Krosnis su vandens kontūru namo šildymui: krosninio šildymo ypatumai + optimalaus varianto pasirinkimas

Malkos ir anglis daugelyje regionų išlieka prieinamiausiomis kuro rūšimis, kuriomis šildomi privatūs kotedžai. Tačiau krosninis šildymas pasirenkamas ne tik dėl pigumo ir energijos šaltinio prieinamumo, bet ir dėl mažos jo įrengimo kainos.

Tačiau be daugybės privalumų, krosnis su vandens kontūru namo šildymui turi ir daug trūkumų. Toks variantas ne visada būna optimalus. Pabandykime išsiaiškinti tokios šildymo sistemos niuansus.

Krosnies pagrindu veikiančio šildymo ypatumai

Krosninis šildymas – norma Rusijos kaimuose, kurio patikimumas ir praktiškumas patikrintas šimtmečiais. Ir šiandien daugelyje kaimo namų yra krosnys su virykle maistui gaminti ir krosnies ertme duonai kepti.

Kai kurios iš jų yra su vandens šildymo sistemos kontūru, o kitos – ne. Tačiau kaimo būsto savininkai neskuba jų išmesti ir keisti į modernius katilus. Dar nėra sugalvotas patikimesnis ir be rūpesčių veikiantis šildymo būdas.

Be vandens kontūro malkomis kūrenama krosnis gali sušildyti tik nedidelę erdvę aplink save. Vieno–dviejų kambarių šildymui toks variantas tinka, tačiau dideliam kotedžui – jau ne.

Tokiose kaimo krosnyse kaip kuras deginama:

• anglis;
• durpės;
• malkos;
• briketai (euro malkos).

Principinio skirtumo tarp šių kuro rūšių, atsižvelgiant į krosnies vidinę sandarą ir vandens šildymo sistemos išvedžiojimą privačiame name, nėra. Vieni jų duoda daugiau karščio, o kiti dega ilgiau. Tačiau pakuros konstrukcija ir vamzdžių su šilumnešiu išvedžiojimo schema po kambarius visais atvejais yra vienoda.

Rinkdamiesi krosninį šildymą, nepamirškite mūrinių krosnių priešgaisrinių normų – tik griežtas jų laikymasis leis sumažinti gaisro riziką iki minimumo.

Tarp krosninio šildymo privalumų yra:

• nepriklausomybė nuo elektros energijos tinkle buvimo;
• palyginti maža šildymo sistemos įrengimo kaina;
• kietojo kuro pigumas ir galimybė naudoti skirtingas jo rūšis;
• ypatingas naudojimo paprastumas;
• ilgalaikis šilumos atidavimas (mūrinėms konstrukcijoms);
• Universalumas – tinka tiek šildymui, tiek maisto gamybai.

Jei privataus namo neįmanoma prijungti prie magistralinių dujų, tai malkinė krosnis bus geriausias pasirinkimas jo šildymui.

Vienintelė išimtis – kai anglis ar malkos nėra prieinamos konkrečioje vietovėje. Tačiau toks variantas Rusijoje yra greičiau išimtis nei taisyklė.

Du pagrindiniai krosnių su vandens kontūru trūkumai – neįmanoma automatizuoti darbo ir problemiška reguliuoti šilumos atidavimą atskirose patalpose.

Taip pat iš krosninio šildymo trūkumų reikėtų paminėti:

• ilgas sistemos įšilimas iki šilumos atidavimo pradžios;
• naudingo ploto praradimas namuose dėl krosnies masyvumo;
• didelis mūrinės krosnies konstrukcijos svoris;
• mažas naudingumo koeficientas dėl didelio šilumos kiekio išėjimo į kaminą;
• didelė gaisro rizika netinkamai eksploatuojant.

Mūrinė šildymo ir virimo krosnis privačiam namui su vandens šildymu, priklausomai nuo konstrukcijos ir eilių skaičiaus, gali sverti nuo 1,5 iki 10 tonų. Plius prie to pridedamas kamino svoris.

Pamatams tokiai masei reikalingas galingas ir brangus, o tai taip pat galima laikyti nagrinėjamų šildymo sistemų trūkumu.

Krosninio vandens šildymo įrenginys

Krosnį nagrinėjamai šildymo sistemai idealiu atveju reikia apskaičiuoti ir statyti kartu su namu. Jei gyvenamasis pastatas jau pastatytas, pastatyti jame mūrinę krosnies konstrukciją bus sudėtinga. O dažnai tai ir visiškai neįmanoma dėl būtinybės padaryti tvirtus pamatus ir perstatyti gegnių sistemą.

Krosnis vandens šildymui privačiame name gali būti pagaminta ne tik iš plytų, bet ir iš plieno, pavyzdžiui, "buržuikos" tipo su šilumokaičio vamzdžiais aplink pakurą šildymo terpei pašildyti.

Vandens šildymas, paremtas krosnimi, susideda iš:

• pačios krosnies (metalinės arba mūrinės);
• šilumokaičio krosnies pakuros viduje arba aplink ją, taip pat spiralės pavidalu aplink kaminą;
• po namą išdėstyto kontūro su šildymo terpe ir išsiplėtimo bakeliu palėpėje.

Taip pat atskirais atvejais ši šildymo sistema papildoma cirkuliaciniu siurbliu ir hidroakumuliatoriumi. Tačiau toks išplėstinis variantas taikomas labai retai, nes reikalauja nepertraukiamo elektros tiekimo ir padidina visos schemos kainą.

O pagrindinis vandens krosninio šildymo pliusas – įrenginio pigumas. Neverta jo papildyti brangiais ir linkusiais sugesti elementais.

Vandens cirkuliacijos kontūre schema

Vandens šildymo sistema namuose įrengiama su natūralia (gravitacine) arba priverstine šildymo terpės cirkuliacija. Jei ji daroma remiantis malkine krosnele, geriausia pirmenybę atiduoti pirmajam variantui.

Vandens natūralios cirkuliacijos išdėstymo schema yra pigesnė, palyginti su priverstiniu analogu, ir, skirtingai nuo jo, nereikalauja elektros energijos tiekimo.

Vandens krosninį šildymą rekomenduojama įrengti tik vieno aukšto namuose, kurių plotas iki 150 m². Tokiu atveju jį galima padaryti gravitacinį be papildomų siurblių.

Jei reikia šildyti kotedžą, kuris turi du ar daugiau aukštų, geriau tai daryti naudojant galingesnį katilą. Krosnį tokioms konstrukcijoms tektų statyti tiesiog didžiulę, o tai brangiai kainuoja. Be to, kiekvieną kartą į ją teks dėti nemažus kuro kiekius. To daryti griežtai nerekomenduojama dėl padidėjusios gaisro rizikos.

Klasikinė krosninio šildymo sistema su natūralia vandens cirkuliacija susideda iš:

• krosnyje esančio šilumokaičio;
• kontūro iš metalinio vamzdyno;
• radiatorių (kambariuose paprastai pakeičiamų storais vamzdžiais);
• išsiplėtimo bakelio.

Jei nuspręsta vandens šildymą užmiesčio name daryti savo rankomis, geriau jį projektuoti pagal šią schemą. Tokio varianto montavimas ir apskaičiavimas yra paprastesnis nei su priverstiniu vandens judėjimu.

Sistema su cirkuliaciniu siurbliu labiau tinka katilams; ant krosnelės pagrindo ji praranda savo padidintą šilumos perdavimo efektyvumą.

Jei boileris yra automatizuotas ir šildo vandenį nuolat pagal poreikį, tai malkinė krosnis kūrenama vieną ar du kartus per dieną. Būtent tada šilumnešis krosnies krosnyje įkaista, kad atiduotų šilumą patalpose. Po to jį varinėti siurbliu kontūro vamzdžiais yra beprasmiška. Vandens vis tiek niekas šaltoje krosnyje nešildys.

Rinkdamiesi malkinę ar anglinę krosnį, privačių namų savininkai paprastai tikisi gauti autonominę šildymo sistemą. Jei į ją įmontuosite siurblinę įrangą, kuriai reikia maitinimo iš elektros tinklo, apie autonomiją bus sunku kalbėti.

Krosnis – mūrinė arba metalinė

Mūrinė krosnis įšyla ilgiau, bet ir ilgiau atiduoda šilumą aplinkiniam plotui. Plieninis analogas, atvirkščiai, greitai įšyla ir taip pat greitai po kuro perdegimo atvėsta. Ši problema iš dalies sprendžiama dėl didelių šilumnešio tūrių vandens kontūre.

Tačiau kuo daugiau vandens tenka laikyti sistemoje, tuo ji brangesnė medžiagų atžvilgiu.

Metalinę buržujką su vandens gyvate šildymo kontūrui privačiuose namuose leidžiama statyti tiesiai ant medinių grindų, neįrengiant specialaus pamato.

Plieninė krosnis vandens šildymui, galia 5–15 kW – be kuro ir vandens tai konstrukcija, sverianti 100–300 kg. Tokią buržujką be baimės galima pastatyti ant sustiprintų sijų. Krosnies pamatus reikia lieti, kai krosnis sveria daugiau nei 700–800 kg. O jei ji mūrinė, tada be betoninių darbų tikrai neapsieisite.

Palyginti su metaline, mūrinė krosnis sveria daugiau, kainuoja brangiau ir yra sudėtingesnė montuojant. Tačiau jos naudingumo koeficientas didesnis, o rizika, kad kontūras užšals ir vamzdžiai plyš dėl viduje susidarančio ledo, yra mažesnė. Jei nuspręsta daryti kapitaliai sau ir nuolatiniam gyvenimui, rekomenduojama rinktis mūrinį variantą.

Vamzdžiai – nerūdijantis plienas arba metaloplastikas

Jei šildymo sistema statoma ant vandens šildymo katilo, jo aprišimą leidžiama atlikti ne tik plieniniais vamzdžiais, bet ir metalplastikiniais bei polipropileniniais. Tačiau jei vandenį šildys malkinė krosnis, tai kontūrą su šilumnešiu nuo jos verta sukurti tik iš nerūdijančio plieno.

Esant dideliam malkų pakrovimui, vanduo krosnies pakuros gyvatėje gali greitai įkaisti iki 100 laipsnių ir užvirti; tokias temperatūras ilgą laiką gali atlaikyti tik plienas.

Metalplastikas yra skirtas darbui su šilumnešiu, įkaitintu iki 90–95 °C. Trumpalaikį kaitimą iki 110–120 °C jis taip pat gali atlaikyti. Tuo tarpu katilų ir boilery automatika iš pradžių neleidžia vandens įkaitinti iki tokių laipsnių. Šildomoms grindims vanduo šildomas iki 30–45 °C, o radiatoriams – iki 60–65 °C.

Tačiau malkinės krosnelės atveju temperatūros arti šimto laipsnių yra ne tik galimos, bet ir gana dažnos. Rizikuoti ir žaisti rusišką ruletę, darant šios krosnies aprišimą metalplastikiniais vamzdžiais, nerekomenduojama. Geriausia pirmenybę teikti patikimesniam nerūdijančiam plienui.

Be to, iš pakuros išeinantys nuo gyvatės vamzdžių antgaliai kontūro vamzdžiams prijungti tikrai įkais iki labai aukštų temperatūrų. Nuo atviros liepsnos juos skiria mažiau nei pusė metro. Prie jų jungti bet kokius plastikinius vamzdžius pavojinga dėl pastarųjų išsilydymo rizikos.

Šilumos atidavimas – radiatoriai arba registras

Šilumos tiekimas iš krosnelės į šildymo kontūrą vyksta porcijomis po kelias valandas, kol pakuroje dega malkos ar anglis. Jei vandens šildymo sistemoje mažai, namas greitai atvės. Todėl kaimuose toks šildymas dažniausiai daromas iš storų plieninių vamzdžių, o ne iš miestiečiams įprastesnių radiatorių. Šildymo registras malkinėms krosnims tinka tiesiog idealiai.

Klasikinė vandens krosninio šildymo su natūralia cirkuliacija schema numato tiesioginį vandens kontaktą su atmosfera per išsiplėtimo baką, tačiau paprastiems radiatoriams oras šilumnešyje yra kontraindikuotinas.

Namo viduje nutiestas 80–120 mm skersmens nerūdijančio plieno vamzdis – tai šildymo registras, sudarytas iš tiekimo iš krosnies ir grįžtamojo srauto į ją. Tolimiausiame nuo pakuros kambaryje šios linijos sujungiamos į vieną, o likusiuose kambariuose klojamos kaip du vamzdynai išilgai išorinių sienų.

Registras atrodo ne toks estetiškas kaip radiatorius. Tačiau pirmasis variantas yra daug pigesnis ir paprastesnis savarankiškai pagaminti nei antrasis. Jo įgyvendinimui reikia tik turėti patirties dirbant su suvirinimo aparatu.

Tokio kontūro šilumos perdavimo plotas apskaičiuojamas padauginus PI skaičių iš vamzdžio skersmens ir ilgio. Be to, skaičiavimuose reikia atsižvelgti į šiluminį slėgį tiekime ir grįžtamojoje, taip pat vertikalų atstumą tarp vamzdynų.

Tačiau dažnai tokie skaičiavimai neatliekami, o imamas 80–100 mm skersmens vamzdis ir klojamas per viso gyvenamojo pastato perimetrą, uždarant kilpą tolimiausiame kambaryje. Tuomet šilumos perdavimo reguliavimas atliekamas «iš akies» ir eksperimentiniu būdu, dedant į krosnį vienokį ar kitokį kuro kiekį.

Ne veltui kontūrai iš registrų kartu su vandens krosnimis yra tokie paplitę. Jų net nereikia skaičiuoti, užtenka paimti tinkamą vamzdį ir suvirinti suvirinimo būdu.

Parenkame šilumokaitį pakurai

Šilumokaitį krosnelei galima pagaminti iš vario, plieno arba ketaus. Varinį variantą geriau iš karto atmesti dėl didelės kainos. Savarankiškai sulituoti tokį įrenginį yra itin problematiška.

Ketaus radiatorius montuoti krosnies viduje reikia atsargiai – dėl temperatūrinio šoko atskiros jų sekcijos gali atsijungti nuo gretimų elementų

Ketus techniniais parametrais pranoksta plieną. Tačiau savo rankomis iš jo pagaminti šilumokaitį malkinei krosnelei yra problemiška. Galima tik paimti seną radiatorių. Bet čia reikia atsižvelgti, kad tarp jo sekcijų esantis tarpiklis išdegs krosnyje. O tai tiesus kelias į sandarumo praradimą ir vandens ištekėjimą į krosnies kamerą.

Jei nuspręsta šilumokaitį daryti iš ketaus radiatoriaus, geriausia tam imti modelius MS-110-300 arba MS-90-300. Jie nedideli ir ramiai tilps krosnyje. Šildymo paviršiaus plotas vienai sekcijai bus maždaug 0,14–0,16 m².

Remiantis šiais skaičiais, galima apskaičiuoti, kiek reikia sekcijų konkretiam kontūrui. Kiekvienam 10 namo ploto kvadratų reikia 1 kW, o tai bus maždaug 0,1 m² ketaus šilumokaičio šildymo ploto.

Ketaus radiatoriaus briaunos paprastai sujungiamos naudojant tarpiklius iš karščiui atsparios gumos. Krosnies krosnyje toks guminis tarpiklis sudegs, jį reikia pakeisti asbesto virve

Dar vienas momentas naudojant ketaus radiatorių kaip šilumokaitį – tai problematiškas jo valymas nuo suodžių iš krosnies vidaus. Retkarčiais krosnies kamerą reikia valyti, o reljefinės «ketaus» briaunos tam labai trukdys.

Optimaliausias šilumokaičio variantas – plieninis, šių formų:

• kelių vamzdelių gyvatukas;
• marškinėliai iš lakštinio plieno.

Jie gaminami iš mažai anglies turinčio plieno St10…St20, kurių storis 4–5 mm. Jei imami vamzdeliai, tai jų skersmuo 30–50 mm.

Plieninį šilumokaitį paprasčiausia padaryti iš lakštinio plieno – tačiau jo šilumos mainuose dalyvaus tik paviršius, nukreiptas į krosnies vidų, į ugnį.

Vamzdinis variantas šilumos mainų požiūriu yra efektyvesnis, tačiau jis yra ir daugiau darbo reikalaujantis gamyboje.

Šilumokaičio apskaičiavimui reikia naudoti formulę:

Qy=K*(Tcp-Tk)

kur:

• K – medžiagos šilumos perdavimo koeficientas (mažai anglies turinčiam plienui imama 15–20, o pilkajam ketui – 50);
• Tcp – vidutinė šildančios terpės temperatūra krosnyje (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – vidutinė šilumnešio temperatūra (Tiekimo T + Grįžtamojo T)/2.

Jei krosnyje bus deginamos malkos, tai Tcp=(700+300)/2=500 °C ir Tk=(80+60)/2=70 °C. Galiausiai Qy=15*(500-70)=6450 kcal/val. Tai yra, kvadratiniam metrui į ugnį nukreipto šilumokaičio paviršiaus teks maždaug 7,5 kW/val.

Anglies atveju skaičiavimai tokie – Tcp=(1000+600)/2=800 °C ir Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/val.=12 734 W/val. Kvadratinis metras šilumokaičio paviršiaus duos apie 12,7 kW/val.

Toliau reikalingą konkretaus namo šildymo galią padaliname iš apskaičiuoto skaičiaus, atsižvelgiant į planus naudoti vienokį ar kitokį kuro tipą.

Pavyzdžiui, 150 m² kotedžui reikia apie 15 kW. Jei jis bus šildomas malkomis, prireiks šilumokaičio, kurio šilumos mainų plotas 15/7,5=2 m². Tai yra paviršius, nukreiptas į liepsną ir įkaistantis.

Jei pasirinktas vamzdinis gyvatukas, tai jo ilgis apskaičiuojamas pagal formulę:

S=2*3,14*D*L

kur:

S – apskaičiuotasis plotas;

D – vamzdelių skersmuo;

L – reikalingas ilgis.

Plieninio lakšto apvalkalo parametrus apskaičiuoti dar paprasčiau, jis paprastai sudaro du stačiakampius krosnies kameros šonuose.

Optimaliausio varianto pasirinkimas

Jau pastatytame name masyvią mūrinę krosnį pastatyti bus sudėtinga. Vandens šildymą šiuo atveju geriausia organizuoti ant metalinės krosnelės (buržuikos) pagrindo, kurią leidžiama statyti ant sustiprintų medinių grindų be pamato išliejimo.

Tačiau jei yra galimybė tinkamai padaryti pamato pagrindą, pirmenybę reikėtų teikti patikimesnei mūrinei krosnies konstrukcijai.

Vandens kontūrą name malkinei krosnei geriausia daryti iš storų plieninių vamzdžių ir su natūralia šilumnešio cirkuliacija

Cirkuliacinio siurblio ir/arba hidroakumuliatoriaus įrengimas svarstomame šildymo kontūre – tai tuščias pinigų švaistymas ir nulis papildomos naudos. Jie tik apsunkins sistemos montavimą. O išjungus elektrą šie įrenginiai dar ir sukels problemų. Tuomet šildymo variantas be jų, esant elektros tinklo problemoms, toliau ramiai šildys namą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Šilumokaičio formos pasirinkimas malkinei krosnei:

Mūrinės krosnies vandens šildymui namelyje apžvalga:

Mūrinės šildymo–virimo krosnelės įrenginys su konstrukcijos eiliškumo išardymu:

Vandens šildymą, pagrįstą malkine krosnimi, sunku pavadinti idealiu ir labai efektyviu. Tačiau šis privačių namų šildymo variantas yra patikimiausias, taip pat pigus ir paprastas įgyvendinti. Tik tokios grandinės nereikia papildyti cirkuliaciniu siurbliu ir automatika. Jie veikia iš elektros tinklo ir daro visą sistemą neautonomine, paneigdami vieną iš pagrindinių jos privalumų.