Au siècle dernier, les habitations privées d'un étage étaient souvent chauffées par un poêle à bois, combiné avec des registres (batteries) d'un système alimenté par gravité. Un réservoir en fer a été placé à l'intérieur du radiateur - une chaudière avec de l'eau chauffée par le feu du four. Ce schéma reste attractif en raison de sa non-volatilité et de la faible demande de qualité des combustibles solides. Notre tâche est d'aider le propriétaire à choisir un poêle pour une maison avec chauffage à eau, parler des difficultés de raccordement et de fonctionnement.
Fours à circuit d'eau - 3 variétés
Pour mettre en œuvre le chauffage au poêle, combiné au système de radiateur d'une maison privée, 3 types de poêles avec un circuit d'eau sont utilisés:
- poêles en métal - acier et fonte avec serpentin intégré pour chauffer le liquide de refroidissement;
- inserts de cheminée avec échangeur de chaleur - chemise d'eau;
- poêles et poêles en brique avec chaudière intégrée.
Remarque. Les poêles à ventre pour les bains équipés d'un réservoir et d'une batterie sont structurellement similaires aux unités énumérées. Adapter un poêle de sauna aux besoins du chauffage à vapeur est théoriquement possible, mais trop gênant et peu pratique du point de vue du fonctionnement.
Une autre option devrait également être incluse ici - les poêles à bois en acier à faire soi-même. Ces produits méritent l'attention, car ils ne sont pas inférieurs à ceux de l'usine en termes de fiabilité et de transfert de chaleur, mais ils sont beaucoup moins chers. L'apparition d'un poêle à ventre ne joue pas toujours un rôle important.
Nous proposons de considérer les poêles de chaque groupe séparément, en mettant l'accent sur les lacunes et les avantages qui sont importants pour le propriétaire.
Les inconvénients des poêles à ventre métallique
Dans les poêles à bois fabriqués en usine, le liquide de refroidissement est chauffé de trois manières:
- Un échangeur de chaleur à tube d'eau est installé dans la zone supérieure du foyer ou près de la sortie des gaz de combustion.
- L'une des parois de la chambre de combustion (supérieure ou latérale) est en contact avec une couche d'eau ressemblant à une chemise d'une chaudière à combustible solide.
- Plusieurs tuyaux avec un liquide de refroidissement se plient autour des parois semi-circulaires du foyer. Les extrémités inférieure et supérieure sont soudées dans des collecteurs communs, comme indiqué sur le dessin.
Référence. Un exemple de produit avec une chemise d'eau partielle est un four de chauffage domestique Thermofor Hydraulik, avec tuyaux convertis Breneran - Poêles à convection Aquaten avec tuyaux latéraux.
Les fabricants fournissent souvent aux poêles un chauffage supplémentaire - des éléments chauffants d'une puissance de 1 ... 15 kW. Le but est de maintenir la température du liquide de refroidissement et de l'air dans une maison privée après avoir brûlé une partie du combustible solide. Certains modèles sont équipés d'une plaque de cuisson à 1-2 brûleurs.
Le véritable avantage des chauffages métalliques est le faible coût du produit et la rapidité d'installation par rapport à la pose d'un four en brique. Exemple: le prix d'un appareil de chauffage Breneran-Aquatic de 3,5 kW est d'environ 270 onces. e. (sans cheminée). Lorsque vous installez un poêle à ventre avec vos propres mains, vous dépenserez encore 50-100 c. sur les matériaux utilisés pour l'installation et le cerclage.
Commentaire. Le coût de la cheminée nécessaire pour tout poêle n'est pas pris en compte. Le prix dépend de la hauteur de l'ascenseur, de la conception du canal et de la disposition.
Nous allons maintenant traiter les lacunes:
- peu importe ce que les fabricants et les vendeurs prétendent, l'efficacité maximale des poêles à air et à eau pour le bois et le charbon est de 60%;
- l'unité chauffe et se refroidit tout aussi rapidement;
- un échangeur de chaleur suffit généralement pour chauffer 2 à 3 petites pièces (1 radiateur dans chacune);
- système de circulation vitale du circuit d'eau.
Expliquez le dernier point. Si l'écoulement d'eau à travers la bobine s'arrête, l'élément surchauffe.Tout d'abord, le liquide de refroidissement bouillira, puis s'évaporera et rompra la connexion faible la plus proche. Plus tard, l'échangeur de chaleur brûle et tombe finalement en panne.
En toute justice, nous mentionnons la question de l'esthétique. En utilisant constamment un poêle à ventre pour chauffer votre maison, vous n'obtiendrez pas une belle image que les fabricants aiment montrer sur la photo. Le poêle se salit assez rapidement, la poussière de bois et de charbon, l'odeur de fumée apparaîtra dans la pièce.
Inserts de cheminée - avantages et inconvénients
Un poêle rectangulaire avec un circuit d'eau, réalisé sous la forme d'une cheminée, est structurellement beaucoup plus proche de la chaudière TT. Les parois latérales de la chambre à carburant sont lavées par le liquide de refroidissement, les parties avant et supérieure chauffent l'air ambiant. Le fond reçoit peu de chaleur, il n'est donc pas pris en compte.
Côtés positifs des inserts de cheminée équipés d'une chemise d'échange de chaleur à eau:
- efficacité de combustion du carburant - jusqu'à 70%;
- coût raisonnable (par rapport aux structures en briques);
- installation simple et rapide;
- le poêle cheminée équipé d'une porte transparente s'intégrera parfaitement à l'intérieur du salon.
Référence. Le foyer à eau "Thermofor Aquarius" avec un transfert de chaleur de 12 kW coûtera 530 ans. Il est difficile d'estimer les coûts supplémentaires; leur valeur dépend de la méthode de décoration du foyer. Option économique: placez le radiateur sur une base solide, connectez-le au réseau de radiateurs et terminez-le vous-même ou éteignez-le pour plus tard.
Les inconvénients des fours métalliques sont similaires aux inconvénients des fours:
- le foyer se réchauffe et se refroidit rapidement, il a besoin d'une circulation continue du liquide de refroidissement;
- fournit de la chaleur à un nombre limité de batteries;
- en raison de la différence de température, de la condensation se forme sur les parois internes et des dépôts de suie se déposent;
- une ressemblance complète avec une cheminée naturelle est obtenue grâce à la conception - maçonnerie décorative ou doublure en plaque de plâtre.
En utilisant un insert de cheminée comme principale source d'énergie thermique, ne comptez pas sur une longue combustion à partir d'un signet. Exemple: le volume utile de la chambre de combustion du «Verseau» susmentionné n'est que de 62 litres, mais cela ne fonctionnera pas pour bloquer complètement la chambre de combustion avec du bois de chauffage. Vous devez jeter des bûches toutes les 3-4 heures.
Remarque. La plupart des fours en acier souffrent d'un inconvénient similaire - en mode de combustion intensive, ils n'ont que le temps de lancer du bois de chauffage.
Forces et faiblesses des chauffe-briques
Les échangeurs de chaleur sont installés à l'intérieur du poêle de deux manières - dans la chambre de combustion ou le conduit de gaz, sur le chemin des produits de combustion chauds. Chaque option diffère dans ses nuances:
- la chaudière dans la chambre de combustion se réchauffe rapidement sous l'influence d'une flamme, mais forme du condensat et de la suie sur les parois;
- en cas d'ébullition et de formation de vapeur, le réservoir peut éclater directement dans la chambre de combustion et casser la maçonnerie;
- l'échangeur de chaleur à l'intérieur des tourbillons de cheminée est beaucoup plus sûr, mais il chauffe plus lentement car il reçoit moins de chaleur.
Référence. Le serpentin placé dans le conduit de fumée doit avoir deux fois plus de surface d'échange thermique que la chaudière dans un four de puissance comparable.
Le principal inconvénient de tout poêle en brique est le coût élevé des matériaux et des travaux de maçonnerie. Supposons que vous décidiez de sauvegarder et d'éteindre le poêle vous-même. Il faudra de l'expérience, du temps et des compétences techniques - il n'est pas facile de commencer la construction au milieu d'une vieille maison. La meilleure option est de poser la fondation et le four au stade de la paroi.
Pourquoi les poêles en pierre avec échangeur de chaleur intégré sont-ils appréciés:
- la durée de vie est incomparablement plus longue que n'importe quel générateur de chaleur - au moins 50 ans;
- la capacité d'accumuler de la chaleur, de chauffer les pièces adjacentes pendant une longue période après atténuation;
- efficacité maximale - 70 ... 75%;
- dans un four chauffé, la suie formée sur les parois du réservoir et dans le puits de cheminée brûle;
- certains poêles en briques - un canal néerlandais, suédois, la construction de type cloche de Kuznetsov - peuvent facilement chauffer une maison à deux étages.
Fait intéressant. La section du chauffe-eau peut être ajoutée à n'importe quel poêle en brique. Les maîtres de poêle intelligents savent comment modifier la disposition et les dispositions d'installation d'un registre d'eau de transfert de chaleur.
Conseils pour la fournaise
Recommandation numéro un: utiliser une chaudière à combustible solide pour chauffer le liquide de refroidissement dans le réseau de chauffage de l'eau. Si nécessaire, achetez un modèle à combustion longue avec un volume de chambre de chargement de plus de 100 litres. Les chaudières TT modernes dirigent 75 à 80% de l'énergie de combustion pour chauffer l'eau et n'augmentent presque pas la température ambiante.
Si, pour diverses raisons, vous souhaitez installer une fournaise avec un échangeur de chaleur, écoutez les conseils suivants:
- Un poêle à ventre en fonte ou en acier est bien adapté pour un petit chalet d'une superficie de 40 à 80 m². Il y aura suffisamment de chauffage pour le chauffage par convection de la pièce centrale, disposez les batteries dans les pièces voisines.
- Un insert de cheminée ou un poêle en fer équipé de vitre panoramique sera une décoration réussie du salon. Une condition: utiliser le produit comme source de chaleur supplémentaire et placer la charge principale sur un générateur de chaleur à gaz ou à bois. Ensuite, il sera possible de maintenir la propreté et l'ordre près du poêle à ventre.
- Au stade de la construction d'une maison, posez sans ambiguïté un poêle en brique. C'est la meilleure option par rapport aux radiateurs en fer.
- Théoriquement, la capacité de l'insert de cheminée est suffisante pour chauffer un carré de 100 à 120 m². Pratique montre: sans l'aide d'un deuxième générateur de chaleur, il devra être chargé de bois de chauffage avec un intervalle de 3-4 heures. Par conséquent, attendez-vous à une zone de chauffage plus petite.
Un point important. Tous les appareils de chauffage au bois équipés d'un circuit d'eau ont une chose en commun: en raison de l'extraction intense de la chaleur, les surfaces du registre et la paroi de la cheminée sont abondamment couvertes de suie. La seule issue est de chauffer le poêle au maximum pour que les dépôts de suie brûlent à haute température. La prise en charge de ce mode n'est pas toujours pratique.
Comment choisir la conception et calculer la surface de l'échangeur de chaleur dans la version en brique du four:
- Si le registre est à l'intérieur du foyer, 1 m² de sa surface est capable de transférer de l'eau jusqu'à 10 kW de chaleur. Exemple: vous devez chauffer des pièces de 80 carrés - cela prendra environ 8 kW d'énergie et une surface d'échange de chaleur de 0,8 m².
- Le serpentin de cheminée n'est pas aussi efficace. Attendez-vous à un transfert de chaleur de 400 à 500 W à partir de 1 m² de registre.
- Pour la commodité du nettoyage, il est préférable de rendre la chaudière plate - sous la forme d'un réservoir avec des tuyaux d'entrée. Les constructions nervurées en tubes ronds sont plus difficiles à nettoyer. Pour une installation à l'intérieur du conduit de fumée, souder le registre des tuyaux profilés.
- L'échangeur de chaleur est en acier à faible teneur en carbone de la qualité St10 ... St20 d'une épaisseur de 4-5 mm. Il est autorisé à utiliser de l'acier inoxydable résistant à la chaleur de 2 à 4 mm, mais il doit être bouilli dans un gaz inerte - l'argon.
- L'utilisation de piles préfabriquées en fonte est fortement déconseillée. Raisons: le métal se fissure sous l'effet du choc thermique, et le joint entre les sections va brûler avec le temps, une fuite apparaîtra.
Pointe. Ne surestimez pas la zone de transfert de chaleur du circuit «en réserve». Le corps de la fournaise recevra beaucoup moins de chaleur et l'eau dans le registre peut surchauffer et bouillir. Ne posez pas de tuyaux en acier inoxydable ondulé dans la cheminée - sa surface réelle et sa fabrication sont difficiles à déterminer.
Schémas de raccordement des échangeurs de chaleur
Dans le cadre de cette publication, nous ne décrirons pas les méthodes de fabrication des poêles, mais procédons immédiatement au cerclage. Si vous souhaitez fabriquer vous-même un chauffe-eau, nous vous recommandons de lire les manuels individuels:
- chauffe-maison pour un garage à combustible solide et l'exploitation minière;
- instructions pour la maçonnerie du foyer et du poêle;
- schéma et ordre de la table de cuisson avec une chaudière à eau.
Si vous avez acheté un four d'usine avec un échangeur de chaleur, lisez attentivement les instructions ci-jointes. La documentation indique toujours les diamètres des tuyaux et les méthodes de raccordement du circuit d'eau aux appareils de chauffage.Habituellement, 2 régimes sont appliqués:
- Un système ouvert avec un flux caloporteur gravitationnel (convectif).
- Réseau de radiateurs fermé avec mouvement forcé de l'eau de la pompe.
Remarque. Les circuits gravitaires utilisent souvent des pompes de dérivation. L'objectif est de réduire la différence de température entre l'alimentation et le retour, en augmentant la vitesse du liquide de refroidissement et l'efficacité du chauffage. En l'absence d'électricité, le système continuera de fonctionner en mode gravitationnel.
L'écoulement par gravité est organisé en augmentant les diamètres des autoroutes et les pentes des sections horizontales. La section minimale du collecteur de distribution dans le schéma de gravité est de 32 mm (un pouce et un quart), la pente est de 3 ... 5 mm par 1 mètre courant. Un vase d'expansion ouvert est au sommet, tout l'air entrant dans le système y va.
Avec le circuit fermé illustré dans la figure ci-dessus, le liquide de refroidissement est sous pression (au moins 1 bar «froid») et se déplace sous la pression de la pompe. Le vase d'expansion à membrane est situé au point bas et est connecté à la conduite de retour via une vanne d'arrêt. L'installation d'un groupe de sécurité avec un évent, un manomètre et une soupape de décharge est obligatoire.
Astuce pour choisir un schéma. Lors de l'achat d'un poêle pour une maison avec chauffage à eau, le propriétaire compte évidemment sur le fonctionnement autonome du système. D'où la conclusion: pour la collaboration avec un four à eau chaude, un schéma d'écoulement par gravité est le mieux adapté. Après avoir éteint la lumière, la circulation dans le circuit ne s'arrêtera pas et l'échangeur de chaleur ne brûlera pas.
Conclusion
L'option de combiner des systèmes de chauffage de l'eau avec des fours ne peut pas être qualifiée d'idéal. De plus, nous recommandons fortement d'éviter de tels schémas et d'installer des chaudières normales. L'exception est des circonstances et des conditions de vie spéciales, par exemple des pannes de courant ou l'achat d'une maison finie avec un poêle à bois, qui a déjà un circuit d'eau chaude.