ガスと電気の使用を含む、個人の家を加熱する多くの方法があります。しかし、近代的な方法が豊富であるにもかかわらず、ストーブの暖房は、カントリーハウスやコテージの配置に依然として関連しています。
同意し、薪ストーブほどロシアの小屋の色を強調するものはありません。さらに、固体燃料加熱は経済的な選択肢の1つと考えられています。
加熱システムの構成は、炉設備の選択と加熱回路のタイプの決定から始まります。私たちは、炉に基づく水と空気加熱の機能と原理を理解することを提案します。問題をよりよく理解するために、図と視覚的な写真を資料に追加しました。
空気暖房
民家の所有者がストーブの暖房オプションに与える持続可能な選択の理由は、経済的な運営です-薪、燃料練炭または石炭の利用可能性。
不利な点は処理スペースが限られていることですが、レンガの骨材に基づいて水と空気のシステムを配置することで解消できます。
オーブンで低層ビルを加熱するための装置の詳細は、写真の選択に示されています。
イメージギャラリー
からの写真
加熱炉は、最も安価で独立した、手頃な価格の加熱オプションとして、民間部門で依然として人気があります。
ストーブの加熱方式の大きな欠点は、動作が制限されていることです。ストーブが3つ以上の隣接する部屋を加熱することは困難または不可能です。
ストーブは、小さなカントリーハウス、2〜3部屋のプライベートコテージ、狩猟用小屋の暖房に最適です
設計中、炉は外壁に配置されませんが、ユニットが可能であればほとんどの部屋に部分的に配置されるように設置されます
プライベートコテージのストーブ暖房の組織では、伝統的なロシアの構造だけでなく、スチール製または鋳鉄製のケースを備えた工場製モデルも使用されています
薄い壁を備えたコンパクトなユニットは、最小のスペースを占有し、効率的に動作し、制御および監視システムが装備されています
従来のレンガ窯は、定期的および連続的な操業の単位に分けられます。前者では、燃焼プロセスは時間とともに延長され、後者は常に加熱される必要があります
2階建てのコテージを加熱するために、煙突が1つある2階建てのユニットが配置され、内部にカットが配置されて、炉の両方の部分からの煙の流出を最適化します
民間住宅建設におけるストーブ暖房のオプション
ストーブカントリーハウスの暖房の限界
小さなコテージとカントリーハウスの暖房
低層ビルにおける炉の配置のニュアンス
工場製鋼製薪ストーブ
薄肉固体燃料ユニット
薪、石炭、泥炭用の厚壁のロシア製ストーブ
民家にある二階建てのストーブ
ストーブまたは暖炉に基づく空気加熱の機能の原理は、熱交換器またはボイラーで動作温度に加熱された暖かい流れを転送することです。空気は部屋に直接入るか、空気ダクトから入ります。
経路が比較的短いため、彼は体温を失う時間がありません。その結果、家全体に熱が均一に分散されます。
空気を加熱するためのチャンバーが火室の上部に配置され、火室の高温の上面と煙突が最大量の熱をそこに伝達します。空気循環は自然に、またはファンの助けを借りて行われます。
120平方メートルの部屋を加熱するための工場製鋼炉。 m気流を使用すると、約12,000ルーブルの費用がかかります
自然循環は、冷気と温気の密度差の結果として発生します。加熱チャンバーに入る冷たい空気は、ダクト内の熱い空気に置き換わります。
この方法は電気の存在を必要としませんが、空気が加熱チャンバーを迅速に移動しない場合、空気は非常に熱くなり、問題を引き起こす可能性があります。
加熱された空気の自然な動きを伴う空気の加熱には、方向を変えるためのダクトの設置が含まれます。強制的なケースでは、ファンが空気を動かします(+)
ファンまたはポンプを使用すると、強制循環が発生します。ただし、暖房はより迅速かつ均一に行われます。強制換気、そのモードを調整すると、さまざまな部屋に供給される空気の量を簡単に制御できるため、家の個々の部屋の微気候を決定できます。
冷気供給のタイプによって、システムは2つの種類に分けられます。
- 完全再循環あり。 同じ部屋内では、温風と冷風が交互に発生します。スキームのマイナス点は、空気の質が各加熱/冷却サイクルの経過とともに低下することです。
- 部分的に埋め立てます。 外気の一部は通りから取り入れられ、部屋の空気の一部と混合されます。加熱後、2つの空気部分の混合物が消費者に配送されます。安定した空気品質、揮発性の欠如における利点。
最初のグループには、空気冷却剤の自然な動きを伴うチャネルシステムが含まれていることは明らかです。 2番目のカテゴリには、強制的に空気を移動させるオプションが含まれています。その移動には、ダクトのネットワークを配置する必要はありません。
通りからの空気の流れは、自然な循環を伴うシステムに追加の衝動を与え、ファンの必要性を排除します。
水と比較した空気加熱の主な利点:
- 高効率;
- トラブルフリー。
- 部屋のラジエーターの欠如。
強制移動のデバイス回路により、ダクトシステムを構築せずに実行できます。さらに、この品種は空気の調整、保湿、イオン化と組み合わせることができます。
熱風の動きを刺激する装置の設置が計画されていない場合は、以下の方法を使用してストーブの生産性を向上させます。
イメージギャラリー
からの写真
炉の効率要因
熱伝達を増やす方法
煙突の排気オプション
煙突のルール
効率を上げると、自然に空気の流れの速度が上がります。空気の加熱速度が速いほど、冷たい空気と加熱された空気の質量の変化が激しくなります。
水と比較した空気加熱の主な欠点:
- 炉を使用する場合、他の加熱手段を使用する場合とは対照的に、供給される空気の温度にはかなりの範囲があります。
- エアダクトは直径が大きいため、設置は建設段階で行う必要があります。
- 地下室の炉の位置は望ましいですが、それ以外の場合は、騒音を出すファンを使用する必要があります。
部屋の空気の動きにはマイナスの側面があります-ほこりを発生させますが、ダクトの出口にフィルターを使用すると、このほこりを効果的に捕らえることができるため、家の中のほこりの総量を減らすことができます。
プラス側とマイナス側の空気加熱のもう1つの特徴は、熱伝達率です。一方で、部屋は水回路で加熱する場合よりも速く加熱されます。他方では、熱慣性はありません。ストーブや暖炉が消えるとすぐに、部屋はすぐに冷え始めます。
ダクトの側枝で均一な圧力を確保するには、メインダクトの最後の半分のメーターへの挿入を除外する必要があります
給湯とは異なり、暖房システムの設置は難しくありません。すべての要素(パイプ、ベンド、換気グリル)は、溶接なしで非常に簡単に接続できます。建物の形状に応じて、任意の形状をとることができるフレキシブルダクトがあります。
それにもかかわらず、ストーブや暖炉をベースにした暖房システムはまだ普及していません。多くの場合、個別の低層構造では、建物の暖房に水回路が使用されます。
レンガまたはスチール製の暖炉があるストーブまたは暖炉に基づいて、空気と水の両方の暖房を手配できます
炉ベースの給湯装置
給湯器の動作原理は、暖房回路に沿った水の動きを利用した、部屋全体の局所的な熱源からの熱の分配に基づいています。
給湯の主な要素
水回路を備えた炉加熱回路の主な要素は次のとおりです。
- 熱交換器付きストーブまたは暖炉水が加熱されている;
- 加熱回路熱が部屋に伝達される場所。
- 膨張タンク 圧力の増加によるシステムの損傷を防ぐため。
- 循環ポンプ 回路に沿った水の動きを確実にするため。
よく知られている従う必要がある配線図など、給湯器の機能には一般的な規則があります。ただし、炉を熱源として使用する場合は、温度条件の特殊性に関連する特定の要件があります。
ストーブまたは暖炉に基づく給湯器の動作原理は単純ですが、システムのすべての要素のパラメータを正確に計算する必要があります
ストーブは急速には加熱せず、ゆっくりと冷却されません。不均一な発熱が発生し、すべてのシステムコンポーネントを正しく取り付けるだけで、建物の高品質な暖房の問題を回避できます。
熱交換器の種類と配置方法
炉の熱交換器の製造には、薄板「黒色」鋼または耐熱ステンレス鋼が使用されます。鋳物を素材として使用することは困難ですが、ラジエーターなどの完成品の鋳鉄を使用することができます。
鋼と比較して熱伝導率が高い銅を使用することは可能ですが、このようなデバイスの価格は高くなります。熱交換器は厚さ3mm以上の鋼製を推奨します。石炭または特にコークスの場合に発生する高い炉温では、厚さ5 mmの鋼を使用する必要があります。
熱交換器は条件付きで3つのタイプに分類できます。
- レジスター、コイル、ラジエーターパイプのセットで構成されています。
- シャツ(ボイラー)鋼板から溶接;
- 組み合わせオプション パイプ(いわゆる「本」)で接続された垂直の壁の形で。
鋼板製のシャツは製造が容易で、燃料燃焼生成物を簡単に取り除くことができますが、管状の構造には大きな加熱領域があります。シャツを作るときは、膜膨張タンクを使用したり、水を高い位置まで持ち上げたりするときに発生する水の過剰圧力を考慮する必要があります。
炉に基づく水加熱用の熱交換器は、即興の材料から構成できます。
イメージギャラリー
からの写真
レンガ窯熱交換器
鋳鉄バッテリー熱交換器
強制加熱の種類
クッカー熱交換器
この場合、少なくとも5 mmの厚さの鋼を使用し、さらに変形を防ぐために補強材で壁を強化する必要があります。
管状構造の形状は異なる場合がありますが、パイプの内部サイズが少なくとも直径3 cmであるという条件に従う必要があります。そうでなければ、循環速度が遅い場合や温度が高すぎる場合、水が沸騰する可能性があります。
登録は、溶接作業を容易にするために、丸いパイプからではなく、通常、プロファイルから作成されます。
必要なサイズの熱交換器を自分で作ることができます。この場合、溶接の品質に注意を払う必要があります。熱交換器が漏れると、すべての水がオーブンに注がれます。
さらに、問題を解決するには、炉を分解し、取り外し、醸造して熱交換器を元に戻し、炉を再組み立てするという大量の作業を行う必要があります。
熱交換器の設置場所には2つのオプションがあります。最初のケースでは、それは火室に直接置かれ、そのスペースを大幅に狭めます。 2番目のケースでは、レジスターは非回転式の炉のフードに取り付けられていますが、この場合の炉自体はより複雑な設計になっています。
ベルファーネスが存在する場合は、ベルに熱交換器を配置することをお勧めします。これも熱く、ファーネススペースは変化しません。
筒型熱交換器を設置する場合、ストーブの壁との間に隙間を空ける必要があります。これは、クーラントをよりよく加熱するため、およびレジスターをクリーニングするために必要です。シャツとレジスターの両方を時々掃除する必要があります。これは、灰による目詰まりが激しい場合、熱伝達効率が低下するためです。
ホブがある場合、取り外された後にクリーニングが行われます。炉に加熱機能しかない場合は、炉のドアから洗浄します。
暖房回路の水循環
システム内の水の自然循環を構成する基本原則は、熱交換器の出口で「加速コレクター」をシミュレートし、3〜5°の加熱回路のパイプの一定の勾配を作成することです。
「加速コレクター」の一般的な意味は、加熱された水が炉から垂直に上昇し、その後加熱回路に沿って分配されることです。
冷水と温水の比重の違いにより循環が起こります。冷水は熱水より重く、熱交換器に流れ落ちて、熱水をパイプの上に置きます。 「戻り」の入口は、ラジエーターからの水の出口よりも低くなければなりません。そうしないと、水の循環が非常に遅くなったり、まったく循環しなくなったりします。
自然循環の場合、小さな暖房回路でも加速コレクターが必要
暖房回路に沿った水の移動速度を上げるために、循環ポンプが設置されています。したがって、家全体に熱がより迅速かつ均一に分散されます。複数のポンプを異なる加熱回路に同時に使用できます。
電力サージが存在する場合、ポンプの故障はシステム全体に深刻な結果をもたらす可能性があるため、電圧安定器を使用する必要があります。
ポンプは、エンジンの位置に応じて条件付きで「ドライ」ローターと「ウェット」ローターの2つのグループに分けることができます。電圧のタイプ別:220 Vネットワークで動作するモデルと12 V電源で動作するポンプ
「ドライ」ローターを備えたポンプのモーターは、Oリングによって水に浸されたインペラーから絶縁されています。モーターを水に浸したポンプと比較して、ドライポンプは効率が高くなります。
ただし、欠点の1つは、高ノイズレベル、定期的なメンテナンスの必要性、モーターリソースの削減と言えます。そのため、民家では原則として「湿式」ローター付きの循環ポンプを使用しています。
ポンプ動力のタイプの選択は、システム内の水の自然循環の可能性に依存します。ポンプの関与なしにそれが不可能な場合は、12 V電圧と無停電電源装置をサポートするオプションを優先して選択する必要があります。
そうしないと、停電が発生すると、水が沸騰してシステムが故障する可能性があります。自然循環が可能な場合は、220 V電源でより一般的で安価なオプションを購入することをお勧めします。
12ボルトのポンプを無停電電源装置に接続することにより、暖房システムの機能を心配する必要はありません。
電源が220 Vのポンプを設置する場合、停電時に暖房システムが機能する可能性を整理する必要があります。これを行うには、パイプにストップコックを取り付け、それをバイパスして、ポンプ付きのバイパスパイプを取り付けます(いわゆる「バイパス」)。
ポンプ前のバイパス配管にフィルタータップを設置し、遮断弁を設置します。メインパイプとバイパスパイプのストップコックの位置を調整することにより、強制循環モードと自然循環モードをオンにすることができます。
原則として、ポンプは炉の近くの「戻り」に設置されるため、装置を通過する液体の温度は最も低くなります。これにより、ポンプの寿命が大幅に延びます。
さらに、非常時に可能な限り多くの暖房システム制御装置を1か所に配置する必要があります。これにより、緊急の場合に迅速にそれらを排除するための対策を講じることができます。
バイパスパイプ(バイパス)を取り付けると、電源が切断されても暖房システムが機能し、水を排出せずにポンプを取り外すことができます。
膨張タンクの使用規則
液体は加熱されると膨張し、これが閉鎖系で発生すると、液体内の圧力が大幅に上昇し、圧力の上昇は水の突破を伴います。安全弁の使用は実用的ではありません。水を冷却してその体積を減らした後、システムに空気が送り込まれるからです。
そのため、水の強制移動を伴う暖房回路では、開放型または閉鎖型の特殊な膨張タンクが使用されます。それらの体積は、液体の最大熱膨張(5〜7%)だけでなく、システムの沸騰の可能性も考慮して計算されます。
オープンタイプのタンクは、重力式加熱炉の水回路、つまり冷却液の自然輸送を備えています。加熱回路の最上部にある任意の形状の金属タンクです。冷媒は部分的に蒸発するため、大気と直接連通します。
パイプラインはタンクの下部または下部の四分の一に接続されており、パイプがその上部に溶接されており、オーバーフローやシステムからの空気の放出があった場合に水を排出します。実際には、開いているタンクの容量は、暖房システム内の水の容量の少なくとも15%である必要があります。
オープンタンクエキスパンダーは通常技術室にあり、その外観は問題ではありません
密閉型またはメンブレンタイプのタンクは、内部にメンブレンを備えた密閉容器です。水、加熱、圧力の増加、膜の伸張、タンクへの流入、過剰圧力の場合は自動装置が作動し、余剰のクーラントが下水道に排出されます。
最初の排出後、通常、冷却剤の体積はシステムの体積と等しくなるため、再生成の理由はありません。
閉じた膜タンクはポンプの前に取り付けられています。このような容量は、開放型タンクとは異なり、空気自体を取り除くことができないため、暖房回路の上部に、Mayevskyクレーン(機械式エアベント)またはその自動アナログを設置する必要があります。
時間の経過に伴って故障する可能性がある膜タンクの唯一の要素は膜なので、交換する可能性のあるタンクを購入することをお勧めします。
油圧アキュムレータと呼ばれることもある密閉タンクを購入するときの主なことは、給水用の油圧アキュムレータと混同しないことです。
加熱に使用される膜タンクの場合、動作温度は最大120°C、圧力は最大3バールです。給水には、温度が70°Cまで、圧力が10バールまでのタンクが使用されます。
パイプとラジエーターの選択
ストーブ暖房用の水回路として、ラジエーター(バッテリー)付きのプラスチックパイプのシステムまたは金属パイプのシステムを使用できます。ラジエーターを使用する主な利点は、大規模なエアダクトと比較してきれいに見えることです。
プラスチック製の配線は熱を発しないため、床に簡単に隠すことができます。ただし、ルールによると、給湯器の配線は開いている必要があります。ただし、ポリマーパイプラインには制限があります。溶融して直接UVに曝される可能性がある場所には設置できません。
金属パイプの利点は、加熱回路全体の価格が安く、設置が簡単で、システムの操作中に問題が頻繁に発生しないことです。
部屋のデザインの美的要素が重要でない場合は、金属プラスチックライナー付きのラジエーターシステムの代わりに金属加熱パイプを使用することが正当化されます。
ラジエーターシステムの重要な利点は、温度制御が容易なことです。部屋の温度の最も正確な計算でさえ調整することができます。たとえば、生後6か月未満の幼児には19〜21°Cの気温が推奨されますが、家の残りの部分の快適な温度は25°Cと見なされます。
部屋でこのような温度を長期間確保するには、ラジエーターの1つへの熱供給タップを完全または部分的に閉じる必要があります。金属パイプの場合も、問題を解決できますが、ポリウレタンフォームまたはフォイルシェルを使用してパイプセグメントの熱伝達を減らすという、より複雑な方法で解決できます。
暖房回路の別のオプションは、水加熱床です。これは非常に快適なタイプの熱供給であり、人の知覚ですが、暖かい床を設置することは、以前に検討されたオプションよりもはるかに時間がかかります。
さらに、暖かい床を使用する場合は、水の自然循環のための傾斜を設けることができません。これにより、暖かい床のパイプの直径が小さいことと相まって、循環ポンプを使用するための前提条件になります。
暖かい床のパイプを通して水を押すには、ポンプを使用する必要があります。自然循環は、暖房システムのこの形状では機能しません
暖房システムの凍結を防ぐ
冷却剤としての水の使用にはマイナス1があります。暖房システムが凍結すると、パイプラインと電気器具が損傷します。この場合、炉に組み込まれた熱交換器を復元することは特に困難です。
この問題は、冬に長時間加熱されない可能性のある家に関連しています。システムの損傷を防ぐ1つの方法は、システムの加熱に水の代わりに不凍液を使用することです。
住宅施設では、エチレングリコールとは異なり、毒性のない物質として、プロピレングリコールベースの液体が不凍液として使用されます。
しかし、不凍液を使用するという考えには欠点があります:
- プロピレングリコールベースの不凍液は高価です(80 r /リットルから);
- 不凍液の比熱容量は水の比熱(約15%)よりも小さいため、大きな炉の出力と大きな表面積の暖房機器が必要です。
- 不凍液は水よりも動粘度が高いため、より強力な循環ポンプが必要であり、自然循環は不可能です。
- 加熱すると不凍液が40%に膨張するため、密閉式の大型膨張タンクを使用する必要があります。
- プロピレングリコールは非常に流動性が高いため、水が浸透しない暖房システム内の化合物を浸透します。
- 接触すると不凍液添加剤がその特性を失うため、プロピレングリコールは亜鉛メッキパイプと適合しません。
- 不凍液を沸騰させると(オーブンを使用する場合が多い)、不可逆的な化学反応が発生し、その結果、システム全体を排水して不凍液を再充填する必要があります。
不凍液の場合、暖房システムは事前に計算する必要があります-水のために実施されるプロジェクトでの使用は非常に問題があります。
さらに、不凍液を使用するプロジェクトは、給湯システムよりもはるかに高価になります。そのため、ストーブ暖房付きの民家ではまだ普及しておらず、他にも凍結防止対策が施されています。
暖房システム用の流体を選択するときは、物理化学的特性だけでなく、他の人への危険性にも留意する必要があります
家の所有者が長期間不在であるという問題に対する最も一般的な解決策は、回路とシャツまたは炉のレジスタから水を排出することです。追加の作業に加えて、この方法の不利な点は、システムの金属要素への空気の内側からのアクセス、およびその結果としての腐食の広がりを含みます。
また、短期間での解決策として、小容量の電気ボイラーを加熱回路に組み込むことを採用しています。最小レベルのエネルギー消費での彼の仕事は一時的に正の水温を維持することができます。
暖房システムに接続された低電力の電気ボイラーは、ホストが長期にわたっていない場合でも、正の水温を維持できます。
ストーブと80平方メートルの面積を持つ民家の水回路に基づく実用的な暖房システム:
ストーブや暖炉からバッチ式で暖房システムに熱が供給されるため、暖房回路の要素のパラメータを計算する作業が複雑になります。回路の変更に関する作業は非常に問題が多いため、この分野での経験が不足しているため、このような問題を解決するスキルのある専門家に連絡することをお勧めします。
ストーブの暖房を組織した経験はありますか?それともあなたはそのようにあなたの家を暖房していて、ストーブの操作の印象を共有したいですか?コメントを残して質問してください。フィードバックフォームは下にあります。