Bếp có mạch nước để sưởi ấm ngôi nhà: tính năng sưởi ấm của bếp + lựa chọn phương án tối ưu

Ở nhiều vùng, củi và than vẫn là loại nhiên liệu hợp lý nhất được sử dụng để sưởi ấm các ngôi nhà tư nhân. Tuy nhiên, hệ thống sưởi bằng bếp được chọn không chỉ vì chi phí thấp và nguồn năng lượng sẵn có mà còn vì chi phí lắp đặt thấp.

Hơn nữa, bên cạnh nhiều ưu điểm, bếp có mạch nước để sưởi ấm trong nhà cũng có rất nhiều nhược điểm. Tùy chọn này không phải lúc nào cũng tối ưu. Chúng ta hãy cố gắng hiểu các sắc thái của hệ thống sưởi ấm như vậy.

Các tính năng của hệ thống sưởi dựa trên bếp

Việc sưởi ấm bằng bếp là tiêu chuẩn của các ngôi làng ở Nga, độ tin cậy và tính thực tiễn của nó đã được chứng minh trong nhiều thế kỷ. Và ngày nay, nhiều ngôi nhà trong làng đã có lò nướng với bếp nấu thức ăn và lò nướng bánh mì.

Một số trong số chúng được trang bị mạch nước cho hệ thống sưởi ấm, trong khi một số khác thì không. Nhưng những chủ nhà ở nông thôn không vội vứt chúng đi và thay thế bằng những chiếc nồi hơi hiện đại. Một phương pháp sưởi ấm dễ dàng và không có vấn đề hơn vẫn chưa được phát minh.

Không có mạch dẫn nước khắp nhà, bếp củi chỉ có thể sưởi ấm một không gian nhỏ xung quanh. Để sưởi ấm một hoặc hai phòng, tùy chọn này có thể chấp nhận được, nhưng đối với một ngôi nhà lớn thì không còn khả thi nữa.

Những thứ sau đây được đốt làm nhiên liệu trong các bếp lò trong làng:

• than;
• than bùn;
• củi;
• than bánh (eurowood).

Không có sự khác biệt cơ bản giữa các loại nhiên liệu này về mặt thiết kế của bếp bên trong và hệ thống dây điện của hệ thống đun nước nóng trong một ngôi nhà riêng. Một số trong số chúng tỏa ra nhiều nhiệt hơn, trong khi một số khác mất nhiều thời gian hơn để cháy hết. Nhưng thiết kế của hộp cứu hỏa và cách bố trí các đường ống có chất làm mát trong phòng trong mọi trường hợp đều giống nhau.

Khi lựa chọn sưởi ấm bằng bếp, đừng quên các tiêu chuẩn an toàn cháy nổ khi xây dựng bếp gạch - chỉ cần tuân thủ nghiêm ngặt sẽ giảm thiểu nguy cơ hỏa hoạn

Trong số những ưu điểm của hệ thống sưởi bếp là:

• không phụ thuộc vào nguồn điện sẵn có trong mạng lưới;
• chi phí lắp đặt hệ thống sưởi tương đối thấp;
• chi phí nhiên liệu rắn thấp và khả năng sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau;
• cực kỳ dễ vận hành;
• truyền nhiệt dài hạn (đối với kết cấu gạch);
• tính linh hoạt - thích hợp để hâm nóng và nấu thức ăn cùng một lúc.

Nếu ngôi nhà riêng không thể kết nối với khí đốt chính thì bếp củi sẽ là lựa chọn tốt nhất để sưởi ấm.

Ngoại lệ duy nhất là khi than hoặc củi không có sẵn ở một khu vực cụ thể. Nhưng lựa chọn này ở Nga là ngoại lệ chứ không phải là chuẩn mực.

Hai nhược điểm chính của lò nung có mạch nước là không thể tự động hóa vận hành và khó điều chỉnh truyền nhiệt trong từng phòng riêng lẻ.

Ngoài ra trong số những nhược điểm của sưởi ấm bếp cần phải kể đến:

• khởi động hệ thống lâu trước khi bắt đầu truyền nhiệt;
• mất không gian hữu ích trong nhà do khối lượng lớn của bếp lò;
• trọng lượng nặng của kết cấu bếp gạch;
• hiệu quả thấp do mất một lượng nhiệt đáng kể vào đường ống;
• nguy cơ cháy nổ cao nếu sử dụng không đúng cách.

Bếp nấu và sưởi bằng gạch cho nhà riêng có sưởi nước, tùy theo thiết kế và số dãy có thể nặng từ 1,5 đến 10 tấn. Cộng với trọng lượng của đường ống được thêm vào đây.

Nền tảng cho khối lượng như vậy đòi hỏi một nền tảng mạnh mẽ và đắt tiền, điều này cũng có thể được gọi là nhược điểm của hệ thống sưởi ấm đang được xem xét.

Thiết bị đun nóng nước bằng bếp

Lò sưởi cho hệ thống sưởi ấm được đề cập lý tưởng nhất nên được tính toán và xây dựng cùng lúc với ngôi nhà. Nếu một tòa nhà dân cư đã được xây dựng rồi thì việc lắp đặt kết cấu bếp gạch trong đó sẽ rất khó khăn. Và thường thì điều này hoàn toàn không thể thực hiện được do cần phải xây dựng một nền móng vững chắc và xây dựng lại hệ thống kèo.

Lò sưởi để đun nước nóng trong nhà riêng không chỉ có thể được làm bằng gạch mà còn có thể được làm bằng thép dưới dạng bếp hình nồi với các ống trao đổi nhiệt xung quanh hộp cứu hỏa để làm nóng chất làm mát

Làm nóng nước bằng bếp bao gồm:

• bếp lò (kim loại hoặc gạch);
• bộ trao đổi nhiệt bên trong hoặc xung quanh hộp cứu hỏa của bếp, cũng như ở dạng cuộn dây quanh ống khói;
• một mạch điện với chất làm mát được phân bổ khắp nhà và một bình giãn nở trên gác mái.

Ngoài ra, trong một số trường hợp, hệ thống sưởi ấm này được bổ sung bơm tuần hoàn và bộ tích lũy thủy lực. Tuy nhiên, tùy chọn mở rộng này cực kỳ hiếm khi được sử dụng vì nó yêu cầu nguồn điện liên tục và dẫn đến tăng chi phí của toàn bộ mạch điện.

Và ưu điểm chính của việc đun nóng bếp nước là giá thành thiết bị thấp. Nó không đáng để bổ sung nó với các yếu tố đắt tiền và dễ bị hỏng.

Sơ đồ tuần hoàn nước trong mạch

Hệ thống sưởi ấm nước trong nhà được xây dựng với sự tuần hoàn tự nhiên (trọng lực) hoặc cưỡng bức của chất làm mát.Nếu nó được làm trên cơ sở bếp củi thì tốt nhất nên ưu tiên lựa chọn đầu tiên.

Sơ đồ nối dây với tuần hoàn nước tự nhiên rẻ hơn so với sơ đồ tương tự bắt buộc và cũng không giống như nó, không cần nguồn điện

Chỉ nên lắp đặt bếp đun nước trong những ngôi nhà một tầng có diện tích lên tới 150 m². Trong trường hợp này, nó có thể được tạo ra bằng lực hấp dẫn mà không cần thêm máy bơm.

Nếu bạn cần sưởi ấm một ngôi nhà có từ một vài tầng trở lên thì tốt hơn nên thực hiện việc này bằng cách sử dụng nồi hơi mạnh hơn. Lò nung cho những tòa nhà như vậy sẽ phải được xây dựng rất lớn, việc thực hiện rất tốn kém. Có, và bạn sẽ phải đổ một lượng nhiên liệu đáng kể vào đó mỗi lần. Nhưng việc làm này không được khuyến khích do nguy cơ hỏa hoạn tăng lên.

Một hệ thống sưởi bếp cổ điển với tuần hoàn nước tự nhiên bao gồm:

• bộ trao đổi nhiệt như một phần của bếp lò;
• mạch đường ống kim loại;
• bộ tản nhiệt (thường được thay thế bằng ống dày trong phòng);
• bể mở rộng.

Nếu bạn quyết định tự mình đun nước nóng trong một ngôi nhà nông thôn, thì tốt hơn là bạn nên thiết kế nó theo sơ đồ này. Việc cài đặt và tính toán tùy chọn này dễ dàng hơn so với chuyển động cưỡng bức của nước.

Một hệ thống có bơm tuần hoàn phù hợp hơn cho nồi hơi, dựa trên bếp lò, nó sẽ mất hiệu suất truyền nhiệt tăng lên

Nếu lò hơi được tự động hóa và liên tục làm nóng nước khi cần thiết thì bếp đốt củi sẽ được làm nóng một hoặc hai lần một ngày. Chính vào những thời điểm này, chất làm mát trong lò đốt nóng lên để tỏa nhiệt vào các phòng. Sau đó, việc lái nó bằng máy bơm qua các đường ống của mạch điện là vô nghĩa. Dù sao thì cũng không có gì có thể làm nóng nước trong hộp cứu hỏa lạnh.

Khi chọn bếp củi hoặc bếp than, chủ sở hữu nhà riêng thường mong đợi nhận được hệ thống sưởi ấm tự động. Nếu bạn lắp đặt thiết bị bơm trong đó cần nguồn điện từ mạng để vận hành thì sẽ khó có thể nói về quyền tự chủ.

Lò nướng - gạch hoặc kim loại

Lò gạch mất nhiều thời gian hơn để làm nóng nhưng cũng mất nhiều thời gian hơn để truyền nhiệt đến không gian xung quanh. Ngược lại, thép sẽ nóng lên nhanh chóng và nguội đi nhanh chóng sau khi hết nhiên liệu. Vấn đề này được giải quyết một phần do sự hiện diện của một lượng lớn chất làm mát trong mạch nước.

Tuy nhiên, càng nhiều nước được lưu trữ trong hệ thống thì vật liệu càng trở nên đắt đỏ hơn.

Bếp lò bằng kim loại có cuộn dây nước để sưởi ấm trong nhà riêng có thể được đặt trực tiếp trên sàn gỗ mà không cần lắp đặt nền móng đặc biệt

Một lò thép để đun nóng nước có công suất 5–15 kW - không có nhiên liệu và nước, nó là một cấu trúc nặng 100–300 kg. Một chiếc bếp hình nồi như vậy có thể được đặt an toàn trên những khúc gỗ được gia cố. Cần đổ móng bếp khi bếp nặng hơn 700–800 kg. Bây giờ, nếu là gạch thì chắc chắn bạn không thể làm gì nếu không có bê tông.

So với bếp kim loại, bếp gạch nặng hơn, giá thành cao hơn và khó lắp đặt hơn. Tuy nhiên, nó có hiệu suất cao hơn và ít nguy cơ đóng băng mạch khi vỡ đường ống do hình thành băng bên trong. Nếu bạn quyết định làm mọi thứ hoàn toàn cho bản thân và nơi thường trú thì nên chọn phương án gạch.

Ống - thép không gỉ hoặc nhựa kim loại

Nếu hệ thống sưởi ấm được xây dựng trên cơ sở nồi hơi nước nóng, thì nó có thể được dẫn ống không chỉ bằng ống thép mà còn bằng ống kim loại-nhựa và polypropylen.Tuy nhiên, nếu nước được đun nóng bằng bếp đốt củi, thì mạch điện có chất làm mát từ đó chỉ được tạo ra từ thép không gỉ.

Với khối lượng củi lớn, nước trong cuộn lò có thể nhanh chóng nóng lên tới 100 độ và sôi, chỉ có thép mới có thể chịu được nhiệt độ như vậy trong thời gian dài.

Nhựa-kim loại được thiết kế để hoạt động với chất làm mát được làm nóng đến 90–95 °C. Trong một thời gian ngắn, nó có thể chịu được nhiệt độ lên tới 110–120 ° C. Đồng thời, việc tự động hóa nồi hơi và nồi hơi ban đầu không cho phép nước nóng lên đến mức độ như vậy. Đối với sàn có hệ thống sưởi, nhiệt độ lên tới 30–45 °C và đối với bộ tản nhiệt lên đến 60–65 °C.

Tuy nhiên, trong trường hợp bếp đốt củi, nhiệt độ dưới một trăm không những có thể xảy ra mà còn không phải là hiếm. Không nên mạo hiểm và chơi roulette Nga bằng cách đặt bếp này bằng ống nhựa kim loại. Tốt nhất là ưu tiên cho thép không gỉ đáng tin cậy hơn.

Ngoài ra, các đường ống ra khỏi lò từ cuộn dây nối các đường ống mạch chắc chắn sẽ nóng lên ở nhiệt độ rất cao. Chúng cách xa ngọn lửa chưa đầy nửa mét. Việc kết nối bất kỳ ống nhựa nào với chúng là rất nguy hiểm do nguy cơ chúng bị nóng chảy.

Tản nhiệt - tản nhiệt hoặc đăng ký

Nhiệt được cung cấp từ bếp đến mạch sưởi theo từng phần trong vài giờ, trong khi gỗ hoặc than đang cháy trong hộp lửa. Nếu không có đủ nước trong hệ thống sưởi, ngôi nhà sẽ nhanh chóng bị khô. Vì vậy, ở các ngôi làng, hệ thống sưởi như vậy thường được làm từ các ống thép dày chứ không phải dựa trên bộ tản nhiệt quen thuộc hơn với người dân thành phố. Thanh ghi nhiệt cho bếp đốt củi đơn giản là hoàn hảo.

Sơ đồ cổ điển của việc làm nóng bếp nước bằng tuần hoàn tự nhiên bao gồm sự tiếp xúc trực tiếp của nước với không khí thông qua bể giãn nở, nhưng không khí trong chất làm mát bị chống chỉ định đối với pin thông thường

Một ống thép không gỉ có đường kính 80–120 mm được đặt khắp nhà là một thanh ghi sưởi ấm, bao gồm nguồn cung cấp từ bếp và đường quay trở lại bếp. Trong căn phòng xa hộp cứu hỏa nhất, những đường này được kết nối với nhau và ở những phòng còn lại, chúng được đặt dưới dạng hai đường ống dọc theo các bức tường bên ngoài.

Thanh ghi trông không đẹp mắt về mặt thẩm mỹ như bộ tản nhiệt. Nhưng lựa chọn đầu tiên rẻ hơn nhiều và dễ tự làm hơn so với lựa chọn thứ hai. Để thực hiện nó, bạn chỉ cần có kinh nghiệm sử dụng máy hàn.

Diện tích truyền nhiệt cho mạch như vậy được tính bằng cách nhân số PI với đường kính và chiều dài của ống. Ngoài ra, trong tính toán cần tính đến áp suất nhiệt trong nguồn cung cấp và hồi lưu, cũng như khoảng cách thẳng đứng giữa các đường ống.

Tuy nhiên, những tính toán như vậy thường không được thực hiện mà một đường ống có đường kính 80–100 mm được lấy và đặt xung quanh chu vi của toàn bộ tòa nhà dân cư có vòng ở phòng sau. Trong trường hợp này, quá trình truyền nhiệt được điều chỉnh “bằng mắt” và bằng thực nghiệm bằng cách thêm một lượng nhiên liệu cụ thể vào hộp cứu hỏa.

Không phải ngẫu nhiên mà các mạch đăng ký kết hợp với lò nước lại trở nên phổ biến như vậy. Bạn thậm chí không cần phải tính toán chúng, chỉ cần lấy một đường ống phù hợp và hàn chúng lại với nhau.

Lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho lò

Bộ trao đổi nhiệt trong bếp có thể được làm bằng đồng, thép hoặc gang. Tốt hơn là nên loại trừ ngay tùy chọn đồng do giá cao. Việc tự mình hàn một thiết bị như vậy là vô cùng khó khăn.

Cần thận trọng khi lắp đặt pin gang bên trong hộp cứu hỏa - do sốc nhiệt độ, các phần riêng lẻ có thể bị tách ra khỏi các bộ phận lân cận

Gang vượt trội hơn thép về các thông số kỹ thuật. Tuy nhiên, việc tự mình chế tạo một bộ trao đổi nhiệt cho bếp đốt củi có vẻ có vấn đề. Bạn chỉ có thể lấy pin cũ cho việc này. Nhưng ở đây chúng ta phải tính đến việc lớp đệm giữa các phần của nó sẽ cháy trong hộp cứu hỏa. Và đây là con đường trực tiếp dẫn đến mất độ kín và nước thoát vào buồng đốt.

Nếu quyết định chế tạo bộ trao đổi nhiệt từ pin gang, thì tốt nhất nên sử dụng mẫu MS-110-300 hoặc MS-90-300 cho việc này. Chúng nhỏ và sẽ dễ dàng nằm gọn trong hộp cứu hỏa. Diện tích bề mặt gia nhiệt của chúng cho mỗi gân sẽ vào khoảng 0,14–0,16 m².

Dựa trên những con số này, bạn có thể ước tính số lượng phần cần thiết cho một mạch cụ thể. Cứ 10 mét vuông diện tích ngôi nhà bạn cần 1 kW, tương đương 0,1 m² khu vực gia nhiệt của bộ trao đổi nhiệt bằng gang.

Các cánh tản nhiệt bằng gang thường được kết nối bằng gioăng cao su chịu nhiệt. Trong hộp cứu hỏa của bếp, gioăng cao su như vậy sẽ bị cháy, cần thay thế bằng dây amiăng

Một điểm khác khi sử dụng pin gang làm bộ trao đổi nhiệt là khó khăn trong việc làm sạch nó khỏi bồ hóng từ bên trong hộp cứu hỏa. Buồng đốt cần được làm sạch theo thời gian, các gân nổi của gang sẽ cản trở rất nhiều cho việc này.

Lựa chọn tối ưu nhất cho bộ trao đổi nhiệt là thép ở dạng:

• một cuộn dây gồm nhiều ống;
• áo sơ mi thép tấm.

Chúng được làm từ thép carbon thấp St10...St20 với độ dày 4–5 mm. Nếu bạn lấy ống thì có đường kính 30–50 mm.

Cách dễ nhất để chế tạo bộ trao đổi nhiệt bằng thép là từ thép tấm - tuy nhiên, chỉ có bề mặt hướng từ bên trong hộp cứu hỏa về phía ngọn lửa mới tham gia trao đổi nhiệt

Phiên bản dạng ống hiệu quả hơn về mặt truyền nhiệt, nhưng cũng tốn nhiều công sức hơn để sản xuất.

Để tính toán bộ trao đổi nhiệt, sử dụng công thức:

Qy=K*(Tcp-Tk)

Ở đâu:

• K - hệ số truyền nhiệt của vật liệu (đối với thép cacbon thấp lấy 15–20 và đối với gang xám – 50);
• tcp - nhiệt độ trung bình của môi chất gia nhiệt trong lò (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – nhiệt độ nước làm mát trung bình (Tsupply + Treturn)/2.

Nếu đốt củi trong bếp thì Tcp=(700+300)/2=500 °C và Tk=(80+60)/2=70 °C. Kết quả là Qy=15*(500-70)=6450 kcal/giờ. Nghĩa là, trên một mét vuông bề mặt trao đổi nhiệt đối diện với đám cháy sẽ xấp xỉ 7,5 kW/giờ.

Đối với than, cách tính như sau: Tcp=(1000+600)/2=800 °C và Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10,950 kcal/giờ=12,734 W/giờ. Một mét vuông bề mặt trao đổi nhiệt sẽ cho khoảng 12,7 kW/giờ.

Tiếp theo, chúng tôi chia công suất cần thiết để sưởi ấm một ngôi nhà cụ thể cho con số tính toán, tùy thuộc vào kế hoạch sử dụng một loại nhiên liệu cụ thể.

Ví dụ, đối với một ngôi nhà 150 m² bạn cần khoảng 15 kW. Nếu đun nóng bằng gỗ thì cần có bộ trao đổi nhiệt có diện tích trao đổi nhiệt 15/7,5 = 2 m². Đây là bề mặt đối diện với ngọn lửa và nóng lên.

Nếu chọn một cuộn dây hình ống thì chiều dài của nó được tính theo công thức:

S=2*3.14*D*L

Ở đâu:

S - khu vực thiết kế;

D - Đường kính ống;

L - chiều dài cần thiết.

Các thông số của áo khoác thép thậm chí còn dễ tính toán hơn, nó thường bao gồm hai hình chữ nhật ở hai bên buồng đốt.

Lựa chọn phương án tốt nhất

Sẽ rất khó để lắp đặt một chiếc bếp gạch lớn trong một ngôi nhà đã xây sẵn. Trong trường hợp này, tốt nhất nên tổ chức đun nước nóng trên cơ sở bếp lò bằng kim loại, có thể đặt trên sàn gỗ gia cố mà không cần đổ móng.

Tuy nhiên, nếu có thể làm nền móng như mong muốn thì nên ưu tiên kết cấu bếp gạch chắc chắn hơn.

Mạch nước quanh nhà cho bếp đốt củi tốt nhất nên làm từ ống thép dày và có chất làm mát tuần hoàn tự nhiên

Việc lắp đặt máy bơm tuần hoàn và/hoặc bộ tích điện trong mạch sưởi đang được đề cập là một sự lãng phí tiền bạc và không mang lại lợi ích bổ sung nào. Họ sẽ chỉ làm phức tạp việc cài đặt hệ thống. Và nếu đèn tắt, các thiết bị này sẽ tạo ra vấn đề. Trong khi đó, tùy chọn sưởi ấm không có chúng sẽ tiếp tục sưởi ấm ngôi nhà một cách bình tĩnh nếu mạng điện có vấn đề.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Chọn hình dạng của bộ trao đổi nhiệt cho bếp củi:

Đánh giá về bếp gạch để đun nước nóng trong nhà tranh:

Thi công lò sưởi và bếp nấu bằng gạch có phân tích trình tự thiết kế:

Thật khó để gọi nước nóng bằng bếp củi là lý tưởng và hiệu quả cao. Nhưng phương án sưởi ấm nhà riêng này là đáng tin cậy nhất, cũng như rẻ và dễ thực hiện. Bạn không cần phải bổ sung một mạch như vậy bằng bơm tuần hoàn và tự động hóa. Chúng hoạt động từ nguồn điện lưới và làm cho toàn bộ hệ thống không tự chủ, loại bỏ một trong những lợi thế chính của nó.