Existuje mnoho spôsobov, ako vykurovať súkromný dom spojený s využívaním plynu a elektriny. Ale aj napriek množstvu moderných metód, kachle kúrenie je stále relevantné pri organizovaní vidiecke domy a chaty.
Musíte pripustiť, že farba ruskej izby nie je ničím zdôraznená ako kachle na drevo. Okrem toho je vykurovanie na tuhé palivo považované za jednu z najekonomickejších možností.
Organizácia vykurovacieho systému začína výberom pece a určením typu vykurovacieho okruhu. Ponúkame na pochopenie zariadenia a princípy prevádzky ohrevu vody a vzduchu na základe pece. Pre lepšie pochopenie problému sme pridali materiál s diagramami a vizuálnymi fotografiami.
Vykurovanie vzduchom
Dôvodom pre udržateľné preferencie, ktoré majitelia súkromných domov dávajú kachle možnosť vykurovania, je účinnosť prevádzky - dostupnosť palivového dreva, palivových brikiet alebo uhlia.
Nevýhodou je, že upravený priestor je obmedzený, čo môže byť eliminované usporiadaním vodného a vzduchového systému na báze tehlovej jednotky.
Špecifickosť zariadenia na vykurovanie nízkopodlažných budov s rúrou je uvedená vo výbere fotografií:








Princíp činnosti ohrevu vzduchu na báze kachlí alebo krbu je prenos teplého prúdu ohriateho na pracovnú teplotu vo výmenníku tepla alebo v kotle. Vzduch vstupuje buď priamo do miestnosti, alebo cez vzduchové kanály.
Vzhľadom k relatívne malej ceste nemá čas stratiť teplotu. Výsledkom je rovnomerné rozloženie tepla v celom dome.
Kamera na ohrev vzduchu je usporiadaná nad pecou, takže horný horný povrch pece a komín prenášajú naň maximálne množstvo tepla. Cirkulácia vzduchu prebieha prirodzene alebo s pomocou ventilátorov.

Prirodzená cirkulácia vzniká v dôsledku rozdielu hustoty studeného a horúceho vzduchu. Studený vzduch vstupujúci do vykurovacej komory odvádza horúci vzduch do vzduchových kanálov.
Táto metóda nevyžaduje prítomnosť elektriny, avšak ak sa vzduch nepohybuje dostatočne rýchlo cez vykurovaciu komoru, stáva sa veľmi horúcou, čo môže spôsobiť problémy.

Nútený obeh nastáva pri použití ventilátorov alebo čerpadiel. Vykurovanie priestoru však prebieha rýchlejšie a rovnomerne. Pri nútenom vetraní, nastavovaní jeho režimu, môžete ľahko kontrolovať množstvo vzduchu dodávaného do rôznych miestností, čím sa určuje mikroklíma jednotlivých miestností domu.
Podľa typu prívodu studeného vzduchu sú systémy rozdelené do dvoch typov:
- S plnou recykláciou. Vyhrievané vzduchové masy sa striedajú s chladeným v tej istej miestnosti. Nevýhodou okruhu je, že kvalita vzduchu klesá s každým cyklom ohrevu / chladenia.
- S čiastočnou reklamáciou. Časť čerstvého vzduchu sa odoberá zvonku, ktorý sa mieša do vzduchu z miestnosti. Po zahriatí sa spotrebiteľovi privedie zmes dvoch vzduchových častí. Výhoda v stabilnej kvalite ovzdušia, nedostatku energetickej závislosti.
Je zrejmé, že prvá skupina obsahuje kanálové systémy s prirodzeným pohybom chladiaceho média. Druhá skupina zahŕňa možnosti s núteným pohybom vzduchu, pre pohyb ktorého nie je potrebné usporiadať potrubnú sieť.

Hlavné výhody ohrevu vzduchu v porovnaní s vodou:
- vysoká účinnosť;
- bezproblémová;
- žiadne radiátory v miestnostiach.
Obrys zariadenia s núteným pohybom vám umožňuje robiť bez konštrukcie potrubného systému. Okrem toho sa táto odroda môže kombinovať s klimatizáciou, zvlhčovaním a ionizáciou vzduchu.
Ak sa inštalácia zariadenia, ktoré stimuluje pohyb ohriateho vzduchu, neplánuje, potom sa na zlepšenie výkonu pece používajú nasledujúce metódy:




Zvýšenie účinnosti spontánne zvyšuje rýchlosť prúdenia vzduchu: čím rýchlejšie sa vzduch ohrieva, tým intenzívnejšia je zmena chladenej a ohrievanej vzduchovej hmoty.
Hlavné nevýhody ohrevu vzduchu v porovnaní s vodou:
- pri použití pece má teplota privádzaného vzduchu na rozdiel od iných prostriedkov ohrevu značný rozsah;
- vzduchové kanály majú veľký priemer, takže inštalácia musí byť vykonaná vo fáze výstavby;
- prednostne umiestnenie pece v suteréne, inak je nutné použiť ventilátory, ktoré vydávajú hluk.
Pohyb vzduchu v miestnosti má negatívnu stranu - zvyšuje prach, ale použitie filtrov na výstupe potrubia účinne zachytáva tento prach, čím sa znižuje celkové množstvo prachu v dome.
Ďalšou vlastnosťou ohrevu vzduchu s kladnou a zápornou stranou je rýchlosť prenosu tepla. Na jednej strane sa miestnosti zohrejú rýchlejšie ako pri ohreve vodným okruhom, na druhej strane nie je tepelná zotrvačnosť - hneď ako zhasne sporák alebo krb, miestnosť sa okamžite začne ochladzovať.

Na rozdiel od ohrevu vody nie je inštalácia vykurovacieho systému náročná. Všetky prvky (rúry, ohyby, vetracie mriežky) možno jednoducho pripojiť bez zvárania. Tam sú flexibilné vzduchové kanály, ktoré môžu mať akúkoľvek formu, v závislosti na geometrii priestorov.
Napriek tomu systémy vykurovania vzduchom založené na peciach alebo krboch ešte nie sú rozšírené. Oveľa častejšie sa v jednotlivých nízkopodlažných budovách používa vodný okruh na vykurovanie priestorov.

Zariadenie na ohrev vody na základe pece
Princípy prevádzkovania akéhokoľvek systému ohrevu vody sú založené na rozložení tepla z miestneho zdroja v celej miestnosti s využitím pohybu vody pozdĺž vykurovacieho okruhu.
Hlavné prvky ohrevu vody
Pre vykurovací okruh s vodným okruhom sú hlavnými prvkami:
- sporák alebo krb s výmenníkom tepla, v ktorom sa ohrieva voda;
- vykurovací okruh, kde sa teplo prenáša do miestnosti;
- expanzná nádrž, aby sa zabránilo poškodeniu systému v dôsledku zvýšeného tlaku;
- cirkulačné čerpadlo na zabezpečenie pohybu vody okolo okruhu.
Existujú všeobecné pravidlá prevádzky ohrevu vody, ako sú schémy zapojenia, ktoré sú dobre známe a musia sa dodržiavať. Avšak pri použití pece ako zdroja tepla existujú špecifické požiadavky spojené so znakom teplotného režimu.

Kachle sa nezohrievajú rýchlo a pomaly sa ochladzujú, dochádza k nerovnomernému vytváraniu tepla a len správna inštalácia všetkých komponentov systému pomôže vyhnúť sa problémom s kvalitným vykurovaním miestností v dome.
Typy výmenníka tepla a spôsoby umiestnenia
Na výrobu výmenníka tepla pre pece sa používa plechová „čierna“ oceľ alebo nehrdzavejúca oceľ odolná voči teplu. Použitie liatiny ako materiálu na výrobu je ťažké, ale môžete použiť hotové liatinové výrobky, ako sú liatinové radiátory.
Je možné použiť meď, ktorá má lepšiu tepelnú vodivosť ako oceľ, ale cena takéhoto zariadenia bude vysoká. Výmenník tepla sa odporúča vyrábať z ocele s hrúbkou 3 mm. Pri vysokých teplotách pecí vyplývajúcich z použitia uhlia alebo najmä koksu je potrebné použiť oceľ hrubú 5 mm.
Výmenníky tepla možno rozdeliť do troch typov:
- registre, cievky a radiátory, pozostávajúce zo sady rúrok;
- košele (kotly), zvárané z oceľového plechu;
- kombinovaná verzia vo forme zvislých stien spojených potrubiami (tzv. knihy).
Košele z oceľového plechu sa ľahšie vyrábajú a ľahšie sa čistia od produktov spaľovania paliva, ale rúrkové konštrukcie majú veľkú vykurovaciu plochu. Pri výrobe košele sa musí brať do úvahy tlak nadmernej vody, ktorý sa vyskytuje pri použití expandéra membránovej nádrže alebo zdvíhania vody do veľkej výšky.
Výmenník tepla na ohrev vody na báze pece môže byť vyrobený zo šrotu:




V tomto prípade sa vyžaduje použitie ocele s hrúbkou aspoň 5 mm a dodatočne spevnenie stien výstužnými rebrami, aby sa zabránilo ich deformácii.
Tvar rúrkových konštrukcií môže byť rôzny, je však potrebné dodržať podmienku, že vnútorná veľkosť rúrok je aspoň 3 cm v priemere. V opačnom prípade, ak je rýchlosť cirkulácie pomalá alebo je príliš vysoká teplota, je pravdepodobné, že bude vriaca voda.
Registre sa spravidla vyrábajú z tvarovaných a nie z kruhových rúr, aby sa uľahčili zváračské práce.
Výmenník tepla požadovanej veľkosti si môžete vytvoriť sami. V tomto prípade je potrebné venovať osobitnú pozornosť kvalite zvárania. Ak uniká výmenník tepla, všetka voda prúdi do pece.
Okrem toho, na vyriešenie problému, budete musieť urobiť veľa práce: rozobrať pec, odstrániť, variť a dať výmenník tepla späť, a potom znovu montáž pece.
Existujú dve možnosti umiestnenia výmenníka tepla. V prvom prípade sa umiestni priamo do ohniska, čím sa výrazne zužuje jeho priestor. V druhom prípade sú registre inštalované v kryte neregeneračných pecí, avšak v tomto prípade má samotná pec zložitejšiu štruktúru.

Pri inštalácii rúrkového typu výmenníka tepla musíte medzi ním a stenou kachlí ponechať medzeru. To je nevyhnutné pre lepšie ohrievanie chladiacej kvapaliny, ako aj možnosť čistenia registra. Pravidelne je potrebné čistiť košele aj registre, pretože v prípade silného upchatia popolom klesá účinnosť výmeny tepla.
V prítomnosti varnej dosky nastáva čistenie po jej odstránení. Ak má pec iba funkciu ohrevu, potom sa čistenie vykonáva cez spaľovacie dvere.
Obeh vody vo vykurovacom okruhu
Základnými princípmi organizácie prirodzenej cirkulácie vody v systéme je simulovať „zberač zrýchlenia“ na výstupe výmenníka tepla a vytvoriť konštantný sklon rúr vykurovacieho okruhu 3-5 °.
Všeobecným významom „zberača zrýchlenia“ je to, že ohriata voda z pece stúpa vertikálne smerom nahor a potom je distribuovaná pozdĺž vykurovacieho okruhu.
K cirkulácii dochádza v dôsledku rozdielu v mernej hmotnosti studenej a teplej vody. Studená voda je ťažšia ako teplá voda a tečúca do výmenníka tepla, odvádza horúcu vodu do potrubia. Vstupný bod „návratu“ musí byť nižší ako výstup vody z radiátorov, inak bude cirkulácia vody veľmi pomalá alebo vôbec nie.

Na zvýšenie rýchlosti pohybu vody pozdĺž vykurovacieho okruhu je nainštalované obehové čerpadlo. Tým dochádza k rýchlejšiemu a rovnomernejšiemu rozloženiu tepla v celom dome. Súčasne je možné použiť niekoľko čerpadiel pre rôzne vykurovacie okruhy.
V prítomnosti prepätia je potrebné použiť regulátor napätia, pretože porucha čerpadla môže viesť k vážnym následkom pre celý systém.
Čerpadlá môžu byť rozdelené do dvoch skupín vzhľadom na polohu motora: „suchým“ rotorom a „mokrým“ rotorom. Podľa typu napätia: modely pracujúce zo siete 220 V a čerpadlá pracujúce zo zdrojov 12 V
Motor v čerpadlách s „suchým“ rotorom je izolovaný od ponoreného obežného kolesa s o-krúžkami. V porovnaní s čerpadlami s ponorným motorom majú „suché“ čerpadlá vyššiu účinnosť.
Avšak medzi nedostatkami sa dá nazvať vysoká hladina hluku, potreba pravidelnej údržby a skrátenie životnosti. Preto v súkromnom dome spravidla používajte obehové čerpadlo s „mokrým“ rotorom.
Voľba typu výkonu čerpadla závisí od možnosti prirodzenej cirkulácie vody v systéme. Ak to nie je možné bez účasti čerpadla, potom by sa mala zvoliť možnosť s podporou 12 V a neprerušiteľným napájaním.
V opačnom prípade môže dôjsť k varu vody v prípade výpadku elektrickej energie a systém zlyhá. Ak je možná prirodzená cirkulácia, potom je lepšie kúpiť si bežnejší a lacnejší variant s napájaním 220 V.

Pri inštalácii čerpadla s výkonom 220 V je potrebné zabezpečiť možnosť prevádzky vykurovacieho zariadenia počas výpadku elektrickej energie. Na tento účel nainštalujte na potrubie uzatvárací ventil a obtočte ho, nainštalujte obtokové potrubie s čerpadlom (tzv. „Obtok“).
Na obtokovej rúre pred čerpadlom namontujte žeriavový filter a potom uzatvárací ventil. Nastavením polohy uzatváracích ventilov na hlavnom a obtokovom potrubí je možné zapnúť režim nútenej a prirodzenej cirkulácie.
Čerpadlo je spravidla inštalované na „vratnom potrubí“ v blízkosti pece, takže teplota kvapaliny, ktorá prejde zariadením, je najnižšia. To výrazne predlžuje životnosť čerpadla.
Okrem toho je potrebné umiestniť na jednom mieste maximálny počet ovládacích prvkov vykurovacieho systému tak, aby ste v prípade núdze mohli rýchlo prijať opatrenia na ich odstránenie.

Правила использования расширительного бака
Жидкость при нагреве расширяется, и если это будет происходить в замкнутой системе, то сильно возрастет давление внутри нее, а рост давления чреват прорывом воды. Использование предохранительного клапана нецелесообразно, так как после остывания воды и уменьшения ее объема в систему будет запущен воздух.
Поэтому в отопительных контурах с принудительным движением воды используют специальные расширительные баки, которые бывают открытого или закрытого типов. Их объем рассчитывают, исходя не только из максимального теплового расширения жидкости (5-7%), но и с учетом возможности закипания системы.
Бак открытого типа оснащает водяной контур печного отопления гравитационного типа, то есть с естественной транспортировкой теплоносителя. Представляет собой металлическую емкость произвольной формы, расположенной на самом верху отопительного контура. Он напрямую сообщается с атмосферой, из-за чего частично испаряется теплоноситель.
Трубопровод подключается к дну или нижней четверти бака, а к верху него приваривается патрубок для отвода воды в случае перелива и осуществления выхода воздуха из системы. Практика показывает, что объем бака открытого типа должен составлять не менее 15% от объема воды в системе отопления.

Бак закрытого или мембранного типа представляет собой закрытый сосуд с мембраной внутри. Вода, нагреваясь, увеличивает давление, растягивает мембрану и поступает в бак.В случае превышения давления срабатывает автоматика, и излишек теплоносителя сбрасывается в канализацию.
После первого сброса обычно больше не возникает причин для его повторного производства, так как объем теплоносителя становится равным объему системы.
Закрытый мембранный бачок монтируют перед насосом. Такая емкость, в отличие от бака открытого типа, не может избавляться от воздуха сама, поэтому наверху контура отопления необходимо установить кран Маевского (механический воздухоотводчик) или его автоматический аналог.
Единственный элемент мембранного бака, который со временем может выйти из строя – мембрана, поэтому лучше покупать бак с возможностью ее замены.
При покупке бака закрытого типа, который иногда называют гидроаккумулятором, главное не перепутать его с гидроаккумулятором для водоснабжения.
Для мембранного бака, который используется в отоплении, рабочая температура имеет значение до 120°С, а давление – до 3 Бар. Для водоснабжения используют баки с температурой до 70°С и давлением до 10 Бар.
Выбор между трубами и радиаторами
В качестве водяного контура при печном отоплении можно использовать систему пластиковых труб с радиаторами (батареями) или систему металлических труб. Основное преимущество применения радиаторов заключается в том, что они красивее выглядят по сравнению с массивными воздуховодами.
Пластиковую разводку можно без труда спрятать в пол, так как она не отдает тепло. Хотя по правилам разводка водяного отопления должна быть открытой. Однако у полимерных трубопроводов есть ограничения: их нельзя прокладывать там, где есть вероятность оплавления и прямого действия УФ.
Преимущество металлических труб заключается в более низкой цене всего отопительного контура, простоте монтажа и реже возникающими проблемами при эксплуатации системы.

Значимым преимуществом системы с радиаторами является простота регулировки температуры. Даже самые точные расчеты температурного режима помещения могут быть скорректированы. Например, маленькому ребенку до 6 месяцев рекомендована температура 19-21°С, в то время как комфортной температурой в остальном доме считают 25°С.
Чтобы обеспечить такую температуру в течение длительного периода времени в комнате надо полностью или частично закрыть кран подачи тепла к одному из радиаторов. В случае металлической трубы вопрос тоже можно решить, но более сложным способом: уменьшить теплоотдачу сегмента трубы с помощью пенополиуретановой или фольгированной скорлупы.
Еще одним вариантом отопительного контура может быть водяной теплый пол. Это очень комфортный по ощущению человека вид подачи тепла, однако монтаж теплого пола значительно более трудоемкий, чем рассмотренные ранее варианты.
К тому же при использовании теплого пола нет возможности обеспечить уклон для естественной циркуляции воды, что в сочетании с небольшим диаметром труб теплого пола приводит к обязательному условию применения циркуляционного насоса.

Предотвращение перемерзания системы отопления
Использование воды в качестве теплоносителя имеет один минус – в случае перемерзания системы отопления повредится трубопровод и приборы. Особенно сложно восстановить в этом случае теплообменник, интегрированный в печь.
Это проблема актуальна для домов, которые в зимний период могут не отапливаться длительное время. Один из способов предотвратить повреждение системы – использовать вместо воды антифриз, предназначенный для отопительных систем.
Для жилых помещений в качестве антифриза используют жидкости на основе пропиленгликоля, как нетоксичного вещества в отличие от этиленгликоля.
Однако у идеи использования антифриза существуют свои минусы:
- антифриз на основе пропиленгликоля дорого стоит (от 80 р/литр);
- удельная теплоемкость антифриза меньше чем у воды (ориентировочно на 15%), поэтому необходима большая мощность печи и большая площадь поверхности устройств обогрева помещений;
- у антифриза более высокая динамическая вязкость, чем у воды, поэтому необходим более мощный циркуляционный насос, а естественная циркуляция невозможна;
- при нагревании антифриз расширяется до 40%, поэтому необходимо использовать большой расширительный бак закрытого типа;
- пропиленгликоль очень текуч, поэтому проникает через соединения в системе отопления, через которые не проникает вода;
- пропиленгликоль несовместим с оцинкованными трубами, потому что при контакте присадки антифриза утрачивают свойства;
- при закипании антифриза (что вероятно при использовании печей) происходит необратимая химическая реакция, в результате чего всю систему придется сливать и заливать антифриз заново.
Для антифриза систему отопления необходимо рассчитывать заранее – использование его в проектах, реализованных для воды довольно проблематично.
Причем проект с применением антифриза будет значительно дороже, чем система водяного отопления. Поэтому его использование пока не получило широкого распространения в частных домах при печном отоплении, а для предотвращения перемерзания используют другие методы.

Слив воды из контура и рубашки или регистра печи является наиболее частым решением проблемы при длительном отсутствии хозяев дома. Помимо дополнительной работы к минусам этого метода нужно отнести доступ воздуха к металлическим элементам системы с внутренней стороны и, как следствие, распространение коррозии.
Также в качестве решения проблемы на короткий промежуток времени, применяют интеграцию в отопительный контур электрического котла небольшой мощности. Его работа на минимальном уровне потребления энергии в состоянии временно поддержать положительную температуру воды.

Závery a užitočné video na túto tému
Рабочая система отопления на основе печи и водяного контура в частном доме, площадью 80 квадратных метров:
Подача тепла в систему отопления от печей и каминов происходит порционно, что усложняет задачу расчета параметров элементов отопительного контура. Проводить работы по переделке контура довольно проблематично, поэтому при недостатке опыта в этой сфере лучше обратиться к специалистам, имеющим навыки решения таких задач.
У вас есть опыт в организации печного отопления? Или вы так обогреваете свой дом и хотели бы поделиться впечатлениями от эксплуатации печи? Пожалуйста, оставляете комментарии и задавайте вопросы. Форма обратной связи расположены ниже.