موقد التسخين هو كلاسيكي لروسيا الباردة ، ولكن لسبب ما غالبا ما يعتبر فقط كبديل للتدفئة المركزية أو الكهربائية أو الغازية. وفي الوقت نفسه ، يمكن للموقد مع دائرة المياه لتدفئة منزل تزويد سكانها ليس فقط مع واط الطاقة الحرارية المرغوب فيها ، ولكن أيضا مع الماء الساخن للاحتياجات المنزلية والصحية.
مزايا وعيوب موقد التدفئة
يسخن موقد الخشب التقليدي أو الموقد الغرفة من خلال مزيج من الإشعاع وتبادل الحرارة الحراري. تبث الجدران الضخمة المدفئة للفرن الطاقة الحرارية ، وتحولها إلى الهواء وأشياء من الغرفة. يتم استبدال الهواء البارد بالتسخين.
تدفئة موقد له العديد من المزايا التي لا شك فيها:
- لا يتطلب الاتصال بالاتصالات الكهربائية والغاز. الوقود: الحطب ، الفحم ، قوالب الجفت – كقاعدة عامة ، رخيصة وصديقة للبيئة ، احتراقها لا يضر بالبيئة.
- نقل الحرارة الإشعاعي هو الأكثر راحة.
اهتمام! التبادل الحراري الإشعاعي (المعروف أيضا بالإشعاع) هو النوع الوحيد للتبادل الحراري الذي يحدث دون مشاركة الناقل الحراري.
- معظم مواقد المنزل (حرق طويل أو تقليدي) متعددة الوظائف ، يمكن استخدامها ليس فقط للتدفئة ، ولكن أيضا لتسخين المياه والطهي (سواء داخل الموقد أو على سطح الطهي) ؛
- في الفصل الحار ، يساهم فرن الطوب الضخم للمنزل في تكييف الغرفة: نظرًا لكونها مبنية دائمًا على أساس منفصل ، تتم إزالة الحرارة الزائدة على الأرض ؛
- موقد أو موقد يخلق جو خاص في المنزل وفي كثير من الحالات هو عنصر يحدد نمط الداخلية.
ومع ذلك ، جنبا إلى جنب مع مزايا تسخين موقد ، وهناك أيضا عيوب:
- الأبعاد – قدرة أفران التسخين للمنزل تعتمد على أبعادها ؛
- القصور الذاتي – موقد تقليدي من الطوب لمنزل يأخذ الكثير من الوقت ليحمض ويدخل حيز التشغيل. صحيح أن المواقد الحديثة المصنوعة من الحديد الزهر للمنازل ، والمواقد ، والمواقد ، والمواقد ، والبوليريانا خالية عمليًا من هذا العيب ؛
- فقدان حرارة عالية بسبب الكفاءة المنخفضة (الكفاءة) – كمية كبيرة من الطاقة الحرارية تمر عبر المدخنة في الغلاف الجوي ؛
- عدم القدرة على ضمان التدفئة الموحدة في المنزل. يسخن الهواء الساخن البرد تدريجياً ، ولكنه يحدث بشكل غير متساوٍ – قد تكون درجة الحرارة مرتفعة جداً بالقرب من الفرن وتكون منخفضة جداً على مسافة من ذلك ؛
حقيقة! يمكن أن يسخن الفرن فقط تلك الغرف المجاورة له مباشرة. لذلك ، في أجزاء من المبنى البعيد عنها ، كان من الضروري ترتيب موقد إضافي.
- الحاجة إلى صيانة مستمرة – يتطلب الموقد وضع حطب ، وتنظيف حفر الرماد من الخبث والمداخن من السناج والحطام ، ودعم عملية الاحتراق ، وتنظيم الرغبة الشديدة ؛
- تعقيد التحكم – من الصعب التحكم في عملية احتراق الوقود في الفرن مقارنة بالغلايات ؛
- الحاجة إلى الجر الجيد – الحاجة إلى الحرق الشديد ، وكذلك لسحب غازات أول أكسيد الكربون ؛
- خطر الحريق – لضمان السلامة من الحرائق ، عزل المداخن ضروري ، وخاصة بالنسبة للموقد في منزل خشبي. يتم إنشاء عامل خطر إضافي للحرائق من خلال حقيقة أن التوقف الفوري لعملية الحرق في الفرن أمر مستحيل ؛
- الحاجة إلى التجديد المستمر وتخزين احتياطيات الوقود ، وكذلك التخلص من النفايات: الخبث والرماد.
كما سبق ذكره ، لا يمكن للموقد التقليدي ضمان التدفئة الموحدة لجميع الغرف في المنزل. في المواقد الحديثة والمواقد ، يتم حل هذه المشكلة جزئيا عن طريق تجميع غرفة الحمل ، والتي يتم توصيل نظام مجرى الهواء. ونتيجة لذلك ، لا يترك تدفق الهواء الدافئ من الفرن لنفسه ، بل يتحرك في مساحة محدودة من الأنابيب ويتم تنظيمه بواسطة الصمامات ، اللوحات ، الشبكات وغيرها من الأجهزة الإضافية.
ومع ذلك ، فإن قنوات مجرى الهواء ضخمة ، تلتهم المساحة القابلة للاستخدام ، مع زيادة طولها وعدد من المنعطفات ، وزيادة فقدان الحرارة. فهم بحاجة إلى المراقبة والصيانة: التنظيف الدوري للغبار والسخام والسخام. يحتوي الهواء نفسه على سعة حرارية محددة منخفضة ؛ ومن أجل نقل الحرارة إلى غرفة بعيدًا عن الفرن ، يجب استخدام الحقن القسري لكتل الهواء المسخنة بواسطة المروحة. لذلك ، يعتبر الماء ، كمبرد ، في كثير من الجوانب أفضل من الهواء.
حقيقة! حرارة الماء المحددة تقارب 4 أضعاف حرارة الهواء. يكفي أن نقارن 4.187 كيلوجول / كغ (kgx) و 1.055 كيلوجول / كيلوغرام (كغم).
من السهل نقل الماء الساخن عبر خطوط الأنابيب ذات القطر الصغير ، بينما يتم نقل الطاقة الحرارية لمسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك ، الماء هو مادة غير ضارة وغير قابلة للاشتعال وغير سامة ، محايدة كيميائيا ومتاحة دائما.
مبدأ تشغيل دائرة التسخين بسيط – يتم تسخين سائل التبريد (في هذه الحالة ، الماء) أثناء احتراق الوقود ، ثم ينتشر عبر الأنابيب ، مما يعطي الحرارة إلى الفضاء المحيط.
إن النموذج الأولي لمراجل الوقود الصلب الحديثة ومواقد حرق الأخشاب لفترة طويلة مألوف لدى الكثيرين بالنسبة للمنزل – فهو “سويدي”. تم بناء خزان معدني في الفرن السويدي ، المليء بالماء البارد قبل وضع الخشب والتشويش. وعلى الرغم من أن الماء في عملية التسخين يسخن لفترة طويلة ، إلا أنه يعطي الحرارة فترة طويلة – بعد فترة طويلة من خروج اللهب.
تدريجيا ، تم تحويل خزان المياه إلى مبادل حراري ، ونتيجة لذلك أصبح من الممكن ربط نظام الطرق السريعة للتدفئة المنزلية وإمدادات المياه الساخنة.
السمة المميزة لأي فرن لتدفئة منزل مجهز بدائرة مياه هو مبادل حراري ، أو ما يسمى بالملف أو المبرد أو المرجل. هذا الجهاز قادر على تسخين كمية غير محدودة من الماء. تعتمد أبعاد وشكل الخزان على حجم غرفة الاحتراق ويمكن أن تتفاوت في حدود واسعة.
في بعض إصدارات أفران تسخين المنزل ، يتم تثبيت المبادل الحراري مباشرة في الفرن ، ولكن مع هذا الأسلوب هناك خطر تسرب الناقل الحراري (أي الماء) أو حتى انفجار إذا كان يسخن ويغلي. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه الحالة ، فإن قدرة غرفة الاحتراق تتناقص حتمًا. الخيار الأكثر أمانًا هو إدخال المبادل الحراري في غطاء المدخنة. في هذه الحالة ، فإن معظم الهواء الساخن المرتفع من الفرن سيسخن سائل التبريد ، بدلاً من التطاير من خلال الأنبوب إلى الشارع.
إن الحساب المستقل لقوة وحجم المبادل الحراري مهمة صعبة للغاية بالنسبة لشخص ليس مهندسًا للتدفئة ، ولكن في معظم الحالات يكون من الممكن إجراء تقدير تقريبي.
نصيحة جيدة! وقد أظهرت الممارسة أنه مع ارتفاع السقف من 2.5 إلى 2.7 متر لكل 10 متر2 تتطلب مساحة المنزل من 1 إلى 1.2 كيلو واط من الطاقة لنظام التدفئة.
موقد عادي لمنزل على الخشب لمدة ساعة يخصص حوالي 6.5 ألف كيلو سعر حراري ، وهو ما يكفي لتدفئة منزل ريفي صغير. سيزيد وجود دائرة المياه من مستوى الراحة إلى الضعف. بعد حساب فقدان الحرارة ، من الممكن حساب قوة المبادل الحراري نفسه. يتراوح ناتج الحرارة من كل متر مربع من منطقته من 5 إلى 10 كيلوواط. هذه الحقيقة هي الأساس لتحديد السلطة المطلوبة.
في الواقع ، ليست هناك حاجة للغوص في الصيغ المعقدة. يكفي أن ننتقل إلى المختصين الذين ، مسترشدين بالجداول المعدة سلفًا ، سيختارون مبادل حراري لأفران منزل خاص يتوافق مع المعلمات المحددة للمبنى ونظام التدفئة فيه.
قبل اتخاذ قرار بشأن تصميم السجل (المعروف باسم المبادل الحراري) للفرن الخاص بالمنزل ، يجب أن تقرر المواد التي سيتم تصنيعها. هناك عدة خيارات:
- نحاس – من ناحية ، لفائف النحاس فعالة للغاية ، لأن الموصلية الحرارية لهذه المواد هي واحدة من أفضل. من ناحية أخرى ، فإن نقطة الانصهار هي 1083 درجة مئوية ، وفي صندوق النار يمكن في حالة حالات الطوارئ ، لا يمكن استبعاد حدوثه مطلقًا ، يمكن أن يرتفع إلى 1200 درجة مئوية. لذلك ، تم فرض حظر قاطع على استخدام النحاس في صندوق حريق فرن الطوب. بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج إلى الانتباه إلى حقيقة أن المكثفات التي تشكلت أثناء تبريد الدائرة تحتوي على مركبات كيميائية عدوانية تسبب التآكل ؛
- الحديد الزهر – مشعات الحديد الزهر مقاومة للغاية للتآكل ، ولكن الهش ، والتشوه الحراري الذي يحدث أثناء التبريد والتدفئة ، يمكن أن يؤدي إلى تكوين الشقوق وتدمير المبادل الحراري. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تجميع سجل الحديد الزهر – بسبب صعوبة معالجة هذا المعدن – من أجزاء الزهر باستخدام خيوط وأختام ، مما يؤدي إلى انخفاض في موثوقية الوحدة ككل ؛
- صلب – أكثر المواد التي يمكن الوصول إليها وسهولة معالجتها. يوصى باستخدام المبادلات الحرارية من الصلب المقاوم للحرارة بسمك 3 إلى 5 مم باستخدام أنابيب غير ملحومة. في نفس الوقت ، من الضروري الحفاظ على طريقة التدفئة التي يتم فيها تكوين أقل المكثفات ، ولا تستنزف المبرد أبداً ، لأن منتجات الصلب عرضة للتآكل ؛
- مقاومة للحرارة الفولاذ المقاوم للصدأ – أفضل ، ولكن أيضا المواد الأكثر تكلفة لموقد المبرد لمنزل خاص.
نصيحة جيدة! إن الفولاذ الأكثر ملائمة لمبادل الحرارة هو AISI 304. عند تصنيع الأجزاء ، من المستحسن استخدام القطع بالليزر واللحام في بيئة الأرجون.
اعتمادا على مادته ، يمكن أن يكون المبادل الحراري مصنوعا من أنابيب مستطيلة أو مستطيلة الشكل ، أو الصفائح المعدنية ، أو مجموعة من هذه الأجزاء. يتم تحديد موقع وطريقة التثبيت حسب شكله:
- مبادل حراري للصلب – يمكن وضعها في المكان الأكثر سخونة ، أي – في غرفة الاحتراق. لتصنيع صفائح الصلب المستخدمة 3 مم 4 مم في تركيبة مع أنابيب قطرها 40 ملم 50 لتوصيل خطوط التدفق والعودة. من أجل تجنب تشكيل المقابس البخارية ، يجب أن يكون أنبوب الإمداد العلوي في أعلى نقطة لمبادل الحرارة ، لأنه مع اختراق القابس بالبخار في نظام التسخين ، هناك خطر من المطرقة المائية. وهذا بدوره سيؤدي إلى تدمير الأنابيب أو المشعاعات. حتى لا يغلي الماء في المبادل الحراري ، يجب أن يكون خلوصه الداخلي 30 مم على الأقل ؛
- مبادل حراري للأنابيب – مصنوعة من أنابيب: مستديرة بقطر 40 – 50 ملم أو قسم مستطيل الشكل 40 × 60 أو 60 × 60 مم. ويمكن أيضا أن يكون موجودا في firebox (بشرط أن لا تكون مصنوعة من النحاس) ، يعتمد الحل المكاني على فرن معين. الشيء الرئيسي – يجب على الجهاز لا يمنع الباب لوضع إشارة مرجعية على قنوات الوقود ، وصب والدخان العادم. إذا كان الفرن هو الطبخ ، يتم وضع أنابيب المبادل الحراري فقط على طول المستويين الجانبي لغرفة الاحتراق ؛
- سجل مسطح أنبوبي – غالباً ما توجد في قنوات الدخان أو غطاء الفرن ، حيث تكون الظروف أكثر اعتدالاً ، بحيث يمكن أن تستمر لفترة أطول من المشعاعات في الفرن. أحجامها مثيرة للإعجاب للغاية ، لأنها تقع في الأماكن التي تكون فيها عملية جمع الحرارة منخفضة ، ويجب حسابها مسبقًا ، لأنه لا ينبغي أن تكون هناك عوائق أمام خروج غازات المداخن.
يجب أن يتم تركيب المبادل الحراري فقط في الفرن المخصص للمنزل. تؤكد تعليمات الفيديو والصور بوضوح على الحاجة إلى إشراك محترف في موقد واتباع عدد من القواعد:
- بعد التصنيع ، يجب الضغط على المبادل الحراري مرتين مع ضغط من 6 بار: قبل التثبيت في الفرن ، وأيضا بعد ذلك ؛
- يتم تثبيت المبادل الحراري مباشرة بعد تأسيس الفرن تحت الموقد ، وبعد ذلك يتم وضعه ؛
- لا ينصح بالتأكيد أن يكون المبادل الحراري جزءا لا يتجزأ من البناء في الفرن! بين ذلك وبين الجدران يجب أن يكون هناك فجوة من 10 15 15 ملم ، وتعويض عن التمدد الحراري.
- عند تركيب المواسير ، اترك فجوة 5 ملم وقم بملئها بسلك الأسبست أو غيرها من سدادات مقاومة للحرارة.
- يجب أن يبلغ طول مقطع الأنبوب في المخرج 10 × 15 سم على الأقل ، مما يسمح بقطع خيط جديد في حالة تلفه ؛
- ترتبط أنابيب التدفئة للمبادل الحراري فقط مع استخدام السدادة المقاومة للحرارة.
- إعادة بناء الفرن النهائي من أجل تركيب دارة مائية فيه يجب أن يتم فقط من قبل خبير.
لتشغيل نظام التدفئة بدون مشاكل ، من الضروري أيضًا اتباع قواعد التشغيل:
- لا تستخدم الفرن مع مبادل حراري فارغ: سوف يحترق بسرعة.
- لا تفصل المبادل الحراري عن نظام التسخين أثناء تشغيل الفرن. تتوسع المياه عند تسخينها ، ويمكن أن يسبب الضغط الزائد انفجارًا.
- لا تغذي الماء البارد في مبادل حراري ساخن. تشوهات درجة الحرارة يمكن أن يضر بها.
- لتحسين كفاءة نظام التدفئة ، يمكنك استخدام مضخة دوران.
- إذا لزم الأمر ، استخدم مضاد التجمد في محيط الفرن بتسخين الماء.
- عند أدنى نقطة في نظام التسخين ، يجب تثبيت صنبور لتصريف المياه.
ترتبط العيوب الرئيسية لنظام تسخين المياه بالخصائص الفيزيائية للسائل ، أي الماء. عند التجميد عند 0 درجة مئوية ، يصل الماء (بشكل أكثر دقة ، الثلج بالفعل) إلى أقصى حجم له عند -4 درجة مئوية. قد يؤدي توسع المياه المجمدة في الأنابيب إلى تمزقها. لتجنب هذا ، من الضروري استنزاف الماء من نظام التدفئة ، إذا لم يتم استخدامه خلال موسم البرد ، أو استبداله بمضاد خاص للتجمد.
موقد الطوب الحديث مع دائرة المياه للتدفئة المنزلية هو تصميم هندسي هندسي معقد. يتطلب تركيبها تطوير مشروع منفصل في مرحلة التصميم للهيكل ككل ، وعلى الأرجح لن تفعل ذلك دون مشاركة الأخصائيين.
