Existuje mnoho způsobů, jak vytápět soukromý dům spojený s využíváním plynu a elektřiny. Ale i přes množství moderních metod, topení kamna je stále relevantní při pořádání venkovských domů a chalup.
Musíte přiznat, že barva ruské místnosti není nijak zdůrazněna jako kamna na dřevo. Vytápění na tuhá paliva je navíc považováno za jednu z nejekonomičtějších možností.
Organizace topného systému začíná výběrem pece a určením typu topného okruhu. Nabízíme pochopení zařízení a principy provozu ohřevu vody a vzduchu na základě pece. Pro lepší pochopení problému jsme přidali materiál s diagramy a vizuálními fotografiemi.
Vytápění vzduchem
Důvodem pro udržitelné preference, které majitelé soukromých domů dávají možnost topení kamna, je účinnost provozu - dostupnost palivového dříví, palivových briket nebo uhlí.
Nevýhodou je, že ošetřený prostor je omezený, což může být eliminováno uspořádáním vodního a vzduchového systému na bázi cihlové jednotky.
Specifičnost zařízení pro vytápění nízkopodlažních budov s troubou je uvedena ve výběru fotografií:
Vytápění sporákem je stále oblíbené v soukromém sektoru jako nejméně nákladná, nezávislá a cenově dostupná možnost vytápění. 
Omezení provozu je považováno za významnou nevýhodu systému vytápění pece - je obtížné nebo nemožné ohřívat více než tři sousední místnosti s pecí 
Kamna jsou výbornou volbou pro vytápění menších venkovských domů, soukromých chat pro 2 - 3 pokoje, lovecké chaty 
Při projektování nejsou kamna umístěna proti vnějším stěnám, ale je instalována tak, aby byla jednotka ve většině místností umístěna co nejvíce. 
Při organizaci vytápění soukromých domků se používají nejen tradiční ruské konstrukce, ale také modely vyráběné v továrně s ocelovým nebo litinovým tělem. 
Kompaktní jednotky s tenkými stěnami zabírají minimum místa, pracují efektivně a jsou vybaveny řídicími a monitorovacími systémy. 
Tradiční cihlové pece jsou rozděleny na jednotky periodického a nepřetržitého působení. V prvním se proces spalování prodlužuje v čase, který musí být neustále utopen. 
Pro vytápění dvoupodlažních chalup uspořádají dvoupodlažní jednotky s jedním komínem, uvnitř kterého je uspořádán řez pro optimalizaci odtoku kouře z obou částí pece.
Principem provozu vzduchového ohřevu na základě kamna nebo krbu je přenos teplého proudu ohřátého na pracovní teplotu ve výměníku tepla nebo v kotli. Vzduch vstupuje buď přímo do místnosti, nebo vzduchovými kanály.
Vzhledem k relativně malé dráze nemá čas ztratit teplotu. Výsledkem je rovnoměrné rozložení tepla v celém domě.
Kamera pro ohřev vzduchu je uspořádána nad pecí, takže horký horní povrch pece a komín přenáší na něj maximální množství tepla. K cirkulaci vzduchu dochází přirozeně nebo s pomocí ventilátorů.
Ocelová trouba tovární produkce pro vytápění místnosti o velikosti 120 metrů čtverečních. m pomocí průtoku vzduchu stojí asi 12 000 rublů
K přirozenému oběhu dochází v důsledku rozdílu hustoty studeného a horkého vzduchu. Studený vzduch vstupující do topné komory odvádí horký vzduch do vzduchových kanálů.
Tato metoda nevyžaduje přítomnost elektřiny, avšak pokud se vzduch nehýbe dostatečně rychle přes topnou komoru, stává se velmi horkou, což může způsobit problémy.
Ohřev vzduchu s přirozeným pohybem ohřátého vzduchu zahrnuje instalaci vzduchovodů pro směrový pohyb. V nucených případech pohyb vzduchu stimuluje ventilátor (+)
K nucenému oběhu dochází při použití ventilátorů nebo čerpadel. Vytápění prostoru však probíhá rychleji a rovnoměrněji. Při nuceném větrání, úpravě jeho režimu, můžete snadno ovládat množství vzduchu dodávaného do různých místností, čímž se určuje mikroklima jednotlivých místností domu.
Podle typu přívodu studeného vzduchu jsou systémy rozděleny do dvou typů:
- S plnou recyklací. Vyhřívané vzduchové masy se střídají s chlazeným ve stejné místnosti. Nevýhodou obvodu je, že kvalita vzduchu klesá s každým cyklem topení / chlazení.
- S částečnou rekultivací. Část čerstvého vzduchu je odváděna z vnějšku, který se mísí se vzduchem z místnosti. Po zahřátí se spotřebiteli dodává směs dvou vzduchových částí. Výhoda ve stabilní kvalitě vzduchu, nedostatečná energetická závislost.
Je zřejmé, že první skupina zahrnuje kanálové systémy s přirozeným pohybem vzduchového chladiva. Druhou skupinu tvoří možnosti s nuceným pohybem vzduchu, pro které není nutné uspořádat vedení sítě.
Přítok vzduchu z ulice dává systému přirozený oběh další impuls, který umožňuje upustit od používání ventilátorů.
Hlavní výhody ohřevu vzduchu ve srovnání s vodou:
- vysoká účinnost;
- bezproblémové;
- v pokojích nejsou radiátory.
Obrys zařízení s nuceným pohybem umožňuje provádět bez konstrukce systému potrubí. Kromě toho lze tuto odrůdu kombinovat s klimatizací, zvlhčováním a ionizací vzduchu.
Pokud není instalace zařízení, které stimuluje pohyb ohřátého vzduchu, plánováno, použijí se následující metody ke zlepšení výkonu kamen:
Účinnost hlavní jednotky ohřevu pece závisí na příslušné konstrukci konstrukce. 
Pro zvýšení přenosu tepla při výstavbě pecí uspořádejte kouřové klapky - kanály uvnitř konstrukce, které zajišťují udržení tepla 
Aby bylo možné zvolit maximální teplo, délka kouřových stop se zvýší a změní se jejich směr. Jsou vertikální, horizontální, zvedací, spouštěcí 
Aby se zabránilo vypouštění plynů, musí být stěny kouřovodů čisté a hladké. Nejsou omítnuté, aby nebyly vytvořeny podmínky pro přetížení.
Zvýšení účinnosti spontánně zvyšuje rychlost proudění vzduchu: čím rychleji se vzduch ohřívá, tím intenzivnější je změna chlazené a zahřáté hmoty vzduchu.
Hlavní nevýhody ohřevu vzduchu ve srovnání s vodou:
- při použití pece má teplota přiváděného vzduchu na rozdíl od jiných prostředků ohřevu značný rozsah;
- vzduchové kanály mají velký průměr, takže instalace musí být provedena ve fázi výstavby;
- přednostně umístění pece v suterénu, jinak je nutné použít ventilátory, které vydávají hluk.
Pohyb vzduchu v místnosti má negativní stranu - zvyšuje prach, ale použití filtrů na výstupu kanálu účinně zachycuje tento prach, čímž se snižuje celkové množství prachu v domě.
Dalším znakem ohřevu vzduchu s kladnou a zápornou stranou je rychlost přenosu tepla. Na jedné straně se místnosti zahřívají rychleji, než když se ohřívají vodním okruhem, na druhé straně není žádná tepelná setrvačnost - jakmile kamna nebo krb zhasnou, místnost se okamžitě začne ochladit.
Pro zajištění stejnoměrného tlaku v bočních větvích potrubí je nutné vyloučit jejich vložení do posledního půl metru hlavního potrubí.
Na rozdíl od ohřevu vody není instalace systému vytápění vzduchu obtížná. Všechny prvky (trubky, ohyby, větrací mřížky) lze jednoduše připojit bez svařování. Tam jsou flexibilní vzduchové kanály, které mohou mít jakoukoliv formu, v závislosti na geometrii areálu.
Navzdory tomu ještě nejsou rozšířeny systémy ohřevu vzduchu založené na kamnech nebo krbech. Mnohem častěji se v jednotlivých nízkopodlažních budovách používá k ohřevu prostor vodní okruh.
Na základě kamen nebo ohniště s cihlovým nebo ocelovým ohništěm můžete zajistit jak ohřev vzduchu, tak i ohřev vody.
Zařízení na ohřev vody na základě pece
Princip činnosti jakéhokoliv systému ohřevu vody je založen na rozvodu tepla z místního zdroje po celé místnosti s využitím pohybu vody podél topného okruhu.
Hlavní prvky ohřevu vody
Pro topný okruh s vodním okruhem jsou hlavní prvky:
- sporák nebo krb s tepelným výměníkem, ve kterém se ohřívá voda;
- topný okruh, kde je teplo přeneseno do místnosti;
- expanzní nádrž, aby nedošlo k poškození systému v důsledku zvýšeného tlaku;
- oběhové čerpadlo pro zajištění pohybu vody kolem okruhu.
Existují obecná pravidla pro provozování ohřevu vody, jako jsou schémata zapojení, která jsou dobře známá a musí být dodržována. Při použití pece jako zdroje tepla však existují specifické požadavky spojené se znakem teplotního režimu.
Princip činnosti ohřevu vody na základě kamna nebo krbu je jednoduchý, ale je nutné přesně vypočítat parametry všech prvků systému.
Kamna se neohřívají rychle a pomalu se chladí, dochází k nerovnoměrnému vytváření tepla a pouze správná instalace všech komponent systému pomůže vyhnout se problémům s vysoce kvalitním vytápěním místností v domě.
Typy výměníku tepla a způsoby umístění
Pro výrobu tepelného výměníku pro pece používáme plechovou „černou“ ocel nebo žáruvzdornou nerezovou ocel. Použití litiny jako materiálu pro výrobu je obtížné, ale můžete použít hotové litinové výrobky, jako jsou litinové radiátory.
Je možné použít měď, která má lepší tepelnou vodivost než ocel, ale cena takového zařízení bude vysoká. Výměník tepla se doporučuje vyrobit z oceli o tloušťce 3 mm. Při vysokých teplotách pecí, vyplývajících z použití uhlí nebo zejména koksu, je nutné použít ocel o tloušťce 5 mm.
Výměníky tepla lze rozdělit do tří typů:
- registry, cívky a radiátory, sestávající ze sady trubek;
- košile (kotle), svařované z ocelového plechu;
- kombinovaná verze ve formě svislých stěn spojených trubkami (tzv. „knihy“).
Košile vyrobené z ocelového plechu jsou snazší a snadněji se čistí od produktů spalování paliva, ale trubkové konstrukce mají velkou topnou plochu. Při výrobě košile musí být vzat v úvahu tlak přebytečné vody, ke kterému dochází při použití expandéru membránové nádrže nebo zvedání vody do velké výšky.
Výměník tepla pro ohřev vody na základě pece může být vyroben ze šrotu:
Pro organizaci ohřevu vody na základě pece je vybaven vestavěným kotlem nebo výměníkem tepla 
Čím větší je tepelně vodivá plocha tepelného výměníku, tím účinnější je provoz pece. Zajímavým řešením je použití litinové baterie. 
Pokud není možné uspořádat masivní výměník tepla, je konstruován ve formě dvou trubek nebo cívek. V tomto případě je zvýšen pohyb chladicí kapaliny, cirkulační čerpadlo je součástí okruhu. 
Při návrhu schématu ohřevu kamen se snaží snížit počet jednotek. Proto je prioritou zahrnout funkci přípravy chladicí kapaliny do sporáku
V tomto případě se požaduje použití oceli o tloušťce alespoň 5 mm a dodatečně vyztužení stěn vyztužovacími žebry, aby se zabránilo jejich deformaci.
Tvar trubkových konstrukcí může být odlišný, je však nutné dodržet podmínku, že vnitřní rozměr trubek je alespoň 3 cm v průměru. V opačném případě, pokud je rychlost oběhu pomalá nebo je teplota příliš vysoká, je pravděpodobné, že se vaří voda.
Rejstříky se zpravidla vyrábějí z tvarovaných a ne kulatých trubek, aby se usnadnily svařovací práce.
Výměník tepla požadované velikosti si můžete sami vyrobit. V tomto případě je třeba věnovat zvláštní pozornost kvalitě svařování. Pokud dojde k úniku tepelného výměníku, veškerá voda bude proudit do trouby.
Kromě toho, k vyřešení problému, budete muset udělat spoustu práce: rozebrat pec, odstranit, vařit a dát výměník tepla zpět, a pak znovu pec.
Umístění tepelného výměníku jsou dvě. V prvním případě se umístí přímo do ohniště, čímž se výrazně zužuje její prostor. Ve druhém případě jsou registry instalovány do víčka neregeneračních pecí, avšak v tomto případě má samotná pec složitější strukturu.
Pokud je k dispozici zvonová pec, je lepší umístit výměník tepla do digestoře: je tam také horký a prostor pece zůstane nezměněn
Při instalaci trubkového typu výměníku je nutné ponechat mezi ním a stěnou kamenů mezeru. To je nezbytné pro lepší ohřev chladiva, stejně jako možnost čištění registru. Pravidelně je nutné čistit jak košile, tak i registry, protože v případě silného ucpání popelem klesá účinnost výměny tepla.
V přítomnosti varné desky se čištění provádí po jeho vyjmutí. Pokud má pec pouze funkci vytápění, provádí se čištění spalovacími dvířky.
Cirkulace vody v topném okruhu
Základní principy organizace přirozené cirkulace vody v systému jsou simulace „urychlovacího kolektoru“ na výstupu tepelného výměníku a vytvoření konstantního sklonu trubek topného okruhu 3-5 °.
Obecným významem „kolektoru zrychlení“ je to, že ohřátá voda z pece stoupá svisle nahoru a pak je rozdělována podél topného okruhu.
K cirkulaci dochází v důsledku rozdílu ve specifické hmotnosti studené a teplé vody. Studená voda je těžší než horká voda a proudí do výměníku tepla, čímž vytlačuje horkou vodu do potrubí. Vstupní bod „návratu“ musí být nižší než výstup vody z radiátorů, jinak bude cirkulace vody velmi pomalá nebo vůbec ne.
V případě použití přirozené cirkulace je kolektor zrychlení nutný i pro malé topné okruhy.
Pro zvýšení rychlosti pohybu vody podél topného okruhu je instalováno oběhové čerpadlo. Tím dochází k rychlejší a rovnoměrnější distribuci tepla v celém domě. Současně je možné použít několik čerpadel pro různé topné okruhy.
V přítomnosti přepětí je nutné použít regulátor napětí, protože selhání čerpadla může vést k vážným následkům pro celý systém.
Čerpadla lze rozdělit do dvou skupin vzhledem k poloze motoru: „suchým“ rotorem a „mokrým“ rotorem. Podle typu napětí: modely pracující ze sítě 220 V a čerpadla pracující ze zdrojů 12 V.
Motor v čerpadlech s „suchým“ rotorem je izolován od ponořeného oběžného kola s o-kroužky. Ve srovnání s čerpadly s ponorným motorem mají „suchá“ čerpadla vyšší účinnost.
Mezi nedostatky lze však označit vysokou hladinu hluku, potřebu pravidelné údržby a sníženou životnost. Proto v soukromém domě zpravidla používejte oběhové čerpadlo s „mokrým“ rotorem.
Volba typu výkonu čerpadla závisí na možnosti přirozené cirkulace vody v systému. Je-li to bez účasti čerpadla nemožné, pak by měla být volba volena s podporou 12 V a nepřerušitelného napájení.
V opačném případě se může v případě výpadku proudu voda vařit a systém selže. Je-li možná přirozená cirkulace, je lepší koupit běžnější a levnější variantu s napájením 220 V.
Připojením čerpadla s napětím 12 voltů k nepřerušitelnému zdroji napájení se nemůžete obávat, že by systém vytápění fungoval
Při instalaci čerpadla s výkonem 220 V je nutné zajistit možnost provozu topného systému při výpadku proudu. Za tímto účelem namontujte na potrubí uzavírací ventil a obejděte jej instalací obtokové trubky s čerpadlem (tzv. Obtokem).
Na obtokovém potrubí před čerpadlem namontujte jeřábový filtr a poté uzavírací ventil. Nastavením polohy uzavíracích ventilů na hlavním a obtokovém potrubí je možné zapnout režim nucené a přirozené cirkulace.
Čerpadlo je zpravidla instalováno na „vratném potrubí“ v blízkosti pece, takže teplota kapaliny, která prochází zařízením, je nejnižší. Tím se významně prodlouží životnost čerpadla.
Kromě toho je nutné umístit na jednom místě maximální počet ovládacích prvků topného systému tak, aby v případě nouzových situací bylo možné rychle přijmout opatření k jejich odstranění.
Instalace obtokové trubky (průchodem) umožňuje, aby topný systém fungoval, když je napájení vypnuto, a také umožňuje odebrat čerpadlo bez vypuštění vody.
Pravidla pro rozšíření expanzní nádrže
Tekutina se při zahřívání rozpíná, a pokud k tomu dojde v uzavřeném systému, tlak uvnitř se značně zvýší a zvýšení tlaku je spojeno s průlomem vody. Použití pojistného ventilu je nepraktické, protože po ochlazení vody a snížení jejího objemu bude do systému vypuštěn vzduch.
Proto se v topných okruzích s nuceným pohybem vody používají speciální expanzní nádoby, které jsou otevřené nebo uzavřené. Jejich objem se vypočítává nejen na základě maximální tepelné roztažnosti kapaliny (5-7%), ale také s přihlédnutím k možnosti varu systému.
Otevřená nádrž zásobuje vodní okruh topné pece gravitačního typu, to znamená s přirozeným transportem tepelného nosiče. Jedná se o kovový kontejner libovolného tvaru, umístěný na samém vrcholu topného okruhu. Přímo komunikuje s atmosférou, díky čemuž je chladivo částečně odpařováno.
Potrubí je napojeno na spodní nebo dolní část nádrže a odtoková trubka je přivařena k horní části, aby vypustila vodu v případě přepadu a výstupu vzduchu ze systému. Praxe ukazuje, že objem otevřené nádrže by měl být nejméně 15% objemu vody v topném systému.
Otevřená expanzní nádrž je obvykle umístěna v technické místnosti a její vzhled nezáleží
Nádrž uzavřeného nebo membránového typu představuje uzavřenou nádobu s membránou uvnitř. Voda při zahřátí zvyšuje tlak, natahuje membránu a vstupuje do nádrže, v případě přetlaku se aktivuje automatický systém a přebytečné teplonosné médium se vypouští do kanalizace.
Po prvním vypouštění již obvykle není důvod pro jeho opětovnou výrobu, protože objem chladicí kapaliny se rovná objemu systému.
Uzavřená membránová nádrž je namontována před čerpadlem. Taková nádrž, na rozdíl od nádrže s otevřeným typem, se nemůže zbavit vzduchu samotného, proto je nutné instalovat na horní straně topného okruhu ventil Mayevského (mechanický odvzdušňovací ventil) nebo jeho automatický ekvivalent.
Jediným prvkem membránové nádrže, která může nakonec selhat, je membrána, takže je nejlepší koupit nádrž s možností její výměny.
Při nákupu uzavřeného typu nádrže, která se někdy nazývá hydroakumulátor, není hlavní záměnou jej zaměňovat s hydroakumulátorem pro zásobování vodou.
Pro membránovou nádrž, která se používá při vytápění, je pracovní teplota až 120 ° C a tlak je až 3 bar. Pro nádrže s vodou do 70 ° C a tlaky do 10 barů.
Volba mezi trubkami a radiátory
Jako vodní okruh pro vytápění kamen lze použít systém plastových trubek s radiátory (bateriemi) nebo systémem kovových trubek. Hlavní výhodou radiátorů je, že vypadají hezčí než masivní vzduchové kanály.
Plastové vedení lze snadno skrýt v podlaze, protože nevydává teplo. I když podle pravidel by měla být otevřena kabeláž ohřevu vody. Polymerová potrubí však mají omezení: nemohou být položena tam, kde je možnost tavení a přímého působení UV záření.
Výhodou kovových trubek je nižší cena celého topného okruhu, snadná instalace a méně časté problémy při provozu systému.
Použití kovových topných trubek namísto systému radiátorů s kovově plastovou vložkou je oprávněné, pokud estetická složka návrhu místnosti není důležitá.
Významnou výhodou radiátorového systému je snadné nastavení teploty. Lze nastavit i nejpřesnější výpočty teploty v místnosti. Například, malé dítě do 6 měsíců se doporučuje mít teplotu 19-21 ° С, zatímco pohodlná teplota ve zbytku domu je 25 ° С.
Pro zajištění takové teploty po dlouhou dobu v místnosti je nutné zcela nebo částečně zavřít přívod tepla k jednomu z radiátorů. V případě kovové trubky může být problém vyřešen, ale komplikovanějším způsobem: snížení přenosu tepla trubkového segmentu pomocí polyuretanové pěny nebo fóliových obalů.
Další možností topného okruhu může být voda vyhřívaná podlaha. To je velmi pohodlný pocit dodávek tepla pro osobu, ale instalace vytápěné podlahy je mnohem pracnější než možnosti uvažované dříve.
Navíc při použití vyhřívané podlahy není možné vytvořit sklon pro přirozenou cirkulaci vody, což v kombinaci s malým průměrem podlahových topných trubek vede k nepostradatelným podmínkám pro použití oběhového čerpadla.
Pro zatlačení vody přes potrubí podlahového vytápění je nutné použít čerpadlo, přirozená cirkulace nebude fungovat s takovou geometrií topného systému.
Zabraňte zamrznutí topného systému
Použití vody jako chladicí kapaliny má jednu nevýhodu - v případě zamrznutí topného systému dojde k poškození potrubí a spotřebičů. Obzvláště obtížné je v tomto případě obnovit výměník tepla integrovaný do pece.
Tento problém je relevantní pro domácnosti, které v zimě nelze vytápět po dlouhou dobu. Jedním ze způsobů, jak zabránit poškození systému, je použití nemrznoucí kapaliny určené pro vytápění místo vody.
Pro obytné prostory jsou kapaliny na bázi propylenglykolu používány jako nemrznoucí kapalina jako netoxická látka, na rozdíl od ethylenglykolu.
Myšlenka použití nemrznoucí kapaliny má však své nevýhody:
- 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.
При выборе жидкости для системы отопления необходимо иметь в виду не только физико-химические характеристики, но и ее опасность для окружающих
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.
Подсоединенный к системе отопления электрокотел малой мощности способен поддержать положительную температуру воды на случай длительного отсутствия хозяев
Závěry a užitečné video na toto téma
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.