemas com circulação natural

 

Outra desvantagem importante é a eficiência relativamente baixa dos sistemas de aquecimento com CE - o refrigerante se move lentamente, carrega pouco calor.

O aquecimento por fogão com circuito de água e circulação forçada distingue-se pela presença de uma bomba de circulação (foto abaixo) que funciona constantemente. Sua tarefa é conduzir a água a uma determinada velocidade. Ao alterar essa velocidade, você pode alterar a intensidade do aquecimento ambiente. Isso leva ao fato de que, outras coisas sendo iguais, esse aquecimento é mais eficiente. Mas para o sistema funcionar, é necessária energia - a bomba deve funcionar constantemente. Quando ele para, o sistema ferve e falha. Se ocorrerem raramente quedas de energia, basta terFonte de energia ininterrupta com um conjunto de baterias recarregáveis. Se a luz fica apagada com frequência e por muito tempo, você também terá que instalar um gerador, e o custo total dessa solução é considerável.

Esquema de aquecimento do forno com circuito de água

Esquema de aquecimento do forno com um circuito de água e uma bomba de circulação

Existe também um terceiro tipo de sistema: misto ou combinado. Tudo foi projetado para circulação natural, mas uma bomba de circulação está instalada. Enquanto houver eletricidade, o aquecimento funciona como forçado (com bomba), quando a luz é apagada o refrigerante se move de forma independente.

Acumulador de calor

Uma vez que o recuperador não é constantemente aquecido, mas possui um algoritmo de funcionamento cíclico, faz calor ou frio em casa. E a presença de radiadores deste não economiza muito. Embora as diferenças não sejam tão críticas, elas ainda existem. Especialmente não há calor suficiente à noite, e eu realmente não quero me levantar e me afogar. Para resolver esse problema, um forno potente é instalado e um acumulador de calor embutido no sistema. Este é um grande recipiente cheio de refrigerante que fica entre o fogão e o sistema de aquecimento.

Fogão de aquecimento com estrutura de água e acumulador de calor

Fogão de aquecimento com circuito de água e acumulador de calor

Ou seja, existem dois circuitos independentes separados. O primeiro retira o calor do forno e geralmente é feito com circulação natural. O segundo direciona o refrigerante para os radiadores e geralmente há uma bomba de circulação.

Este método de organizar o aquecimento do fogão a água é bom porque, enquanto o fogão é aquecido, a água no tanque é ativamente aquecida. Com o cálculo correto, aquece até 60-80 ° C, o que é suficiente para manter a temperatura normal dos radiadores por cerca de 10-12 horas. Ao mesmo tempo, não existe calor específico nem frio extremo. O ambiente é bastante confortável.

A instalação de um acumulador de calor no sistema (às vezes também chamado de buffer ou tanque buffer) também reduz o risco de ebulição do sistema. O segundo circuito definitivamente nunca ferverá, mas para que o primeiro não ferva, é necessário calculá-lo corretamente - para que, mesmo no modo de circulação natural, o refrigerante se mova a uma velocidade suficiente e não tenha tempo de sobreaquecer.

Registro de forno

Para aquecer o refrigerante, um circuito de água é construído no forno (também chamado de registrador, trocador de calor, bobina, camisa de água). Seu formato pode ser qualquer, mas na maioria das vezes eles formam recipientes retangulares planos ou um conjunto de tubos conectados em um único sistema (como radiadores).

Um exemplo de um circuito de água para uma fornalha

Um exemplo de um circuito de água para uma fornalha

Para conectar o trocador de calor ao sistema, dois bicos são soldados nele: um na parte superior para a retirada de água quente e o segundo na parte inferior para o bombeamento de água resfriada da tubulação de retorno.

Freqüentemente, surgem dúvidas com relação ao dimensionamento do circuito de água da fornalha. Pode ser calculado de forma aproximada com base na perda de calor do edifício. Acredita-se que para transferir 10 kW de calor, uma área de trocador de calor de 1 sq. m. Mas, ao mesmo tempo, é necessário levar em consideração o tempo de operação do forno - afinal, ele não é constantemente aquecido. Ainda não está muito frio - uma vez por dia durante cerca de 1,5 horas, quando está frio - duas vezes. Durante este tempo, é necessário que o fogão tenha tempo para aquecer toda a água do acumulador de calor. Portanto, o cálculo da área do trocador de calor é baseado na quantidade diária de calor necessária para compensar a perda de calor.

Por exemplo, deixe a perda de calor para uma casa ser de 12 kWh. Será 288 kW por dia. O recuperador é aquecido, espere 3 horas, todo o calor necessário deve acumular durante este tempo. Então, a potência necessária do circuito de água para o forno é 288/3 = 96 kW. Para convertê-lo em área, dividimos por 10, obtemos que para essas condições a área do registro deve ser 9,6 m2. A forma que você escolher depende de você. É importante que a superfície externa do registro não seja menor.

Construção do forno ao redor do trocador de calor

Construção do forno ao redor do trocador de calor

Bem, mais alguns pontos. Primeiro, a capacidade do forno deve ser maior do que a capacidade encontrada do trocador de calor. Caso contrário, a quantidade necessária de calor simplesmente não será liberada. A segunda nuance: a capacidade do acumulador de calor também deve corresponder - deve ser mais em cerca de 10-15%. Neste caso, a fervura do refrigerante é excluída.

Lembre-se de que a capacidade térmica da água e do anticongelante é muito diferente. O acumulador com anticongelante como meio de aquecimento deve ser significativamente maior que o tanque de água (no mesmo sistema).

O que mais vale lembrar que é aconselhável isolar bem o acumulador de calor para que o calor permaneça por mais tempo. Neste caso, o aquecimento da estufa com circuito de água será ainda mais económico.

É possível instalar um registro para aquecimento em um forno existente

É mais correto, claro, construir uma fornalha em torno de um registro manufaturado. Mas, se o fogão já estiver de pé, ainda é possível construir um circuito de água nele. É verdade que você terá que se esforçar muito - eles são de tamanho considerável e ainda precisam se segurar de alguma forma. Portanto, a tarefa não é fácil. Além disso, não se esqueça que você tem que tirar mais duas conclusões - para conectar os dutos de alimentação e retorno.

A melhor opção é fazer uma camisa de água em forma de forno (esta é para uma de metal com queimadores)

A melhor opção é fazer uma camisa de água em forma de forno (esta é para uma de metal com queimadores)

Também não é muito fácil encontrar um local para o local do registro. Seu contato direto com o fogo é muito indesejável, mas deve ser em um ambiente de gases quentes. Nesse caso, pode-se esperar que o trocador de calor dure muito tempo.

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