Herd mit Wasserkreislauf zur Heizung

In vielen Privathäusern haben Holzheizung und Öfen weiterhin Priorität. Jemand hat einen Metallofen, jemand hat einen Ziegelstein, aber eines verbindet sie - diese Art der Heizung ist nicht die bequemste. Zu viel Fokus und wenig Komfort. Ausgang - Ofenheizung mit Wasserkreislauf.

Ofenheizung mit Wasserkreislauf - eine Gelegenheit, Tradition und Komfort zu verbinden

Ofenheizung mit Wasserkreislauf - eine Gelegenheit, Tradition und Komfort zu verbinden

Lassen Sie uns zunächst die Terminologie verstehen. Wenn sie "Herd" sagen, meinen sie meistens eine Heizung aus Ziegeln, die mit Holz gebrannt wird. Oft ist dies aber auch der Name eines Metallofens mit Holz oder Kohle. Die Funktionsprinzipien für Ziegel- und Metalleinheiten sind die gleichen, die Methode der Wärmeübertragung ändert sich. Metall hat eine größere konvektive Komponente (der größte Teil der Wärme wird von Luft getragen), während Ziegel von Wärmestrahlung dominiert werden - von den Wänden des Ofens und den beheizten Wänden des Hauses. In unserem Artikel sprechen wir hauptsächlich über Ziegelöfen, aber die meisten Informationen können auf Metallholz (Kohle) -Einheiten angewendet werden. Die Ofenheizung mit einem Wasserkreislauf kann auf der Basis jeder Art von Ofen erfolgen.

Herkömmliche Ofenheizung: Vor- und Nachteile

In unserem Land wurden Häuser traditionell mit Backsteinöfen beheizt, aber nach und nach wurde diese Art der Heizung durch Wassersysteme ersetzt. All dies liegt daran, dass eine einfache Ofenheizung neben den Vorteilen viele Nachteile hat. Zunächst zu den Vorteilen:

  • Der Ofen überträgt den größten Teil der Wärme durch Wärmestrahlung und wird, wie Wissenschaftler festgestellt haben, von unserem Körper besser wahrgenommen.
  • Ein russischer oder ein anderer Heizofen hat ein farbenfrohes Aussehen, es ist oft möglich, eine offene Flamme zu beobachten.
  • Sie können einen Steinofen mit Kaminen herstellen, um die erzeugte Wärme besser nutzen zu können.
  • Heizungen dieser Art sind nichtflüchtig - sie hängen nicht von der Verfügbarkeit von Strom ab.
  • Es gibt Modelle von Öfen zum Heizen des zweiten Stocks (aufgrund der Heizplatte mit Rauchkanälen).

    Herdheizung

    Herdheizung

Die Ofenheizung wird heute eher als exotisch empfunden, da sie sehr selten ist. Es kann nicht behauptet werden, dass es sehr angenehm ist, in der Nähe eines warmen Ofens zu sein. Es entsteht eine besondere Atmosphäre. Es gibt aber auch viele schwerwiegende Nachteile:

  • Ungleichmäßige Heizung - es ist heiß in der Nähe des Ofens, kalt in den Ecken.
  • Große Fläche vom Ofen besetzt.
  • Beheizt nur die Räume, in die die Wände des Ofens gehen.
  • Die Unfähigkeit, die Heiztemperatur in einzelnen Räumen zu regulieren.
  • Geringe Effizienz. Bei herkömmlichen Öfen sind 60% bereits ein sehr guter Indikator, während moderne Heizkessel 90% und mehr (Gas) produzieren können.
  • Die Notwendigkeit einer häufigen Wartung. Schmelzen, Dämpfer einstellen, Kohlen reinigen - das alles regelmäßig und ständig. Nicht jeder genießt es.

    Das Prinzip der Organisation von Rauchströmen - horizontal und vertikal

    Das Prinzip der Organisation von Rauchströmen - horizontal und vertikal

Wie Sie sehen können, sind die Nachteile erheblich, aber einige von ihnen können ausgeglichen werden, wenn ein Wärmetauscher in den Ofen eingebaut wird, der an ein Wasserheizsystem angeschlossen ist. Ein solches System wird auch als Ofenwasserheizung oder Ofenheizung mit Wasserkreislauf bezeichnet.

Wasserofenheizung

Bei der Organisation der Warmwasserbereitung vom Herd ist ein Wärmetauscher (Wasserkreislauf) in den Feuerraum eingebaut, der über Rohre mit Heizkörpern verbunden ist. Im System zirkuliert ein Kühlmittel, das die Wärme vom Ofen zu den Heizkörpern transportiert. Diese Lösung erhöht den Wohnkomfort im Winter.Die Sache ist, dass Heizkörper in jedem Raum installiert werden können, dh der Ofen kann in einem Raum stehen, und alle anderen Räume werden mit Batterien beheizt, durch die erwärmtes Wasser fließt.

Ofenheizung mit Wasserkreislauf: Ein Beispiel für ein System mit Warmwasserspeicher (Kessel)

Ofenheizung mit Wasserkreislauf: Ein Beispiel für ein System mit Warmwasserspeicher (Kessel)

Gleichzeitig bleiben die verbleibenden Nachteile der Ofenheizung bestehen, aber die Vorteile der Wasserheizung kommen hinzu - Sie können die Temperatur in jedem Raum einstellen (innerhalb bestimmter Grenzen), eine große Trägheit gleicht die Ungleichmäßigkeit des Temperaturbereichs aus. Das gleiche Schema gilt übrigens für Metallöfen mit Holz oder Kohle.

Systemtypen

Es gibt zwei Arten von Warmwasserheizsystemen: Zwangs- und natürliche Zirkulation (EC). Die natürliche Umwälzheizung ist nicht flüchtig (für den Betrieb wird kein Strom benötigt). Kühlmittel zirkuliert durch natürliche physikalische Prozesse. Der Nachteil dieses Heizverfahrens ist die Notwendigkeit, Rohre mit einem großen Durchmesser zu verwenden, dh das Volumen des Systems ist groß und weist eine große Trägheit auf. Wenn Sie den Ofen anzünden, ist dies nicht sehr gut - das Aufwärmen dauert lange. Aber nach dem Ausbrennen bleibt das Haus länger warm.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass zur Schaffung von Bedingungen für die Bewegung des Kühlmittels die Zuleitung angehoben wird - bis zur Decke oder bis zum Niveau der Heizkörper (im Extremfall). Beim Heizen eines zweistöckigen Hauses steigt das Rohr vom Kessel auf, breitet sich durch die Heizkörper aus, geht dann nach unten und umgeht die Batterien im Untergeschoss.

Das einfachste Schema von Systemen mit natürlicher Zirkulation

Das einfachste Schema von Systemen mit natürlicher Zirkulation

 

Ein weiterer wichtiger Nachteil ist der relativ geringe Wirkungsgrad von Heizsystemen mit EC - das Kühlmittel bewegt sich langsam, trägt wenig Wärme.

Die Ofenheizung mit Wasserkreislauf und Zwangsumwälzung zeichnet sich durch das Vorhandensein einer Umwälzpumpe (siehe Abbildung unten) aus, die ständig arbeitet. Seine Aufgabe ist es, Wasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu treiben. Durch Ändern dieser Geschwindigkeit können Sie die Intensität der Raumheizung ändern. Dies führt dazu, dass eine solche Heizung unter sonst gleichen Bedingungen effizienter ist. Damit das System funktioniert, ist jedoch eine Stromversorgung erforderlich - die Pumpe muss ständig arbeiten. Wenn es stoppt, kocht das System und fällt aus. Wenn Stromausfälle selten auftreten, reicht dies ausunterbrechungsfreie Stromversorgung mit einem Satz wiederaufladbarer Batterien. Wenn das Licht häufig und über einen längeren Zeitraum ausgeschaltet wird, müssen Sie auch einen Generator installieren, und die Gesamtkosten einer solchen Lösung sind beträchtlich.

Ofenheizung mit Wasserkreislauf

Ofenheizung mit Wasserkreislauf und Umwälzpumpe

Es gibt auch einen dritten Systemtyp: gemischt oder kombiniert. Alles ist auf natürliche Zirkulation ausgelegt, aber eine Zirkulationspumpe ist installiert. Solange Strom vorhanden ist, arbeitet die Heizung zwangsweise (mit einer Pumpe). Wenn das Licht ausgeschaltet wird, bewegt sich das Kühlmittel unabhängig voneinander.

Wärmespeicher

Da der Ofen nicht ständig beheizt wird, sondern über einen zyklischen Betriebsalgorithmus verfügt, ist er im Haus heiß oder kalt. Und das Vorhandensein von Heizkörpern spart nicht viel davon. Obwohl die Unterschiede nicht so kritisch sind, sind sie immer noch da. Besonders nachts gibt es nicht genug Hitze und ich möchte wirklich nicht aufstehen und ertrinken. Um dieses Problem zu lösen, wird ein leistungsstarker Ofen installiert und ein Wärmespeicher in das System eingebaut. Dies ist ein großer Behälter mit Kühlmittel, der zwischen dem Ofen und dem Heizsystem steht.

Ofenheizung mit Wasseraufbau und Wärmespeicher

Ofenheizung mit Wasserkreislauf und Wärmespeicher

Das heißt, es gibt zwei separate unabhängige Schaltkreise. Ersteres überträgt Wärme aus dem Ofen und erfolgt normalerweise mit natürlicher Zirkulation. Der zweite treibt das Kühlmittel in die Kühler, und normalerweise gibt es eine Umwälzpumpe.

Diese Methode zum Organisieren einer Wasserofenheizung ist gut, da das Wasser im Tank während der Heizung des Ofens aktiv erwärmt wird. Bei korrekter Berechnung erwärmt es sich auf 60-80 ° C, was ausreicht, um die normale Temperatur der Heizkörper etwa 10-12 Stunden lang aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig gibt es weder besondere Hitze noch extreme Kälte. Die Atmosphäre ist sehr angenehm.

Die Installation eines Wärmespeichers im System (manchmal auch als Puffer oder Puffertank bezeichnet) verringert auch das Risiko des Kochens des Systems. Der zweite Kreislauf wird definitiv nie kochen, aber damit der erste nicht kocht, muss er korrekt berechnet werden - damit sich das Kühlmittel auch im natürlichen Zirkulationsmodus mit einer ausreichenden Geschwindigkeit bewegt und keine Zeit zum Überhitzen hat.

Ofenregister

Zum Erhitzen des Kühlmittels ist ein Wasserkreislauf in den Ofen eingebaut (auch Register, Wärmetauscher, Spule, Wassermantel genannt). Seine Form kann beliebig sein, aber meistens stellen sie rechteckige flache Behälter oder eine Reihe von Rohren her, die zu einem einzigen System verbunden sind (z. B. Heizkörper).

Ein Beispiel für einen Wasserkreislauf für einen Ofen

Ein Beispiel für einen Wasserkreislauf für einen Ofen

Um den Wärmetauscher an das System anzuschließen, sind zwei Düsen eingeschweißt: eine oben für die Warmwasseraufnahme und eine unten für das Pumpen von gekühltem Wasser aus der Rücklaufleitung.

Bei der Dimensionierung des Wasserkreislaufs für den Ofen stellen sich häufig Fragen. Sie kann grob anhand des Wärmeverlusts des Gebäudes berechnet werden. Es wird angenommen, dass zur Übertragung von 10 kW Wärme eine Wärmetauscherfläche von 1 m² erforderlich ist. m. Gleichzeitig muss aber die Betriebszeit des Ofens berücksichtigt werden - schließlich wird er nicht ständig erwärmt. Es ist noch nicht sehr kalt - einmal am Tag für ungefähr 1,5 Stunden, wenn es kalt ist - zweimal. Während dieser Zeit muss der Ofen Zeit haben, um das gesamte Wasser im Wärmespeicher zu erwärmen. Daher basiert die Berechnung der Fläche des Wärmetauschers auf der täglichen Wärmemenge, die zum Ausgleich des Wärmeverlusts erforderlich ist.

Beispielsweise sei der Wärmeverlust für ein Haus 12 kWh. Es wird 288 kW pro Tag sein. Der Ofen wird beheizt, es soll 3 Stunden dauern, während dieser Zeit muss sich die gesamte notwendige Wärme ansammeln. Dann beträgt die erforderliche Leistung des Wasserkreislaufs für den Ofen 288/3 = 96 kW. Um es in eine Fläche zu übersetzen, teilen wir durch 10, wir erhalten, dass für diese Bedingungen die Registerfläche 9,6 m2 betragen sollte. Welche Form Sie wählen, liegt bei Ihnen. Es ist wichtig, dass die äußere Oberfläche des Registers nicht kleiner ist.

Ofenkonstruktion um den Wärmetauscher

Ofenkonstruktion um den Wärmetauscher

Nun, noch ein paar Punkte. Erstens muss die Kapazität des Ofens größer sein als die gefundene Kapazität des Wärmetauschers. Andernfalls wird die erforderliche Wärmemenge einfach nicht freigesetzt. Die zweite Nuance: Die Kapazität des Wärmespeichers muss ebenfalls entsprechen - sie muss um etwa 10-15% höher sein. In diesem Fall ist ein Kochen des Kühlmittels ausgeschlossen.

Denken Sie daran, dass die Wärmekapazität von Wasser und Frostschutzmittel sehr unterschiedlich ist. Der Druckspeicher mit Frostschutzmittel als Heizmedium muss deutlich größer sein als der Wassertank (im selben System).

Was noch zu beachten ist, ist, dass es ratsam ist, den Wärmespeicher gut zu isolieren - damit die Wärme länger bleibt. In diesem Fall ist die Ofenheizung mit einem Wasserkreislauf noch wirtschaftlicher.

Ist es möglich, ein Heizregister in einen vorhandenen Ofen einzubauen?

Es ist natürlich richtiger, einen Ofen um ein hergestelltes Register herum zu bauen. Wenn der Ofen jedoch bereits steht, kann noch ein Wasserkreislauf eingebaut werden. Es stimmt, Sie müssen sich anstrengen - sie sind von beträchtlicher Größe und müssen sich trotzdem irgendwie festhalten. Die Aufgabe ist also nicht einfach. Vergessen Sie außerdem nicht, dass Sie zwei weitere Schlussfolgerungen ziehen müssen - um die Vor- und Rücklaufleitungen anzuschließen.

Die beste Option ist, einen Wassermantel in Form eines Ofens herzustellen (dieser ist für einen Metallmantel mit Brennern).

Die beste Option ist, einen Wassermantel in Form eines Ofens herzustellen (dieser ist für einen Metallmantel mit Brennern).

Es ist auch nicht sehr einfach, einen Platz für den Registerort zu finden. Der direkte Kontakt mit Feuer ist sehr unerwünscht, muss sich jedoch in einer Umgebung mit heißen Gasen befinden. In diesem Fall kann man hoffen, dass der Wärmetauscher lange hält.

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