Aquecimento por gravidade
Uma casa de campo moderna não é inferior a um apartamento na cidade em termos de conforto. O desenvolvimento de tecnologias de construção tornou possível construir sistemas independentes de suporte à vida em pequenas instalações. Se desejar, você pode equipar quase qualquer sistema de engenharia autônomo da casa, por exemplo aquecimento.
Sistemas de aquecimento doméstico na água
Aquecimento por gravidade
O mais popular em nosso país é líquido aquecimentocaracterizado pela simplicidade e eficiência. O princípio de funcionamento baseia-se na capacidade da água de acumular e transferir uma grande quantidade de energia térmica. Tecnologia instalações de aquecimento de água difundido e conhecido por quase todos os especialistas em sistemas de aquecimento.
Circulação atmosférica – de forma natural e confiável
De acordo com o método de transporte do refrigerante através de tubos, existem dois tipos aquecimento:
Com circulação forçada
com circulação gravitacional (natural).
Em sistemas com circulação forçada, é instalada uma bomba para garantir o fluxo de água pelas tubulações. Este esquema requer fonte de alimentação ininterrupta para a bomba. Caso contrário, a eficiência do sistema de aquecimento desse tipo é drasticamente reduzida.Aquecimento por gravidade é um sistema não volátil, pois não possui motor. O movimento do refrigerante ocorre devido à diferença no peso volumétrico de líquidos frios e quentes. A água aquecida na caldeira sobe pelo riser e é distribuída aos dispositivos de aquecimento. Ao esfriar, o líquido refrigerante diminui de volume e tende a descer, de modo que a linha de retorno é colocada no nível do piso.
Vantagem aquecimento por gravidade reside na alta confiabilidade do sistema. Enquanto a gravidade estiver em vigor e os objetos tiverem peso, um sistema de trabalho com circulação atmosférica do refrigerante funcionará.
Diagramas de conexão para dispositivos de aquecimento
Instalação de aquecimento de água executado de acordo com um dos esquemas:
Fiação de um tubo
calor principal em dois tubos;
Fiação do coletor (feixe).
A instalação do circuito de aquecimento em um tubo permite economizar nos tubos, mas esse esquema é insustentável em casas grandes. À medida que o refrigerante se move ao longo dos radiadores conectados em série, a temperatura do meio de trabalho cai e os últimos aquecedores recebem o refrigerante resfriado.
Diagrama de fiação de dois tubos aquecimento por gravidade permite conectar radiadores em paralelo, o que garante um aquecimento mais uniforme de todas as salas. Além disso, torna-se possível ajustar com mais precisão a temperatura em cada aquecedor.
O circuito coletor é considerado o mais progressivo. As vantagens da conexão radial dos radiadores são óbvias: controle preciso da temperatura de cada aquecedor, velocidade e facilidade de instalação, facilidade de manutenção.
Nossa oferta
A empresa "Design Prestige" emprega verdadeiros profissionais capazes de conduzir com competência instalação de aquecimento de água em pouco tempo. No cumprimento de uma encomenda, aplicamos as mais recentes tecnologias e utilizamos equipamentos de classe profissional, o que é garantia da qualidade do trabalho realizado.
Vantagens.
- O equipamento utilizado neste sistema tem um design bastante simples, para que o processo de instalação não seja particularmente difícil. A mesma qualidade determina a facilidade de operação do sistema em questão.
- Este equipamento é absolutamente independente da intensidade do fornecimento de energia do edifício.Portanto, a presença ou ausência de corrente elétrica não afeta o microclima da sala aquecida.
- O sistema não requer o uso de bombas especiais que garantem a circulação ininterrupta do líquido. Esta circunstância elimina completamente a vibração e também garante um funcionamento silencioso do equipamento.
- Este sistema possui um alto nível de confiabilidade e também possui um longo período de operação. Pode funcionar por cerca de quarenta anos.
- O equipamento de aquecimento por gravidade é capaz de regular seu trabalho no modo automático.
É importante notar que a confiabilidade deste sistema depende diretamente da esmorregulação quantitativa. Isso significa que, à medida que a temperatura do fluido de aquecimento muda, algumas metamorfoses também são sofridas pela vazão do refrigerante.
Devido à mudança na densidade do elemento mencionado, o nível de transferência de calor aumenta ou diminui. Portanto, a intensidade deste último é afetada pelo teor quantitativo de água.
Além disso, a perda de calor da própria sala, em relação à qual esse sistema opera, é de grande importância. Quanto maior a taxa de transferência de calor, mais intenso é o processo de transferência de calor.
Se considerarmos um sistema de dois tubos, nele o círculo de circulação é determinado por um dispositivo, o que leva a uma maneira ligeiramente diferente de auto-regulação. Neste caso, o referido círculo é mais curto. Devido a esta circunstância, a transferência de calor é significativamente melhorada.
Quanto ao tubo único, aqui o círculo de aquecimento inclui várias unidades. Em conexão com este recurso, a distribuição desigual de calor é notada. Isso muitas vezes provoca a necessidade de usar uma bomba de circulação especial, mas esse sistema não é relevante para a espécie em questão.
Imperfeições.
Como tudo feito pelo homem, o sistema de aquecimento gravitacional tem suas desvantagens, que são expressas a seguir:
- O sistema possui uma pressão de circulação suficientemente baixa, devido à qual seu raio de ação é reduzido para trinta metros horizontalmente.
- O mesmo fator, juntamente com a alta capacidade calorífica da água, determina a baixa velocidade de partida do equipamento.
- Muitas vezes, um tanque de água de expansão é instalado em uma sala não aquecida, o que pode fazer com que esse líquido congele no inverno. Isso está repleto de consequências indesejáveis, manifestadas na destruição de tubos.
Vantagens e desvantagens dos sistemas de gravidade
A principal vantagem deste sistema de aquecimento é sua confiabilidade e durabilidade. Em condições normais de operação, esse sistema pode funcionar sem reparos por várias décadas. O sistema de aquecimento gravitacional funciona, com base nas leis da física, sem o uso de equipamentos voláteis caros. (Veja também: Fluido de Aquecimento)
No entanto, estes sistemas têm desvantagens significativas.
- O aquecimento por gravidade tem um curto alcance. Em um plano horizontal - menos de 30 metros.
- Aquecimento lento do equipamento de aquecimento devido à baixa pressão e capacidade calorífica significativa da água.
- A probabilidade de congelamento do refrigerante no tanque de expansão, se estiver localizado em uma sala não aquecida. (Veja também: Especificidades de um sistema de aquecimento de água)
Diagrama esquemático do sistema de gravidade
Esse sistema de aquecimento inclui uma caldeira, duas tubulações - fornecimento e retorno, dispositivos de aquecimento e um tanque de expansão.
A água é aquecida no gerador de calor e flui através de uma tubulação direta para os dispositivos de aquecimento. Tendo cedido parte do calor, o refrigerante retorna à fonte de energia térmica através da tubulação de retorno.
Todos os tubos horizontais durante a instalação são colocados com uma inclinação pré-calculada.Assim, a água quente leve é espremida para cima ao longo do riser principal, de onde é distribuída ao longo dos ramos horizontais para os dispositivos de aquecimento. A partir deles, a água gelada retorna à caldeira por gravidade. Lá ele desloca a água aquecida, se aquece e o ciclo se repete. (Veja também: Caldeiras de combustível sólido)
As encostas ajudam a eliminar as bolhas de ar. O ar é mais leve que a água, por isso entra livremente no tanque de expansão, sendo removido do sistema.
A subida da água ao longo do riser ocorre devido ao aquecimento do refrigerante, sua expansão e o surgimento da pressão gravitacional. O movimento de um líquido ao longo de um circuito fechado é realizado devido à diferença nas densidades de líquidos com diferentes temperaturas de aquecimento. A pressão gravitacional é usada para mover o fluido e superar a resistência nos tubos. Quanto maior a resistência, maior a pressão gravitacional necessária para superá-los. Para reduzir o atrito, aumente o diâmetro dos tubos, o que leva a um aumento nos custos. A pressão de circulação depende da diferença de temperatura entre os líquidos aquecidos e resfriados e da diferença entre as alturas ao centro da caldeira e do aquecedor. Quanto mais alto o dispositivo, mais fácil a circulação do refrigerante.
Sistema de gravidade de aquecimento de tubo único
Tal sistema de aquecimento só pode ser instalado com a distribuição superior do tubo de alimentação. Não há risers reversos em tal sistema. (Ver também: Sistema de aquecimento por circulação forçada)
Tais sistemas podem ser montados de acordo com dois esquemas: fluxo contínuo e com seções de arrasto.
Com um circuito de fluxo, não há riser de alimentação e os radiadores localizados um acima do outro são conectados em série. O refrigerante quente passa de cima para baixo através de todos os radiadores. Um líquido perfeitamente resfriado entra nos aparelhos inferiores, o que leva a um bom aquecimento dos radiadores nos andares superiores e radiadores completamente frios nos inferiores.
Bypasses estão incluídos no sistema com radiadores de fechamento. Isso permite que parte da água do riser seja fornecida aos radiadores inferiores, contornando os superiores. Neste sistema, a água quase à mesma temperatura entra nos radiadores superior e inferior.
Tipos de aquecimento por gravidade de esquemas somáticos de aquecimento
Os esquemas de aquecimento com circulação natural são de dois tipos: um tubo e dois tubos. As casas antigas tinham apenas um tubo em seu sistema de aquecimento. Mas, atualmente, um sistema de aquecimento de dois tubos com diluição inferior ou superior é mais usado. Quais são as principais diferenças entre os esquemas? O aquecimento por gravidade de tubo único é considerado o mais simples. A tubulação é colocada sob o teto das instalações e o circuito de retorno está sob o piso. Dos aspectos positivos, pode-se notar um pequeno número de componentes necessários para o funcionamento do sistema. Também possui fácil instalação. Como vantagens, podemos destacar a possibilidade de seu funcionamento ao instalar a caldeira e os radiadores no mesmo nível. Normalmente, em uma casa de dois andares, esse esquema raramente é usado, porque não permite que a casa seja aquecida uniformemente. No entanto, isso pode ser corrigido com a instalação de tubos volumétricos e radiadores no piso térreo. Ao instalar um circuito de tubo único, não são fornecidas válvulas de controle, o que significa que não será possível regular a temperatura.
Um sistema de aquecimento de dois tubos é mais difícil tanto na operação quanto no dispositivo, porque envolve vários circuitos de aquecimento. Um deles é destinado ao fluxo de refrigerante quente, o outro ao frio. Nesse caso, você precisará de muitos outros componentes. O sistema de aquecimento sem saída de uma casa de dois andares exigirá necessariamente o isolamento do riser principal para evitar a perda de calor. Para um sistema de dois tubos, é necessário usar tubos de grande diâmetro, pelo menos 32 mm, caso contrário, a resistência hidráulica impedirá a circulação por gravidade.
Tipos de sistemas de aquecimento com circulação por gravidade
Apesar do design simples de um sistema de aquecimento de água com auto-circulação do refrigerante, existem pelo menos quatro esquemas de instalação populares. A escolha do tipo de fiação depende das características do próprio edifício e do desempenho esperado.
Para determinar qual esquema funcionará, em cada caso individual, é necessário realizar um cálculo hidráulico do sistema, levar em consideração as características da unidade de aquecimento, calcular o diâmetro do tubo, etc. Você pode precisar da ajuda de um profissional ao fazer os cálculos.
Sistema fechado com circulação por gravidade
Nos países da UE, os sistemas fechados são os mais populares entre outras soluções. Na Federação Russa, o esquema ainda não foi amplamente utilizado. Os princípios de funcionamento de um sistema de aquecimento de água do tipo fechado com circulação sem bomba são os seguintes:
- Quando aquecido, o refrigerante se expande, a água é deslocada do circuito de aquecimento.
- Sob pressão, o líquido entra em um tanque de expansão de membrana fechado. O design do recipiente é uma cavidade dividida por uma membrana em duas partes. Metade do tanque está cheio de gás (a maioria dos modelos usa nitrogênio). A segunda parte permanece vazia para enchimento com refrigerante.
- Quando o líquido é aquecido, a pressão é criada o suficiente para empurrar a membrana e comprimir o nitrogênio. Após o resfriamento, ocorre o processo inverso e o gás espreme a água para fora do tanque.
Caso contrário, os sistemas do tipo fechado funcionam como outros esquemas de aquecimento por circulação natural. Como desvantagens, pode-se destacar a dependência do volume do tanque de expansão. Para salas com grande área aquecida, você precisará instalar um recipiente espaçoso, o que nem sempre é aconselhável.
Sistema aberto com circulação por gravidade
O sistema de aquecimento do tipo aberto difere do tipo anterior apenas no design do tanque de expansão. Este esquema foi mais frequentemente usado em edifícios antigos. As vantagens de um sistema aberto é a possibilidade de autofabricação de recipientes a partir de materiais improvisados. O tanque geralmente tem dimensões modestas e é instalado no teto ou sob o teto da sala.
A principal desvantagem das estruturas abertas é a entrada de ar nos tubos e radiadores de aquecimento, o que leva ao aumento da corrosão e à falha rápida dos elementos de aquecimento. Arejar o sistema também é um "convidado" frequente em circuitos abertos. Portanto, os radiadores são instalados em ângulo, os guindastes Mayevsky são necessários para sangrar o ar.
Sistema de tubo único com auto-circulação
Esta solução tem várias vantagens:
- Não há tubulação emparelhada sob o teto e acima do nível do piso.
- Economize dinheiro na instalação do sistema.
As desvantagens de tal solução são óbvias. A saída de calor dos radiadores de aquecimento e a intensidade do seu aquecimento diminuem com a distância da caldeira. Como mostra a prática, um sistema de aquecimento de tubo único de uma casa de dois andares com circulação natural, mesmo que todas as inclinações sejam observadas e o diâmetro correto do tubo seja selecionado, muitas vezes é refeito (instalando equipamentos de bombeamento).
Sistema de dois tubos com auto-circulação
O sistema de aquecimento de dois tubos em uma casa particular com circulação natural tem as seguintes características de design:
- Fornecimento e retorno de fluxo através de tubos separados.
- O tubo de alimentação é conectado a cada radiador através de uma entrada.
- A bateria é conectada à linha de retorno com o segundo delineador.
Como resultado, um sistema do tipo radiador de dois tubos oferece as seguintes vantagens:
- Distribuição uniforme do calor.
- Não há necessidade de adicionar seções de radiador para melhor aquecimento.
- Mais fácil de ajustar o sistema.
- O diâmetro do circuito de água é pelo menos um tamanho menor do que nos esquemas de tubo único.
- Falta de regras estritas para a instalação de um sistema de dois tubos. São permitidos pequenos desvios em relação às inclinações.
A principal vantagem de um sistema de aquecimento de dois tubos com fiação inferior e superior é a simplicidade e ao mesmo tempo a eficiência do design, que permite nivelar os erros cometidos nos cálculos ou durante o trabalho de instalação.
Tipos de sistemas de aquecimento com circulação por gravidade
Apesar do design simples de um sistema de aquecimento de água com auto-circulação do refrigerante, existem pelo menos quatro esquemas de instalação populares. A escolha do tipo de fiação depende das características do próprio edifício e do desempenho esperado.
Para determinar qual esquema funcionará, em cada caso individual, é necessário realizar um cálculo hidráulico do sistema, levar em consideração as características da unidade de aquecimento, calcular o diâmetro do tubo, etc. Você pode precisar da ajuda de um profissional ao fazer os cálculos.
Sistema fechado com circulação por gravidade
Nos países da UE, os sistemas fechados são os mais populares entre outras soluções. Na Federação Russa, o esquema ainda não foi amplamente utilizado. Os princípios de funcionamento de um sistema de aquecimento de água do tipo fechado com circulação sem bomba são os seguintes:
- Quando aquecido, o refrigerante se expande, a água é deslocada do circuito de aquecimento.
- Sob pressão, o líquido entra em um tanque de expansão de membrana fechado. O design do recipiente é uma cavidade dividida por uma membrana em duas partes. Metade do tanque está cheio de gás (a maioria dos modelos usa nitrogênio). A segunda parte permanece vazia para enchimento com refrigerante.
- Quando o líquido é aquecido, a pressão é criada o suficiente para empurrar a membrana e comprimir o nitrogênio. Após o resfriamento, ocorre o processo inverso e o gás espreme a água para fora do tanque.
Caso contrário, os sistemas do tipo fechado funcionam como outros esquemas de aquecimento por circulação natural. Como desvantagens, pode-se destacar a dependência do volume do tanque de expansão. Para salas com grande área aquecida, você precisará instalar um recipiente espaçoso, o que nem sempre é aconselhável.
Sistema aberto com circulação por gravidade
O sistema de aquecimento do tipo aberto difere do tipo anterior apenas no design do tanque de expansão. Este esquema foi mais frequentemente usado em edifícios antigos. As vantagens de um sistema aberto é a possibilidade de autofabricação de recipientes a partir de materiais improvisados. O tanque geralmente tem dimensões modestas e é instalado no teto ou sob o teto da sala.
A principal desvantagem das estruturas abertas é a entrada de ar nos tubos e radiadores de aquecimento, o que leva ao aumento da corrosão e à falha rápida dos elementos de aquecimento. Arejar o sistema também é um "convidado" frequente em circuitos abertos. Portanto, os radiadores são instalados em ângulo, os guindastes Mayevsky são necessários para sangrar o ar.
Sistema de tubo único com auto-circulação
Um sistema horizontal de tubo único com circulação natural tem uma baixa eficiência térmica, por isso é usado muito raramente. A essência do esquema é que o tubo de alimentação é conectado em série aos radiadores. O líquido de arrefecimento aquecido entra no ramal superior da bateria e é descarregado pela saída inferior. Depois disso, o calor entra na próxima unidade de aquecimento e assim sucessivamente até o último ponto. A linha de retorno retorna da última bateria para a caldeira.
Esta solução tem várias vantagens:
- Não há tubulação emparelhada sob o teto e acima do nível do piso.
- Economize dinheiro na instalação do sistema.
As desvantagens de tal solução são óbvias. A saída de calor dos radiadores de aquecimento e a intensidade do seu aquecimento diminuem com a distância da caldeira.Como mostra a prática, um sistema de aquecimento de tubo único de uma casa de dois andares com circulação natural, mesmo que todas as inclinações sejam observadas e o diâmetro correto do tubo seja selecionado, muitas vezes é refeito (instalando equipamentos de bombeamento).
Sistema de dois tubos com auto-circulação
O sistema de aquecimento de dois tubos em uma casa particular com circulação natural tem as seguintes características de design:
- Fornecimento e retorno de fluxo através de tubos separados.
- O tubo de alimentação é conectado a cada radiador através de uma entrada.
- A bateria é conectada à linha de retorno com o segundo delineador.
Como resultado, um sistema do tipo radiador de dois tubos oferece as seguintes vantagens:
- Distribuição uniforme do calor.
- Não há necessidade de adicionar seções de radiador para melhor aquecimento.
- Mais fácil de ajustar o sistema.
- O diâmetro do circuito de água é pelo menos um tamanho menor do que nos esquemas de tubo único.
- Falta de regras estritas para a instalação de um sistema de dois tubos. São permitidos pequenos desvios em relação às inclinações.
A principal vantagem de um sistema de aquecimento de dois tubos com fiação inferior e superior é a simplicidade e ao mesmo tempo a eficiência do design, que permite nivelar os erros cometidos nos cálculos ou durante o trabalho de instalação.
Tipos de sistema de aquecimento por gravidade
Existem dois tipos de sistema de aquecimento por gravidade:
O sistema de dois tubos é mais complexo e envolve a presença de dois circuitos. Dentro de um circuito, o refrigerante (água) passa da caldeira para as baterias e, ao longo do segundo, a água retorna para a caldeira. Lembre-se de que esse tipo de sistema requer um design mais cuidadoso. O processo de instalação também não será o mais fácil, considere-o em etapas:
- instalação de um riser, ele desempenhará o papel principal, passa do tanque para a caldeira;
- riser principal com fiação, conectado no nível de 1/3 da altura total da sala a partir do nível do piso;
- o tubo de transbordamento é conectado ao tanque de expansão, através dele o excesso de líquido vai para o esgoto;
- para que a água volte para a caldeira, os tubos de retorno cortam a parte inferior das baterias.
Em um sistema de circuito único, o número desejado de radiadores desempenha um papel fundamental. O volume do tanque de expansão depende disso. Normalmente, é preenchido até três quartos do volume total.
Vale a pena monitorar constantemente o nível da água no tanque, não deve ser inferior ao nível do tubo pelo qual a água é distribuída aos radiadores. Isso ameaça interromper a circulação do refrigerante.
Embora o sistema de tubo único seja simples, só parece à primeira vista. Um projeto não feito corretamente trará muitos problemas e consequências, confie esse assunto a profissionais.
Ao projetar um sistema natural, a principal atenção deve ser dada à distribuição uniforme da pressão em um circuito fechado e à circulação correta do refrigerante.
