Estufa con circuito de agua para calefacción doméstica.

En muchas casas particulares, la calefacción de leña y las estufas siguen siendo una prioridad. Alguien tiene una estufa de metal, alguien tiene un ladrillo, pero una cosa los une: este tipo de calefacción no es la más conveniente. Demasiado enfoque y poca comodidad. Salida - Calefacción de estufa con circuito de agua.

Calefacción de estufa con circuito de agua: una oportunidad para combinar tradición y comodidad

Primero, entendamos la terminología. Cuando dicen "estufa", la mayoría de las veces se refieren a un calentador hecho de ladrillos, que se quema con madera. Pero a menudo este es también el nombre de una estufa de metal con leña o carbón. Los principios de funcionamiento de las unidades de ladrillo y metal son los mismos, el método de transferencia de calor está cambiando. El metal tiene un mayor componente convectivo (la mayor parte del calor lo transporta el aire), mientras que el ladrillo está dominado por la radiación térmica, de las paredes del horno y las paredes calentadas de la casa. En nuestro artículo, estamos hablando principalmente de hornos de ladrillos, pero la mayor parte de la información se puede aplicar a las unidades de metal madera (carbón). La calefacción por estufa con circuito de agua se puede realizar sobre la base de cualquier tipo de estufa.

Calefacción de estufa convencional: ventajas y desventajas.

En nuestro país, las casas se calentaban tradicionalmente con estufas de ladrillo, pero gradualmente este tipo de calefacción fue reemplazado por sistemas de agua. Todo esto se debe a que, junto con las ventajas, un simple calentamiento de la estufa tiene muchas desventajas. Primero, sobre las ventajas:

• La estufa transfiere la mayor parte del calor por radiación térmica y, como han descubierto los científicos, nuestro cuerpo lo percibe mejor.
• Una estufa de calefacción rusa o de otro tipo tiene una apariencia colorida, a menudo es posible observar una llama abierta.
• Puedes hacer un horno de ladrillos con chimeneas para un aprovechamiento más completo del calor generado.
• El calentamiento de este tipo no es volátil, no depende de la disponibilidad de electricidad.
• Hay modelos de estufas para calentar el segundo piso (debido al panel de calefacción con canales de humo).
  

  Calefacción por estufa

Hoy en día, la calefacción de estufas se percibe más como exótica, ya que es muy rara. No se puede argumentar que es muy agradable estar cerca de una estufa caliente. Se crea una especie de atmósfera especial. Pero también hay muchas desventajas graves:

• Calentamiento desigual: hace calor cerca de la estufa, frío en las esquinas.
• Amplia superficie ocupada por el horno.
• Solo se calientan aquellas habitaciones, a las que salen las paredes de la estufa.
• La imposibilidad de regular la temperatura de calefacción en habitaciones individuales.
• Baja eficiencia. Para las estufas convencionales, el 60% ya es un muy buen indicador, mientras que las calderas de calefacción modernas pueden producir un 90% o más (gas).
• La necesidad de un mantenimiento frecuente. Derretir, ajustar los amortiguadores, limpiar las brasas, todo esto de forma regular y constante. No todo el mundo lo disfruta.
  

  El principio de organización de los flujos de humo: horizontal y vertical.

Como puede ver, las desventajas son significativas, pero algunas de ellas pueden nivelarse si se incorpora un intercambiador de calor en el horno, que está conectado a un sistema de calentamiento de agua. Este sistema también se denomina calentamiento de agua de estufa o calentamiento de estufa con circuito de agua.

Calefacción por estufa de agua

Al organizar el calentamiento de agua de la estufa, se integra un intercambiador de calor (circuito de agua) en la cámara de combustión, que está conectado a radiadores con tuberías. En el sistema circula un refrigerante que lleva el calor de la estufa a los radiadores. Esta solución aumenta la comodidad de vivir en invierno.El caso es que los radiadores se pueden instalar en cualquier habitación, es decir, la estufa puede colocarse en una habitación, y todas las demás habitaciones se calentarán con baterías, a través de las cuales corre el agua caliente.

Calefacción de estufa con circuito de agua: ejemplo de un sistema con acumulador de agua caliente (caldera)

Al mismo tiempo, las desventajas restantes del calentamiento de la estufa permanecen, pero se agregan las ventajas del calentamiento de agua: puede ajustar la temperatura en cada habitación (dentro de ciertos límites), una gran inercia suaviza la irregularidad del régimen de temperatura. Por cierto, el mismo esquema funciona con estufas de metal con leña o carbón.

Tipos de sistema

Hay dos tipos de sistemas de calentamiento de agua caliente: circulación forzada y circulación natural (CE). El calentamiento por circulación natural no es volátil (no se requiere electricidad para su funcionamiento), refrigerante circula a través de procesos físicos naturales. La desventaja de este método de calentamiento es la necesidad de utilizar tuberías de gran diámetro, es decir, el volumen del sistema será grande y tendrá una gran inercia. Al encender la estufa, esto no es muy bueno; llevará mucho tiempo calentar. Pero después de quemarse, la casa permanece caliente por más tiempo.

Otra desventaja es que para crear las condiciones para el movimiento del refrigerante, la tubería de suministro se eleva, hasta el techo o hasta el nivel de los radiadores (en casos extremos). Al calentar una casa de dos pisos, la tubería sube desde la caldera, se extiende a través de los radiadores y luego baja y pasa por alto las baterías en el piso inferior.

El esquema más simple de sistemas con circulación natural.

Otro inconveniente importante es la eficiencia relativamente baja de los sistemas de calefacción con EC: el refrigerante se mueve lentamente y transporta poco calor.

El calentamiento de la estufa con circuito de agua y circulación forzada se distingue por la presencia de una bomba de circulación (en la foto de abajo) que funciona constantemente. Su tarea es impulsar el agua a cierta velocidad. Al cambiar esta velocidad, puede cambiar la intensidad de la calefacción del espacio. Esto lleva al hecho de que, en igualdad de condiciones, dicho calentamiento es más eficiente. Pero para que el sistema funcione, se necesita una fuente de alimentación: la bomba debe funcionar constantemente. Cuando se detiene, el sistema hierve y falla. Si los cortes de energía ocurren raramente, es suficiente tenerfuente de poder ininterrumpible con un juego de pilas recargables. Si la luz se apaga con frecuencia y durante mucho tiempo, también tendrá que instalar un generador, y el costo total de dicha solución es considerable.

Esquema de calefacción del horno con circuito de agua y bomba de circulación.

También existe un tercer tipo de sistema: mixto o combinado. Todo está diseñado para la circulación natural, pero se instala una bomba de circulación. Mientras haya electricidad, la calefacción funciona de forma forzada (con bomba), cuando se apaga la luz, el refrigerante se mueve de forma independiente.

Acumulador de calor

Dado que la estufa no se calienta constantemente, sino que tiene un algoritmo de funcionamiento cíclico, hace calor o frío en la casa. Y la presencia de radiadores no ahorra mucho de esto. Aunque las diferencias no son tan críticas, siguen ahí. Especialmente no hay suficiente calor por la noche, y realmente no quiero levantarme y ahogarme. Para resolver este problema, se instala un horno potente y se integra un acumulador de calor en el sistema. Este es un recipiente grande lleno de refrigerante que se encuentra entre la estufa y el sistema de calefacción.

Calefacción de estufa con circuito de agua y acumulador de calor.

Es decir, hay dos circuitos independientes separados. El primero transfiere el calor del horno y se suele hacer con circulación natural. El segundo impulsa el refrigerante hacia los radiadores y suele haber una bomba de circulación.

Este método de organizar el calentamiento de una estufa de agua es bueno porque mientras la estufa se calienta, el agua en el tanque se calienta activamente. Con el cálculo correcto, calienta hasta 60-80 ° C, que es suficiente para mantener la temperatura normal de los radiadores durante unas 10-12 horas. Al mismo tiempo, no hay un calor especial ni un frío extremo. El ambiente es bastante cómodo.

La instalación de un acumulador de calor en el sistema (a veces también llamado tanque intermedio o acumulador intermedio) también reduce el riesgo de hervir el sistema. El segundo circuito definitivamente nunca hervirá, pero para que el primero no hierva, es necesario calcularlo correctamente, de modo que incluso en el modo de circulación natural, el refrigerante se mueva a una velocidad suficiente y no tenga tiempo de sobrecalentarse.

Registro del horno

Para calentar el refrigerante, se construye un circuito de agua en el horno (también llamado registro, intercambiador de calor, serpentín, camisa de agua). Su forma puede ser cualquiera, pero la mayoría de las veces hacen contenedores planos rectangulares o un conjunto de tuberías conectadas en un solo sistema (como radiadores).

Un ejemplo de circuito de agua para un horno.

Para conectar el intercambiador de calor al sistema, se sueldan dos boquillas: una en la parte superior para la entrada de agua caliente, la segunda en la parte inferior para bombear agua enfriada desde la tubería de retorno.

A menudo surgen preguntas con el dimensionamiento del circuito de agua para el horno. Se puede calcular aproximadamente en función de la pérdida de calor del edificio. Se cree que para transferir 10 kW de calor, un área de intercambiador de calor de 1 sq. m. Pero al mismo tiempo es necesario tener en cuenta el tiempo de funcionamiento del horno; después de todo, no se calienta constantemente. Todavía no hace mucho frío, una vez al día durante aproximadamente 1,5 horas, cuando hace frío, dos veces. Durante este tiempo, es necesario que la estufa tenga tiempo para calentar toda el agua del acumulador de calor. Por lo tanto, el cálculo del área del intercambiador de calor se basa en la cantidad diaria de calor requerida para compensar la pérdida de calor.

Por ejemplo, suponga que la pérdida de calor de una casa sea de 12 kWh. Será de 288 kW por día. La estufa se calienta, déjalo estar 3 horas, todo el calor necesario debe acumularse durante este tiempo. Entonces, la potencia requerida del circuito de agua para el horno es 288/3 = 96 kW. Para convertirlo a área, lo dividimos por 10, obtenemos que para estas condiciones el área de registro debe ser de 9.6 m2. La forma que elijas depende de ti. Es importante que la superficie exterior del registro no sea menor.

Construcción del horno alrededor del intercambiador de calor

Bueno, un par de puntos más. Primero, la capacidad del horno debe ser mayor que la capacidad encontrada del intercambiador de calor. De lo contrario, la cantidad de calor requerida simplemente no se liberará. El segundo matiz: la capacidad del acumulador de calor también debe corresponder, debe ser más de aproximadamente un 10-15%. En este caso, se excluye la ebullición del refrigerante.

Solo recuerde que la capacidad calorífica del agua y del anticongelante es muy diferente. El acumulador con anticongelante como medio de calentamiento debe ser significativamente mayor que el tanque de agua (en el mismo sistema).

¿Qué más vale la pena recordar? Es aconsejable aislar bien el acumulador de calor, para que el calor permanezca más tiempo. En este caso, la calefacción de la estufa con circuito de agua será aún más económica.

¿Es posible instalar un registro para calefacción en un horno existente?

Por supuesto, es más correcto construir un horno alrededor de un registro fabricado. Pero, si la estufa ya está en pie, aún se puede construir un circuito de agua. Es cierto que tendrás que esforzarte mucho: son de un tamaño considerable y aún tienen que aguantar de alguna manera. Entonces la tarea no es fácil. Además, no olvide que debe sacar dos conclusiones más: conectar las tuberías de suministro y retorno.

La mejor opción es hacer una chaqueta de agua con forma de horno (esta es para una de metal con quemadores)

Tampoco es muy fácil encontrar un lugar para la ubicación del registro. Su contacto directo con el fuego es muy indeseable, pero debe ser en un ambiente de gases calientes. En este caso, se puede esperar que el intercambiador de calor dure mucho tiempo.