Calentamiento por gravedad
Una casa de campo moderna no es inferior a un apartamento de la ciudad en términos de comodidad. El desarrollo de tecnologías de construcción ha hecho posible la construcción de sistemas de soporte de vida independientes en pequeñas instalaciones. Si lo desea, puede equipar casi cualquier sistema de ingeniería autónomo en la casa, por ejemplo calefacción.
Sistemas de calefacción para el hogar en el agua.
Calentamiento por gravedad
El más popular en nuestro país es el líquido. calefaccióncaracterizada por la sencillez y la eficiencia. El principio de funcionamiento se basa en la capacidad del agua para acumular y transferir una gran cantidad de energía térmica. Tecnología instalaciones de calentamiento de agua generalizado y conocido por casi todos los especialistas en sistemas de calefacción.
Circulación atmosférica: natural y fiable
Según el método de transporte del refrigerante a través de tuberías, existen dos tipos calefacción:
Con circulación forzada
con circulación gravitacional (natural).
En sistemas con circulación forzada, se instala una bomba para asegurar el flujo de agua a través de las tuberías. Este esquema requiere una fuente de alimentación ininterrumpida para la bomba. De lo contrario, la eficiencia del sistema de calefacción de este tipo se reduce drásticamente.Calentamiento por gravedad es un sistema no volátil, ya que no tiene motor. El movimiento del refrigerante ocurre debido a la diferencia en el peso volumétrico de los líquidos fríos y calientes. El agua calentada en la caldera sube por el tubo ascendente y se distribuye a los dispositivos de calefacción. Al enfriarse, el refrigerante disminuye de volumen y tiende a bajar, por lo que la línea de retorno se coloca al nivel del piso.
Ventaja calentamiento por gravedad radica en la alta fiabilidad del sistema. Mientras la gravedad esté en efecto y los objetos tengan peso, funcionará un sistema de trabajo con circulación atmosférica del refrigerante.
Diagramas de conexión para dispositivos de calefacción.
Instalación de calentamiento de agua realizado de acuerdo con uno de los esquemas:
Cableado monotubo
calor principal en dos tubos;
Cableado del colector (haz).
Instalar el circuito de calefacción en una tubería le permite ahorrar en tuberías, pero este esquema es insostenible en casas grandes. A medida que el refrigerante se mueve a lo largo de los radiadores conectados en serie, la temperatura del medio de trabajo desciende y los últimos calentadores reciben el refrigerante enfriado.
Diagrama de cableado de dos tubos calentamiento por gravedad le permite conectar radiadores en paralelo, lo que garantiza un calentamiento más uniforme de todas las habitaciones. Además, es posible ajustar con mayor precisión la temperatura en cada calentador.
El circuito colector se considera el más progresivo. Las ventajas de la conexión radial de los radiadores son obvias: control preciso de la temperatura de cada calentador, velocidad y facilidad de instalación, mantenibilidad.
Nuestra oferta
La empresa "Design Prestige" emplea a verdaderos profesionales que pueden realizar de manera competente instalación de calentamiento de agua en breve. Al cumplir con un pedido, aplicamos las últimas tecnologías y utilizamos equipos de clase profesional, lo que es una garantía de la calidad del trabajo realizado.
Ventajas.
- El equipo utilizado en este sistema tiene un diseño bastante sencillo, por lo que el proceso de instalación no resulta especialmente complicado. La misma calidad determina la facilidad de operación del sistema en cuestión.
- Este equipamiento es absolutamente independiente de la intensidad del suministro energético del edificio.Por lo tanto, la presencia o ausencia de corriente eléctrica no afecta el microclima de la habitación calentada.
- El sistema no requiere el uso de bombas especiales que aseguren la circulación ininterrumpida del líquido. Esta circunstancia elimina por completo las vibraciones, y además asegura un funcionamiento silencioso del equipo.
- Este sistema tiene un alto nivel de confiabilidad y también tiene un largo período de funcionamiento. Puede funcionar durante unos cuarenta años.
- El equipo de calefacción por gravedad es capaz de regular su trabajo en modo automático.
Es importante señalar que la fiabilidad de este sistema depende directamente de la esmorregulación cuantitativa. Esto significa que, a medida que cambia la temperatura del fluido de calefacción, el caudal del refrigerante también sufre algunas metamorfosis.
Debido al cambio en la densidad del elemento mencionado, el nivel de transferencia de calor aumenta o disminuye. Por lo tanto, la intensidad de este último se ve afectada por el contenido cuantitativo de agua.
Además, la pérdida de calor de la habitación en sí, en relación con la cual opera este sistema, es de gran importancia. Cuanto mayor sea la tasa de transferencia de calor, más intenso será el proceso de transferencia de calor.
Si consideramos un sistema de dos tuberías, entonces el círculo de circulación está determinado por un dispositivo, lo que conduce a una forma de autorregulación ligeramente diferente. En este caso, dicho círculo es más corto. Debido a esta circunstancia, la transferencia de calor mejora significativamente.
En cuanto a la tubería única, aquí el círculo de calentamiento incluye varias unidades. En relación con esta característica, se observa una distribución desigual del calor. Esto a menudo provoca la necesidad de utilizar una bomba de circulación especial, pero dicho sistema no es relevante para la especie en cuestión.
Defectos.
Como todo lo hecho por el hombre, el sistema de calentamiento gravitacional tiene sus inconvenientes, los cuales se expresan en los siguientes:
- El sistema tiene una presión de circulación suficientemente baja, por lo que su radio de acción se reduce a treinta metros en horizontal.
- El mismo factor, junto con la alta capacidad calorífica del agua, determina la baja velocidad de arranque del equipo.
- A menudo, se instala un tanque de agua de expansión en una habitación sin calefacción, lo que puede provocar que este líquido se congele en invierno. Esto está plagado de consecuencias indeseables, que se manifiestan en la destrucción de tuberías.
Ventajas y desventajas de los sistemas de gravedad.
La principal ventaja de este sistema de calefacción es su fiabilidad y durabilidad. En condiciones normales de funcionamiento, dicho sistema puede funcionar sin reparaciones durante varias décadas. El sistema de calefacción gravitacional funciona, basado en las leyes de la física, sin el uso de costosos equipos volátiles. (Ver también: Líquido de calefacción)
Sin embargo, estos sistemas tienen importantes inconvenientes.
- El calentamiento por gravedad tiene un alcance corto. En un plano horizontal - menos de 30 metros.
- Calentamiento lento de los equipos de calefacción debido a la baja presión y la importante capacidad calorífica del agua.
- La probabilidad de congelación del refrigerante en el tanque de expansión, si está ubicado en una habitación sin calefacción. (Ver también: Especificaciones de un sistema de calentamiento de agua)
Diagrama esquemático del sistema de gravedad.
Dicho sistema de calefacción incluye una caldera, dos tuberías: suministro y retorno, dispositivos de calefacción y un tanque de expansión.
El agua se calienta en el generador de calor y fluye a través de una tubería directa a los dispositivos de calefacción. Habiendo cedido parte del calor, el refrigerante regresa a la fuente de energía térmica a través de la tubería de retorno.
Todas las tuberías horizontales durante la instalación se colocan con una pendiente precalculada.Por lo tanto, el agua liviana caliente se exprime hacia arriba a lo largo del elevador principal, desde donde se distribuye a lo largo de las ramas horizontales hacia los dispositivos de calefacción. Desde ellos, el agua enfriada vuelve a la caldera por gravedad. Allí desplaza el agua calentada, se calienta y el ciclo se repite. (Ver también: Calderas de combustible sólido)
Las pendientes ayudan a deshacerse de las burbujas de aire. El aire es más liviano que el agua, por lo que ingresa libremente al tanque de expansión y se elimina del sistema.
El ascenso del agua a lo largo del elevador se produce debido al calentamiento del refrigerante, su expansión y la aparición de la presión gravitacional. El movimiento de un líquido a lo largo de un circuito cerrado se lleva a cabo debido a la diferencia en las densidades de los líquidos con diferentes temperaturas de calentamiento. La presión gravitacional se usa para mover fluidos y vencer la resistencia en las tuberías. Cuanto mayor sea la resistencia, mayor será la presión gravitacional necesaria para superarlos. Para reducir la fricción, aumente el diámetro de las tuberías, lo que conduce a un aumento de los costos. La presión de circulación depende de la diferencia de temperatura entre los líquidos calentado y enfriado y de la diferencia entre las alturas al centro de la caldera y el calentador. Cuanto más alto sea el dispositivo, más fácil será la circulación del refrigerante.
Sistema de gravedad de calefacción de tubería única
Dicho sistema de calefacción solo se puede instalar con la distribución superior de la tubería de suministro. No hay elevadores inversos en un sistema de este tipo. (Ver también: Sistema de calefacción de circulación forzada)
Dichos sistemas se pueden montar de acuerdo con dos esquemas: de flujo continuo y con secciones de arrastre.
Con un circuito de flujo, no hay elevador de suministro y los radiadores ubicados uno encima del otro están conectados en serie. El refrigerante caliente pasa de arriba a abajo a través de todos los radiadores. Un líquido perfectamente enfriado ingresa a los aparatos inferiores, lo que conduce a un buen calentamiento de los radiadores en los pisos superiores y radiadores completamente fríos en los inferiores.
Los bypasses están incluidos en el sistema con radiadores de cierre. Esto permite que parte del agua del tubo ascendente se suministre a los radiadores inferiores, sin pasar por los superiores. En este sistema, el agua a casi la misma temperatura ingresa a los radiadores superior e inferior.
Calentamiento por gravedad tipos de esquemas somáticos de calentamiento.
Los esquemas de calefacción con circulación natural son de dos tipos: monotubo y bitubo. Las casas antiguas tenían solo una tubería en su sistema de calefacción. Pero en la actualidad, se usa con mayor frecuencia un sistema de calefacción de dos tubos con una dilución más baja o más alta. ¿Cuáles son las principales diferencias entre los esquemas? El calentamiento por gravedad de un solo tubo se considera el más simple. La tubería se coloca bajo el techo del local y el circuito de retorno bajo el suelo. De los aspectos positivos, se puede señalar una pequeña cantidad de componentes necesarios para el funcionamiento del sistema. También cuenta con una fácil instalación. Como ventajas, podemos señalar la posibilidad de su funcionamiento al instalar la caldera y los radiadores al mismo nivel. Por lo general, en una casa de dos pisos, este esquema rara vez se usa porque no permite que la casa se caliente de manera uniforme. Sin embargo, esto se puede corregir instalando tuberías volumétricas y radiadores en la planta baja. Al instalar un circuito de tubería única, no se proporcionan válvulas de control, lo que significa que no será posible regular la temperatura.
Un sistema de calefacción de dos tubos es más difícil tanto en funcionamiento como en el dispositivo, ya que involucra varios circuitos de calefacción. Uno de ellos está destinado al flujo de refrigerante caliente, el otro al frío. En este caso, necesitará muchos más componentes. El sistema de calefacción sin salida de una casa de dos pisos necesariamente requerirá el aislamiento del elevador principal para evitar la pérdida de calor. Para un sistema de dos tuberías, es necesario utilizar tuberías de gran diámetro, al menos 32 mm, de lo contrario, la resistencia hidráulica impedirá la circulación por gravedad.
Tipos de sistemas de calefacción con circulación por gravedad.
A pesar del diseño simple de un sistema de calentamiento de agua con autocirculación del refrigerante, existen al menos cuatro esquemas de instalación populares. La elección del tipo de cableado depende de las características del propio edificio y del rendimiento esperado.
Para determinar qué esquema funcionará, en cada caso individual se requiere realizar un cálculo hidráulico del sistema, tener en cuenta las características de la unidad de calefacción, calcular el diámetro de la tubería, etc. Es posible que necesite la ayuda de un profesional al hacer los cálculos.
Sistema cerrado con circulación por gravedad
En los países de la UE, los sistemas cerrados son los más populares entre otras soluciones. En la Federación Rusa, el esquema aún no se ha utilizado ampliamente. Los principios de funcionamiento de un sistema de calentamiento de agua de tipo cerrado con circulación sin bomba son los siguientes:
- Cuando se calienta, el refrigerante se expande, el agua se desplaza del circuito de calefacción.
- Bajo presión, el líquido ingresa a un tanque de expansión de membrana cerrado. El diseño del contenedor es una cavidad dividida por una membrana en dos partes. La mitad del tanque está lleno de gas (la mayoría de los modelos usan nitrógeno). La segunda parte permanece vacía para llenar con refrigerante.
- Cuando el líquido se calienta, se crea suficiente presión para empujar a través de la membrana y comprimir el nitrógeno. Después del enfriamiento, ocurre el proceso inverso y el gas extrae el agua del tanque.
De lo contrario, los sistemas de tipo cerrado funcionan como otros esquemas de calefacción de circulación natural. Como desventajas, se puede señalar la dependencia del volumen del tanque de expansión. Para habitaciones con una gran área de calefacción, deberá instalar un contenedor de gran capacidad, lo que no siempre es recomendable.
Sistema abierto con circulación por gravedad
El sistema de calefacción de tipo abierto difiere del tipo anterior solo en el diseño del tanque de expansión. Este esquema se usó con mayor frecuencia en edificios antiguos. Las ventajas de un sistema abierto es la posibilidad de autofabricación de contenedores a partir de materiales improvisados. El tanque suele tener dimensiones modestas y se instala en el techo o debajo del techo de la sala de estar.
La principal desventaja de las estructuras abiertas es la entrada de aire en las tuberías y los radiadores de calefacción, lo que provoca una mayor corrosión y una rápida falla de los elementos de calefacción. Ventilar el sistema también es un "invitado" frecuente en los circuitos abiertos. Por lo tanto, los radiadores se instalan en ángulo, se requieren grúas Mayevsky para purgar el aire.
Sistema monotubo con autocirculación
Esta solución tiene varias ventajas:
- No hay tubería emparejada debajo del techo y sobre el nivel del piso.
- Ahorre dinero en la instalación del sistema.
Las desventajas de tal solución son obvias. La producción de calor de los radiadores de calefacción y la intensidad de su calentamiento disminuyen con la distancia a la caldera. Como muestra la práctica, un sistema de calefacción de tubería única de una casa de dos pisos con circulación natural, incluso si se observan todas las pendientes y se selecciona el diámetro de tubería correcto, a menudo se rehace (instalando equipo de bombeo).
Sistema bitubo con autocirculación
El sistema de calefacción de dos tubos en una casa privada con circulación natural tiene las siguientes características de diseño:
- Suministro y retorno de flujo a través de tuberías separadas.
- La tubería de suministro está conectada a cada radiador a través de una entrada.
- La batería está conectada a la línea de retorno con el segundo delineador.
Como resultado, un sistema tipo radiador de dos tubos proporciona las siguientes ventajas:
- Distribución uniforme del calor.
- No es necesario agregar secciones de radiador para un mejor calentamiento.
- Más fácil de ajustar el sistema.
- El diámetro del circuito de agua es al menos un tamaño más pequeño que en los esquemas de tubería única.
- Falta de reglas estrictas para instalar un sistema de dos tuberías. Se permiten pequeñas desviaciones en cuanto a pendientes.
La principal ventaja de un sistema de calefacción de dos tubos con cableado inferior y superior es la simplicidad y, al mismo tiempo, la eficiencia del diseño, que le permite nivelar los errores cometidos en los cálculos o durante el trabajo de instalación.
Tipos de sistemas de calefacción con circulación por gravedad.
A pesar del diseño simple de un sistema de calentamiento de agua con autocirculación del refrigerante, existen al menos cuatro esquemas de instalación populares. La elección del tipo de cableado depende de las características del propio edificio y del rendimiento esperado.
Para determinar qué esquema funcionará, en cada caso individual se requiere realizar un cálculo hidráulico del sistema, tener en cuenta las características de la unidad de calefacción, calcular el diámetro de la tubería, etc. Es posible que necesite la ayuda de un profesional al hacer los cálculos.
Sistema cerrado con circulación por gravedad
En los países de la UE, los sistemas cerrados son los más populares entre otras soluciones. En la Federación Rusa, el esquema aún no se ha utilizado ampliamente. Los principios de funcionamiento de un sistema de calentamiento de agua de tipo cerrado con circulación sin bomba son los siguientes:
- Cuando se calienta, el refrigerante se expande, el agua se desplaza del circuito de calefacción.
- Bajo presión, el líquido ingresa a un tanque de expansión de membrana cerrado. El diseño del contenedor es una cavidad dividida por una membrana en dos partes. La mitad del tanque está lleno de gas (la mayoría de los modelos usan nitrógeno). La segunda parte permanece vacía para llenar con refrigerante.
- Cuando el líquido se calienta, se crea suficiente presión para empujar a través de la membrana y comprimir el nitrógeno. Después del enfriamiento, ocurre el proceso inverso y el gas extrae el agua del tanque.
De lo contrario, los sistemas de tipo cerrado funcionan como otros esquemas de calefacción de circulación natural. Como desventajas, se puede señalar la dependencia del volumen del tanque de expansión. Para habitaciones con una gran área de calefacción, deberá instalar un contenedor de gran capacidad, lo que no siempre es recomendable.
Sistema abierto con circulación por gravedad
El sistema de calefacción de tipo abierto difiere del tipo anterior solo en el diseño del tanque de expansión. Este esquema se usó con mayor frecuencia en edificios antiguos. Las ventajas de un sistema abierto es la posibilidad de autofabricación de contenedores a partir de materiales improvisados. El tanque suele tener dimensiones modestas y se instala en el techo o debajo del techo de la sala de estar.
La principal desventaja de las estructuras abiertas es la entrada de aire en las tuberías y los radiadores de calefacción, lo que provoca una mayor corrosión y una rápida falla de los elementos de calefacción. Ventilar el sistema también es un "invitado" frecuente en los circuitos abiertos. Por lo tanto, los radiadores se instalan en ángulo, se requieren grúas Mayevsky para purgar el aire.
Sistema monotubo con autocirculación
Un sistema horizontal de tubería única con circulación natural tiene una baja eficiencia térmica, por lo que se usa muy raramente. La esencia del esquema es que la tubería de suministro está conectada en serie a los radiadores. El refrigerante calentado ingresa a la tubería de derivación superior de la batería y se descarga a través de la salida inferior. Después de eso, el calor ingresa a la siguiente unidad de calefacción y así sucesivamente hasta el último punto. La línea de retorno regresa desde la última batería a la caldera.
Esta solución tiene varias ventajas:
- No hay tubería emparejada debajo del techo y sobre el nivel del piso.
- Ahorre dinero en la instalación del sistema.
Las desventajas de tal solución son obvias. La producción de calor de los radiadores de calefacción y la intensidad de su calentamiento disminuyen con la distancia a la caldera.Como muestra la práctica, un sistema de calefacción de tubería única de una casa de dos pisos con circulación natural, incluso si se observan todas las pendientes y se selecciona el diámetro de tubería correcto, a menudo se rehace (instalando equipo de bombeo).
Sistema bitubo con autocirculación
El sistema de calefacción de dos tubos en una casa privada con circulación natural tiene las siguientes características de diseño:
- Suministro y retorno de flujo a través de tuberías separadas.
- La tubería de suministro está conectada a cada radiador a través de una entrada.
- La batería está conectada a la línea de retorno con el segundo delineador.
Como resultado, un sistema tipo radiador de dos tubos proporciona las siguientes ventajas:
- Distribución uniforme del calor.
- No es necesario agregar secciones de radiador para un mejor calentamiento.
- Más fácil de ajustar el sistema.
- El diámetro del circuito de agua es al menos un tamaño más pequeño que en los esquemas de tubería única.
- Falta de reglas estrictas para instalar un sistema de dos tuberías. Se permiten pequeñas desviaciones en cuanto a pendientes.
La principal ventaja de un sistema de calefacción de dos tubos con cableado inferior y superior es la simplicidad y, al mismo tiempo, la eficiencia del diseño, que le permite nivelar los errores cometidos en los cálculos o durante el trabajo de instalación.
Tipos de sistema de calefacción por gravedad.
Hay dos tipos de sistema de calefacción por gravedad:
El sistema bitubo es más complejo e implica la presencia de dos circuitos. Dentro de un circuito, el refrigerante (agua) pasa de la caldera a las baterías, y por el segundo, el agua vuelve a la caldera. Recuerde que este tipo de sistema requiere un diseño más cuidadoso. El proceso de instalación tampoco será el más fácil, considéralo por etapas:
- instalación de un elevador, desempeñará el papel principal, pasa del tanque a la caldera;
- elevador principal con cableado, conectado al nivel de 1/3 de la altura total de la habitación desde el nivel del piso;
- el tubo de desbordamiento está conectado al tanque de expansión, a través de él, el exceso de líquido va a la alcantarilla;
- para que el agua vuelva a la caldera, los tubos de retorno cortan la parte inferior de las baterías.
En un sistema de circuito único, el número deseado de radiadores juega un papel fundamental. El volumen del tanque de expansión depende de esto. Por lo general, se llena hasta las tres cuartas partes del volumen total.
Vale la pena monitorear constantemente el nivel del agua en el tanque, no debe ser inferior al nivel de la tubería a través de la cual se distribuye el agua a los radiadores. Esto amenaza con detener la circulación del refrigerante.
Aunque el sistema de tubería única es simple, solo lo parece a primera vista. Un proyecto no realizado correctamente traerá muchos problemas y consecuencias, confíe este asunto a profesionales.
Al diseñar un sistema natural, se debe prestar atención principal a la distribución uniforme de la presión en un circuito cerrado y la correcta circulación del refrigerante.
