Què és la circulació forçada?
La circulació natural del refrigerant es produeix d'acord amb les lleis físiques: l'aigua calenta o anticongelant puja a la part superior del sistema i, refredant-se gradualment, baixa, tornant a la caldera. Per a una circulació reeixida, cal mantenir estrictament l'angle d'inclinació de les canonades directes i de retorn. Amb una petita longitud del sistema en una casa d'un pis, això no és difícil de fer i la diferència d'alçada serà petita.
Per a cases grans, així com edificis de diverses plantes. aquest sistema és sovint inadequat: pot formar tanques d'aire, interrupció de la circulació i, com a resultat, sobreescalfament del refrigerant a la caldera. Aquesta situació és perillosa i pot causar danys als components del sistema.
Per tant, s'instal·la una bomba de circulació a la canonada de retorn, immediatament abans d'entrar a l'intercanviador de calor de la caldera, que crea la pressió necessària i la velocitat de circulació d'aigua al sistema. Al mateix temps, el refrigerant escalfat es desvia als dispositius de calefacció de manera oportuna, la caldera funciona amb normalitat i el microclima de la casa es manté estable.
Esquema: elements del sistema de calefacció
- el sistema funciona de manera estable en edificis de qualsevol longitud i nombre de plantes;
- és possible utilitzar canonades d'un diàmetre més petit que amb circulació natural, la qual cosa estalvia el cost de la seva compra;
- es permet col·locar canonades sense pendent i amagar-les al terra;
- els sòls d'aigua calenta es poden connectar al sistema de calefacció forçada;
- condicions de temperatura estables augmenten la vida útil dels accessoris, canonades i radiadors;
- És possible regular la calefacció per a cada habitació.
Desavantatges d'un sistema de circulació forçada:
- es requereix el càlcul i la instal·lació de la bomba, la seva connexió a la xarxa elèctrica, que fa volàtil el sistema;
- La bomba fa soroll durant el funcionament.
Els inconvenients es resolen amb èxit amb la col·locació correcta de l'equip: la bomba es col·loca en una sala de calderes independent al costat de la caldera de calefacció i s'instal·la una font d'alimentació de reserva: una bateria o un generador.
Principi de funcionament d'un sistema de calefacció per gravetat
El principi de funcionament de la calefacció sembla senzill: l'aigua es mou a través de la canonada, impulsada per la pressió hidrostàtica, que va aparèixer a causa de les diferents masses d'aigua escalfada i refrigerada. Un altre disseny d'aquest tipus s'anomena gravetat o gravetat. La circulació és el moviment de líquids refredats a les bateries i més pesats sota la pressió de la seva pròpia massa fins a l'element de calefacció i el desplaçament d'aigua lleugera escalfada a la canonada de subministrament. El sistema funciona quan la caldera de circulació natural es troba sota els radiadors.
En circuits oberts, es comunica directament amb l'entorn extern, i l'excés d'aire s'escapa a l'atmosfera. S'elimina el volum d'aigua augmentat per la calefacció, es normalitza la pressió constant.
La circulació natural també és possible en un sistema de calefacció tancat si està equipat amb un dipòsit d'expansió amb membrana. De vegades, les estructures de tipus obert es converteixen en tancades. Els circuits tancats són més estables en funcionament, el refrigerant no s'evapora en ells, però també són independents de l'electricitat. Què afecta la pressió de circulació
La circulació de l'aigua a la caldera depèn de la diferència de densitat entre els líquids calents i freds i de la magnitud de la diferència d'alçada entre la caldera i el radiador més baix. Aquests paràmetres es calculen fins i tot abans de la instal·lació del circuit de calefacció. La circulació natural es produeix perquè la temperatura de retorn al sistema de calefacció és baixa. El refrigerant té temps de refredar-se, movent-se pels radiadors, es fa més pesat i amb la seva massa empeny el líquid escalfat fora de la caldera, obligant-lo a moure's per les canonades.
Esquema de circulació d'aigua a la caldera
L'alçada del nivell de la bateria per sobre de la caldera augmenta la pressió, ajudant a que l'aigua superi més fàcilment la resistència de les canonades. Com més alts estiguin situats els radiadors en relació a la caldera, major serà l'alçada de la columna de retorn refrigerada i amb més pressió empeny l'aigua escalfada cap amunt quan arriba a la caldera.
La densitat també regula la pressió: com més s'escalfa l'aigua, menor és la seva densitat en comparació amb el retorn. Com a resultat, s'expulsa amb més força i la pressió augmenta. Per aquest motiu, les estructures d'escalfament per gravetat es consideren autorreguladores, ja que si canvieu la temperatura de l'escalfament de l'aigua, també canviarà la pressió sobre el refrigerant, la qual cosa significa que canviarà el seu consum.
Durant la instal·lació, la caldera s'ha de col·locar a la part inferior, per sota de tots els altres elements, per tal d'assegurar una pressió suficient del refrigerant.
Tubs per a sistemes amb circulació natural
A l'hora de triar el diàmetre de les canonades, no només les dimensions del sistema i el nombre de radiadors juguen un paper important, sinó també el material del qual estan fetes, o millor dit, la suavitat de les parets. Per als sistemes gravitatoris, aquest és un paràmetre molt important. La pitjor situació és amb les canonades metàl·liques normals: la superfície interior és rugosa i després de l'ús es torna encara més desigual a causa dels processos de corrosió i els dipòsits acumulats a les parets. Per tant, aquestes canonades prenen el diàmetre més gran.
Les canonades d'acer d'aquí a uns anys poden semblar així
Des d'aquest punt de vista, són preferibles el metall-plàstic i el polipropilè reforçat. Però s'utilitzen accessoris metàl·lics i plàstics que redueixen significativament l'espai lliure, que pot arribar a ser crític per als sistemes de gravetat. Per tant, el polipropilè reforçat sembla més preferible. Però tenen limitacions a la temperatura del refrigerant: la temperatura de funcionament és de 70 ° C, la temperatura màxima és de 95 ° C. Per als productes fets de plàstic PPS especial, la temperatura de funcionament és de 95 ° C, la temperatura màxima és de fins a 110 ° C. ° C. Per tant, depenent de la caldera i del conjunt del sistema, és possible utilitzar aquestes canonades, sempre que siguin productes de marca de qualitat, i no falses. Més informació sobre les canonades de polipropilè aquí.
El metall-plàstic i el polipropilè també es poden utilitzar per a la instal·lació de sistemes de calefacció
Però si està previst instal·lar una caldera de combustible sòlid. llavors cap polipropilè pot suportar aquestes càrregues tèrmiques. En aquest cas, utilitzeu acer, o galvanitzat i acer inoxidable a les connexions roscades (no feu servir soldadura quan instal·leu acer inoxidable, ja que les costures es filtren molt ràpidament)
El coure també és adequat (aquí s'escriu sobre canonades de coure), però també té les seves pròpies característiques i s'ha de manejar amb cura: no es comportarà amb normalitat amb tots els refrigerants, i és millor no utilitzar-lo en un sistema amb alumini. radiadors (es col·lapsen ràpidament)
Una característica dels sistemes amb circulació natural és que no es poden calcular a causa de la formació de fluxos turbulents que no es poden calcular. Estan dissenyats a partir de l'experiència i de normes i regles promediades, derivades empíricament. Bàsicament les regles són:
- augmentar el punt d'acceleració el més alt possible;
- no reduïu les canonades de subministrament;
- posar un nombre suficient de seccions de radiadors.
Després se'n fa servir un altre: des del lloc de la primera ramificació i cada posterior, condueixen un tub d'un diàmetre més petit per un graó. Per exemple, una canonada de 2 polzades prové de la caldera, després 1 ¾ de la primera branca, després 1 ½, etc. Els residus es recullen d'un diàmetre més petit a un de més gran.
Hi ha diverses característiques més de la instal·lació de sistemes de gravetat. Primer: és desitjable fer canonades amb un pendent de l'1-5%, depenent de la longitud de la canonada. En principi, amb una diferència suficient de temperatura i d'alçada, també es pot fer cablejat horitzontal, el més important és que no hi ha trams amb un pendent negatiu (inclinat en sentit contrari), que, a causa de la formació de bosses d'aire en ells, bloquejaran el moviment del flux d'aigua.
Sistema de canonada per gravetat amb cablejat vertical per a dues ales (circuits)
La segona característica és que s'ha d'instal·lar un dipòsit d'expansió i/o una sortida d'aire al punt més alt del sistema. El dipòsit d'expansió pot ser de tipus obert (el sistema també estarà obert) o de membrana (tancat).Quan s'instal·la una sortida d'aire oberta, no cal que es reculli al punt més alt: al dipòsit i surti a l'atmosfera. Quan s'instal·la un dipòsit de tipus membrana, també és necessària la instal·lació d'una ventilació automàtica. Amb el cablejat horitzontal, les aixetes Mayevsky de cadascun dels radiadors no interferiran; amb la seva ajuda, és més fàcil treure tots els taps d'aire de la branca.
Esquema d'instal·lació de sistemes de calefacció per gravetat
Atès que la circulació de l'aigua en el sistema de calefacció es produeix sense la participació d'una bomba, per al flux sense obstacles de fluid a través de les línies, aquestes han de tenir un diàmetre més gran que en l'esquema on es força la circulació d'aigua. El sistema de gravetat funciona reduint la resistència que ha de vèncer l'aigua: com més allunyada la canonada de la caldera, més ampla és.
L'escalfament d'aigua amb circulació natural pot tenir un cablejat superior o inferior. Quan el cablejat està dissenyat com a dos tubs, l'aigua calenta entra directament a cada bateria i no les passa una a una, com en un esquema d'un sol tub.
El cablejat superior, en què el refrigerant puja primer al sostre i des d'allà baixa a les bateries, és el més adequat per instal·lar aquest disseny. Si el cablejat està previst més baix. aleshores s'està construint un circuit d'acceleració: una diferència d'alçada a la qual puja primer l'aigua de la caldera, on entra al dipòsit d'expansió pel punt superior de la canonada i després baixa als radiadors de calefacció.
Com més alt estigui situat el dispositiu de calefacció, més alta serà la pressió dins de la canonada. Per tant, les bateries dels pisos superiors sovint s'escalfen millor que les de les inferiors. En conseqüència, si feu calefacció amb circulació natural de dos tubs, les bateries col·locades al mateix nivell que la caldera o per sota no s'escalfen prou.
Per evitar aquesta situació, la sala de calderes està completament enterrada, proporcionant una pressió prou alta perquè el refrigerant passi per les canonades a la velocitat requerida. La caldera està situada al soterrani, aproximadament 3 metres per sota del centre de l'element calefactor més baix. Les canonades amb aigua calenta, per contra, s'eleven el més alt possible, col·locant un dipòsit d'expansió al punt més alt de l'estructura, i després l'aigua de la canonada de subministrament baixa als radiadors.
Tipus de cablejat de sistemes d'una sola canonada
En un sistema d'una sola canonada, no hi ha separació entre una canonada directa i una de retorn. Els radiadors es connecten en sèrie i el refrigerant, que els passa, es refreda gradualment i torna a la caldera. Aquesta característica fa que el sistema sigui econòmic i senzill, però requereix configurar el règim de temperatura i calcular correctament la potència dels radiadors.
Una versió simplificada d'un sistema d'una sola canonada només és adequada per a una casa petita d'una sola planta. En aquest cas, la canonada passa per tots els radiadors directament, sense vàlvules de control de temperatura. Com a resultat, les primeres bateries al llarg del refrigerant resulten molt més calentes que les darreres.
Per a sistemes ampliats, aquest cablejat no és adequat. després de tot, el refredament del refrigerant serà important. Per a ells, utilitzen el sistema d'un sol tub de Leningradka, en el qual la canonada comuna té sortides ajustables per a cada radiador. Com a resultat, el refrigerant de la canonada principal es distribueix de manera més uniforme per totes les habitacions. La disposició d'un sistema d'una sola canonada en edificis de diverses plantes es divideix en horitzontal i vertical.
Cablejat horitzontal
Amb cablejat horitzontal, una canonada recta s'eleva a la planta superior al llarg de l'alça principal. D'ell parteix un tub horitzontal a cada pis, passant seqüencialment per totes les bateries d'aquest pis.
Es combinen en una columna de retorn i retornen a la caldera o caldera. Les aixetes de control de temperatura es troben a cada pis, i les aixetes Mayevsky es troben a cada radiador.El cablejat horitzontal es pot realitzar tant per flux com pel sistema Leningradka.
Cablejat vertical
Amb aquest tipus de cablejat, el refrigerant calent puja fins al pis superior o golfes, i des d'allà passa per contraixes verticals per tots els pisos fins al més baix. Allà, les elevacions es combinen en una línia de retorn. Un inconvenient important d'aquest sistema és la calefacció desigual en diferents pisos, que no es pot ajustar amb un sistema de flux.
L'elecció del sistema de cablejat per a una casa privada depèn principalment de la seva disposició. Amb una gran superfície del pis de la platja i un nombre reduït de pisos de la casa, és millor triar cablejat vertical, de manera que podeu aconseguir una temperatura més uniforme a cada habitació. Si l'àrea és petita, és millor triar cablejat horitzontal, ja que és més fàcil d'ajustar. A més, amb un tipus de cablejat horitzontal, no cal fer forats addicionals als sostres.
Vídeo: sistema de calefacció d'un sol tub
El principi de funcionament del sistema amb circulació natural
L'esquema de calefacció d'una casa privada amb circulació natural és popular a causa dels següents avantatges:
- Fàcil instal·lació i manteniment.
- No cal instal·lar equips addicionals.
- Independència energètica: no es requereix cap cost d'electricitat addicional durant el funcionament. En cas de tall d'energia, el sistema de calefacció continua funcionant.
El principi de funcionament de l'escalfament d'aigua, mitjançant la circulació per gravetat, es basa en lleis físiques. Quan s'escalfa, la densitat i el pes del líquid disminueixen, i quan el medi líquid es refreda, els paràmetres tornen al seu estat original.
Al mateix temps, pràcticament no hi ha pressió al sistema de calefacció. En les fórmules termotècniques, la relació és d'1 atm. per cada 10 m de pressió de columna d'aigua. El càlcul del sistema de calefacció d'un edifici de 2 plantes mostrarà que la pressió hidrostàtica no supera 1 atm. en edificis d'una sola planta 0,5-0,7 atm.
Com que el líquid augmenta de volum quan s'escalfa, per a la circulació natural, caldrà un dipòsit d'expansió. L'aigua que passa pel circuit d'aigua de la caldera s'escalfa, la qual cosa comporta un augment de volum. El dipòsit d'expansió s'ha d'ubicar al subministrament de refrigerant, a la part superior del sistema de calefacció. La tasca del dipòsit d'amortiment és compensar l'augment del volum de líquid.
El sistema de calefacció autocirculant es pot utilitzar en cases particulars, fent possibles les connexions següents:
- Connexió a la calefacció per terra radiant: requereix la instal·lació d'una bomba de circulació, només en un circuit d'aigua col·locat al terra. La resta del sistema continuarà funcionant amb circulació natural. Després d'un tall de llum, l'habitació es continuarà escalfant mitjançant radiadors instal·lats.
- Treballar amb una caldera d'escalfament d'aigua indirecte: és possible la connexió a un sistema de circulació natural, sense necessitat de connectar equips de bombeig. Per fer-ho, la caldera s'instal·la a la part superior del sistema, just a sota del dipòsit d'expansió d'aire de tipus tancat o obert. Si això no és possible, la bomba s'instal·la directament al dipòsit d'emmagatzematge, instal·lant, a més, una vàlvula de retenció per evitar la recirculació del refrigerant.
En sistemes amb circulació gravitatòria, el moviment del refrigerant es realitza per gravetat. A causa de l'expansió natural, el líquid escalfat puja per la secció d'acceleració i després, sota un pendent, "flueix cap avall" a través de les canonades connectades als radiadors de tornada a la caldera.
Augment de les temperatures
Un altre factor és la diferència entre la densitat de l'aigua freda i l'aigua calenta. Observem el fet següent: la calefacció amb circulació natural és un tipus d'autoregulació. Així, si augmenta la temperatura de l'aigua d'escalfament, el seu cabal canvia i la pressió de circulació augmenta.
Un fort escalfament del líquid contribueix en gran mesura a una circulació més ràpida. Però això només passa en una cambra freda: quan la temperatura de l'aire en elles arriba a un cert punt, les bateries es refredaran molt més lentament.
La densitat tant de l'aigua escalfada a la caldera com de l'aigua que ja hi ha als radiadors és gairebé igual. La pressió disminuirà, la circulació ràpida de l'aigua es substituirà per una circulació mesurada a l'interior del sistema.
Tan aviat com la temperatura dels locals d'una casa privada torni a baixar a un cert nivell, això servirà com a senyal per augmentar la pressió. El sistema intentarà igualar les condicions de temperatura. Per fer-ho, hauràs de reiniciar el procés de circulació ràpida. D'aquí ve la capacitat d'autoregular-se.
En resum, la regla és la següent: un canvi únic de temperatura i volum d'aigua us permet obtenir la sortida de calor desitjada de les bateries per a la calefacció de l'espai.
Com a resultat, es mantenen unes condicions de temperatura còmodes.
Esquema d'actuació
El sistema de calefacció d'aigua inclou una caldera (escalfador d'aigua), canonades de retorn i subministrament, així com equips de calefacció, un dipòsit d'expansió i una vàlvula de seguretat. El líquid s'escalfa a la temperatura desitjada a la caldera i s'eleva a la canonada de subministrament i les elevacions a causa de l'expansió.
A partir d'aquí, passa als equips de calefacció: bateries i radiadors, als quals desprèn part de la calor. A continuació, la canonada de retorn envia aigua a la caldera, on es torna a escalfar a la temperatura desitjada. El cicle es repeteix mentre el sistema estigui operatiu.
És important recordar que les canonades horitzontals es munten amb un pendent en relació amb el moviment del medi de treball.
Disseny de calefacció amb circulació forçada
Esquema detallat de calefacció de la llar
La tasca principal de l'autoinstal·lació d'escalfament d'aigua amb una bomba de circulació és elaborar l'esquema correcte. Per fer-ho, necessiteu un plànol de la casa, on s'apliqui la ubicació de canonades, radiadors, vàlvules i grups de seguretat.
Càlcul del sistema
En l'etapa d'elaboració dels esquemes, cal calcular correctament els paràmetres de la bomba per al sistema de calefacció forçada d'una casa privada. Per fer-ho, podeu utilitzar programes especials o fer els càlculs vosaltres mateixos. Hi ha una sèrie de fórmules senzilles que ajudaran a fer el càlcul:
On Rn és la potència nominal de la bomba, kW, p és la densitat del refrigerant, per a l'aigua aquest indicador és de 0,998 g / cm³, Q és el cabal del refrigerant, l, N és la pressió requerida, m.
Un exemple de programa de càlcul de calefacció
Per calcular l'indicador de pressió en el sistema de calefacció forçada d'una casa, cal conèixer la resistència total de la canonada i el subministrament de calor en conjunt. Per desgràcia, és gairebé impossible fer-ho tu mateix. Per fer-ho, hauríeu d'utilitzar sistemes de programari especials.
Després d'haver calculat la resistència de la canonada en un sistema de calefacció d'aigua amb circulació, és possible calcular l'indicador de pressió necessari mitjançant la fórmula següent:
On H és la capçalera calculada, m, R és la resistència de la canonada, L és la longitud de la secció recta més gran de la canonada, m, ZF és un coeficient, que sol ser igual a 2,2.
A partir dels resultats obtinguts, es selecciona el model òptim de la bomba de circulació.
Si els indicadors de potència calculada de la bomba per a un sistema de calefacció de circulació forçada autoinstal·lat són grans, es recomana comprar models aparellats.
Instal·lació de calefacció amb circulació
Exemple d'instal·lació amagada de calefacció de col·lectors
A partir de les dades calculades, es seleccionen canonades del diàmetre requerit i es seleccionen vàlvules de tancament. Tanmateix, el diagrama no mostra el mètode de muntatge del maleter. Les canonades es poden instal·lar de manera oculta o oberta. El primer es recomana utilitzar-lo només amb total confiança en la fiabilitat de tot el sistema de calefacció d'una casa privada amb circulació forçada.
Cal recordar que la qualitat dels components del sistema dependrà del seu rendiment i rendiment. En particular, això s'aplica al material per a la fabricació de canonades i vàlvules. A més, per a un esquema de dues canonades d'un sistema de calefacció de circulació forçada, es recomana seguir els consells dels professionals:
- Instal·lació d'una font d'alimentació d'emergència per a la bomba de circulació en cas d'interrupció del subministrament elèctric;
- Quan utilitzeu anticongelant com a refrigerant, comproveu la seva compatibilitat amb els materials per a la fabricació de canonades, radiadors i la caldera;
- Segons l'esquema de calefacció de la casa amb circulació forçada, la caldera s'ha d'ubicar al punt més baix del sistema;
- A més de la potència de la bomba, cal calcular el dipòsit d'expansió.
La tecnologia per instal·lar calefacció de tipus circulació no és diferent de l'estàndard
És important tenir en compte les característiques de la casa de contorn: el material per fer les parets, la seva pèrdua de calor. Aquest últim afecta directament la potència de tot el sistema.
L'anàlisi dels paràmetres dels sistemes de calefacció amb circulació forçada ajudarà a formar-ne una opinió objectiva:
Què és això
Si un sistema amb circulació forçada requereix una caiguda de pressió creada per una bomba de circulació o proporcionada per una connexió a una xarxa de calefacció, la imatge és diferent. L'escalfament per circulació natural utilitza un simple efecte físic: l'expansió d'un líquid quan s'escalfa.
Si descartem les subtileses tècniques, l'esquema bàsic de treball és el següent:
- La caldera escalfa una certa quantitat d'aigua. Així, per descomptat, s'expandeix i, a causa de la seva menor densitat, és desplaçat cap amunt per una massa més freda de refrigerant.
- Després d'haver pujat al punt superior del sistema de calefacció, l'aigua, que es va refredant gradualment, per gravetat descriu un cercle a través del sistema de calefacció i torna a la caldera. Al mateix temps, desprèn calor als escalfadors i quan torna a estar a l'intercanviador té una densitat més gran que al principi. Aleshores el cicle es repeteix.
Útil: és clar, res no impedeix incloure una bomba de circulació al circuit. En mode normal, proporcionarà una circulació d'aigua més ràpida i una calefacció uniforme, i en absència d'electricitat, el sistema de calefacció funcionarà amb circulació natural.
El funcionament de la bomba en un sistema de circulació natural.
La foto mostra com es resol el problema d'interacció entre la bomba i el sistema de circulació natural. Quan la bomba està en marxa, la vàlvula de retenció s'activa i tota l'aigua passa per la bomba. Val la pena apagar-lo: la vàlvula s'obre i l'aigua circula per una canonada més gruixuda a causa de l'expansió tèrmica.
Caldera per a sistemes de gravetat
Com que aquests esquemes es necessiten principalment per a un dispositiu independent de l'electricitat, les calderes també han de funcionar sense utilitzar electricitat. Pot ser qualsevol unitat no automatitzada, excepte les de pellets i elèctriques.
Molt sovint, les calderes de combustible sòlid funcionen en sistemes amb circulació natural. Són bons per a tothom, però en molts models el combustible es consumeix ràpidament. I si hi ha gelades severes fora de la finestra i la casa no està prou aïllada, per mantenir una temperatura acceptable a la nit, cal aixecar-se i llençar combustible. Especialment aquesta situació es troba sovint quan s'escalfa llenya. La sortida és comprar una caldera de llarga durada (no volàtil, és clar). Per exemple, a les calderes de combustible sòlid lituanes Stropuva, en determinades condicions, la llenya es crema fins a 30 hores i el carbó (antracita) fins a diversos dies. Les especificacions de les calderes Candle són lleugerament pitjors: el temps mínim de combustió per a la llenya és de 7 hores, per al carbó - 34 hores. Hi ha calderes sense automatització i bombes i l'empresa alemanya Buderus, el txec Viadrus i el polonès-ucraïnès Wikchlach, així com els fabricants russos: Energiya, Ogonyok.
Caldera no volàtil de combustió llarga Stropuva
Hi ha calderes no volàtils de gas de fabricació russa, per exemple, Conord. que es produeixen a Rostov-on-Don. Es poden utilitzar en sistemes amb circulació natural. La mateixa planta produeix calderes universals "Don" independents de l'energia, que també són aptes per funcionar sense electricitat. Les calderes de gas de terra de l'empresa italiana Bertta - el model Novella Autonom i algunes altres unitats de fabricants europeus i asiàtics funcionen en sistemes amb circulació natural.
La segona manera, que ajudarà a augmentar el temps entre caixes de foc, és augmentar la inèrcia del sistema. Per a això, s'instal·len acumuladors de calor (TA). Funcionen bé amb les calderes de combustible sòlid, que no tenen la capacitat de regular la intensitat de la combustió: l'excés de calor s'elimina a l'acumulador de calor, en el qual s'acumula i es consumeix energia a mesura que el refrigerant es refreda al sistema principal. La connexió d'aquest dispositiu té les seves pròpies característiques: s'ha de col·locar a la canonada de subministrament a la part inferior. A més, per a una extracció eficient de calor i un funcionament normal, el més a prop possible de la caldera. Tanmateix, per als sistemes gravitatoris, aquesta solució està lluny de ser la millor. A poc a poc arriben al mode de circulació normal, però s'autoregulan: com més fred està a l'habitació, més es refreda el refrigerant, passant pels radiadors. Com més gran és la diferència de temperatures, més gran és la diferència de densitat i més ràpid es mou el refrigerant. I el TA instal·lat fa que la calefacció sigui més inercial i es requereix molt més temps i combustible per a l'acceleració. És cert, i la calor es desprèn més temps. En general, depèn de tu.
Per estabilitzar la temperatura del sistema, s'instal·la un acumulador tèrmic.
Aproximadament els mateixos problemes amb la calefacció de l'estufa amb circulació natural. Aquí, la matriu del forn en si fa el paper d'un acumulador de calor i també es necessita molta energia (combustible) per accelerar el sistema. Però en el cas d'utilitzar TA, normalment és possible excloure'l, i en el cas d'un forn, això no és realista.
De les lleis de la física
Suposem que als radiadors i una caldera, la temperatura del líquid canvia en salts al llarg dels eixos centrals: les parts superiors contenen líquid calent i les parts inferiors contenen líquid fred.
L'aigua calenta té una densitat menor, la qual cosa redueix el seu pes en comparació amb l'aigua freda. Com a resultat, el sistema de calefacció consta de dos recipients comunicants tancats entre si, en els quals el líquid es mou de dalt a baix.
Una columna alta formada per aigua refredada amb un gran pes, en arribar als radiadors, empeny una columna baixa. Com a resultat, el fluid calent s'empeny i es produeix la circulació.
Tipus de sistemes de calefacció amb circulació per gravetat
Malgrat el disseny senzill d'un sistema de calefacció d'aigua amb autocirculació del refrigerant, hi ha almenys quatre esquemes d'instal·lació populars. L'elecció del tipus de cablejat depèn de les característiques de l'edifici en si i del rendiment esperat.
Per determinar quin esquema funcionarà, en cada cas individual cal realitzar un càlcul hidràulic del sistema, tenir en compte les característiques de la unitat de calefacció, calcular el diàmetre de la canonada, etc. És possible que necessiteu l'ajuda d'un professional quan feu els càlculs.
Sistema tancat amb circulació per gravetat
Als països de la UE, els sistemes tancats són els més populars entre altres solucions. A la Federació Russa, l'esquema encara no s'ha utilitzat àmpliament. Els principis de funcionament d'un sistema d'escalfament d'aigua de tipus tancat amb circulació sense bomba són els següents:
- Quan s'escalfa, el refrigerant s'expandeix, l'aigua es desplaça del circuit de calefacció.
- Sota pressió, el líquid entra a un tanc d'expansió de membrana tancat. El disseny del recipient és una cavitat dividida per una membrana en dues parts. La meitat del dipòsit s'omple de gas (la majoria de models utilitzen nitrogen).La segona part roman buida per omplir amb refrigerant.
- Quan el líquid s'escalfa, es crea una pressió suficient per empènyer la membrana i comprimir el nitrogen. Després del refredament, es produeix el procés invers i el gas extreu l'aigua del dipòsit.
En cas contrari, els sistemes de tipus tancat funcionen com altres sistemes de calefacció de circulació natural. Com a desavantatges, es pot destacar la dependència del volum del dipòsit d'expansió. Per a habitacions amb una gran zona de calefacció, caldrà instal·lar un contenidor ampli, cosa que no sempre és aconsellable.
Sistema obert amb circulació per gravetat
El sistema de calefacció de tipus obert només difereix del tipus anterior en el disseny del dipòsit d'expansió. Aquest esquema s'utilitzava més sovint en edificis antics. Els avantatges d'un sistema obert és la possibilitat d'autofabricar envasos a partir de materials improvisats. El dipòsit sol tenir unes dimensions modestes i s'instal·la al sostre o sota el sostre de la sala d'estar.
El principal desavantatge de les estructures obertes és l'entrada d'aire a les canonades i els radiadors de calefacció, la qual cosa comporta un augment de la corrosió i una ràpida fallada dels elements de calefacció. La ventilació del sistema també és un "convidat" freqüent en circuits oberts. Per tant, els radiadors s'instal·len en angle, les grues Mayevsky han de purgar l'aire.
Sistema d'un sol tub amb autocirculació
Aquesta solució té diversos avantatges:
- No hi ha cap canonada aparellada sota el sostre i per sobre del nivell del terra.
- Estalvieu diners en la instal·lació del sistema.
Els inconvenients d'aquesta solució són evidents. La producció de calor dels radiadors de calefacció i la intensitat de la seva calefacció disminueix amb la distància de la caldera. Com mostra la pràctica, sovint es torna a fer un sistema de calefacció d'un sol tub d'una casa de dos pisos amb circulació natural, fins i tot si s'observen tots els pendents i es selecciona el diàmetre correcte de la canonada (instal·lant equips de bombeig).
Sistema de dos tubs amb autocirculació
El sistema de calefacció de dues canonades en una casa privada amb circulació natural té les següents característiques de disseny:
- Flux de subministrament i retorn per canonades separades.
- El tub d'alimentació es connecta a cada radiador mitjançant una entrada.
- La bateria està connectada a la línia de retorn amb el segon delineador d'ulls.
Com a resultat, un sistema de radiador de dos tubs ofereix els següents avantatges:
- Distribució uniforme de la calor.
- No cal afegir seccions de radiador per a un millor escalfament.
- Més fàcil d'ajustar el sistema.
- El diàmetre del circuit d'aigua és almenys una mida més petit que en els esquemes d'una sola canonada.
- Manca de normes estrictes per a la instal·lació d'un sistema de dues canonades. Es permeten petites desviacions respecte a pendents.
El principal avantatge d'un sistema de calefacció de dues canonades amb cablejat inferior i superior és la senzillesa i, alhora, l'eficiència del disseny, que permet anivellar els errors comesos en els càlculs o durant els treballs d'instal·lació.
Càlcul de potència
La producció de calor efectiva de la caldera es calcula de la mateixa manera que en tots els altres casos.
Per àmbits
La manera més senzilla és el càlcul recomanat per SNiP per a l'àrea de l'habitació. 1 kW de potència tèrmica hauria de caure en 10 m2 de l'àrea de l'habitació. Per a les regions del sud, es pren un coeficient de 0,7 - 0,9, per a la zona mitjana del país - 1,2 - 1,3, per a les regions de l'Extrem Nord - 1,5-2,0.
Com qualsevol càlcul aproximat, aquest mètode descuida molts factors:
- Alçades de sostre. Està lluny de ser l'estàndard de 2,5 metres a tot arreu.
- La calor es filtra per les obertures.
- La ubicació de l'habitació dins de la casa o contra les parets exteriors.
Tots els mètodes de càlcul donen grans errors, de manera que la potència tèrmica normalment s'inclou en el projecte amb algun marge.
Per volum, tenint en compte factors addicionals
Una imatge més precisa donarà un altre mètode de càlcul.
- Es pren com a base la potència tèrmica de 40 watts per metre cúbic de volum d'aire a l'habitació.
- Els coeficients regionals també s'apliquen en aquest cas.
- Cada finestra de mida estàndard afegeix 100 watts als nostres càlculs. Cada porta és de 200.
- La ubicació de l'habitació prop de la paret exterior donarà, depenent del seu gruix i material, un coeficient d'1,1 - 1,3.
- Amb un coeficient d'1,5, es calcula una casa privada, en la qual a sota i a dalt no hi ha apartaments veïns càlids, sinó un carrer.
Tanmateix: i aquest càlcul serà MOLT aproximat. Només cal dir que a les cases privades construïdes amb tecnologies d'estalvi d'energia, el projecte inclou una potència de calefacció de 50-60 watts per metre quadrat. L'excés es determina per la fuita de calor a través de parets i sostres.
Avantatges d'instal·lar un sistema de dues canonades
Quan es dissenya l'escalfament d'aigua amb circulació forçada per a una casa privada, trien, en funció de les capacitats materials del propietari, un esquema d'una o dues canonades. Un sistema d'un sol tub és més barat, més fàcil d'instal·lar i un sistema de dos tubs és més eficient en funcionament. Quan s'instal·la un sistema de calefacció horitzontal de dues canonades, són possibles tres esquemes de col·locació de canonades: punt mort, associat i col·lector.
Tres esquemes per al dispositiu d'un sistema de calefacció horitzontal de dos tubs en una casa privada: A) carreró sense sortida; B) passant; B) col·lector (biga)
Observem de seguida que aquest últim, és a dir, el traçat de la canonada del col·lector, té la major eficiència. No obstant això, la seva implementació augmenta el consum de materials, així com la complexitat del treball d'instal·lació.
