Sistema de calefacció amb circulació natural: regles d'aparells + anàlisi d'esquemes típics

Per a una casa d'una sola planta

L'esquema de calefacció d'un sol tub més senzill, que han estat utilitzats pels desenvolupadors durant més de mig segle, és Leningradka.

La figura mostra un esbós d'una versió modernitzada de Leningradka, amb una connexió diagonal de radiadors. La figura mostra els elements següents (d'esquerra a dreta):

• Instal·lació de calefacció. Les calderes que funcionen amb combustible sòlid, gas (natural o liquat) i electricitat són adequades per a la implantació d'aquest CO. Teòricament, les calderes de combustible líquid també són adequades, però sorgeix el problema d'emmagatzemar combustible a una casa privada.
• Grup de seguretat, que consta d'una vàlvula d'explosió ajustada a una determinada pressió en el sistema, una ventilació automàtica i un manòmetre.
• Radiadors connectats al sistema mitjançant vàlvules de bola de tancament.Les vàlvules d'equilibri d'agulles s'instal·len al pont entre l'entrada i la sortida de cada radiador.
• S'instal·la un dipòsit d'expansió de membrana a la branca de retorn de la canonada per compensar l'expansió tèrmica del refrigerant.
• Una bomba de circulació que crea un moviment forçat del refrigerant a través del CO.

Ara sobre el que encara no està indicat en aquest esbós, però és un element indispensable per al funcionament fiable d'aquest circuit. Només es va esmentar la bomba anteriorment, però no s'indicava la seva canonada, que inclou tres vàlvules de tancament de bola, entre les quals hi ha instal·lat un filtre gruixut i una bomba. Molt sovint, un grup de bombeig amb una canonada es connecta al CO mitjançant un pont, formant així un bypass.

Sovint, els desenvolupadors pregunten si ho necessiten bypass en un sistema de calefacció d'un sol tub? El cas és que aquest esquema de CO és autosuficient i eficient. Però en cas d'un tall elèctric, la bomba de circulació s'aturarà i el moviment del refrigerant s'aturarà. Un bypass és opcional, però és millor construir-lo per passar de la circulació forçada a la natural del refrigerant en cas d'emergència.

Pel que fa a la canonada: com que la temperatura a la sortida de la caldera pot arribar als 80 ° C, es recomana utilitzar tubs de polipropilè reforçat del diàmetre requerit per al circuit de Leningradka. Per què reforçat? El cas és que les canonades de polímer són força barates i pràctiques, són fàcils d'instal·lar i tenen una massa petita. Però, les canonades de polímer canvien la seva longitud quan s'escalfen. El polímer reforçat no pateix aquesta "malaltia".

Consell: malgrat que aquesta versió del CO ofereix una ventilació automàtica, hi ha casos de ventilació del circuit. Per resoldre aquest problema, es recomana utilitzar les aixetes Mayevsky als radiadors.

Esquemes de sistemes tancats

Els següents tipus de cablejat s'utilitzen per escalfar cases de camp i cases de camp:

1. Un sol tub. Tots els radiadors estan connectats a una única línia que recorre el perímetre de l'habitació o edifici. Com que el refrigerant calent i refrigerat es mou per la mateixa canonada, cada bateria posterior rep menys calor que l'anterior.
2. De dos tubs. Aquí, l'aigua calenta entra als dispositius de calefacció per una línia i surt per la segona. L'opció més comuna i fiable per a qualsevol edifici residencial.
3. Associat (bucle de Tikhelman). Igual que amb dues canonades, només l'aigua refrigerada flueix en la mateixa direcció que l'aigua calenta i no torna en la direcció oposada (que es mostra al diagrama següent).
4. Col·lector o biga. Cada bateria rep refrigerant a través d'una canonada separada connectada a una pinta comú.

Cablejat horitzontal d'un sol tub (Leningradka)

Un esquema horitzontal d'un sol tub es justifica a les cases d'una sola planta d'una àrea petita (fins a 100 m²), on 4-5 radiadors proporcionen calefacció. No hauríeu de connectar més a una branca, les últimes bateries estaran massa fredes. L'opció amb aixetes verticals és adequada per a un edifici de 2-3 pisos, però en el procés d'implementació, gairebé totes les habitacions hauran d'estar cobertes amb canonades.

Esquema d'un sol tub amb cablejat superior i aixetes verticals

El circuit de dos tubs amb ramificacions sense sortida (que es mostra al principi de l'article) és bastant senzill, fiable i definitivament recomanat per al seu ús.Si sou el propietari d'una casa de camp amb una superfície de fins a 200 m² amb una alçada de 2 pisos, feu el cablejat de la xarxa elèctrica amb canonades amb una secció de flux de DN 15 i 20 (diàmetre exterior - 20 i 25 mm), i per connectar radiadors, agafar DN 10 (exterior - 16 mm).

Esquema de pas del moviment de l'aigua (bucle de Tichelmann)

El bucle Tichelman és el més equilibrat hidràulicament, però més difícil d'instal·lar. Les canonades s'hauran de col·locar al voltant del perímetre de les habitacions o de tota la casa i passar per sota de les portes. De fet, un "passeig" costarà més que un de dos tubs, i el resultat serà aproximadament el mateix.

El sistema de bigues també és senzill i fiable, a més, tot el cablejat s'amaga amb èxit al terra. La connexió de les bateries més properes a la pinta es realitza amb tubs de 16 mm, remots - 20 mm. El diàmetre de la línia de la caldera és de 25 mm (DN 20). El desavantatge d'aquesta opció - El preu de la unitat col·lectora i la complexitat d'instal·lació amb la col·locació de carreteres, quan el paviment ja s'ha fet.

Esquema amb connexió individual de bateries al col·lector

Normes per a la selecció i instal·lació de canonades

L'elecció entre canonades d'acer o polipropilè per a qualsevol circulació es fa segons el criteri del seu ús per a aigua calenta, així com des del punt de vista del preu, la facilitat d'instal·lació i la vida útil.

La columna de subministrament es munta des d'una canonada metàl·lica, ja que hi passa aigua de la temperatura més alta i, en el cas de la calefacció de l'estufa o un mal funcionament de l'intercanviador de calor, pot passar vapor.

Amb circulació natural, cal utilitzar un diàmetre de canonada una mica més gran que en el cas d'utilitzar una bomba de circulació. Normalment, per a la calefacció d'espais de fins a 200 metres quadrats.m, el diàmetre del col·lector d'acceleració i la canonada a l'entrada del retorn a l'intercanviador de calor és de 2 polzades.

Això es deu a la velocitat de l'aigua més lenta en comparació amb opció de circulació forçada, que comporta els següents problemes:

• reducció del volum de calor transferit per unitat de temps des de la font fins a l'habitació climatitzada;
• l'aparició d'obstruccions o embussos d'aire que una petita pressió no pot suportar.

S'ha de prestar especial atenció quan s'utilitza la circulació natural amb un esquema de subministrament inferior al problema d'eliminar l'aire del sistema. No es pot treure completament del refrigerant a través del dipòsit d'expansió, perquè

l'aigua bullint entra primer als dispositius a través d'una línia situada més baix que ells.

Amb circulació forçada, la pressió de l'aigua condueix l'aire al col·lector d'aire instal·lat al punt més alt del sistema, un dispositiu amb control automàtic, manual o semiautomàtic. Amb l'ajuda de les grues Mayevsky, la transferència de calor s'ajusta principalment.

A les xarxes de calefacció gravitatòria amb un subministrament situat a sota dels aparells, les aixetes Mayevsky s'utilitzen directament per purgar l'aire.

Tots els radiadors de calefacció de tipus modern tenen dispositius de sortida d'aire, per tant, per evitar la formació d'endolls al circuit, podeu fer un pendent, conduint l'aire al radiador.

L'aire també es pot eliminar mitjançant les sortides d'aire instal·lades a cada columna o en una línia aèria que vagi paral·lela a la xarxa elèctrica del sistema. A causa del nombre impressionant de dispositius d'escapament d'aire, els circuits de gravetat amb cablejat inferior s'utilitzen molt rarament.

Amb una pressió baixa, un petit bloqueig d'aire pot aturar completament el sistema de calefacció. Per tant, segons SNiP 41-01-2003, no es permet instal·lar canonades de sistemes de calefacció sense pendent a una velocitat de l'aigua inferior a 0,25 m / s.

Amb la circulació natural, aquestes velocitats són inabastables. Per tant, a més d'augmentar el diàmetre de les canonades, cal observar pendents constants per eliminar l'aire del sistema de calefacció. El pendent està dissenyat a una velocitat de 2-3 mm per 1 metre, a les xarxes d'apartaments el pendent arriba als 5 mm per metre lineal d'una línia horitzontal.

El pendent de subministrament es realitza en la direcció del flux d'aigua de manera que l'aire es desplaci cap al dipòsit d'expansió o sistema de purga d'aire situat a la part superior del circuit. Tot i que és possible fer un contra-pendent, en aquest cas cal instal·lar addicionalment una vàlvula de ventilació.

El pendent de la línia de retorn es fa, per regla general, en direcció a l'aigua refrigerada. Aleshores, el punt inferior del contorn coincidirà amb l'entrada del tub de retorn al generador de calor.

La combinació més comuna de flux i direcció del pendent de retorn per a l'eliminació butxaques d'aire de circuit d'aigua amb circulació natural

Quan s'instal·la un terra càlid en una petita àrea d'un circuit amb circulació natural, cal evitar que l'aire entri a les canonades estretes i horitzontals d'aquest sistema de calefacció. S'ha de col·locar un extractor d'aire davant de la calefacció per terra radiant.

Selecció de canonades

A més, l'elecció del material està molt influenciada per la caldera, ja que en el cas del combustible sòlid s'ha de donar preferència a l'acer, canonades galvanitzades o productes d'acer inoxidable, a causa de l'alta temperatura del fluid de treball.

Tanmateix, les canonades metall-plàstiques i reforçades requereixen l'ús de accessoris, cosa que redueix significativament l'espai lliure, les canonades de polipropilè reforçat seran una opció ideal, a una temperatura de funcionament de 70 °C i una temperatura màxima de 95 °C.

Els productes fets amb plàstic especial PPS tenen una temperatura de funcionament de 95C i una temperatura màxima de fins a 110C, la qual cosa els permet utilitzar-los en un sistema obert.

Com triar una bomba de calefacció

Les més adequades per a la instal·lació són les bombes de circulació especials de tipus centrífug de baix soroll amb fulles rectes. No creen una pressió excessivament alta, sinó que empenyen el refrigerant, accelerant el seu moviment (la pressió de treball d'un sistema de calefacció individual amb circulació forçada és d'1-1,5 atm, el màxim és de 2 atm). Alguns models de bombes tenen un accionament elèctric integrat. Aquests dispositius es poden instal·lar directament a la canonada, també s'anomenen "humits" i hi ha dispositius de tipus "sec". Només es diferencien en les regles d'instal·lació.

A les instal·lació de qualsevol tipus de bomba de circulació És desitjable una instal·lació amb bypass i dues vàlvules de bola, que permeti treure la bomba per a la reparació/substitució sense apagar el sistema.

És millor connectar la bomba amb un bypass, de manera que es pugui reparar / substituir sense destruir el sistema

La instal·lació d'una bomba de circulació permet ajustar la velocitat del refrigerant que es mou per les canonades. Com més activament es mou el refrigerant, més calor transporta, la qual cosa significa que l'habitació s'escalfa més ràpidament. Després d'arribar a la temperatura establerta (si es controla el grau d'escalfament del refrigerant o l'aire de l'habitació, depenent de les capacitats de la caldera i/o la configuració), la tasca canvia: cal mantenir la temperatura establerta i el cabal disminueix.

Per a un sistema de calefacció de circulació forçada, no n'hi ha prou amb determinar el tipus de bomba

És important calcular el seu rendiment. Per fer-ho, en primer lloc, cal conèixer la pèrdua de calor dels locals/edificis que s'escalfaran.

Es determinen en funció de les pèrdues de la setmana més freda. A Rússia, estan normalitzats i instal·lats per serveis públics. Recomanen utilitzar els valors següents:

• per a cases d'un i dos pisos, les pèrdues a la temperatura estacional més baixa de -25 ° C són de 173 W / m 2. a -30 ° C, les pèrdues són de 177 W / m 2;
• els edificis de diverses plantes perden de 97 W/m2 a 101 W/m2.

A partir de determinades pèrdues de calor (indicades per Q), podeu trobar la potència de la bomba mitjançant la fórmula:

c és la capacitat calorífica específica del refrigerant (1,16 per a l'aigua o un altre valor dels documents adjunts per a anticongelant);

Dt és la diferència de temperatura entre el subministrament i el retorn. Aquest paràmetre depèn del tipus de sistema i és: 20 o C per a sistemes convencionals, 10 o C per a sistemes de baixa temperatura i 5 o C per a sistemes de terra radiant.

El valor resultant s'ha de convertir en rendiment, per al qual s'ha de dividir per la densitat del refrigerant a la temperatura de funcionament.

En principi, en triar la potència de la bomba per a la circulació forçada de la calefacció, es pot guiar per normes mitjanes:

• amb sistemes que escalfen una àrea de fins a 250 m 2. Utilitzeu unitats amb una capacitat de 3,5 m 3 / h i una pressió de càrrega de 0,4 atm;
• per a una àrea de 250m 2 a 350m 2, es requereix una potència de 4-4,5 m 3 / h i una pressió de 0,6 atm;
• Les bombes amb una capacitat d'11 m 3 / h i una pressió de 0,8 atm s'instal·len en sistemes de calefacció per a una superfície de 350 m2 a 800 m2.

Però cal tenir en compte que com pitjor estigui la casa aïllada, més gran serà la potència de l'equip (caldera i bomba) i viceversa: en una casa ben aïllada, la meitat dels valors indicats \u200b pot ser necessari. Aquestes dades són mitjanes. El mateix es pot dir de la pressió creada per la bomba: com més estretes siguin les canonades i més rugosa sigui la seva superfície interior (com més gran sigui la resistència hidràulica del sistema), més alta hauria de ser la pressió. El càlcul complet és un procés complex i trist, que té en compte molts paràmetres:

La potència de la caldera depèn de l'àrea de l'habitació climatitzada i de la pèrdua de calor.

• resistència de canonades i accessoris (llegiu aquí com triar el diàmetre de les canonades de calefacció);
• longitud de la canonada i densitat del refrigerant;
• nombre, àrea i tipus de finestres i portes;
• el material del qual estan fetes les parets, el seu aïllament;
• gruix de paret i aïllament;
• la presència / absència d'un soterrani, soterrani, golfes, així com el grau d'aïllament;
• tipus de coberta, composició del pastís de coberta, etc.

En general, el càlcul d'enginyeria tèrmica és un dels més difícils de la regió. Així que si voleu saber exactament quina potència necessita una bomba al sistema, demaneu un càlcul a un especialista. En cas contrari, tria en funció de les dades mitjanes, ajustant-les en una direcció o una altra, segons la teva situació. Només cal tenir en compte que a una velocitat de moviment insuficient del refrigerant, el sistema és molt sorollós. Per tant, en aquest cas, és millor prendre un dispositiu més potent: el consum d'energia és petit i el sistema serà més eficient.

Esquema de dues canonades de sistemes de calefacció

En els esquemes de dues canonades, el refrigerant calent es subministra al radiador i el refrigerant refrigerat s'elimina del radiador a través de dues canonades diferents dels sistemes de calefacció.

Hi ha diverses opcions per als esquemes de dues canonades: clàssic o estàndard, de pas, de ventilador o de biga.

Cablejat clàssic de dos tubs

El clàssic diagrama de cablejat de dues canonades del sistema de calefacció.

En l'esquema clàssic, la direcció del moviment del refrigerant a la canonada de subministrament és oposada al moviment de la canonada de retorn. Aquest esquema és més comú en els sistemes de calefacció moderns, tant en edificis de diverses plantes com en edificis particulars privats. L'esquema de dos tubs us permet distribuir uniformement el refrigerant entre els radiadors sense pèrdua de temperatura i regular eficaçment la transferència de calor a cada habitació, inclòs automàticament mitjançant vàlvules termostàtiques amb capçals tèrmics instal·lats.

Aquest dispositiu té un sistema de calefacció de dues canonades en un edifici de diverses plantes.

Esquema de superació o "bucle de Tichelman"

Esquema de cablejat de calefacció associat.

L'esquema associat és una variació de l'esquema clàssic amb la diferència que la direcció del moviment del refrigerant en el subministrament i el retorn és la mateixa. Aquest esquema s'utilitza en sistemes de calefacció amb branques llargues i remotes. L'ús d'un esquema de pas us permet reduir la resistència hidràulica de la branca i distribuir uniformement el refrigerant per tots els radiadors.

Ventilador (biga)

L'esquema de ventilador o feix s'utilitza en la construcció de diversos pisos per a la calefacció d'apartaments amb la possibilitat d'instal·lar-se a cada apartament. comptador de calor (comptador de calor) i en construcció d'habitatges particulars en sistemes amb canalització planta a planta. Amb un esquema en forma de ventilador en un edifici de diverses plantes, s'instal·la un col·lector a cada pis amb sortides a tots els apartaments d'una canonada independent i un comptador de calor instal·lat.Això permet que cada propietari tingui en compte i pagui només la calor consumida per ell.

ventilador o sistema de calefacció radiant.

En una casa privada, s'utilitza un patró de ventilador per a la distribució del sòl de canonades i per a la connexió del feix de cada radiador a un col·lector comú, és a dir, un tub de subministrament i retorn separat del col·lector està connectat a cada radiador. Aquest mètode de connexió permet distribuir el refrigerant de la manera més uniforme possible sobre els radiadors i reduir les pèrdues hidràuliques de tots els elements del sistema de calefacció.

De què està fet el sistema de calefacció?

A partir del propi nom, un sistema d'escalfament d'aigua, queda clar que es necessita aigua per al seu funcionament. En aquest cas, es tracta d'un refrigerant que circula constantment en llaç tancat. L'aigua s'escalfa en una caldera especial i, després, a través de canonades, s'envia a l'element de calefacció principal, que pot ser un sistema de "pis calent" o radiadors.

Per descomptat, per a un funcionament millor, més segur i més econòmic del sistema, podeu utilitzar un gran nombre d'equips auxiliars. Tanmateix, el sistema de calefacció d'aigua més senzill té aquest aspecte:

Els elements principals del sistema de calefacció

Els sistemes de calefacció poden diferir segons el principi de circulació del refrigerant:

• escalfament d'aigua amb circulació forçada;
• amb natural.

Sistema de circulació natural

Un sistema amb circulació natural és un exemple perfecte de l'ús que l'home fa de les lleis elementals de la física. El principi del seu funcionament és realment senzill: el moviment del refrigerant a les canonades es produeix a causa de la diferència en la densitat de l'aigua freda i calenta.

Sistema de calefacció amb circulació natural

És a dir, el refrigerant escalfat a la caldera es fa més lleuger, la seva densitat disminueix. L'aigua calenta es desplaça de la caldera pel refrigerant fred que hi entra i puja fàcilment per la canonada ascendent central. I d'això - als radiadors. Allà, el refrigerant emet la seva calor, es refreda i, després d'haver recuperat la seva pesadesa i densitat anteriors, torna a través de les canonades de retorn a la caldera de calefacció, desplaçant-ne una nova part del refrigerant calent. I aquest cicle es repeteix sense parar.

Per crear de manera independent un sistema d'escalfament d'aigua amb circulació natural del refrigerant, és important recordar algunes regles senzilles. En primer lloc, hauríeu de seleccionar canonades del diàmetre més adequat per crear un eix central i, a més, observar l'angle de pendent necessari quan col·loqueu canonades. Tanmateix, el sistema de circulació natural també té diversos inconvenients importants.

En primer lloc, la necessitat d'utilitzar canonades metàl·liques pesades (sorgeixen dificultats durant la instal·lació). A més, aquest sistema exclou la possibilitat de regular el nivell de calefacció de cada habitació individual. Un altre desavantatge del sistema es pot anomenar alt consum de combustible.

Tanmateix, el sistema de circulació natural també té diversos inconvenients importants. En primer lloc, la necessitat d'utilitzar canonades metàl·liques pesades (sorgeixen dificultats durant la instal·lació). A més, aquest sistema exclou la possibilitat de regular el nivell de calefacció de cada habitació individual. Un altre desavantatge del sistema es pot anomenar un alt consum de combustible.

Sistema amb circulació forçada del refrigerant

Sistema de calefacció amb circulació forçada del refrigerant

Una característica distintiva d'aquest tipus de sistema és l'addició obligatòria d'una bomba de circulació. És ell qui contribueix al moviment del refrigerant per les canonades. El diagrama del sistema té aquest aspecte:

Un dels principals avantatges d'un sistema de circulació forçada és que aquest escalfament d'aigua amb electricitat permet controlar el nivell de pressió de cada radiador mitjançant vàlvules especials; per tant, també es controla el nivell de calefacció de l'habitació. Aquest fet permet, fins a cert punt, reduir la quantitat de combustible utilitzat per escalfar el refrigerant.

El desavantatge del sistema és la seva dependència energètica. En el cas que a casa teva siguin possibles sobretensions o talls de corrent, la solució més raonable seria utilitzar un sistema combinat que combini la circulació forçada i natural del refrigerant.

Instal·lació del sistema de calefacció

El més pràctic és la creació d'un sistema de calefacció de dos tubs a la casa. Consta de dos circuits combinats, al llarg d'un dels quals (conductes d'alimentació) un refrigerant calent es trasllada als radiadors. I l'aigua refrigerada del radiador torna a la caldera a través del segon circuit: les canonades de retorn.

El moviment del refrigerant en el sistema de calefacció

Un sistema de calefacció de circulació forçada de dos tubs és una solució excel·lent per a qualsevol llar particular. Permet connectar termòstats especials que permeten controlar el grau d'escalfament de cada radiador individual. El sistema es pot complementar amb col·lectors especials, que el faran encara més eficient.

Tipus de calderes i altres escalfadors d'aigua

L'eficiència de la calefacció en una casa privada depèn de la instal·lació que escalfa el fluid de treball (aigua).Una unitat correctament seleccionada genera la quantitat de calor necessària per als radiadors i una caldera de calefacció indirecta (si n'hi ha), estalviant energia.

El sistema d'aigua autònom pot ser alimentat per:

• una caldera d'aigua calenta que utilitza un determinat combustible: gas natural, llenya, carbó, gasoil;
• caldera elèctrica;
• estufes de llenya amb circuit d'aigua (metall o maó);
• bomba de calor.

Molt sovint, les calderes s'utilitzen per organitzar la calefacció a les cases de camp: gas, elèctric i combustible sòlid. Aquests últims es fan només en la versió de terra, la resta de generadors de calor - de paret i estacionaris. Les unitats dièsel s'utilitzen menys sovint, la raó és l'alt preu del combustible. Com triar la caldera d'aigua calenta sanitària adequada s'explica en una guia detallada.

La calefacció de l'estufa combinada amb registres d'aigua o radiadors moderns és una bona solució per a la calefacció de la cabana, un garatge i una petita casa residencial amb una superfície de 50-100 m². Desavantatge: l'intercanviador de calor situat a l'interior de l'estufa escalfa l'aigua sense control

Per evitar l'ebullició, és important assegurar la circulació forçada al sistema

Modern sistema de gravetat sense unitat de bombeig, alimentat per circuit d'aigua del forn de maons

Les bombes de calor no s'utilitzen àmpliament als països de l'antiga Unió Soviètica. Els motius:

• el principal problema és l'alt cost de l'equip;
• a causa del clima fred, els dispositius aire-aigua són simplement ineficients;
• els sistemes geotèrmics "terra - aigua" són difícils d'instal·lar;
• Les unitats electròniques i els compressors de les bombes de calor són molt cars de reparar i mantenir.

A causa del preu elevat, el període d'amortització de les unitats supera els 15 anys.Però l'eficiència de les instal·lacions (3-4 kW de calor per 1 quilowatt d'electricitat consumida) atrau els artesans que intenten muntar anàlegs casolans d'aparells d'aire condicionat antics.

Com fer la versió més senzilla d'una bomba de calor amb les vostres pròpies mans, vegeu el vídeo: