Kályha vízkörrel ház fűtéséhez: a kályhafűtés sajátosságai + az optimális változat kiválasztása

Sok régióban a tűzifa és a szén marad a leginkább elérhető tüzelőanyag-típus, amelyekkel magánházakat fűtenek. A kályhafűtést azonban nemcsak az energia olcsósága és széles körű hozzáférhetősége miatt választják, hanem a kiépítésének alacsony ára miatt is.

Ugyanakkor a vízkörrel rendelkező kályha a ház fűtésére számos előny mellett számos hátránnyal is rendelkezik. Korántsem mindig optimális ez a megoldás. Próbáljuk meg kibogozni egy ilyen fűtési rendszer finomságait.

A kályha alapú fűtés jellemzői

A kályhafűtés normának számít az orosz falvakban, melynek megbízhatóságát és praktikusságát évszázadok igazolták. És ma is sok falusi házban állnak kályhák főzőlapokkal és kenyérsütésre szolgáló kemencékkel.

Némelyikük fel van szerelve a fűtési rendszer vízkörével, mások nem. De a vidéki házak tulajdonosai nem sietnek kidobni őket, és modern kazánokra cserélni. Még nem találtak ki ennél megbízhatóbb és problémamentesebb fűtési módot.

Vízkör nélkül a fatüzelésű kályha csak kis teret képes felfűteni maga körül. Egy-két szoba fűtésére ez elfogadható, de egy nagyobb ház esetében már nem.

Az ilyen falusi kályhákban tüzelőanyagként égetik el:

• szenet;
• tőzeget;
• tűzifát;
• brikettet (eurotűzifa).

Elvi különbség nincs ezen tüzelőanyag-típusok között a kályha belső szerkezete és a magánházban lévő vízfűtési rendszer elosztása szempontjából. Némelyik több hőt ad, mások tovább égnek. De a tűztér szerkezete és a fűtőközeggel töltött csövek helyiségek közötti elosztási sémája minden esetben azonos.

Ha a kályhafűtés mellett dönt, ne feledkezzen meg a téglakályhák építésére vonatkozó tűzvédelmi előírásokról – csak ezek szigorú betartása teszi lehetővé a tűzveszély minimálisra csökkentését.

A kályhafűtés előnyei közé tartoznak:

• az elektromos hálózatra való ráutaltság hiánya;
• a fűtési rendszer kiépítésének viszonylag alacsony költsége;
• a szilárd tüzelőanyag olcsósága és a különböző típusainak felhasználási lehetősége;
• a rendkívüli egyszerű üzemeltetés;
• a hosszú távú hőleadás (tégla szerkezetek esetében);
• Univerzális – egyszerre alkalmas fűtésre és főzésre.

Ha egy magánház nem csatlakoztatható a vezetékes gázhoz, akkor a fatüzelésű kályha a legjobb választás a fűtésére.

Az egyetlen kivétel, ha az adott területen nem elérhető a szén vagy a tűzifa. De ez a lehetőség Oroszországban inkább kivétel, mint szabály.

A vízteres kályhák két fő hátránya a működés automatizálásának lehetetlensége és a hőleadás szabályozásának nehézsége az egyes helyiségekben.

A kályhafűtés hátrányai közé tartozik még:

• a rendszer lassú felmelegedése a hőleadás megkezdéséig;
• a hasznos lakótér jelentős csökkenése a kályha mérete miatt;
• a téglából épült kályha nagy súlya;
• alacsony hatásfok a jelentős hőmennyiség kéménybe távozása miatt;
• magas tűzveszély helytelen használat esetén.

A magánházba szánt, vízfűtéses tégla fűtő-főző kályha a kialakítástól és a sorok számától függően 1,5–10 tonna súlyú lehet. Ehhez jön még a kémény súlya.

Az ilyen tömeghez erős és költséges alapozás szükséges, ami szintén a szóban forgó fűtési rendszerek hátrányának tekinthető.

A kályha vízfűtésének szerkezete

A szóban forgó fűtési rendszer kályháját ideális esetben a házzal együtt kell megtervezni és megépíteni. Ha a lakóépület már áll, nehéz lesz téglából kályhát beépíteni. És gyakran ez egyáltalán nem lehetséges az erős alapozás és a tetőszerkezet átalakításának szükségessége miatt.

A magánház vízfűtéséhez használt kályha nemcsak téglából, hanem acélból is készülhet vaskályha formájában, hőcserélő csövekkel a tűztér körül a fűtőközeg felmelegítésére.

A kályhán alapuló vízfűtés a következőkből áll:

• maga a kályha (fém vagy tégla);
• hőcserélő a kályha tüzterében vagy körülötte, valamint tekercs formájában a kémény körül;
• a házban elosztott kör a fűtőközeggel és tágulási tartállyal a padláson.

Bizonyos esetekben ezt a fűtési rendszert keringető szivattyúval és hidroakkumulátorral is kiegészítik. Azonban ez a kibővített változat rendkívül ritkán alkalmazott, mivel folyamatos áramellátást igényel és növeli a teljes rendszer költségeit.

A kályhás vízfűtés fő előnye pedig az olcsó kivitelezés. Nem érdemes drága és meghibásodásra hajlamos elemekkel kiegészíteni.

A víz cirkulációjának sémája a körben

A házak vízfűtési rendszere természetes (gravitációs) vagy kényszerített cirkulációval épül ki. Ha fatüzelésű kályhán alapul, akkor a legjobb az első változatot választani.

A természetes vízkeringetésű elosztórendszer olcsóbb a kényszerített változathoz képest, és azzal ellentétben nem igényel áramellátást.

Vízmelegítéses kályhafűtést csak legfeljebb 150 m²-es egyszintes házakban ajánlott kialakítani. Ebben az esetben gravitációs rendszerként is megvalósítható további szivattyúk nélkül.

Ha egy két- vagy többszintes házat kell fűteni, akkor azt jobb egy erősebb kazánnal megvalósítani. Az ilyen épületekhez szükséges kályha rendkívül nagy lenne, ami drága a kivitelezésben. Ráadásul minden alkalommal jelentős mennyiségű tüzelőanyagot kellene beletenni. Ezt pedig erősen nem ajánlott tenni a tűzveszély növekedése miatt.

A természetes vízkeringetésű klasszikus kályhafűtési rendszer a következőkből áll:

• a kályhába épített hőcserélőből;
• fémcsővezetékből álló körből;
• radiátorokból (amelyeket a szobákban általában vastag csövekkel helyettesítenek);
• tágulási tartályból.

Ha a vidéki ház vízfűtését saját kezűleg szeretné elkészíteni, akkor érdemes ezt a sémát követve tervezni. Az ilyen verzió telepítése és kiszámítása egyszerűbb, mint a kényszerített vízmozgásúé.

A cirkulációs szivattyús rendszer jobban illik a kazánokhoz; egy kályha esetében elveszíti magas hőleadási hatékonyságát.

Ha a bojler automatizált, és szükség szerint folyamatosan melegíti a vizet, akkor a fatüzelésű kályhát naponta egyszer vagy kétszer fűtik be. Pont ezekben a pillanatokban melegszik fel a hőhordozó a kályha tűzterében, hogy leadja a hőt a helyiségekben. Ezután értelmetlen a szivattyúval körbejáratni a csövekben. A hideg tűztérben úgysem melegítené semmi a vizet.

Amikor a magánházak tulajdonosai a fa- vagy széntüzelésű kályha mellett döntenek, általában autonóm fűtési rendszerre számítanak. Ha olyan szivattyúberendezést helyeznek el benne, amely működéséhez elektromos hálózati áramot igényel, akkor az autonómiáról nehéz beszélni.

Kályha – tégla vagy fém

A tégla kályha lassabban melegszik fel, de tovább adja le a hőt a környezetének. Az acél változat ezzel szemben gyorsan felmelegszik, és a tüzelőanyag elégése után ugyanolyan gyorsan le is hűl. Ezt a problémát részben megoldja a vízkörben lévő nagy mennyiségű hőhordozó.

Azonban minél több vizet kell tárolni a rendszerben, annál drágább lesz az anyagok tekintetében.

A fűtőkörhöz víztekercses fém vaskályhát magánházakban közvetlenül a fapadlóra lehet helyezni külön alapozás nélkül.

Az 5–15 kW teljesítményű acél kályha vízfűtéshez – üzemanyag és víz nélkül 100–300 kg tömegű szerkezet. Egy ilyen vaskályhát biztonsággal lehet erősített gerendákra helyezni. Kályhaalapozást csak akkor kell önteni, ha a kályha súlya meghaladja a 700–800 kg-ot. Ha viszont téglából készült, akkor a betonmunkák elkerülhetetlenek.

A fém kályhához képest a téglából készült kályha nehezebb, drágább és bonyolultabb a beépítése. Viszont magasabb a hatásfoka, és kisebb a kör fagyásának és a csövek szakadásának a kockázata a belső jégképződés miatt. Ha végleges megoldást szeretne saját maga és állandó lakhatás céljából, akkor ajánlott a tégla változatot választani.

Csövek – rozsdamentes acél vagy fém-műanyag

Ha a fűtési rendszer vízmelegítő kazánon alapul, akkor a csővezetékét nemcsak acélcsövekkel, hanem fém-műanyag és polipropilén csövekkel is el lehet készíteni. Azonban ha a vizet fatüzelésű kályha melegíti, akkor a hőhordozó kört csak rozsdamentes acélból szabad kialakítani.

Nagy mennyiségű fa betáplálásakor a kályha tűzterében lévő tekercsben a víz gyorsan 100 fokra melegedhet és felforrhat, az ilyen hőmérsékleteket hosszú ideig csak az acél képes elviselni.

A fém-műanyag csövet 90–95 °C-ra felmelegített hőhordozóval való munkára tervezték. Rövid ideig képes elviselni a 110–120 °C-os felmelegítést is. Ugyanakkor a kazánok és bojlerek automatikája eleve nem engedi a víz ilyen fokú felmelegítését. A padlófűtésnél a víz 30–45 °C-ra, a radiátoroknál 60–65 °C-ra melegszik fel.

Azonban fatüzelésű kályha esetében a száz fok körüli hőmérsékletek nemcsak lehetségesek, hanem egyáltalán nem ritkák. Nem ajánlott kockáztatni és orosz rulettet játszani azzal, hogy a kályha csővezetékét fém-műanyag csövekkel készíti el. A legjobb, ha a megbízhatóbb rozsdamentes acélt részesíti előnyben.

Emellett a tűztérből a tekercstől kivezető, a kör csöveinek csatlakoztatására szolgáló csőcsonkok minden bizonnyal nagyon magas hőmérsékletre melegszenek fel. A nyílt lángtól kevesebb mint fél méter választja el őket. Bármilyen műanyag cső csatlakoztatása veszélyes, mert azok megolvadhatnak.

Hőleadás – radiátorok vagy regiszter

A kályhából a fűtési körbe történő hőleadás adagokban, több órán keresztül történik, amíg a tűztérben ég a fa vagy a szén. Ha kevés a víz a fűtési rendszerben, a ház gyorsan kihűl. Ezért a falvakban az ilyen fűtést általában vastag acélcsövekből készítik, nem pedig a városlakók számára megszokottabb radiátorok alapján. A fatüzelésű kályhákhoz a fűtési regiszter egyszerűen tökéletesen alkalmas.

A természetes keringetésű vizes kályhafűtés klasszikus sémája a víz közvetlen érintkezését feltételezi a légkörrel a tágulási tartályon keresztül, de a szokásos radiátoroknak a hőhordozóban lévő levegő ellenjavallt.

A házban lefektetett 80–120 mm átmérőjű rozsdamentes acélcső egy fűtési regiszter, amely a kályha előremenő és visszatérő vezetékéből áll. A tűztértől legtávolabbi helyiségben ezek a vonalak egyesülnek, a többi helyiségben pedig két csővezetékként vannak lefektetve a külső falak mentén.

A regiszter nem olyan esztétikus, mint a radiátor. Az első lehetőség viszont sokkal olcsóbb és egyszerűbb saját kezűleg elkészíteni, mint a második. A megvalósításához csak a hegesztőkészülékkel való tapasztalatra van szükség.

Az ilyen kör hőleadó felületét úgy számolják, hogy a PI-t megszorozzák a cső átmérőjével és hosszával. Ezenkívül a számításoknál figyelembe kell venni a bemenő és visszatérő ág hőnyomását, valamint a csővezetékek közötti függőleges távolságot.

Azonban gyakran nem végeznek ilyen számításokat, hanem vesznek egy 80–100 mm átmérőjű csövet, és lefektetik az egész lakóépület kerülete mentén, a legtávolabbi szobában gyűrűzve. Eközben a hőleadás beállítása „szemre” és tapasztalati úton történik, a tüzelőanyag megfelelő mennyiségének a tűztérbe helyezésével.

Nem véletlenül olyan elterjedtek a regiszterekből álló körök vízfűtésű kályhákkal együtt. Még csak ki sem kell számolni őket, elég egy megfelelő csövet venni és összehegeszteni.

Válasszon hőcserélőt a tűztérhez

A kályhába való hőcserélő készülhet rézből, acélból vagy öntöttvasból. A réz változatot érdemes azonnal kizárni a magas ára miatt. Otthon összeforrasztani egy ilyen eszközt rendkívül problémás.

Az öntöttvas radiátorokat óvatosan kell a tűztérbe telepíteni – a hősokk miatt az egyes szekciók leválhatnak a szomszédos elemekről.

Az öntöttvas műszaki paraméterek tekintetében felülmúlja az acélt. Azonban otthon hőcserélőt készíteni belőle egy fatüzelésű kályhához problémásnak tűnik. Ehhez csak egy régi radiátort lehet használni. De itt figyelembe kell venni, hogy a szekciók közötti tömítés ki fog égni a tűztérben. Ez pedig egyenes út a tömítetlenséghez és a víz tűztérbe jutásához.

Ha úgy dönt, hogy a hőcserélőt öntöttvas radiátorból készíti, akkor a legjobb az MS-110-300 vagy az MS-90-300 modelleket venni. Ezek kicsik és kényelmesen elférnek a tűztérben. A fűtőfelületük bordánként körülbelül 0,14–0,16 m² lesz.

Ezekből a számokból kiindulva megbecsülheti, hogy hány szekcióra lesz szükség egy adott körhöz. A ház minden 10 négyzetméterére 1 kW szükséges, ami megközelítőleg 0,1 m² öntöttvas hőcserélő fűtőfelületének felel meg.

Az öntöttvas radiátor bordáit általában hőálló gumi tömítésekkel kötik össze. A kályha tűzterében ez a gumi tömítés kiég, ezért azt azbesztzsinórra kell cserélni.

Egy másik szempont az öntöttvas radiátor hőcserélőként való használatánál a koromtól való tisztításának nehézsége a tűztér belsejéből. Időnként a tűzteret tisztítani kell, és az öntöttvas domború bordái ezt nagymértékben akadályozni fogják.

A hőcserélő legoptimálisabb változata az acél, a következő formákban:

• több csőből álló tekercs;
• lemezből készült köpeny.

Alacsony széntartalmú acélból (St10…St20) készülnek, 4–5 mm vastagságban. Ha csöveket használunk, akkor azok átmérője 30–50 mm.

A legegyszerűbb acél hőcserélőt lemezacélból készíteni – azonban a hőcserében csak a tűztér belseje felé, a tűz felé néző felület vesz részt.

A csöves változat hőátadás szempontjából hatékonyabb, de gyártása munkaigényesebb.

A hőcserélő kiszámításához használja a következő képletet:

Qy=K*(Tcp-Tk)

ahol:

• K – az anyag hőátbocsátási tényezője (alacsony széntartalmú acéloknál 15–20, szürkeöntvénynél 50);
• Tcp – a fűtőközeg átlaghőmérséklete a tűztérben (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – a hőhordozó közeg átlaghőmérséklete (Telőremenő+Tvisszatérő)/2.

Ha a kályhában fát égetünk, akkor Tcp=(700+300)/2=500 °C és Tk=(80+60)/2=70 °C. Ennek eredményeként Qy=15*(500-70)=6450 kcal/óra. Vagyis a láng felé néző hőcserélő felület négyzetméterenként körülbelül 7,5 kW/óra.

Szén esetében a számítások a következők – Tcp=(1000+600)/2=800 °C és Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/óra=12 734 W/óra. A hőcserélő felületének négyzetmétere körülbelül 12,7 kW/órát ad.

Ezután az adott ház fűtéséhez szükséges teljesítményt elosztjuk a kiszámított számmal, az adott tüzelőanyag-típus használatára vonatkozó tervektől függően.

Például egy 150 m²-es házhoz körülbelül 15 kW szükséges. Ha fával fűtik, akkor 15/7,5=2 m² hőcserélő felületre lesz szükség. Ez az a felület, amely a láng felé néz és felmelegszik.

Ha csöves tekercset választunk, akkor a hosszát a következő képlettel számoljuk ki:

S=2*3,14*D*L

ahol:

S – a számított felület;

D – a csövek átmérője;

L – a szükséges hossz.

Az acéllemez köpeny paramétereit még egyszerűbb kiszámítani, általában a tűztér két oldalán elhelyezkedő két téglalapból áll.

A legoptimálisabb változat kiválasztása

Egy már megépült házban nehéz lesz masszív tégla kályhát elhelyezni. Ilyen esetben a vízfűtést legjobb fém kályhára („burzsuájka”) alapozni, amelyet megengedett megerősített fapadlóra helyezni alapozás nélkül.

Ha azonban lehetőség van az alapot megfelelően elkészíteni, akkor előnyben kell részesíteni a megbízhatóbb tégla kályha szerkezetet.

A házi vízkört fatüzelésű kályhához legjobb vastag acélcsövekből, természetes hőhordozó-keringéssel kialakítani.

A vizsgált fűtési körbe keringető szivattyú és/vagy hidroakkumulátor beépítése pénzkidobás és semmilyen többletelőnnyel nem jár. Csak bonyolítják a rendszer telepítését. Áramkimaradáskor pedig ezek az eszközök egyenesen problémákat okoznak. Míg a nélkülük készült fűtési megoldás áramproblémák esetén is nyugodtan tovább fűti a házat.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Hőcserélő formájának kiválasztása fatüzelésű kályhához:

Tégla kályha áttekintése vízfűtéses nyaralóban:

Téglából készült fűtő-főző kályha szerkezetének és sorrendi felépítésének elemzése:

Nehéz a fatüzelésű kályhán alapuló vízfűtést ideálisnak és rendkívül hatékonynak nevezni. Ez a fűtési mód azonban a magánházakban a legmegbízhatóbb, olcsó és egyszerűen megvalósítható. Csak ne egészítse ki ezt a kört keringető szivattyúval és automatikával. Azok az elektromos hálózatról működnek, és az egész rendszert nem önállóvá teszik, ezzel semlegesítve annak egyik legfőbb előnyét.