Sådan laver du brændeovnsopvarmning i et privat hus med luft- eller vandkredsløb

Der er mange måder at opvarme et privat hus på, der involverer brug af gas og elektricitet. Men på trods af overfloden af moderne metoder, er brændeovnsopvarmning stadig relevant ved indretning af landhuse og sommerhuse.

Enig, intet fremhæver farven i en russisk bondehytte som en brændefyret ovn. Desuden anses fastbrændselsopvarmning for at være en af de økonomiske muligheder.

Organiseringen af varmesystemet begynder med valg af ovnudstyr og bestemmelse af varmekreds type. Vi foreslår at sætte sig ind i opbygningen og funktionsprincipperne for vand- og luftopvarmning baseret på en ovn. For bedre forståelse har vi suppleret materialet med diagrammer og illustrative fotos.

Opvarmning ved hjælp af luftsystem

Årsagen til den vedholdende præference, som ejere af private huse giver brændeovnsopvarmning, ligger i driftsøkonomien – tilgængeligheden af brænde, brændselsbriketter eller kul.

Ulempen består i begrænsningen af det område, der kan opvarmes, hvilket kan elimineres ved at installere et vand- og luftsystem baseret på en murstensenhed.

Specifikationen for opvarmning af lavhuse med ovn er præsenteret i et fotoudvalg:

Funktionsprincippet for luftopvarmning baseret på en ovn eller pejs er overførsel af en varm luftstrøm, der er opvarmet til driftstemperatur i en varmeveksler eller kedel. Luften kommer enten direkte ind i rummet eller gennem kanaler.

Takket være den relativt korte vej når den ikke at miste temperaturen. Resultatet er en jævn fordeling af varmen i huset.

Luftvarmekammeret placeres over brændkammeret, så den varme topflade af brændkammeret og skorstenen overfører maksimal varme til det. Luftcirkulationen sker naturligt eller ved hjælp af ventilatorer.

Stålbrændeovn fra fabrik til opvarmning af et rum på 120 kvm med luftstrømme koster omkring 800 kr

Naturlig cirkulation opstår som følge af forskellen i densitet mellem kold og varm luft. Kold luft, der kommer ind i varmekammeret, skubber den varme luft ud i kanalerne.

Denne metode kræver ikke elektricitet, men hvis luftbevægelsen gennem varmekammeret er for langsom, bliver den meget varm, hvilket kan medføre problemer.

Luftopvarmning med naturlig bevægelse af opvarmet luft kræver installation af kanaler til retningsbestemt bevægelse. I tvungne varianter stimuleres luftbevægelsen af en ventilator (+)

Tvungen cirkulation sker ved hjælp af ventilatorer eller pumper. Opvarmning af rum sker dog hurtigere og mere jævnt. Ved tvungen ventilation kan man ved at justere dens tilstand let styre luftmængden til forskellige rum og derved bestemme mikroklimaet i husets enkelte rum.

Efter typen af koldlufttilførsel opdeles systemerne i to varianter:

• Med fuld recirkulation. Opvarmede luftmasser veksler med afkølede inden for samme rum. Ulempen ved arrangementet er, at luftkvaliteten falder for hver opvarmnings-/afkølingscyklus.
• Med delvis genindvinding. Der tages en del frisk luft udefra, som blandes med en del af luften fra rummet. Efter opvarmning leveres blandingen af de to luftportioner til forbrugeren. Fordelen er stabil luftkvalitet, ulempen er energiafhængighed.

Det er klart, at den første gruppe omfatter kanalsystemer med naturlig bevægelse af luftvarmebæreren. Den anden gruppe omfatter varianter med tvungen luftbevægelse, hvor det ikke er nødvendigt at opbygge et netværk af luftkanaler.

Tilførsel af luft udefra giver systemet med naturlig cirkulation et ekstra skub, hvilket gør det muligt at undvære ventilatorer.

De vigtigste fordele ved luftvarme sammenlignet med vandvarme:

• høj effektivitet;
• driftssikkerhed;
• ingen radiatorer i rummene.

Et kredsløb med tvungen bevægelse gør det muligt at undvære opbygning af et kanalsystem. Desuden kan denne variant kombineres med aircondition, befugtning og ionisering af luften.

Hvis installation af en anordning, der stimulerer bevægelsen af opvarmet luft, ikke er planlagt, anvendes følgende metoder til at øge ovnens ydeevne:

Forøgelse af effektiviteten vil spontant øge luftstrømmens hastighed: jo hurtigere luften opvarmes, jo mere intensivt sker skiftet mellem afkølet og opvarmet luftmasse.

De vigtigste ulemper ved luftvarme sammenlignet med vandvarme:

• Ved brug af en ovn har den tilførte lufttemperatur et betydeligt interval, i modsætning til brug af andre opvarmningsmetoder;
• luftkanaler har stor diameter, derfor skal installationen udføres i byggefasen;
• det er ønskeligt at placere ovnen i en kælder, ellers er det nødvendigt at bruge ventilatorer, som støjer.

Luftbevægelsen i rummet har en negativ side – den hvirvler støv op, men brug af filtre ved udgangen af luftkanalen gør det muligt at indfange dette støv effektivt og derved reducere den samlede mængde støv i huset.

En anden egenskab ved luftvarme, som har både positive og negative sider, er varmeoverførselshastigheden. På den ene side opvarmes rum hurtigere end med vandbåren varme, men på den anden side er der ingen termisk inerti – så snart ovnen eller pejsen slukker, begynder rummet straks at køle ned.

For at opretholde ensartet tryk i luftkanalens sidegrene skal man undgå at tilslutte dem i den sidste halve meter af hovedkanalen.

I modsætning til vandbåren varme er installation af et luftvarmesystem ikke kompliceret. Alle dele (rør, bøjninger, ventilationsgitre) kan let samles uden svejsning. Der findes fleksible luftkanaler, der kan tilpasse sig rummets form afhængigt af rumgeometrien.

På trods af dette har luftvarmesystemer baseret på ovne eller pejse endnu ikke vundet stor udbredelse. Meget oftere bruges vandbårne systemer i individuelle lavhuse til opvarmning af rum.

Med en ovn eller pejs med murstens- eller stålbrændkammer kan du etablere både luft- og vandbåren varme.

Opbygning af vandopvarmning baseret på ovn

Principperne for ethvert vandbårne varmesystem er baseret på distribution af varme fra en lokal kilde til hele rummet ved hjælp af vandets bevægelse i varmekredsen.

Grundlæggende elementer i vandopvarmning

For et ovnovnesystem med vandkredsløb er hovedkomponenterne:

• ovn eller pejs med varmeveksler, hvori vandet opvarmes;
• varmekreds, hvor varmen afgives til rummet;
• ekspansionsbeholder til at forhindre systemskader som følge af trykstigning;
• cirkulationspumpe til at sikre vandets bevægelse i kredsen.

Der er generelle regler for vandbåren varmefunktion, såsom rørføringsskemaer, som er velkendte og skal overholdes. Men når ovnen bruges som varmekilde, er der specifikke krav forbundet med den særlige temperaturregulering.

Princippet for vandbåren varme baseret på en ovn eller pejs er enkelt, men det er nødvendigt at beregne parametrene for alle systemkomponenter nøjagtigt.

Ovne bliver ikke hurtigt varme og afkøles langsomt, der er en ujævn varmeafgivelse, og kun korrekt installation af alle systemkomponenter kan undgå problemer med kvalitetsopvarmning af husets rum.

Typer af varmeveksler og placeringsmetoder

Til fremstilling af varmeveksleren til ovne anvendes plade af “sort” stål eller varmebestandigt rustfrit stål. Anvendelse af støbejern som materiale til produktion er vanskelig, men det er muligt at bruge færdige støbejernsprodukter, såsom støbejernsradiatorer.

Det er muligt at anvende kobber, som har bedre varmeledningsevne end stål, men prisen på en sådan enhed vil være høj. Varmeveksleren anbefales fremstillet af stål med en tykkelse på mindst 3 mm. Ved høje ovntemperaturer, der opstår ved brug af kul eller endnu mere koks, skal der anvendes stål med en tykkelse på 5 mm.

Varmevekslere kan opdeles i tre typer:

• registre, spiraler og radiatorer, bestående af et sæt rør;
• kapper (kedler), svejset af pladestål;
• kombineret version i form af lodrette vægge forbundet med rør (såkaldte “bøger”).

Kapper af pladestål er lettere at fremstille og rense for forbrændingsprodukter, men rørkonstruktioner har et større varmeareal. Ved fremstilling af kappen skal man tage højde for overtrykket fra vandet, som opstår ved brug af en membrantrykekspansionsbeholder eller ved at løfte vand til stor højde.

En varmeveksler til vandopvarmning baseret på en ovn kan laves af let tilgængelige materialer:

I dette tilfælde skal der anvendes stål med en tykkelse på mindst 5 mm, og væggene skal forstærkes med afstivningsribber for at undgå deformation.

Formerne på rørkonstruktioner kan variere, men det er nødvendigt at overholde betingelsen om, at rørenes indvendige diameter skal være mindst 3 cm. Ellers er der risiko for vandkogning ved langsom cirkulation eller for høj temperatur.

Registre fremstilles som regel af profilrør frem for runde rør for at lette svejsearbejdet.

Det er muligt selv at lave en varmeveksler i den ønskede størrelse. I dette tilfælde skal der lægges særlig vægt på svejsekvaliteten. Hvis der opstår en lækage i varmeveksleren, løber alt vand ud i ovnen.

Desuden vil det kræve en stor mængde arbejde at løse problemet: Demonter ovnen, tag varmeveksleren ud, svejs den og sæt den tilbage, og saml derefter ovnen igen.

Der er to muligheder for placering af varmeveksleren. I det første tilfælde placeres den direkte i brændkammeret, hvilket indsnævrer dets plads betydeligt. I det andet – installeres registrene i kuppelen på ikke-retur-ovne, men selve ovnen har i så fald en mere kompleks konstruktion.

Hvis du har en kuppelovn, er det bedst at placere varmeveksleren i kuppelen: der er også varmt, og brændkammerets plads forbliver uændret

Ved installation af en rørformet type varmeveksler skal du efterlade et mellemrum mellem den og ovnvæggen. Dette er nødvendigt for bedre opvarmning af varmebæreren og for at kunne rengøre registret. Du skal med jævne mellemrum rengøre både kapper og registre, da effektiviteten af varmeoverførslen falder ved kraftig tilslamning med aske.

Hvis du har et komfur, rengør du efter at det er fjernet. Hvis ovnen kun har varmefunktion, rengør du gennem fyrdøren.

Cirkulation af vand i varmekredsen

De grundlæggende principper for at organisere naturlig vandcirkulation i systemet består i at modellere en “accelerationsopsamler” ved udløbet af varmeveksleren og i at skabe en konstant hældning på rørene i varmekredsen på 3-5°.

Den generelle betydning af “accelerationsopsamleren” er, at det opvarmede vand stiger lodret op fra ovnen og derefter fordeles i varmekredsen.

Cirkulationen sker på grund af forskellen i vægtfylde mellem koldt og varmt vand. Koldt vand er tungere end varmt vand, og når det strømmer ned til varmeveksleren, presser det varmt vand op ad røret. Indgangspunktet for “retur” skal være lavere end vandudtagene fra radiatorerne, ellers vil vandcirkulationen være meget langsom eller slet ikke forekomme.

En accelerationsopsamler er nødvendig, selv for korte varmekredse, ved naturlig cirkulation

For at øge vandets hastighed i varmekredsen installerer du en cirkulationspumpe. På den måde sker en hurtigere og mere jævn fordeling af varme i huset. Du kan samtidig bruge flere pumper til forskellige varmekredse.

Hvis der er spændingsspring, skal du anvende en spændingsstabilisator, da en pumpenedbrud kan få alvorlige konsekvenser for hele systemet.

Pumper kan groft opdeles i to grupper med hensyn til motorposition: med “tør” rotor og “våd” rotor. Efter spændingstype: modeller, der kører på 220 V net, og pumper, der fungerer på 12 V strømkilder.

Motoren i pumper med “tør” rotor er isoleret fra den vandneddykkede pumpehjul ved hjælp af tætningsringe. Sammenlignet med pumper med nedsænket motor, har “tørre” pumper højere virkningsgrad.

Blandt ulemperne kan nævnes høj støj, behov for regelmæssig vedligeholdelse og kortere levetid. Derfor bruger man typisk cirkulationspumper med “våd” rotor i private hjem.

Valget af pumpens strømforsyning afhænger af muligheden for naturlig vandcirkulation i systemet. Hvis dette ikke er muligt uden pumpen, bør valget falde på en model med 12 V spænding og en uafbrydelig strømforsyning.

Ellers kan vandet koge, og systemet kan svigte, hvis strømmen går. Hvis naturlig cirkulation er mulig, er det bedre at vælge den mere almindelige og billigere model med 220 V netspænding.

Ved at tilslutte en pumpe med 12 volt til en uafbrydelig strømforsyning behøver man ikke bekymre sig om, at varmesystemet fungerer.

Ved installation af en pumpe med 220 V strømforsyning skal man sikre mulighed for, at varmesystemet kan fungere, når strømmen er afbrudt. Derfor installeres en afspærringsventil på røret, og der monteres en bypass-rør med pumpen (det såkaldte “bypass”).

På bypass-røret installeres en filterventil før pumpen og en afspærringsventil efter den. Ved at justere positionen af afspærringsventilerne på hovedrøret og bypass-røret kan man skifte mellem tvungen og naturlig cirkulation.

Som regel installeres pumpen på returledningen nær ovnen, så temperaturen på væsken, der passerer gennem enheden, er lavest. Dette forlænger pumpens levetid betydeligt.

Desuden bør man placere så mange kontrolenheder til varmesystemet som muligt på ét sted, så man hurtigt kan træffe foranstaltninger i tilfælde af nødsituationer.

Montering af et bypass-rør (bypass) gør det muligt for varmesystemet at fungere, når strømmen er afbrudt, og giver også mulighed for at fjerne pumpen uden at dræne vandet.

Regler for brug af ekspansionsbeholder

Væske udvider sig ved opvarmning, og hvis dette sker i et lukket system, vil trykket inde i det stige kraftigt, og trykstigning kan føre til vandgennembrud. Brug af en sikkerhedsventil er ikke hensigtsmæssig, fordi efter at vandet er afkølet og volumen formindsket, vil luft blive suget ind i systemet.

Derfor bruges der i varmekredse med tvungen vandcirkulation specielle ekspansionsbeholdere, som kan være af åben eller lukket type. Deres volumen beregnes ikke kun ud fra den maksimale termiske udvidelse af væsken (5-7%), men også under hensyntagen til muligheden for kogning i systemet.

Beholderen af åben type forsyner vandkredsen i en ovnopvarmning af gravitationstypen, dvs. med naturlig transport af varmebæreren. Den er en metalbeholder af vilkårlig form, placeret øverst i varmekredsen. Den er i direkte forbindelse med atmosfæren, hvilket medfører delvis fordampning af varmebæreren.

Rørledningen tilsluttes bunden eller den nederste fjerdedel af beholderen, og øverst svejses en studs til afledning af vand ved overløb og til udluftning af systemet. Praksis viser, at volumen af en åben beholder bør være mindst 15% af vandmængden i varmesystemet.

Ekspansionsbeholderen af åben type placeres normalt i et teknisk rum, og dens udseende har ingen betydning.

Beholderen af lukket eller membran-type er en lukket beholder med en membran indeni. Vandet, når det opvarmes, øger trykket, strækker membranen og strømmer ind i beholderen. Hvis trykket overskrides, aktiveres automatikken, og overskydende varmebærer ledes til kloakken.

Efter første afladning opstår der normalt ikke flere grunde til gentagelse, da varmebærerens volumen bliver lig med systemets volumen.

Den lukkede membranbeholder monteres før pumpen. En sådan beholder kan, i modsætning til en åben beholder, ikke selv fjerne luft, så der skal monteres en Mayevsky-hane (mekanisk udlufter) eller dens automatiske udgave øverst i varmekredsen.

Det eneste element i membranbeholderen, der med tiden kan svigte, er membranen, så det er bedst at købe en beholder med mulighed for udskiftning af membranen.

Ved køb af en lukket beholder, som undertiden kaldes en hydroakkumulator, er det vigtigt ikke at forveksle den med en hydroakkumulator til vandforsyning.

For en membranbeholder, der bruges til opvarmning, er arbejdstemperaturen op til 120°C, og trykket op til 3 bar. Til vandforsyning bruges beholdere med temperatur op til 70°C og tryk op til 10 bar.

Valg mellem rør og radiatorer

Som vandkreds ved ovnopvarmning kan man bruge et system af plastrør med radiatorer (paneler) eller et system af metalrør. Den største fordel ved at bruge radiatorer er, at de ser pænere ud i forhold til massive luftkanaler.

Plastinstallationen kan nemt skjules i gulvet, da den ikke afgiver varme. Selvom reglerne siger, at vandvarmeinstallationen skal være åben. Dog er der begrænsninger for polymerrør: de må ikke lægges, hvor der er risiko for smeltning og direkte UV-stråling.

Fordelen ved metalrør er den lavere pris for hele varmekredsen, nem installation og færre problemer under drift af systemet.

Brugen af metalvarmeslanger i stedet for et system med radiatorer med metal-plastik tilslutning er berettiget, hvis den æstetiske side af rummets design ikke er vigtig.

En væsentlig fordel ved systemet med radiatorer er nem justering af temperaturen. Selv de mest præcise beregninger af rummets temperaturforhold kan korrigeres. For eksempel anbefales en temperatur på 19-21°C til et spædbarn under 6 måneder, mens den komfortable temperatur i resten af huset anses for at være 25°C.

For at opretholde en sådan temperatur i et længere tidsrum i et værelse skal man helt eller delvist lukke for varmetilførselshane til en af radiatorerne. I tilfælde af et metalrør kan problemet også løses, men på en mere kompliceret måde: ved at reducere varmeafgivelsen fra et rørsegment ved hjælp af polyurethanskum eller foliebeklædning.

En anden mulighed for varmekredsen kan være vandbåren gulvvarme. Det er en meget behagelig form for varmefordeling for mennesker, men installation af gulvvarme er betydeligt mere arbejdskrævende end de tidligere nævnte muligheder.

Derudover er det ikke muligt at sikre hældning til naturlig vandcirkulation ved brug af gulvvarme, hvilket sammen med den lille diameter af gulvvarmeslangerne gør det nødvendigt at anvende en cirkulationspumpe.

For at presse vand gennem gulvvarmeslangerne er det nødvendigt at bruge en pumpe; naturlig cirkulation vil ikke fungere med denne geometri af varmesystemet.

Forebyggelse af frysning af varmesystemet

Brug af vand som varmemedie har en ulempe – hvis varmesystemet fryser, vil rør og apparater blive beskadiget. Det er især vanskeligt at reparere varmeveksleren, der er integreret i ovnen.

Dette problem er relevant for huse, der om vinteren kan forblive uopvarmede i længere tid. En måde at forhindre skade på systemet er at bruge frostvæske beregnet til varmesystemer i stedet for vand.

Til beboelsesområder bruges væsker baseret på propylenglycol som frostvæske, da det er et ikke-giftigt stof i modsætning til ethylenglycol.

Men ideen om at bruge frostvæske har også sine ulemper:

• frostvæske på basis af propylenglycol er dyr (fra 5,33 kr/liter);
• Den specifikke varmekapacitet af frostvæske er lavere end vands (cirka 15%), så der er behov for større ovnkapacitet og større overfladeareal af rumopvarmningsenheder;
• Frostvæske har en højere dynamisk viskositet end vand, så der er behov for en kraftigere cirkulationspumpe, og naturlig cirkulation er ikke mulig;
• Ved opvarmning udvider frostvæske sig op til 40%, derfor er det nødvendigt at bruge en stor ekspansionsbeholder af lukket type;
• Propylenglykol er meget flydende, så det trænger gennem samlinger i varmesystemet, som vand ikke trænger igennem;
• Propylenglykol er uforeneligt med galvaniserede rør, fordi frostvæskens tilsætningsstoffer mister deres egenskaber ved kontakt;
• Når frostvæske koger (hvilket er sandsynligt ved brug af ovne), sker der en irreversibel kemisk reaktion, hvilket medfører, at hele systemet skal tømmes og fyldes med ny frostvæske.

For frostvæske skal varmesystemet beregnes på forhånd – det er ret problematisk at bruge det i projekter, der er udført til vand.

Desuden vil et projekt med frostvæske være betydeligt dyrere end et vandvarmesystem. Derfor har det endnu ikke fået udbredt anvendelse i private hjem med ovnvarme, og andre metoder bruges til at forhindre frostsprængning.

Ved valg af væske til varmesystemet skal man ikke kun tage hensyn til fysisk-kemiske egenskaber, men også dens fare for omgivelserne

Aftapning af vand fra kredsløbet og ovnens kappe eller register er den mest almindelige løsning på problemet ved længerevarende fravær af husets ejere. Ud over ekstra arbejde er ulemperne ved denne metode adgang af luft til systemets metalelementer fra indersiden og som følge heraf spredning af korrosion.

Også som løsning på problemet for en kort periode anvendes integration af en el-kedel med lille effekt i varmekredsløbet. Dens drift på minimalt energiforbrug kan midlertidigt opretholde en positiv vandtemperatur.

En el-kedel med lille effekt tilsluttet varmesystemet kan opretholde en positiv vandtemperatur i tilfælde af længerevarende fravær af ejerne

Konklusioner og nyttig video om emnet

Et fungerende varmesystem baseret på ovn og vandkredsløb i et privat hus på 80 kvadratmeter:

Tilførsel af varme til varmesystemet fra ovne og pejse sker portionvis, hvilket gør det vanskeligt at beregne parametrene for varmekredsløbets elementer. Det er ret problematisk at udføre ombygningsarbejde på kredsløbet, så hvis man mangler erfaring på dette område, er det bedst at kontakte specialister, der har færdigheder til at løse sådanne opgaver.

Har du erfaring med at organisere ovnvarme? Eller varmer du dit hus på den måde og vil dele dine erfaringer med ovnens drift? Venligst efterlad kommentarer og stil spørgsmål. Feedbackformularen findes nedenfor.