Peč z vodnim krogom za ogrevanje hiše: značilnosti pečnega ogrevanja + izbira optimalne možnosti

Drva in premog ostajajo v mnogih regijah najbolj dostopne vrste goriva, s pomočjo katerih se ogrevajo zasebne hiše. Vendar pečno ogrevanje izberejo ne le zaradi poceni in splošne dostopnosti energenta, temveč tudi zaradi nizke cene njegove ureditve.

Poleg številnih prednosti ima peč z vodnim krogom za ogrevanje hiše tudi veliko pomanjkljivosti. Ta možnost še zdaleč ni vedno optimalna. Poskusimo se razumeti v nianse takšnega ogrevalnega sistema.

Značilnosti ogrevanja na osnovi peči

Pečno ogrevanje – norma za ruske vasi, katere zanesljivost in praktičnost sta preizkušeni skozi stoletja. Tudi danes v mnogih vaških hišah stojijo peči s ploščo za kuhanje in pečico za peko kruha.

Nekatere med njimi so opremljene z vodnim krogom ogrevalnega sistema, druge pa ne. Toda lastniki podeželskih stanovanj jih ne hitijo zavreči in zamenjati s sodobnimi kotli. Še niso izumili bolj zanesljivega in brezhibnega načina ogrevanja.

Brez vodnega kroga po hiši lahko drvna peč ogreje le majhen prostor okoli sebe. Za ogrevanje ene ali dveh sob je ta možnost sprejemljiva, za veliko hišo pa ne več.

Kot gorivo v podobnih vaških pečeh kurijo:

• premog;
• šoto;
• drva;
• brikete (evrodrva).

Bistvene razlike med temi vrstami goriva z vidika sestave peči v notranjosti in razvoda sistema vodnega ogrevanja v zasebni hiši ni. Nekatere dajejo več vročine, druge pa gorijo dlje. Toda konstrukcija kurišča in shema razvoda cevi s toplotnim medijem po sobah sta v vseh primerih enaki.

Pri izbiri pečnega ogrevanja ne smemo pozabiti na protipožarne predpise za postavitev opečnih peči – le njihovo dosledno upoštevanje bo omogočilo zmanjšanje tveganja nastanka požara na minimum.

Med prednostmi pečnega ogrevanja so:

• odsotnost odvisnosti od prisotnosti električne energije v omrežju;
• razmeroma nizki stroški ureditve ogrevalnega sistema;
• poceni trdno gorivo in možnost uporabe različnih njegovih vrst;
• skrajna preprostost upravljanja;
• dolgotrajno oddajanje toplote (za opečne konstrukcije);
• vsestranskost – primerna je hkrati za ogrevanje in pripravo hrane.

Če zasebne hiše ni mogoče priključiti na zemeljski plin, bo peč na drva najboljša izbira za njeno ogrevanje.

Edina izjema je, kadar premog ali drva v določeni regiji niso na voljo. A takšna možnost je v Rusiji prej izjema kot pravilo.

Dva glavna pomanjkljivosti peči z vodnim krogom sta nezmožnost avtomatizacije delovanja in težavnost uravnavanja toplotne moči v posameznih prostorih.

Prav tako je treba med slabostmi pečnega ogrevanja omeniti:

• dolgotrajno segrevanje sistema do začetka oddajanja toplote;
• izguba veliko koristnega prostora v hiši zaradi masivnosti peči;
• velika teža pečne konstrukcije iz opeke;
• nizek izkoristek zaradi odhoda precejšnje količine toplote v dimnik;
• visoka nevarnost požara ob nepravilni uporabi.

Opečna ogrevalno-kuhinjska peč za zasebno hišo z vodnim ogrevanjem lahko glede na konstrukcijo in število vrst tehta od 1,5 do 10 ton. K temu se doda še teža dimnika.

Temelj za tako maso mora biti močan in drag, kar lahko prav tako štejemo za pomanjkljivost obravnavanih ogrevalnih sistemov.

Sestava pečnega vodnega ogrevanja

Peč za obravnavani ogrevalni sistem je treba v idealnem primeru načrtovati in zgraditi sočasno s hišo. Če je stanovanjski objekt že postavljen, bo v njem težko postaviti pečno konstrukcijo iz opeke. Pogosto pa se to izkaže za povsem nemogoče zaradi potrebe po izdelavi trdnega temelja in predelavi strešne konstrukcije.

Peč za vodno ogrevanje v zasebni hiši je lahko izdelana ne le iz opeke, ampak tudi iz jekla v obliki buržujke s toplotnimi izmenjevalnimi cevmi okoli kurišča za ogrevanje toplotnega nosilca.

Vodno ogrevanje na podlagi peči je sestavljeno iz:

• neposredno peči (kovinske ali opečne);
• toplotnega izmenjevalnika znotraj ali okoli pečnega kurišča, pa tudi v obliki tuljave okoli dimnika;
• po hiši razpeljanega kroga s toplotnim nosilcem in ekspanzijsko posodo na podstrešju.

Prav tako se v posameznih primerih ta ogrevalni sistem dopolnjuje s cirkulacijsko črpalko in hidravličnim akumulatorjem. Vendar se taka razširjena različica uporablja izjemno redko, saj zahteva neprekinjeno električno napajanje in vodi v podražitev celotne sheme.

Glavna prednost vodnega pečnega ogrevanja pa je nizka cena naprave. Ni ga vredno dopolnjevati z dragimi in okvaram nagnjenimi elementi.

Shema kroženja vode v krogu

Sistem vodnega ogrevanja v hišah se vzpostavi z naravno (gravitacijsko) ali prisilno cirkulacijo toplotnega nosilca. Če temelji na peči na drva, je najbolje dati prednost prvi možnosti.

Shema razvoda z naravno cirkulacijo vode je cenejša v primerjavi s prisilnim analogom in za razliko od njega ne potrebuje električnega napajanja.

Vodno pečno ogrevanje je priporočljivo urediti le v enonadstropnih hišah s površino do 150 m². V tem primeru ga lahko naredite gravitacijsko brez dodatnih črpalk.

Če je treba ogreti kočo z dvema ali več nadstropji, je bolje to izvesti na podlagi močnejšega kotla. Peč za takšne stavbe bi morali zgraditi preprosto ogromno peč, kar je drago za izvedbo. Poleg tega bi morali vanjo vsakič naložiti velike količine goriva. Tega pa močno odsvetujemo zaradi povečanega tveganja za nastanek požarov.

Klasični sistem pečnega ogrevanja z naravno cirkulacijo vode je sestavljen iz:

• toplotnega izmenjevalnika v sestavi peči;
• kroga iz kovinskega cevovoda;
• radiatorjev (običajno jih nadomestijo debele cevi v prostorih);
• ekspanzijske posode.

Če ste se odločili, da boste vodno ogrevanje v podeželski hiši naredili sami, ga je bolje načrtovati prav po tej shemi. Montaža in izračun takšne različice sta enostavnejša kot pri prisilnem gibanju vode.

Sistem s cirkulacijsko črpalko je bolj primeren za kotle, na osnovi peči pa izgubi svojo povečano učinkovitost pri prenosu toplote.

Če je bojler avtomatiziran in vodo greje stalno po potrebi, se drvna peč zakuri enkrat ali dvakrat na dan. Prav v teh trenutkih se toplotni nosilec v pečnem kurišču segreje, da odda toploto v prostore. Potem ga je nesmiselno črpati po ceveh kroga. Vode v hladnem kurišču itak ne bo nič segrevalo.

Ko se lastniki zasebnih hiš odločijo za peč na drva ali premog, običajno računajo na avtonomen ogrevalni sistem. Če vanjo namestijo črpalno opremo, ki za delovanje potrebuje električno napajanje iz omrežja, bo o avtonomnosti težko govoriti.

Peč – opečna ali kovinska

Opečna peč se segreva dlje, a tudi dlje oddaja toploto prostoru okoli sebe. Jekleni analog se, nasprotno, hitro segreje in prav tako hitro po izgorevanju goriva ohladi. Ta problem se delno reši z velikimi količinami toplotnega nosilca v vodnem krogu.

Vendar več kot je vode treba shraniti v sistemu, dražji je po materialu.

Kovinsko buržujko z vodnim spiralnim izmenjevalnikom za ogrevalni krog je v zasebnih hišah dovoljeno postaviti neposredno na lesena tla brez gradnje posebnega temelja.

Jeklena peč za vodno ogrevanje z močjo 5–15 kW – brez goriva in vode je to konstrukcija, težka 100–300 kg. Tako buržujko lahko brez skrbi postavite na ojačane grede. Pečne temelje je treba zaliti, ko peč tehta več kot 700–800 kg. Če je opečna, pa brez betonskih del res ne gre.

V primerjavi s kovinsko je peč iz opeke težja, dražja in težje montirana. Vendar ima višji izkoristek in manjše tveganje zamrznitve kroga z pretrganjem cevi zaradi nastajanja ledu v notranjosti. Če se odločite za trajno rešitev za lastno in stalno bivanje, je priporočljivo izbrati opečno različico.

Cevi – nerjavne ali kovinsko-plastične

Če ogrevalni sistem temelji na kotlu za ogrevanje vode, je njegovo povezavo dovoljeno izvesti ne le z jeklenimi cevmi, temveč tudi z metal-plastičnimi in polipropilenskimi cevmi. Če pa vodo ogreva peč na drva, je treba krog s toplotnim nosilcem izdelati izključno iz nerjavnega jekla.

Pri velikem nalaganju drv se lahko voda v spiralni tuljavi pečnega kurišča hitro segreje na 100 stopinj in zavre, takšne temperature pa lahko dolgo časa prenese le jeklo.

Metal-plastične cevi so zasnovane za delo s toplotnim nosilcem, segretim na 90–95 °C. Kratkotrajno lahko prenesejo tudi segrevanje na 110–120 °C. Avtomatika kotlov in bojlerjev že v osnovi ne dopušča segrevanja vode na takšne stopinje. Za talno ogrevanje se voda segreje na 30–45 °C, za radiatorje pa na 60–65 °C.

Vendar pa pri peči na drva temperature blizu stotice niso le možne, ampak daleč od redkih. Tveganje in igranje ruske rulete pri izvedbi povezave te peči z metal-plastičnimi cevmi ni priporočljivo. Najbolje je dati prednost bolj zanesljivemu nerjavnemu jeklu.

Poleg tega se odcevi iz spirale, ki izhajajo iz kurišča, namenjeni priključitvi cevi kroga, zagotovo segrejejo na izredno visoke temperature. Od odprtega ognja jih loči manj kot pol metra. Priključitev kakršnih koli plastičnih cevi nanje je nevarna zaradi tveganja taljenja slednjih.

Oddajanje toplote – radiatorji ali register

Dovod toplote iz peči v ogrevalni krog poteka v obrokih po nekaj ur, dokler v kurišču gorijo drva ali premog. Če je vode v ogrevalnem sistemu malo, se bo hiša hitro ohladila. Zato na vaseh takšno ogrevanje običajno izdelujejo iz debelih jeklenih cevi in ne na podlagi radiatorjev, ki so bolj poznani meščanom. Ogrevalni register je za peči na drva preprosto idealen.

Klasična shema vodnega pečnega ogrevanja z naravno cirkulacijo predvideva neposreden stik vode z atmosfero prek ekspanzijske posode, vendar je zrak v toplotnem nosilcu običajnim radiatorjem kontraindiciran.

Cev iz nerjavnega jekla s premerom 80–120 mm, položena skozi hišo, je ogrevalni register, ki ga sestavljata dovod iz peči in povratek k njej. V prostoru, ki je najbolj oddaljen od kurišča, se ti liniji povežeta v eno, v ostalih prostorih pa sta položeni kot dva cevovoda vzdolž zunanjih sten.

Izgleda manj estetsko kot radiator. Vendar je prva možnost veliko cenejša in lažja za samostojno izdelavo kot druga. Za njeno izvedbo potrebujete le izkušnje z varilnim aparatom.

Površina odvajanja toplote za tak krog se izračuna z množenjem π s premerom in dolžino cevi. Poleg tega je treba v izračunih upoštevati toplotni padec v dovodu in povratku ter navpično razdaljo med cevovodi.

Pogosto se takšni izračuni ne izvajajo, ampak se vzame cev s premerom 80–100 mm in položi po obodu celotne stanovanjske stavbe z zaključno zanko v oddaljeni sobi. Pri tem se uravnavanje odvajanja toplote izvaja 'na oko' in empirično kot rezultat vlaganja določene količine goriva v kurišče.

Ni zaman, da so krogi iz registrov skupaj z vodnimi pečmi tako razširjeni. Sploh jih ni treba izračunati, dovolj je, da vzamete ustrezno cev in jo zvarite z varjenjem.

Izbira toplotnega izmenjevalca za kurišče

Toplotni izmenjevalnik za peč je mogoče narediti iz bakra, jekla ali litega železa. Bakreno različico je najbolje takoj izključiti zaradi visoke cene. Samostojno spajkanje takšne naprave je izjemno problematično.

Litoželezne radiatorje je treba v kurišče vgrajevati previdno – zaradi temperaturnega šoka se lahko posamezni deli odcepijo od sosednjih elementov.

Lito železo po tehničnih parametrih prekaša jeklo. Vendar pa je izdelava toplotnega izmenjevalnika iz njega za peč na drva z lastnimi rokami problematična. Lahko le vzamete star radiator. Vendar morate upoštevati, da bo tesnilo med njegovimi deli v kurišču zgorelo. In to je neposredna pot k izgubi tesnosti in iztekanju vode v kuriščno komoro.

Če se odločite za izdelavo toplotnega izmenjevalnika iz litoželeznega radiatorja, potem je najbolje vzeti modela MS-110-300 ali MS-90-300. Onadva sta majhna in se bosta udobno namestila v kurišče. Površina ogrevanja na posamezno rebro bo približno 0,14–0,16 m².

Na podlagi teh številk lahko ocenite, koliko delov bo potrebnih za določen krog. Na vsakih 10 kvadratov površine hiše potrebujete 1 kW, kar bo približno enako 0,1 m² ogrevalne površine toplotnega izmenjevalnika iz litega železa.

Rebra litoželeznega radiatorja so običajno povezana s tesnili iz toplotno obstojne gume. V pečnem kurišču bo tako gumijasto tesnilo zgorelo, zato ga je treba zamenjati z azbestno vrvico.

Še en vidik uporabe litoželeznega radiatorja kot toplotnega izmenjevalnika je težavnost njegovega čiščenja saj znotraj kurišča. Občasno je treba kuriščno komoro očistiti, reliefna rebra 'litoželeznega radiatorja' pa bodo to močno ovirala.

Najbolj optimalna možnost toplotnega izmenjevalnika je jekleni v obliki:

• spiralne cevi iz več cevk;
• plašča iz pločevine.

Izdelujejo jih iz nizkoogljičnega jekla St10…St20 z debelino 4–5 mm. Če vzamemo cevi, pa s premerom 30–50 mm.

Jekleni toplotni izmenjevalnik je najlažje izdelati iz pločevine – vendar bo pri njem pri prenosu toplote sodelovala le površina, obrnjena v notranjost kurišča proti ognju.

Cevna različica je glede prenosa toplote učinkovitejša, vendar je tudi bolj zahtevna za izdelavo.

Za izračun toplotnega izmenjevalnika je treba uporabiti formulo:

Qy=K*(Tcp-Tk)

kjer:

• K – koeficient toplotne prevodnosti materiala (za nizkoogljična jekla se vzame 15–20, za sivo litino pa 50);
• Tcp – povprečna temperatura ogrevalnega medija v kurišču (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – povprečna temperatura toplotnega nosilca (Tdobave+Tpovratka)/2.

Če se v peči kurijo drva, potem Tcp=(700+300)/2=500 °C in Tk=(80+60)/2=70 °C. Posledično Qy=15*(500-70)=6450 kcal/h. To pomeni, da bo na kvadratni meter površine toplotnega izmenjevalnika, obrnjene proti ognju, približno 7,5 kW/h.

Za premog so izračuni naslednji – Tcp=(1000+600)/2=800 °C in Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/h=12 734 W/h. Kvadratni meter površine toplotnega izmenjevalnika bo dal približno 12,7 kW/h.

Nato potrebno moč za ogrevanje določene hiše delimo z izračunano številko, odvisno od načrtov glede uporabe posamezne vrste goriva.

Na primer, za hišo velikosti 150 m² je potrebnih približno 15 kW. Če se bo ogrevala z drvmi, bo potreben toplotni izmenjevalnik s površino prenosa toplote 15/7,5=2 m². To je površina, ki je obrnjena proti plamenu in se segreva.

Če je izbrana cevna spirala, se njena dolžina izračuna po formuli:

S=2*3,14*D*L

kjer:

S – izračunana površina;

D – premer cevi;

L – potrebna dolžina.

Parametre plašča iz jeklene pločevine je še lažje izračunati, saj običajno predstavlja dva pravokotnika ob straneh kurilne komore.

Izbira najbolj optimalne možnosti

V že zgrajeni hiši bo težko postaviti masivno zidano peč. V tem primeru je najbolje organizirati vodno ogrevanje na osnovi kovinske peči (buržujke), ki jo je dovoljeno postaviti na ojačan lesen pod brez vlivanja temeljev.

Vendar, če je mogoče narediti temeljno podlago, kot je treba, je treba dati prednost zanesljivejši pečeni konstrukciji iz opeke.

Vodni krog po hiši za drvno peč je najbolje narediti iz debelih jeklenih cevi in z naravno cirkulacijo toplotnega nosilca.

Vgradnja obtočne črpalke in/ali hidroakumulatorja v obravnavani ogrevalni krog je izguba denarja in nobene dodatne koristi. Le zapletli bodo montažo sistema. Ob izpadu elektrike pa bodo te naprave povzročile težave. Medtem ko bo različica ogrevanja brez njih ob težavah v električnem omrežju še naprej mirno ogrevala hišo.

Zaključki in koristen video na to temo

Izbira oblike toplotnega izmenjevalca za peč na drva:

Pregled zidane peči za vodno ogrevanje v vikendu:

Zgradba ogrevalno-kuhinjske peči iz opeke z razčlenitvijo zidanega reda konstrukcije:

Poimenovati vodno ogrevanje na osnovi peči na drva za idealno in visoko učinkovito je težko. Vendar je ta možnost ogrevanja zasebnih domov najbolj zanesljiva, pa tudi poceni in preprosta za izvedbo. Samo dopolniti tak krog z obtočno črpalko in avtomatiko ni potrebno. Delujejo iz električnega omrežja in naredijo celoten sistem neavtonomen, s čimer izničijo eno od njegovih glavnih prednosti.