Valvola di non ritorno per schema di collegamento riscaldamento, tipologie e consigli di funzionamento

Cos'è la circolazione forzata?

La circolazione naturale del liquido di raffreddamento avviene secondo leggi fisiche: l'acqua riscaldata o antigelo sale alla sommità dell'impianto e, raffreddandosi gradualmente, scende, ritornando in caldaia. Per una corretta circolazione, è necessario mantenere rigorosamente l'angolo di inclinazione dei tubi diretti e di ritorno. Con una piccola lunghezza del sistema in una casa a un piano, questo non è difficile da fare e la differenza di altezza sarà piccola.

Per case di grandi dimensioni, così come edifici a più piani. un tale sistema è spesso inadatto: può formare sacche d'aria, interruzione della circolazione e, di conseguenza, surriscaldamento del liquido di raffreddamento nella caldaia. Questa situazione è pericolosa e può causare danni ai componenti del sistema.

Pertanto, una pompa di circolazione è installata nel tubo di ritorno, immediatamente prima dell'ingresso nello scambiatore di calore della caldaia, che crea la pressione e la portata di circolazione dell'acqua necessarie nell'impianto. Allo stesso tempo, il liquido di raffreddamento riscaldato viene deviato tempestivamente ai dispositivi di riscaldamento, la caldaia funziona normalmente e il microclima della casa rimane stabile.

Schema: elementi dell'impianto di riscaldamento

• il sistema funziona stabilmente in edifici di qualsiasi lunghezza e numero di piani;
• è possibile utilizzare tubi di diametro inferiore rispetto a quelli a circolazione naturale, risparmiando il costo del loro acquisto;
• è consentito posizionare tubi senza pendenza e posarli nascosti nel pavimento;
• i pavimenti dell'acqua calda possono essere collegati all'impianto di riscaldamento forzato;
• condizioni di temperatura stabili prolungano la vita di raccordi, tubi e radiatori;
• E' possibile regolare il riscaldamento per ogni stanza.

Svantaggi di un sistema di circolazione forzata:

• è necessario il calcolo e l'installazione della pompa, il suo collegamento alla rete, che rende volatile il sistema;
• La pompa fa rumore durante il funzionamento.

Gli svantaggi sono risolti con successo dal corretto posizionamento dell'attrezzatura: la pompa è collocata in un locale caldaia separato accanto alla caldaia di riscaldamento ed è installata una fonte di alimentazione di riserva: una batteria o un generatore.

Il principio di funzionamento di un sistema di riscaldamento a gravità

Il principio di funzionamento del riscaldamento sembra semplice: l'acqua si muove attraverso la tubazione, spinta dalla pressione idrostatica, che è apparsa a causa delle diverse masse di acqua riscaldata e raffreddata. Un altro disegno simile è chiamato gravità o gravità. La circolazione è il movimento del liquido raffreddato nelle batterie e del liquido più pesante sotto la pressione della sua stessa massa fino all'elemento riscaldante e lo spostamento dell'acqua riscaldata leggera nel tubo di alimentazione. L'impianto funziona quando la caldaia a circolazione naturale è posta al di sotto dei termosifoni.

Nei circuiti aperti comunica direttamente con l'ambiente esterno e l'aria in eccesso fuoriesce nell'atmosfera. Il volume d'acqua aumentato dal riscaldamento viene eliminato, la pressione costante viene normalizzata.

La circolazione naturale è possibile anche in un impianto di riscaldamento chiuso se dotato di vaso di espansione a membrana. A volte le strutture di tipo aperto vengono convertite in strutture chiuse. I circuiti chiusi sono più stabili durante il funzionamento, il liquido di raffreddamento non evapora al loro interno, ma sono anche indipendenti dall'elettricità. Cosa influenza la pressione di circolazione

La circolazione dell'acqua nella caldaia dipende dalla differenza di densità tra i liquidi caldo e freddo e dall'entità del dislivello tra la caldaia e il radiatore più basso. Questi parametri vengono calcolati anche prima dell'installazione del circuito di riscaldamento. La circolazione naturale si verifica perché la temperatura di ritorno nell'impianto di riscaldamento è bassa. Il liquido di raffreddamento ha il tempo di raffreddarsi, passando attraverso i radiatori, diventa più pesante e con la sua massa spinge il liquido riscaldato fuori dalla caldaia, costringendolo a muoversi attraverso i tubi.

Schema di circolazione dell'acqua nella caldaia

L'altezza del livello della batteria sopra la caldaia aumenta la pressione, aiutando l'acqua a vincere più facilmente la resistenza delle tubazioni. Più in alto sono posizionati i radiatori rispetto alla caldaia, maggiore è l'altezza della colonna di ritorno raffreddata e con maggiore pressione spinge l'acqua riscaldata verso l'alto quando arriva in caldaia.

La densità regola anche la pressione: più l'acqua si scalda, minore diventa la sua densità rispetto al ritorno. Di conseguenza, viene espulso con più forza e la pressione aumenta. Per questo motivo, le strutture di riscaldamento a gravità sono considerate autoregolanti, perché se si modifica la temperatura del riscaldamento dell'acqua, cambierà anche la pressione sul liquido di raffreddamento, il che significa che il suo consumo cambierà.

Durante l'installazione, la caldaia deve essere posizionata in fondo, al di sotto di tutti gli altri elementi, per garantire una pressione sufficiente del liquido di raffreddamento.

Tubazioni per impianti a circolazione naturale

Nella scelta del diametro dei tubi giocano un ruolo non solo le dimensioni dell'impianto e il numero di radiatori, ma anche il materiale con cui sono realizzati, ovvero la levigatezza delle pareti. Per i sistemi gravitazionali, questo è un parametro molto importante. La situazione peggiore è con i normali tubi metallici: la superficie interna è ruvida e dopo l'uso diventa ancora più irregolare a causa dei processi di corrosione e dei depositi accumulati sulle pareti. Pertanto, tali tubi prendono il diametro più grande.

I tubi d'acciaio tra qualche anno potrebbero assomigliare a questo

Da questo punto di vista sono preferibili metallo-plastica e polipropilene rinforzato. Ma vengono utilizzati raccordi in metallo-plastica che riducono notevolmente il gioco, che può diventare critico per i sistemi a gravità. Pertanto, il polipropilene rinforzato sembra più preferibile. Ma hanno dei limiti sulla temperatura del liquido di raffreddamento: la temperatura di esercizio è di 70 ° C, la temperatura di picco è di 95 ° C. Per i prodotti realizzati in plastica PPS speciale, la temperatura di esercizio è di 95 ° C, la temperatura di picco è fino a 110 °C. Quindi, a seconda della caldaia e dell'impianto nel suo complesso, è possibile utilizzare questi tubi, purché siano prodotti di marca di qualità, e non contraffatti. Maggiori informazioni sui tubi in polipropilene qui.

Metallo-plastica e polipropilene possono essere utilizzati anche per l'installazione di impianti di riscaldamento

Ma se è prevista l'installazione di una caldaia a combustibile solido. quindi nessun polipropilene può sopportare tali carichi termici. In questo caso, utilizzare acciaio o acciaio zincato e inossidabile sui collegamenti filettati (non utilizzare saldature durante l'installazione dell'acciaio inossidabile, poiché le cuciture perdono molto rapidamente)

Va bene anche il rame (qui c'è scritto dei tubi di rame), ma ha anche le sue caratteristiche e deve essere maneggiato con cura: non si comporterà normalmente con tutti i refrigeranti ed è meglio non usarlo in un sistema con l'alluminio radiatori (crollano rapidamente)

Una caratteristica dei sistemi a circolazione naturale è che non possono essere calcolati a causa della formazione di flussi turbolenti non calcolabili. Sono progettati sulla base dell'esperienza e di norme e regole mediate, derivate empiricamente. Fondamentalmente le regole sono:

• alzare il punto di accelerazione il più in alto possibile;
• non restringere i tubi di alimentazione;
• mettere un numero sufficiente di sezioni di radiatori.

Poi se ne usa un altro: dal luogo della prima diramazione e di ogni successiva, portano un tubo di diametro più piccolo di un gradino. Ad esempio, un tubo da 2 pollici proviene dalla caldaia, quindi 1 ¾ dal primo ramo, quindi 1 ½, ecc. I rifiuti vengono raccolti da un diametro più piccolo a uno più grande.

Ci sono molte altre caratteristiche dell'installazione di sistemi a gravità. Primo: è desiderabile realizzare tubi con una pendenza dell'1-5%, a seconda della lunghezza della tubazione. In linea di principio, con una sufficiente differenza di temperatura e altezza, è possibile realizzare anche un cablaggio orizzontale, l'importante è che non ci siano sezioni con pendenza negativa (inclinata nella direzione opposta), che, a causa della formazione di sacche d'aria in loro, bloccherà il movimento del flusso d'acqua.

Sistema monotubo a gravità con cablaggio verticale per due ante (circuiti)

La seconda caratteristica è che nel punto più alto dell'impianto deve essere installato un vaso di espansione e/o una presa d'aria. Il vaso di espansione può essere di tipo aperto (anche l'impianto sarà aperto) oa membrana (chiuso).Quando si installa una presa d'aria aperta, non è necessario che si raccolga nel punto più alto - nel serbatoio ed esca nell'atmosfera. Quando si installa un serbatoio a membrana, è necessaria anche l'installazione di uno sfiato dell'aria automatico. Con il cablaggio orizzontale, i rubinetti Mayevsky su ciascuno dei radiatori non interferiranno: con il loro aiuto è più facile rimuovere tutte le prese d'aria nel ramo.

Schema di installazione di sistemi di riscaldamento a gravità

Poiché la circolazione dell'acqua nell'impianto di riscaldamento avviene senza la partecipazione di una pompa, per il flusso senza ostacoli del fluido attraverso le linee, devono avere un diametro maggiore rispetto allo schema in cui è forzata la circolazione dell'acqua. Il sistema a gravità funziona riducendo la resistenza che l'acqua deve superare: più il tubo è lontano dalla caldaia, più è largo.

Il riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale può avere un cablaggio superiore o inferiore. Quando il cablaggio è progettato come a due tubi, l'acqua riscaldata entra direttamente in ciascuna batteria e non le attraversa una per una, come in uno schema a tubo singolo.

Il cablaggio superiore, in cui il liquido di raffreddamento sale prima al soffitto e da lì scende alle batterie, è più adatto per installare un tale progetto. Se il cablaggio è pianificato in basso. quindi si sta realizzando un circuito di accelerazione: un dislivello al quale l'acqua della caldaia prima sale, dove entra nel vaso di espansione nel punto superiore della tubazione, e poi scende ai radiatori del riscaldamento.

Maggiore è la posizione del dispositivo di riscaldamento, maggiore è la pressione all'interno della tubazione. Pertanto, le batterie dei piani superiori spesso si riscaldano meglio di quelle dei piani inferiori. Di conseguenza, se si effettua il riscaldamento a circolazione naturale a due tubi, le batterie poste allo stesso livello della caldaia o al di sotto non si scaldano a sufficienza.

Per evitare una situazione del genere, il locale caldaia viene completamente interrato, fornendo una pressione sufficientemente alta affinché il liquido di raffreddamento passi attraverso i tubi alla velocità richiesta. La caldaia è collocata nel seminterrato, circa 3 metri al di sotto del centro dell'elemento riscaldante più basso. I tubi con acqua calda, al contrario, vengono sollevati il ​​più in alto possibile, posizionando un vaso di espansione nel punto più alto della struttura, quindi l'acqua dal tubo di alimentazione scende ai radiatori.

Tipi di cablaggio impianto monotubo

In un sistema monotubo non c'è separazione tra un tubo diretto e un tubo di ritorno. I radiatori sono collegati in serie e il liquido di raffreddamento, passando attraverso di essi, si raffredda gradualmente e ritorna alla caldaia. Questa caratteristica rende il sistema economico e semplice, ma richiede l'impostazione del regime di temperatura e il corretto calcolo della potenza dei radiatori.

Una versione semplificata di un sistema a un tubo è adatta solo per una piccola casa a un piano. In questo caso il tubo passa direttamente attraverso tutti i radiatori, senza valvole di controllo della temperatura. Di conseguenza, le prime batterie lungo il liquido di raffreddamento risultano essere molto più calde delle ultime.

Per i sistemi estesi, questo cablaggio non è adatto. dopotutto, il raffreddamento del liquido di raffreddamento sarà significativo. Per loro, usano il sistema monotubo Leningradka, in cui il tubo comune ha uscite regolabili per ciascun radiatore. Di conseguenza, il liquido di raffreddamento nel tubo principale viene distribuito in modo più uniforme in tutte le stanze. La disposizione di un impianto monotubo in edifici multipiano è suddivisa in orizzontale e verticale.

Cablaggio orizzontale

Con il cablaggio orizzontale, un tubo dritto sale all'ultimo piano lungo il montante principale. Da esso parte un tubo orizzontale su ogni piano, che passa in sequenza attraverso tutte le batterie di questo piano.

Sono combinati in una colonna montante della linea di ritorno e ricondotti alla caldaia o alla caldaia. I rubinetti per il controllo della temperatura si trovano su ogni piano e i rubinetti Mayevsky si trovano su ogni radiatore.Il cablaggio orizzontale può essere eseguito sia dal flusso che dal sistema Leningradka.

Cablaggio verticale

Con questo tipo di cablaggio, il liquido di raffreddamento caldo sale al piano più alto o alla soffitta e da lì passa attraverso montanti verticali attraverso tutti i piani fino al più basso. Lì, i riser sono combinati in una linea di ritorno. Un notevole inconveniente di questo sistema è il riscaldamento irregolare su più piani, che non può essere regolato con un sistema di flusso.

La scelta del sistema di cablaggio per una casa privata dipende principalmente dalla sua disposizione. Con una vasta area del pavimento della spiaggia e un numero limitato di piani della casa, è meglio scegliere il cablaggio verticale, in modo da poter ottenere una temperatura più uniforme in ogni stanza. Se l'area è piccola, è meglio scegliere il cablaggio orizzontale, poiché è più facile da regolare. Inoltre, con un tipo di cablaggio orizzontale, non è necessario eseguire ulteriori fori nei soffitti.

Video: impianto di riscaldamento monotubo

Il principio di funzionamento del sistema a circolazione naturale

Lo schema di riscaldamento di una casa privata a circolazione naturale è popolare per i seguenti vantaggi:

• Facile installazione e manutenzione.
• Non è necessario installare apparecchiature aggiuntive.
• Indipendenza energetica: durante il funzionamento non sono richiesti costi aggiuntivi per l'elettricità. In caso di interruzione di corrente, l'impianto di riscaldamento continua a funzionare.

Il principio di funzionamento del riscaldamento dell'acqua, utilizzando la circolazione per gravità, si basa su leggi fisiche. Quando riscaldato, la densità e il peso del liquido diminuiscono e quando il mezzo liquido si raffredda, i parametri tornano al loro stato originale.

Allo stesso tempo, non c'è praticamente pressione nell'impianto di riscaldamento. Nelle formule termotecniche, il rapporto è 1 atm. per ogni 10 m di pressione della colonna d'acqua. Il calcolo dell'impianto di riscaldamento di un edificio di 2 piani mostrerà che la pressione idrostatica non supera 1 atm. in edifici a un piano 0,5-0,7 atm.

Poiché il liquido aumenta di volume quando riscaldato, per la circolazione naturale sarà necessario un vaso di espansione. L'acqua che passa attraverso il circuito idraulico della caldaia viene riscaldata, il che porta ad un aumento del volume. Il vaso di espansione deve essere posizionato sull'alimentazione del liquido di raffreddamento, nella parte superiore dell'impianto di riscaldamento. Il compito del serbatoio tampone è quello di compensare l'aumento del volume del liquido.

L'impianto di riscaldamento a circolazione automatica può essere utilizzato in abitazioni private, rendendo possibili i seguenti collegamenti:

• Collegamento al riscaldamento a pavimento - richiede l'installazione di una pompa di circolazione, solo su un circuito idrico posato a pavimento. Il resto del sistema continuerà a funzionare a circolazione naturale. Dopo un'interruzione di corrente, la stanza continuerà a essere riscaldata utilizzando i radiatori installati.
• Lavorare con una caldaia per il riscaldamento dell'acqua indiretto: è possibile il collegamento a un sistema a circolazione naturale, senza la necessità di collegare apparecchiature di pompaggio. Per fare ciò, la caldaia viene installata nella parte superiore dell'impianto, appena sotto il vaso di espansione dell'aria di tipo chiuso o aperto. Se ciò non è possibile, la pompa viene installata direttamente sul serbatoio di accumulo, installando inoltre una valvola di ritegno per evitare il ricircolo del liquido di raffreddamento.

Negli impianti con circolazione gravitazionale, il movimento del liquido di raffreddamento avviene per gravità. Per dilatazione naturale, il liquido riscaldato risale la sezione accelerata, quindi, in pendenza, “defluisce” attraverso le tubazioni collegate ai radiatori fino alla caldaia.

Temperature in aumento

Un altro fattore è la differenza tra la densità dell'acqua fredda e quella calda. Notiamo il seguente fatto: il riscaldamento a circolazione naturale è di tipo autoregolante. Pertanto, se si aumenta la temperatura del riscaldamento dell'acqua, la sua portata cambia e la pressione di circolazione aumenta.

Il forte riscaldamento del liquido in larga misura contribuisce a una circolazione più rapida. Ma questo accade solo in una stanza fredda: quando la temperatura dell'aria al loro interno raggiunge un certo punto, le batterie si raffredderanno molto più lentamente.

La densità sia dell'acqua riscaldata nella caldaia che dell'acqua già nei radiatori è quasi uguale. La pressione diminuirà, la rapida circolazione dell'acqua sarà sostituita da una misurata circolazione all'interno dell'impianto.

Non appena la temperatura dei locali di una casa privata scende di nuovo a un certo livello, questo servirà da segnale per aumentare la pressione. Il sistema tenterà di equalizzare le condizioni di temperatura. Per fare ciò, dovrai riavviare il processo di circolazione veloce. Da qui deriva la capacità di autoregolazione.

In breve, la regola è la seguente: una variazione una tantum della temperatura e del volume dell'acqua consente di ottenere la potenza termica desiderata dalle batterie per il riscaldamento degli ambienti.

Di conseguenza, vengono mantenute condizioni di temperatura confortevoli.

Schema d'azione

L'impianto di riscaldamento dell'acqua comprende una caldaia (scaldabagno), tubazioni di ritorno e di alimentazione, nonché apparecchiature di riscaldamento, un vaso di espansione e una valvola di sicurezza. Il liquido viene riscaldato alla temperatura desiderata nella caldaia e sale nella tubazione di alimentazione e nei montanti a causa dell'espansione.

Da lì, passa alle apparecchiature di riscaldamento - batterie e radiatori, a cui emette parte del calore. Quindi la tubazione di ritorno invia l'acqua alla caldaia, dove viene nuovamente riscaldata alla temperatura desiderata. Il ciclo si ripete finché il sistema è operativo.

È importante ricordare che i tubi orizzontali sono montati con una pendenza in relazione al movimento del mezzo di lavoro.

Progettare il riscaldamento a circolazione forzata

Schema dettagliato del riscaldamento domestico

Il compito principale per l'autoinstallazione del riscaldamento dell'acqua con una pompa di circolazione è redigere lo schema corretto. Per fare ciò, è necessaria una pianta della casa, sulla quale viene applicata la posizione di tubi, radiatori, valvole e gruppi di sicurezza.

Calcolo del sistema

Nella fase di elaborazione degli schemi, è necessario calcolare correttamente i parametri della pompa per il sistema di riscaldamento forzato di una casa privata. Per fare ciò, puoi utilizzare programmi speciali o eseguire i calcoli da solo. Ci sono una serie di semplici formule che aiuteranno a fare il calcolo:

Dove Rn è la potenza nominale della pompa, kW, p è la densità del liquido di raffreddamento, per l'acqua questo indicatore è 0,998 g / cm³, Q è la portata del liquido di raffreddamento, l, N è la pressione richiesta, m.

Un esempio di programma di calcolo del riscaldamento

Per calcolare l'indicatore di pressione nel sistema di riscaldamento forzato di una casa, è necessario conoscere la resistenza totale della tubazione e la fornitura di calore nel suo insieme. Purtroppo, è quasi impossibile farlo da soli. Per fare ciò, è necessario utilizzare sistemi software speciali.

Dopo aver calcolato la resistenza della tubazione in un sistema di riscaldamento dell'acqua con circolazione, è possibile calcolare l'indicatore di pressione richiesto utilizzando la seguente formula:

Dove H è la prevalenza calcolata, m, R è la resistenza della condotta, L è la lunghezza del tratto rettilineo più grande della condotta, m, ZF è un coefficiente, che di solito è pari a 2,2.

Sulla base dei risultati ottenuti, viene selezionato il modello ottimale della pompa di circolazione.

Se gli indicatori di potenza della pompa calcolata per un sistema di riscaldamento a circolazione forzata autoinstallato sono grandi, si consiglia di acquistare modelli accoppiati.

Installazione di riscaldamento con circolazione

Esempio di installazione ad incasso di riscaldamento a collettore

Sulla base dei dati calcolati, vengono selezionati i tubi del diametro richiesto e vengono selezionate le valvole di intercettazione per essi. Tuttavia, il diagramma non mostra il metodo di montaggio del bagagliaio. Le tubazioni possono essere installate in modo nascosto o aperto. Si consiglia di utilizzare il primo solo con la piena fiducia nell'affidabilità dell'intero sistema di riscaldamento di un cottage privato a circolazione forzata.

Va ricordato che la qualità dei componenti del sistema dipenderà dalle sue prestazioni e prestazioni. In particolare, questo vale per il materiale per la fabbricazione di tubi e valvole. Inoltre, per uno schema a due tubi di un sistema di riscaldamento a circolazione forzata, si consiglia di seguire i consigli dei professionisti:

• Installazione di un'alimentazione di emergenza per la pompa di circolazione in caso di interruzione di corrente;
• Quando si utilizza l'antigelo come liquido di raffreddamento, verificarne la compatibilità con i materiali per la fabbricazione di tubi, radiatori e caldaia;
• Secondo lo schema di riscaldamento della casa a circolazione forzata, la caldaia dovrebbe essere posizionata nel punto più basso dell'impianto;
• Oltre alla potenza della pompa, è necessario calcolare il vaso di espansione.

La tecnologia per l'installazione del riscaldamento a circolazione non è diversa dallo standard

È importante tenere conto delle caratteristiche della casa di contorno: il materiale per realizzare le pareti, la sua perdita di calore. Quest'ultimo influisce direttamente sulla potenza dell'intero sistema.

L'analisi dei parametri dei sistemi di riscaldamento a circolazione forzata aiuterà a formarsi un'opinione obiettiva al riguardo:

Cos'è

Se un sistema a circolazione forzata richiede una caduta di pressione creata da una pompa di circolazione o fornita da un collegamento a una rete di riscaldamento, il quadro è diverso. Il riscaldamento mediante circolazione naturale utilizza un semplice effetto fisico: l'espansione di un liquido quando riscaldato.

Se scartiamo le sottigliezze tecniche, lo schema di base del lavoro è il seguente:

• La caldaia riscalda un certo volume d'acqua. Quindi, ovviamente, si espande e, a causa della sua densità inferiore, viene spostato verso l'alto da una massa più fredda di refrigerante.
• Essendo salita al punto più alto dell'impianto di riscaldamento, l'acqua, raffreddandosi gradualmente, per gravità descrive un cerchio attraverso l'impianto di riscaldamento e ritorna alla caldaia. Allo stesso tempo cede calore ai riscaldatori e quando è di nuovo allo scambiatore di calore ha una densità maggiore rispetto all'inizio. Quindi il ciclo si ripete.

Utile: ovviamente nulla vieta di inserire nel circuito una pompa di circolazione. In modalità normale, fornirà una circolazione dell'acqua più rapida e un riscaldamento uniforme e, in assenza di elettricità, il sistema di riscaldamento funzionerà con circolazione naturale.

Il funzionamento della pompa in un sistema a circolazione naturale.

La foto mostra come viene risolto il problema dell'interazione tra la pompa e il sistema di circolazione naturale. Quando la pompa è in funzione, la valvola di ritegno viene attivata e tutta l'acqua passa attraverso la pompa. Vale la pena spegnerlo: la valvola si apre e l'acqua circola attraverso un tubo più spesso a causa dell'espansione termica.

Caldaia per sistemi a gravità

Poiché tali schemi sono necessari principalmente per un dispositivo indipendente dall'elettricità, le caldaie devono funzionare anche senza l'uso di energia elettrica. Può essere qualsiasi unità non automatizzata, ad eccezione di quelle a pellet ed elettriche.

Molto spesso, le caldaie a combustibile solido funzionano in sistemi a circolazione naturale. Vanno bene per tutti, ma in molti modelli il carburante si esaurisce rapidamente. E se ci sono forti gelate fuori dalla finestra e la casa non è sufficientemente isolata, per mantenere una temperatura accettabile di notte, devi alzarti e gettare carburante. Soprattutto questa situazione si trova spesso dove viene riscaldata la legna da ardere. La via d'uscita è acquistare una caldaia a combustione lunga (non volatile, ovviamente). Ad esempio, nelle caldaie a combustibile solido lituane Stropuva, ​​in determinate condizioni, la legna da ardere brucia fino a 30 ore e il carbone (antracite) fino a diversi giorni. Le specifiche per le caldaie a candela sono leggermente peggiori: il tempo minimo di combustione per la legna da ardere è di 7 ore, per il carbone - 34 ore. Ci sono caldaie senza automazione e pompe e la società tedesca Buderus, la ceca Viadrus e la polacco-ucraina Wikchlach, nonché i produttori russi: Energiya, Ogonyok.

Caldaia non volatile a combustione lunga Stropuva

Ci sono caldaie non volatili a gas di fabbricazione russa, ad esempio Conord. che sono prodotti a Rostov-sul-Don. Possono essere utilizzati in impianti a circolazione naturale. Lo stesso impianto produce caldaie universali "Don" indipendenti dal punto di vista energetico, adatte anche al funzionamento senza elettricità. Le caldaie a gas a pavimento dell'azienda italiana Bertta - il modello Novella Autonom e alcune altre unità di produttori europei e asiatici funzionano in sistemi a circolazione naturale.

Il secondo modo, che aiuterà ad aumentare il tempo tra i focolari, è aumentare l'inerzia del sistema. Per questo sono installati accumulatori di calore (TA). Funzionano bene con caldaie a combustibile solido, che non hanno la capacità di regolare l'intensità della combustione: il calore in eccesso viene trasferito all'accumulatore di calore, in cui l'energia viene accumulata e consumata mentre il liquido di raffreddamento si raffredda nell'impianto principale. La connessione di un tale dispositivo ha le sue caratteristiche: deve essere posizionato sulla tubazione di alimentazione in basso. Inoltre, per un'efficiente estrazione del calore e un funzionamento normale, il più vicino possibile alla caldaia. Tuttavia, per i sistemi gravitazionali, questa soluzione è tutt'altro che la migliore. Raggiungono abbastanza lentamente la normale modalità di circolazione, ma si autoregolano: più fa freddo nella stanza, più il liquido di raffreddamento si raffredda, passando attraverso i radiatori. Maggiore è la differenza di temperatura, maggiore è la differenza di densità e più veloce si muove il liquido di raffreddamento. E il TA installato rende il riscaldamento più inerziale e sono necessari molto più tempo e carburante per l'accelerazione. Vero, e il calore viene emesso più a lungo. In generale, dipende da te.

Per stabilizzare la temperatura nel sistema, è installato un accumulatore termico.

Approssimativamente gli stessi problemi con il riscaldamento della stufa a circolazione naturale. Qui, la stessa matrice del forno svolge il ruolo di accumulatore di calore e anche molta energia (combustibile) è necessaria per accelerare il sistema. Ma nel caso dell'utilizzo di TA, di solito è possibile escluderlo e, nel caso di una fornace, questo non è realistico.

Dalle leggi della fisica

Supponiamo che nei radiatori e in una caldaia la temperatura del liquido cambi in salti lungo gli assi centrali: le parti superiori contengono liquido caldo e le parti inferiori contengono liquido freddo.

L'acqua calda ha una densità inferiore, che ne riduce il peso rispetto all'acqua fredda. Di conseguenza, l'impianto di riscaldamento è costituito da due vasi comunicanti chiusi tra loro, in cui il liquido si muove dall'alto verso il basso.

Un'alta colonna formata da acqua refrigerata di grande peso, al raggiungimento dei radiatori, spinge fuori una colonna bassa. Di conseguenza, il fluido caldo viene spinto e si verifica la circolazione.

Tipi di impianti di riscaldamento a circolazione per gravità

Nonostante il design semplice di un sistema di riscaldamento dell'acqua con autocircolazione del liquido di raffreddamento, esistono almeno quattro schemi di installazione popolari. La scelta del tipo di cablaggio dipende dalle caratteristiche dell'edificio stesso e dalle prestazioni attese.

Per determinare quale schema funzionerà, in ogni singolo caso è necessario eseguire un calcolo idraulico del sistema, tenere conto delle caratteristiche dell'unità di riscaldamento, calcolare il diametro del tubo, ecc. Potrebbe essere necessario l'aiuto di un professionista durante i calcoli.

Sistema chiuso con circolazione per gravità

Nei paesi dell'UE, i sistemi chiusi sono le più popolari tra le altre soluzioni. Nella Federazione Russa, lo schema non è stato ancora ampiamente utilizzato. I principi di funzionamento di un sistema di riscaldamento dell'acqua di tipo chiuso con circolazione senza pompa sono i seguenti:

• Quando riscaldato, il liquido di raffreddamento si espande, l'acqua viene spostata dal circuito di riscaldamento.
• Sotto pressione, il liquido entra in un vaso di espansione a membrana chiuso. Il design del contenitore è una cavità divisa da una membrana in due parti. Una metà del serbatoio è riempita di gas (la maggior parte dei modelli utilizza azoto).La seconda parte rimane vuota per il riempimento con liquido di raffreddamento.
• Quando il liquido viene riscaldato, viene creata una pressione sufficiente a spingere attraverso la membrana e comprimere l'azoto. Dopo il raffreddamento, si verifica il processo inverso e il gas spreme l'acqua dal serbatoio.

In caso contrario, i sistemi di tipo chiuso funzionano come altri sistemi di riscaldamento a circolazione naturale. Come svantaggi, si può individuare la dipendenza dal volume del vaso di espansione. Per ambienti con ampia superficie riscaldata sarà necessario installare un contenitore capiente, cosa non sempre consigliabile.

Sistema aperto con circolazione per gravità

Il sistema di riscaldamento di tipo aperto differisce dal tipo precedente solo nella progettazione del vaso di espansione. Questo schema è stato utilizzato più spesso nei vecchi edifici. I vantaggi di un sistema aperto sono la possibilità di autoprodurre contenitori con materiali improvvisati. La vasca ha solitamente dimensioni modeste e viene installata sul tetto o sotto il soffitto del soggiorno.

Lo svantaggio principale delle strutture aperte è l'ingresso di aria nei tubi e nei radiatori di riscaldamento, che porta a una maggiore corrosione e a un rapido guasto degli elementi riscaldanti. Anche la messa in onda del sistema è un "ospite" frequente nei circuiti aperti. Pertanto, i radiatori sono installati ad angolo, le gru Mayevsky sono necessarie per spurgare l'aria.

Sistema monotubo con autocircolazione

Questa soluzione presenta diversi vantaggi:

1. Non ci sono tubazioni accoppiate sotto il soffitto e sopra il livello del pavimento.
2. Risparmia denaro sull'installazione del sistema.

Gli svantaggi di una tale soluzione sono evidenti. La potenza termica dei radiatori di riscaldamento e l'intensità del loro riscaldamento diminuisce con la distanza dalla caldaia. Come mostra la pratica, un sistema di riscaldamento monotubo di una casa a due piani a circolazione naturale, anche se vengono rispettate tutte le pendenze e viene selezionato il diametro del tubo corretto, viene spesso rifatto (installando apparecchiature di pompaggio).

Impianto a due tubi con autocircolazione

L'impianto di riscaldamento a due tubi in una casa privata a circolazione naturale presenta le seguenti caratteristiche costruttive:

1. Mandata e ritorno attraverso tubazioni separate.
2. Il tubo di alimentazione è collegato a ciascun radiatore tramite un ingresso.
3. La batteria è collegata alla linea di ritorno con il secondo eyeliner.

Di conseguenza, un sistema di tipo a radiatore a due tubi offre i seguenti vantaggi:

1. Distribuzione uniforme del calore.
2. Non è necessario aggiungere sezioni del radiatore per un migliore riscaldamento.
3. Più facile da regolare il sistema.
4. Il diametro del circuito dell'acqua è almeno una dimensione inferiore rispetto agli schemi a tubo singolo.
5. Mancanza di regole rigide per l'installazione di un sistema a due tubi. Sono consentite piccole deviazioni per quanto riguarda le pendenze.

Il principale vantaggio di un sistema di riscaldamento a due tubi con cablaggio inferiore e superiore è la semplicità e allo stesso tempo l'efficienza del design, che consente di livellare gli errori commessi nei calcoli o durante i lavori di installazione.

Calcolo della potenza

La potenza termica effettiva della caldaia viene calcolata come in tutti gli altri casi.

Per zona

Il modo più semplice è il calcolo consigliato da SNiP per l'area della stanza. 1 kW di potenza termica dovrebbe cadere su 10 m2 dell'area della stanza. Per le regioni meridionali viene preso un coefficiente di 0,7 - 0,9, per la zona centrale del paese - 1,2 - 1,3, per le regioni dell'estremo nord - 1,5-2,0.

Come ogni calcolo approssimativo, questo metodo trascura molti fattori:

• Altezze del soffitto. È lontano dall'essere lo standard di 2,5 metri ovunque.
• Perdite di calore attraverso le aperture.
• La posizione della stanza all'interno della casa o contro le pareti esterne.

Tutti i metodi di calcolo danno grandi errori, quindi la potenza termica è solitamente inclusa nel progetto con un certo margine.

Per volume, tenendo conto di fattori aggiuntivi

Un'immagine più accurata fornirà un altro metodo di calcolo.

• Viene presa come base la potenza termica di 40 watt per metro cubo di volume d'aria nella stanza.
• Anche in questo caso si applicano i coefficienti regionali.
• Ogni finestra di dimensioni standard aggiunge 100 watt ai nostri calcoli. Ogni porta è 200.
• La posizione della stanza vicino al muro esterno darà, a seconda dello spessore e del materiale, un coefficiente di 1,1 - 1,3.
• Una casa privata, in cui sotto e sopra non ci sono caldi appartamenti vicini, ma una strada, è calcolata con un coefficiente di 1,5.

Comunque: e questo calcolo sarà MOLTO approssimativo. Basti pensare che nelle case private realizzate con tecnologie a risparmio energetico, il progetto prevede una potenza termica di 50-60 watt per metro quadrato. Troppo è determinato dalla dispersione di calore attraverso pareti e soffitti.

Vantaggi dell'installazione di un sistema a due tubi

Quando si progetta il riscaldamento dell'acqua con circolazione forzata per una casa privata, scelgono, in base alle capacità materiali del proprietario, uno schema a un tubo oa due tubi. Un sistema a tubo singolo è più economico, più facile da installare e un sistema a due tubi è più efficiente nel funzionamento. Quando si installa un sistema di riscaldamento orizzontale a due tubi, sono possibili tre schemi di posa delle tubazioni: vicolo cieco, associato e collettore.

Tre schemi per il dispositivo di un sistema di riscaldamento orizzontale a due tubi in una casa privata: A) vicolo cieco; B) passaggio; B) collettore (fascio)

Notiamo subito che quest'ultimo, ovvero la disposizione dei tubi collettori, ha la massima efficienza. Tuttavia, la sua implementazione aumenta il consumo di materiali, nonché la complessità dei lavori di installazione.