Comparatie termosemineu – soba zidarie

 Ce este un termosemineu ?

Este un focar din fonta sau otel cu cameră de ardere ca a unui semineu clasic şi este dotat cu schimbător de căldură pentru producerea agentului termic pentru ACM  sau incalzire ,ce poate fi transferata direct sistemului de incalzire (calorifere , ipat etc ) sau indirect prin “inmagazinarea” surplusului de caldura transferat prin agentul de caldura ,intr-un stocator – puffer.

                    sau                     

Partea a doua a cuvantului termo-“semineu” semnifica faptul ca agregatul nu are un sistem convectiv (fumuri) precum sobele, ci doar focarul si cosul. Iar partea intai a cuvantului adica acel ‘”termo'” semnifica si prezenta unui schimbator de caldura montat undeva. De ce spunem undeva, pentru ca la unii fabricanti acest schimbator este in focar, iar la alti fabricantii (mai scumpi) – in afara focarului, pe calea de legatura intre focar si cos. Acest agregat termic, de regula, nu are masa de acumulare (adica masa lui nu are o pondere semnificativa, si in cele mai multe cazuri este neglijata) si necesita stocator, pentru ca odata stins focul  s-a terminat si cu caldura transferata agentului termic.

Se gasesc in comert termoseminee care incalzesc doar aerul dar care incalzesc si agent termic:

– prin radiatie si convectie efectul de incalzire in camera in care este montat se resimte dupa circa 15 minute de la aprinderea focului;

– poate fi alimentat cu orice fel de combustibil solid: crengi, lemne uscate sau mai verzi, brichete, etc., doar ca recomandarea ar fi cu lemne uscate pentru o mai buna functionare a semineului si a cosului de fum, care pot suferi avarii datorita depunerii gudronului generat de arderea lemnelor verzi;

– datorita volumului mic al focarului, termosemineele au o autonomie redusa, ceea ce inseamna ca veti alimenta mai des cu lemne;

– randamentul termic termosemineelor este mai redus fata de centralele pe lemne sau sobele ;

– datorita tirajului direct se pierde foarte multa caldura pe cosul de fum, de aceea este recomandat montajul unui recuperator de caldura sau circuitul fumului sa fie plimbat mai mult prin casa;

– puterea degajata in incapere este de obicei cam o treime din puterea totala, ducand uneori la supraincalzirea camerei in care este montat;

– un plus al acestui sistem este deasemenea efectul decorativ al acestuia;

– un minus ar fi faptul ca o sa faceti mizerie prin faptul ca o sa trebuiasca sa aduceti lemne in casa si sa evacuati cenusa;

– deasemenea riscul de incendiu este mai ridicat.

Principiu de functionare al termosemineelor pe lemne

Termosemineele sunt echipamente de incalzire ce includ un cazan cu apa si sunt destinate producerii  de agent termic si apa calda, prin arderea  lemnului.

Apa calda este transportata pentru alimentarea radiatoarelor (temperatura ridicata) sau a incalzirii prin pardoseala (temperatura joasa) din toata casa.

Cu ajutorul kit-ului potrivit, sunt in masura sa produca chiar si apa calda menajera pentru baie si bucatarie, in regim instant sau poate fi acumulata in boilere speciale pentru a fi intotdeauna la dispozitie o temperatura dorita.

Pot fi integrate in circuite de incalzire multiple, cu panouri solare, centrale murale pe gaz, puffer, etc.

Termosemineele cu lemn pot fi conectate in circuite de incalzire existente chiar daca sunt cu vas de expansiune deschis  sau inchis.

Finisarea termosemineelor

Daca se doreste , aceste agregate se pot „imbraca” cu diferite material , gen rigips cu vata minerala sau chiar  cu caramida, samota, termota, virmiculita, piatra, etc. si in oarecare masura pot acumula si ceva caldura, dar, intr-o casa bine pusa la punct din punct de vedere energetic aceste inserturipot deveni supradimensionate, doar prin convectie si prin suprafata mare a geamului transfera caldura multa in scurt timp si astfel se tinde spre „modularea” intensitatii de ardere. In aceste conditii  zidaria exterioara cu masa de acumulare nu isi mai are rostul, poate acumula ceva caldura dupa o jumatate de zi de focarit, dar posibil ca in acea incapere sa se atinga in scurt timp si temperaturi mai mari de 24 grade, cea ce poate crea un disconfort termic.        

Focarele de calitate ajung la 75- 80% eficienta – DAR – sunt cu ardere secundara si sunt captusite cu materiale ceramice. Comparativ cu focarele metalice obisnuite din magazinele de bricolaj care au eficienta 40-50%.

Diferenta la focare este arderea si temperatura dezvoltata la interior, care este o diferenta ENORMA ! Un focar de slaba calitate produce un 350-400 grade la interior si scoate cca 270-330 la evacuare. Un focar de calitate produce intre 600gr si 800 gr la interior si scoate cca 270gr la evacuare.

Prin suprafata vitrata avem o degajare imediata, prin grile la fel si ramane partea de acumulare, samota. In functie de calitatea/densitatea acesteia avem inca un 7-8 ore de caldura.

Noua generatie de seminee cu randamente foarte ridicate (peste 75%) au de obicei cele 2 circuite absolut separate, aerul de ardere e adus de afara prin tubulatura speciala si tot traseul exterior-semineu-cos-exterior este etans. Asa randamentul creste cu 3-5% si ca bonus atunci cand nu arde focul in semineu nu se pierde caldura din interior prin cosul de fum (fara clapete si usite)
Insa cel mai mare avantaj al separatiei „aerelor” este un confort termic sporit – in zona camerei pe unde intra de afara aerul la -20 grade va fi senzatia de „rece” si „curent” – plus ca se reduce cel putin la jumatate procesul de uscare a aerului (umiditatea relativa prin incalzirea aerului de la -20 la +20 face ca aerul sa devina de 15 ori mai „uscat”)

Ce este o soba de zidarie ?

Soba reprezinta un agregat termic cu masa de acumulare de regula din materiale solide. Diferenta dintre soba si semineu consta in faptul ca soba detine intre focar si cos – sistemul convectiv care contribuie la captarea caldurii continute in gazele arse si acumularea ei pe termen indelungat.

 

Ideea de baza este că aceste agregate functionează pe principiul arderii complete a gazelor eliberate din lemn,  care se petrece in camera focar si primul clopot, soba incălzindu-se mai intens in partea de jos, iar gazele produse de ardere se mișcă liber de-a lungul  traseului format de cele două clopote, pe principiul circulatiei libere a gazelor (CLG) adică cele fierbinti se ridică la tavan formând „punga cu gaze fierbinți”  iar cele mai reci rămân la partea de jos a clopotului, fiind eliminate pe coș fără a se amesteca cu celelalte.

In timpul arderii toata caldura este inmagazinata in caramizi, care desi pot inmagazina o cantitate mare de caldura, o redau usor si constant. In functie de necesarul casei si de marimea sobei, se calculeaza astfel incat sa inmagazineze suficienta caldura incat sa asigure necesarul pentru urmatoarele 12-24 de ore. La o casa mica, proiectata „inteligent” se poate pozitiona o soba astfel incat sa deserveasca lejer 2-3 camere.

In sobele cu doua clopote gazele de ardere din focar ajung in primul clopot formând  „punga cu gaze fierbinti”. Acesta este spațiul pentru finalizarea arderii complete, deoarece aici reactia de ardere este amplificata de catre peretii si bolta fierbinti al clopotului. Sub boltă, procesul de ardere se termină definitiv. După aceasta, prin spațiul de trecere din partea inferioara a primului clopot, gazele sunt admise in clopotul al doilea si cedeaza peretilor acestuia caldura rămasa. Apoi gazele răcindu-se și mai mult coboara la partea inferioara a celui de-al doilea clopot și sunt preluate de cosul de fum.

Dupa finalizarea arderii combustibilului din focar, daca opritorul de fum nu a fost închis etanș, aerul rece patrunde prin focar in soba, însă nu se poate ridica, fiind mai greu decât gazele fierbinți care au umplut clopotele, si imediat pleaca pe cea mai scurta cale, evitând clopotele, si fara a lua cu el o cantitate mare de caldură,  direct pe cosul de fum.

Aceste sobe funcționează ca si cum ar avea un separator de caldura automat, care exclude posibilitatea răcirii clopotelor odată cu intrarea aerului rece. Astfel se explica capacitatea sobelor cu clopote de a pastra bine caldura, chiar daca a fost uitat deschis opritorul de fum. Totodata aceasta capacitate de a pastra un timp mai indelungat caldura se reflecta si asupra consumului de combustibil.

Sobele cu două clopote au următoarele caracteristici:

– randament între 80 – 95%

– se incălzesc la partea de jos mai mult decât la partea superioară, realizând astfel cu succes incălzirea și a pardoselii (ceea ce multe sobe traditionale nu pot face)

– mențin o constanță în cedarea căldurii pentru 24 ore

– stochează bine căldura și nu se răcesc chiar dacă a fost uitat deschis opritorul de fum (la sobele cu canale, in acest caz căldura este pur și simplu „suflată” pe coș)

– nu apar crăpături in zidăria sobei deoarece zidăria fierbinte nu este legată cu cea mai rece

– nu se acumulează funingine și cenușă pe traseul gazelor cum se întâmplă la sobele cu canale, deoarece arderea combustibilului este realizată corect și complet in focar și primul clopot

– permit libera circulatie a gazelor, neopunând rezistență în calea acestora.

– sunt construcții simple și nu necesită întreținere

– nu poluează aerul inconjurător, arderea fiind curată și completă

Sobele duale

Pentru casele cu o suprafata mai mare au aparut sobele cu registru sau serpentina, care sunt, sa zicem, un termosemineu cu inertie termica . Practic caldura se imparte intre caramizi si apa din registru, care este cel mai des stocata intr-un puffer si de acolo e transmisa surselor de caldura (ipat , calorifere) , insa pot exista si sisteme in care sa lipseasca acest puffer , iar agentul termic sa fie dirijat direct catre sursele de caldura. Totul tine de necesarul termic si de suprafata pe care ar trebuie sa o acopere aceste sobe de zidarie.

      Sobele masive din cărămidă in clopote sunt foarte eficiente, functionând la randament maxim datorită camerei de ardere bine izolată și a arderii secundare. Temperaturile foarte mari care se dezvoltă acolo, pot fi folosite și pentru incălzirea apei într-un recuperator de căldură. Acest recuperator poate fi o serpentină de cupru, un rezervor închis din inox, sau un registru din inox montat în spatele focarului.

Da, la unele sobe se pot adauga si schimbatoare de caldura. Exact ca si in cazul termosemineelor, unii monteaza schimbatoarele de caldura in focarul sobelor, iar altii (mai initiati) in sistemul convectiv – astfel beneficiind si de inertia termica a masivului de zidarie, spre exemplu. In caz ca cota mai mare aferenta acoperirii necesarului termic revine agentului termic, deja mai mult acestui agregat termic s-ar potrivi denumirea de cazan de zidarie, decat de soba, cu toate ca acesta poate sa arate exact ca un semineu.

Ce conține un sistem de incălzire conectat la sobă?

Elementul captator al căldurii este serpentine din țeavă de cupru flexibil, sau registru sudat din inox, conectat la un „puffer”  – care este un rezervor de apă emailat și izolat termic, având în interior una sau două serpentine prin care circulă apa incălzită de sobă, panouri solare sau altă sursă de incălzire. Pufferele pot fi de capacităti intre 150 și 1000 litri și se calculează functie de necesarul de apă in instalație, adică de numărul și mărimea radiatoarelor.

Circuitul 1, inchis între sobă și puffer mai are si alte elemente cum ar fi pompă de circulatie, robineți, valve de directie, supape de siguranță, vas de expansiune, manometru, termostat de contact, senzor de temperatură…etc. Acest circuit încălzește indirect tot volumul de apă din puffer.

Circuitul 2, închis între puffer și radiatoarele din locuință asigură circularea apei incălzite. De asemenea și acest circuit are propriile elemente similare cu ale circuitului 1, adică  pompă de circulatie, robineți, valve de directie, supape de siguranță, vas de expansiune, manometru, termostat de cameră, automatizare.

Pentru stabilirea mărimii serpentinei din sobă și a puffer-ului, implicit și a costului total al instalației, trebuie cunoscut necesarul termic al casei, adică al spatiilor ce se doresc a fi încălzite.

1-focar 2 – trecere uscată (rostul fierbinte); 3 – Clopot inferior 4 – Schimbător de căldură 5 – Clopot superior 6-evacuare.

Nivelul inferior al sobei și focarul sunt unite prin rostul de trecere uscat  și formează un singur spațiu adică a unui clopot mai mic. Clopotul reprezinta un vas întors cu susul în jos. Particulele reci sunt împinse să meargă în jos, iar cele calde se ridica.

O concluzie importantă: utilizarea optimă a energiei eliberate ca rezultat al oricărui tip de ardere a combustibilului în orice focar, atunci când aerul este folosit ca oxidant este realizat prin folosirea sistemului convectiv in formă de clopot.

Pentru a asigura eficiența de funcționare a generatorului de caldura, reducerea emisiilor de gaze de ardere, trebuie asigurată o ardere completă a combustibilului. Patru condiții pentru o ardere completă a combustibilului sunt cunoscute, și anume:

1. proiectarea corespunzătoare a focarului,
2. buna amestecare a aerului cu combustibilul,
3. temperatură ridicată în focar
4. furnizarea optimă de aer primar și secundar.

Modele de sobe pot fi diverse in functie de functionalitate si de design :