Krāsns ar ūdens kontūru mājas apkurei: krāsns apkures īpatnības + optimālā varianta izvēle

Malka un ogles daudzos reģionos joprojām ir vispieejamākie kurināmā veidi, ar kuru palīdzību tiek apkurinātas privātmājas. Tomēr krāsns apkuri izvēlas ne tikai energoresursa lētuma un vispārējās pieejamības dēļ, bet arī tās ierīkošanas zemās cenas dēļ.

Turklāt papildus daudzajām priekšrocībām krāsnij ar ūdens kontūru mājas apkurei ir arī daudz trūkumu. Ne vienmēr šāds variants ir optimāls. Mēģināsim izprast šādas apkures sistēmas nianses.

Krāsns apkures īpatnības

Krāsns apkure ir norma Krievijas ciematos, kuras uzticamība un praktiskums ir pārbaudīti gadsimtiem ilgi. Un šodien daudzās lauku mājās joprojām ir krāsnis ar plīti ēdiena gatavošanai un cepeškrāsni maizes cepšanai.

Dažas no tām ir aprīkotas ar apkures sistēmas ūdens kontūru, bet citas nav. Taču lauku māju īpašnieki nesteidzas tās izmest un nomainīt pret moderniem katliem. Vēl nav izgudrots uzticamāks un bezrūpīgāks apkures veids.

Bez ūdens kontūra mājā malkas krāsns spēj uzsildīt tikai nelielu telpu sev apkārt. Vienas vai divu istabu apkurei šāds variants ir pieņemams, bet lielai savrupmājai – vairs nē.

Kā kurināmo šādās lauku krāsnīs sadedzina:

• ogles;
• kūdra;
• malka;
• briketes (eiromalka).

Būtiskas atšķirības starp šiem kurināmā veidiem no krāsns iekšējās uzbūves un ūdens apkures sistēmas izvada privātmājā viedokļa nav. Daži no tiem dod vairāk siltuma, bet citi deg ilgāk. Tomēr kurtuves konstrukcija un cauruļu ar siltumnesēju izvadu shēma pa istabām visos gadījumos ir vienāda.

Izvēloties par labu krāsns apkurei, nevajadzētu aizmirst par ķieģeļu krāšņu ierīkošanas ugunsdrošības normām – tikai to stingra ievērošana ļaus samazināt ugunsgrēka rašanās risku līdz minimumam.

Starp krāsns apkures priekšrocībām ir:

• neatkarība no elektroenerģijas pieejamības tīklā;
• salīdzinoši zema apkures sistēmas ierīkošanas izmaksas;
• cietā kurināmā lētums un iespēja izmantot tā dažādus veidus;
• galēja vienkāršība ekspluatācijā;
• ilgstoša siltuma atdeve (ķieģeļu konstrukcijām);
• universālums – piemērots vienlaicīgi gan apkurei, gan ēdiena gatavošanai.

Ja privātmāju nav iespējams pieslēgt maģistrālajai gāzei, tad malkas plīts būs vislabākā izvēle tā apkurei.

Vienīgais izņēmums – ja ogles vai malka nav pieejamas konkrētā apvidū. Tomēr šāds variants Krievijā ir drīzāk izņēmums, nevis norma.

Divas galvenās plīšu ar ūdens kontūru nepilnības – nespēja automatizēt darbu un problēmas siltuma atdeves regulēšanā atsevišķās telpās

No krāsns apkures trūkumiem jāmin arī:

• ilgstoša sistēmas uzsilšana līdz siltuma atdeves sākumam;
• liela daudzuma lietderīgās telpas zudums mājā plīts masīvuma dēļ;
• liels ķieģeļu plīts konstrukcijas svars;
• zema KPD ievērojama siltuma apjoma nokļūšanas dēļ skurstenī;
• augsta ugunsbīstamība nepareizas ekspluatācijas gadījumā.

Ķieģeļu apkures-vārīšanas plīts privātmājai ar ūdens apkuri atkarībā no konstrukcijas un rindu skaita var svērt no 1,5 līdz 10 tonnām. Plus šeit tiek pievienots skursteņa svars.

Pamats šādai masai ir nepieciešams spēcīgs un dārgs izmaksu ziņā, ko arī var uzskatīt par aplūkoto apkures sistēmu trūkumu.

Krāsns ūdens apkures iekārtojums

Plīti aplūkotajai apkures sistēmai ideālā gadījumā nepieciešams projektēt un būvēt vienlaikus ar māju. Ja dzīvojamā ēka jau ir uzcelta, tad tajā uzstādīt ķieģeļu plīts konstrukciju būs grūti. Un bieži vien tas pat izrādās neiespējami, jo nepieciešams veidot stipru pamatu un pārbūvēt spāru sistēmu.

Plīts ūdens apkurei privātmājā var būt izgatavota ne tikai no ķieģeļiem, bet arī no tērauda kā malkas plīts ar siltummaiņa caurulēm ap kurtuvi siltumnesēja uzsildīšanai.

Ūdens apkure uz plīts pamata sastāv no:

• pašas plīts (metaliskas vai ķieģeļu);
• siltummaiņa plīts kurtuves iekšpusē vai ap to, kā arī spoles veidā ap dūmvadu;
• pa māju izvietota kontūra ar siltumnesēju un izplešanās tvertni bēniņos.

Arī atsevišķos gadījumos šī apkures sistēma tiek papildināta ar cirkulācijas sūkni un hidroakumulatoru. Tomēr šāds paplašināts variants tiek izmantots ārkārtīgi reti, jo tas prasa nepārtrauktu elektroapgādi un noved pie visas shēmas sadārdzinājuma.

Bet galvenais pluss krāsns ūdens apkurei – ierīces lētums. Papildināt to ar dārgiem un bojājumiem pakļautiem elementiem nav vērts.

Ūdens cirkulācijas shēma kontūrā

Ūdens apkures sistēma mājās tiek veidota ar dabisku (gravitācijas) vai piespiedu siltumnesēja cirkulāciju. Ja tā tiek veidota uz malkas plīts bāzes, tad vislabāk ir dot priekšroku pirmajam variantam.

Ūdens dabiskās cirkulācijas izkārtojuma shēma ir lētāka nekā piespiedu analogs, un atšķirībā no tā tai nav nepieciešama elektroapgāde

Ūdens krāsns apkuri ieteicams ierīkot tikai vienstāvu mājās ar platību līdz 150 m². Šajā gadījumā to var izveidot gravitācijas veidā bez papildu sūkņiem.

Ja nepieciešams apsildīt kotedžu ar diviem vai vairāk stāviem, labāk to darīt, izmantojot jaudīgāku katlu. Šādām ēkām krāsni būtu jābūvē vienkārši milzīgu, kas ir dārgi realizēt. Turklāt katru reizi tajā būtu jāieliek ievērojams degvielas daudzums. To darīt ir ārkārtīgi neieteicams ugunsgrēku riska palielināšanās dēļ.

Klasiskā krāsns apkures sistēma ar ūdens dabisko cirkulāciju sastāv no:

• siltummaiņa krāsns sastāvā;
• metāla cauruļvadu kontūra;
• radiatoru (parasti tos aizstāj ar biezām caurulēm telpās);
• izplešanās tvertnes.

Ja ūdens apsilde lauku mājā tiek veikta pašu spēkiem, labāk to projektēt tieši pēc šīs shēmas. Šādas versijas uzstādīšana un aprēķināšana ir vienkāršāka nekā ar piespiedu ūdens kustību.

Sistēma ar cirkulācijas sūkni ir vairāk piemērota katliem, uz krāsns bāzes tā zaudē savu paaugstināto siltuma pārneses efektivitāti

Ja boileris ir automatizēts un pastāvīgi silda ūdeni pēc nepieciešamības, tad malkas krāsni kurina vienu vai divas reizes diennaktī. Tieši šajos brīžos siltumnesējs krāsns kurtuvē tiek uzkarsēts, lai nodotu siltumu telpās. Pēc tam to sūknēt pa kontūra caurulēm nav jēgas. Ūdeni aukstā kurtuvē nekas tāpat nesildīs.

Izvēloties malkas vai ogļu krāsni, privātmāju īpašnieki parasti cer iegūt autonomu apkures sistēmu. Ja tajā uzstāda sūkņu iekārtu, kurai darbībai nepieciešama elektroenerģija no tīkla, tad par autonomiju būs grūti runāt.

Krāsns – ķieģeļu vai metāla

Ķieģeļu krāsns uzsilst ilgāk, bet arī ilgāk atdod siltumu apkārtējai telpai. Tērauda analogs otrādi ātri uzsilst un arī ātri atdziest pēc degvielas izdegšanas. Daļēji šī problēma tiek risināta, ūdens kontūrā nodrošinot lielus siltumnesēja daudzumus.

Tomēr, jo vairāk ūdens ir jāuzglabā sistēmā, jo dārgāka tā iznāk materiālu ziņā.

Metāla buržujku ar ūdens spoli apkures kontūram privātmājās ir atļauts uzstādīt tieši uz koka grīdas, neierīkojot īpašu pamatu

Tērauda krāsns ūdens sildīšanai ar jaudu 5–15 kW – bez degvielas un ūdens tā ir konstrukcija, kas sver 100–300 kg. Šādu krāsni bez bailēm var novietot uz pastiprinātām sijām. Krāsns pamatus nepieciešams ieliet, ja krāsns sver vairāk nekā 700–800 kg. Bet, ja tā ir ķieģeļu, tad bez betona darbiem noteikti neiztikt.

Salīdzinājumā ar metāla krāsni, ķieģeļu krāsns ir smagāka, dārgāka un grūtāk uzstādāma. Tomēr tai ir augstāka efektivitāte un mazāks risks, ka kontūrs aizsals un caurules plīsīs ledus veidošanās dēļ. Ja ir nolemts darīt kapitāli sev un pastāvīgai dzīvošanai, tad ieteicams izvēlēties ķieģeļu variantu.

Caurules – nerūsējošais tērauds vai metālplastiks

Ja apkures sistēma tiek veidota uz ūdens sildīšanas katla bāzes, tad tā cauruļvadus var izgatavot ne tikai no tērauda caurulēm, bet arī no metālplastmasas un polipropilēna. Tomēr, ja ūdeni sildīs malkas krāsns, tad kontūrs ar siltumnesēju no tās jāveido tikai no nerūsējošā tērauda.

Pie lielas malkas ielādes ūdens krāsns kurtuves spolē var ātri uzkarst līdz 100 grādiem un uzvārīties, šādas temperatūras ilgstoši spēj izturēt tikai tērauds.

Metālplastmasa ir paredzēta darbam ar siltumnesēju, kas uzkarsēts līdz 90–95 °C. Īslaicīgi tā spēj izturēt arī karsēšanu līdz 110–120 °C. Turklāt katlu un boileru automātika sākotnēji nepieļauj ūdens uzsildīšanu līdz šādiem grādiem. Siltajām grīdām tas tiek uzkarsēts līdz 30–45 °C, bet radiatoriem līdz 60–65 °C.

Tomēr malkas krāsns gadījumā temperatūras ap simtu – ne tikai ir iespējamas, bet arī nav retums. Riskēt un spēlēt krievu ruleti, izgatavojot šīs krāsns cauruļvadus no metālplastmasas caurulēm, nav ieteicams. Vislabāk ir dot priekšroku uzticamākam nerūsējošajam tēraudam.

Turklāt no kurtuves ārā esošie spoles atzarojumi kontūra cauruļu pieslēgšanai noteikti sakarsīs līdz ļoti augstām temperatūrām. No atklātas uguns tos atdala mazāk nekā pusmetrs. Pieslēgt tām jebkādas plastmasas caurules ir bīstami, jo pastāv risks, ka tās izkusīs.

Siltuma atdeve – radiatori vai reģistrs

Siltuma padeve no krāsns uz apkures kontūru notiek pa porcijām vairākas stundas, kamēr kurtuvē deg malka vai ogles. Ja apkures sistēmā ir maz ūdens, tad māja ātri atdzisīs. Tāpēc ciematos šāda apkure parasti tiek veidota no biezām tērauda caurulēm, nevis uz pilsētniekiem ierastāku radiatoru bāzes. Apkures reģistrs malkas krāsnīm ir vienkārši ideāls.

Klasiskā ūdens krāsns apkures shēma ar dabisko cirkulāciju paredz tiešu ūdens kontaktu ar atmosfēru caur izplešanās tvertni, bet parastajiem radiatoriem gaiss siltumnesējā ir kontrindicēts.

Pa māju novietota caurule ar diametru 80–120 mm no nerūsējošā tērauda – tas ir apsildes reģistrs, kas sastāv no padeves no krāsns un atgaitas uz to. Tālākajā no kurtuves telpā šīs līnijas savienojas vienotā veselumā, bet pārējās telpās tiek izvietotas kā divi cauruļvadi gar ārējām sienām.

Reģistrs neizskatās tik estētiski kā radiators. Toties pirmais variants ir daudz lētāks un vienkāršāks pašu izgatavošanā nekā otrais. Tā īstenošanai nepieciešama tikai pieredze darbā ar metināšanas iekārtu.

Siltuma atdeves laukums šādam kontūram tiek aprēķināts, reizinot skaitli π ar caurules diametru un garumu. Turklāt aprēķinos jāņem vērā termiskais spiediens padevē un atgaitā, kā arī vertikālais attālums starp cauruļvadiem.

Tomēr bieži vien šādi aprēķini netiek veikti, bet tiek ņemta caurule ar diametru 80–100 mm un novietota pa visu dzīvojamās ēkas perimetru, noslēdzot to tālākajā telpā. Siltuma atdeves regulēšana tiek veikta «pēc acs» un eksperimentālā ceļā, uzkraujot kurināmo kurtuvē atbilstošā apjomā.

Nav nemaz bez pamata, ka kontūri no reģistriem kopā ar ūdens krāsnīm ir tik izplatīti. Tos pat nevajag aprēķināt, pietiek ar to, ka ņem piemērotu cauruli un metina to ar metināšanu.

Izvēlamies siltummaini kurtuvei

Siltummaini krāsnī var izgatavot no vara, tērauda vai čuguna. Vara variantu labāk uzreiz izslēgt augstās cenas dēļ. Patstāvīgi pielodēt šādu ierīci ir ārkārtīgi problemātiski.

Čuguna radiatorus kurtuvē jāuzstāda ar piesardzību – temperatūras šoka dēļ to atsevišķas sekcijas var atdalīties no blakus esošajiem elementiem.

Čuguns pēc tehniskajiem parametriem pārspēj tēraudu. Tomēr no tā pašrocīgi izgatavot siltummaini malkas krāsnij izrādās problemātiski. Var tikai ņemt tam vecu radiatoru. Bet šeit jāņem vērā, ka blīvslēgs starp tā sekcijām izdegs kurtuvē. Tas ir tiešs ceļš uz hermētiskuma zudumu un ūdens noplūdi kurtuves kamerā.

Ja siltummaini nolemts izgatavot no čuguna radiatora, tad vislabāk ņemt modeļus MS-110-300 vai MS-90-300. Tie ir nelieli un mierīgi iederēsies kurtuvē. To katrai ribai sildvirsmas laukums būs aptuveni 0,14–0,16 m².

Pamatojoties uz šiem skaitļiem, var novērtēt – cik sekciju būs nepieciešams konkrētam kontūram. Uz katriem 10 kvadrātmetriem mājas platības nepieciešams 1 kW, kas būs aptuveni vienāds ar 0,1 m² čuguna siltummaiņa sildvirsmas laukumam.

Čuguna radiatora ribas parasti savieno, izmantojot blīves no karstumizturīgas gumijas. Krāsns kurtuvē šāds gumijas blīvējums izdegs, tas jāmaina uz azbesta vadu.

Vēl viens moments, izmantojot čuguna radiatoru kā siltummaini, ir tā tīrīšanas problemātiskums no sodrējiem kurtuves iekšpusē. Laiku pa laikam kurtuves kamera ir jātīra, bet reljefās «čugunkas» ribas to stipri traucēs.

Optimālākais siltummaiņa variants – tērauda veidā:

• vairāku cauruļu spirāles;
• lokšņu tērauda apvalks.

Tos izgatavo no zema oglekļa satura tērauda St10…St20 ar biezumu 4–5 mm. Ja ņem caurules, tad diametrs 30–50 mm.

Visvienkāršāk tērauda siltummaini izgatavot no lokšņu tērauda – tomēr siltuma apmaiņā piedalīsies tikai virsma, kas vērsta kurtuves iekšpusē pret uguni.

Cauruļveida variants siltuma apmaiņas ziņā ir efektīvāks, bet tas ir arī darbietilpīgāks izgatavošanā.

Lai aprēķinātu siltummaini, jāizmanto formula:

Qy=K*(Tcp-Tk)

kur:

• K – materiāla siltumpārneses koeficients (zema oglekļa tēraudiem tiek ņemts 15–20, bet pelēkajam čugunam – 50);
• Tcp – vidējā sildītājvides temperatūra kurtuvē (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – vidējā siltumnesēja temperatūra (Tpadeves+Tatgriešanas)/2.

Ja krāsnī tiks sadedzināta malka, tad Tcp=(700+300)/2=500 °C un Tk=(80+60)/2=70 °C. Rezultātā Qy=15*(500-70)=6450 kcal/stundā. Tas ir, uz kvadrātmetru pret uguni vērstas siltummaiņa virsmas sanāks aptuveni 7,5 kW/stundā.

Oglēm aprēķini ir šādi – Tcp=(1000+600)/2=800 °C un Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/stundā=12 734 W/stundā. Kvadrātmetrs siltummaiņa virsmas dos apmēram 12,7 kW/stundā.

Tālāk mēs dalām konkrētās mājas apkurei nepieciešamo jaudu ar aprēķināto skaitli atkarībā no plāniem par viena vai otra kurināmā veida izmantošanu.

Piemēram, 150 m² lielai mājai nepieciešams apmēram 15 kW. Ja to apkurinās ar malku, tad būs nepieciešams siltummainis ar siltuma apmaiņas laukumu 15/7,5=2 m². Tā ir tā virsma, kas ir vērsta pret liesmu un tiek uzkarsēta.

Ja izvēlēta cauruļveida spirāle, tad tās garumu aprēķina pēc formulas:

S=2*3,14*D*L

kur:

S – aprēķinātais laukums;

D – cauruļu diametrs;

L – nepieciešamais garums.

Lokšņu tērauda apvalka parametrus aprēķināt ir vēl vienkāršāk, tas parasti attēlo divus taisnstūrus kurtuves kameras sānos.

Optimālākā varianta izvēle

Jau uzbūvētā mājā masīvu ķieģeļu krāsni uzstādīt būs grūti. Ūdens apkuri šajā gadījumā vislabāk organizēt uz metāla krāsns bāzes, kuru atļauts uzstādīt uz pastiprinātas koka grīdas bez pamata ieliešanas.

Tomēr, ja ir iespēja pamatu izveidot kā nākas, tad priekšroka jādod uzticamākai ķieģeļu krāsns konstrukcijai.

Ūdens kontūru pa māju malkas krāsnim vislabāk veidot no biezām tērauda caurulēm un ar dabisku siltumnesēja cirkulāciju

Cirkulācijas sūkņa un/vai hidroakumulatora uzstādīšana apskatāmajā apkures kontūrā ir naudas izšķiešana un nekāda papildu labuma. Tie tikai sarežģīs sistēmas montāžu. Savukārt, atslēdzot elektrību, šīs ierīces radīs problēmas. Turpretī apkures variants bez tām elektrotīkla traucējumu gadījumā turpinās mierīgi apsildīt māju.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Siltummaiņa formas izvēle malkas krāsnī:

Ķieģeļu krāsns pārskats ūdens apkurei kotedžā:

Ķieģeļu apkures-ēdiena gatavošanas krāsns uzbūve ar konstrukcijas rindu secības analīzi:

Ūdens apkuri, kas balstīta uz malkas krāsni, ir grūti nosaukt par ideālu un augsti efektīvu. Taču šis privātmāju apkures variants ir visuzticamākais, kā arī lēts un vienkārši realizējams. Tikai šādu kontūru nevajadzētu papildināt ar cirkulācijas sūkni un automātiku. Tie darbojas no elektrotīkla un padara visu sistēmu neautonomu, izlīdzinot vienu no tās galvenajām priekšrocībām.