Entre los sistemas de ingeniería de soporte vital de los edificios residenciales e industriales modernos sistemas de calentamiento de agua ocupar un puesto especial. Se diferencian en las características de diseño de su ejecución, los requisitos arquitectónicos y de construcción para la colocación y operación, y las características tecnológicas. Además, deben cumplir ciertos requisitos sanitarios e higiénicos. Todos juntos forman requisitos específicos y específicos para el dispositivo, operación y mantenimiento de sistemas y dispositivos de calefacción.
Sistemas de calentamiento de agua - clasificación
Sistemas de calentamiento de agua Los edificios modernos se clasifican de acuerdo con los siguientes criterios.
1. Según características institucionales:
- con cita previa: para objetos civiles (edificios residenciales y públicos); industrial (industrial, agrícola); propósito especial (vehículos, militares y otros objetos);
- por formas de propiedad: estatal, colectiva, privada;
- según modalidad de servicio: servicio público, autoservicio, servicio mixto.
2. Según requerimientos tecnológicos:
- cumplimiento de los requisitos de la termodinámica;
- estándares de confiabilidad y seguridad del dispositivo y operación.
3. De acuerdo con los requisitos de los códigos, reglas y normas de arquitectura y construcción.
normas:
- sobre métodos de cálculos térmicos e hidráulicos;
- por características de diseño: por el método de circulación de refrigerante (circulación natural y forzada); en la ubicación del cableado (línea de distribución superior e inferior); según el método de conexión del cableado a los elevadores de calefacción (con un callejón sin salida o con un movimiento de agua que pasa, colector); de acuerdo con las características de diseño de los elevadores y el esquema para montar dispositivos de calefacción en ellos (sistemas de tubería única y de dos tuberías, vertical, horizontal); por tipo de tuberías utilizadas (metálicas, no metálicas); por tipo de refrigerantes (agua, anticongelante);
- por potencia y tipo de generadores de calor y fuentes de calor, método de conexión: generadores de calor locales con combustible de carbono y electricidad (calderas para apartamentos, casas, techos, calderas de bloque) con una capacidad de hasta 3,0 MW; fuentes de calor centralizadas (suministrándolo a sistemas de calefacción de centrales nucleares, centrales térmicas, IES, RTS, KTS a través de redes de calefacción y puntos de calefacción locales o centrales) con una capacidad superior a 3,0 MW; generadores de calor en fuentes de calor no tradicionales (renovables); mediante conexión hidráulica con fuente de calor centralizada (conexión directa, aislada hidráulicamente); según el método de conexión de los sistemas de calefacción en el punto de calefacción (4 opciones para los esquemas principales);
- según el método de automatización y medición del calor consumido
- de acuerdo con ciertos requisitos sanitarios e higiénicos.
Los principales elementos y características tecnológicas de los sistemas de calentamiento de agua.
La principal característica tecnológica fundamental de los sistemas de calentamiento de agua, en contraste con los sistemas de suministro de agua, suministro de gas y saneamiento de flujo único (tubo único), es que, de acuerdo con las leyes de la termodinámica sistemas de calentamiento de agua puede ser circulante, de doble flujo, bitubo.
Los elementos principales del sistema de calefacción incluyen: un generador de calor (caldera de calefacción), un refrigerante (agua o anticongelante), tuberías de suministro y retorno, una bomba de circulación (si el sistema es con circulación forzada del refrigerante), un grupo de seguridad, un tanque de expansión y calentadores (radiadores).
Sistemas de calefacción - principio de funcionamiento.
El principio de funcionamiento del sistema de calefacción es que el refrigerante calentado en el generador de calor (caldera de calefacción) se bombea a los dispositivos de calefacción del edificio a través de tuberías de suministro con una temperatura de t 1 ºС. En los aparatos de calefacción, se libera calor y el refrigerante se enfría y, en consecuencia, se reduce su potencial de temperatura (contenido de calor). Enfriado a una temperatura de t2, °C, ingresa a las tuberías de retorno, a través de las cuales regresa nuevamente a su posición original, al generador de calor para su posterior calentamiento.
Por lo tanto, los ciclos térmicos se llevan a cabo constantemente en los sistemas de calefacción: la circulación del refrigerante en la cantidad de G, kg / h, y el trabajo útil del sistema se realiza para calentar la habitación a la diferencia de temperatura t1 - t2, ° C , con calor en la cantidad de Q, J / h.
Como saben, cada refrigerante tiene su propia capacidad calorífica c, J / (kg - ° C). El agua tiene una capacidad calorífica c = 4,19 kJ/(kg - °C), lo que significa que para calentar 1 kg de agua en 1 °C, es necesario gastar 4,19 kJ de calor. Conociendo los valores de G, t1, t2, s, es posible determinar la cantidad de calor Qnp emitido por el refrigerante en los dispositivos de calefacción de la habitación calentada durante una hora o durante un período de tiempo z, h, según las fórmulas:
Qpr \u003d G -s (t1 - t2), J / h (1)
Qpr \u003d G -s (t1 -t2) -z, J. (2)
Al mismo tiempo, para mantener constante la temperatura del aire dentro de la habitación t pump \u003d Const, esta cantidad de calor Q pr debe corresponder a la pérdida de calor de la habitación (edificio) - Q pom, igual a la suma de las pérdidas de calor a través de las estructuras de cerramiento externo de la habitación (paredes externas, puertas y ventanas, pisos y techos), llamadas transmisión - Q transm, y consumo de calor para calentar el aire de ventilación exterior entrante - Q vent, y en edificios industriales, además, para calefacción materiales y productos tecnológicos - Q tech importados de la calle.
El balance de calor debe ser observado:
Q pom \u003d Q pr \u003d Q transm + Q vent + O tech, J / h (3)
En los últimos años, también comenzaron a tener en cuenta las entradas de calor internas: las liberaciones de calor: de las personas en las instalaciones, de los electrodomésticos y de los electrodomésticos, de los dispositivos tecnológicos, de los productos y productos terminados, de la radiación solar, etc. Estas liberaciones de calor son Q tvn, J / h, reducen la necesidad de calor de la habitación (edificio), que debe recibir del sistema de calefacción. El balance de calor de la habitación, teniendo en cuenta la liberación de calor interna, se verá así:
Q pom \u003d Q pr \u003d Q transm + Q vent + O tech - Q tvn, J / h (4)
Para llenar efectivamente el sistema de calentamiento de agua con refrigerante (generalmente agua) y mantener el anillo de circulación en un estado lleno, así como para vaciar el sistema, se requieren tres elementos obligatorios más: un dispositivo de llenado (bomba), un descenso dispositivo y un vaso de expansión.
Con la ayuda de un dispositivo de compensación, todo el sistema, incluida la fuente de suministro de calor, la bomba de circulación, las líneas de suministro y retorno de las tuberías (suministro y retorno), todos los dispositivos de calefacción ubicados en la habitación, así como un tanque de expansión , se llenan lentamente (a través de una línea de retorno) con refrigerante (agua). En el proceso de llenado o recarga del sistema, el refrigerante desplaza el aire desde las cavidades internas de las tuberías y los calentadores hacia arriba, hacia un tanque de expansión o hacia los llamados orificios de ventilación especiales. En algunos sistemas de calefacción en forma de U, las salidas de aire (grifos Maevsky) se instalan en los enchufes superiores de los aparatos de calefacción.
Si no fue posible eliminar completamente el aire del sistema, se forman tapones de aire que interrumpen el flujo de refrigerante en las tuberías y los dispositivos de calefacción y evitan su circulación en el sistema. A menudo hay casos de fallas de emergencia de los sistemas debido a una violación del régimen de circulación (sobrecalentamiento del portador de calor debido a bolsas de aire). Para una eliminación efectiva del aire, las líneas de suministro de las tuberías se instalan con una ligera pendiente (i = 0.010) en la dirección desde el tubo ascendente principal hacia los dispositivos de calefacción, y las tuberías que realizan el suministro de retorno, con la misma pendiente desde los dispositivos de calefacción. hacia la fuente de calor (generador de calor) a la válvula de drenaje.
Cuando se calienta el refrigerante, los gases disueltos en agua fría (oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono) se liberan en forma de burbujas, que se eliminan del sistema de la misma manera (a través de un tanque de expansión o salidas de aire) durante su funcionamiento. operación.
La colocación de tuberías de distribución con pendiente también le permite eliminar rápidamente el refrigerante en caso de vaciarlos para fines de reparación, y evita que el refrigerante "cuelgue" en las tuberías.
Un tanque de expansión con un volumen de V (m3) se monta en el punto más alto del sistema (generalmente un ático) y debe estar aislado. Es una especie de amortiguador para el sistema de calefacción y, con su volumen, permite compensar los cambios en el volumen del refrigerante en circulación: un aumento durante el calentamiento y una disminución durante el enfriamiento, así como compensar su pequeña pérdida debido a evaporación y posibles fugas por fugas del sistema. Un tanque de expansión abierto equipado con tuberías de señal y desbordamiento permite al personal controlar periódicamente el llenado del sistema con refrigerante (agua), llenarlo y reponerlo con un dispositivo de compensación si es necesario.
En los sistemas de calefacción de casas pequeñas y cabañas, dicho llenado y reposición se realiza desde el suministro de agua potable abriendo un grifo en la línea de reposición. En ausencia de un sistema de suministro de agua, se lleva a cabo con la ayuda de una bomba eléctrica o manual conectada a un intermedio, que se repone periódicamente con agua cuando se bombea el tanque. En los sistemas de calentamiento de agua de grandes edificios de varios pisos, se instalan bombas de relleno especiales para estos fines y el relleno se lleva a cabo con agua desaireada y ablandada especialmente preparada para evitar la corrosión y el crecimiento excesivo de las tuberías metálicas.
En el punto más bajo del sistema de calefacción en la línea de retorno de la tubería (retorno), se instala una válvula de drenaje, con la ayuda de la cual se drena el refrigerante (agua) del sistema en casos de trabajos de reparación o apagado por un período prolongado tiempo para evitar la congelación en invierno. Para evitar la "congelación" del refrigerante en las tuberías y calentadores durante el descenso, es necesario abrir las salidas de aire instaladas en los puntos superiores del sistema.
La bomba de circulación del sistema de calefacción se instala, por regla general, en la tubería que realiza el flujo de retorno (retorno) frente a la fuente de calefacción (generador de calor). En grandes sistemas de calefacción ramificados de edificios, generalmente se instalan varias (2-3) bombas de circulación (una de reserva).
Todos los elementos obligatorios mencionados de los sistemas de calentamiento de agua: un generador de calor, una bomba de circulación, calentadores, un tanque de expansión, salidas de aire y un dispositivo de compensación, dispositivos de instrumentación y control están interconectados por tuberías en una cierta secuencia y orden, formando un complejo sistema de circulación hidráulica: un sistema de vasos comunicantes cerrados y anillos llenos de refrigerante.
- Calefacción de una casa privada.
- Tanque de expansión
- Bomba de circulación
Tipos de sistemas de calefacción:
- Agua. La opción más común y rentable. El elemento principal del circuito es la caldera. El dispositivo calienta el líquido, ingresa a los radiadores a través de las tuberías, que calientan el aire en el local.
- Aire. Los calentadores se utilizan como fuentes de calor, que suministran aire caliente a las habitaciones. Como calentador primario se utiliza agua o vapor caliente.
- Eléctrico. Los sistemas de calefacción eléctrica son seguros, automatizados y eficientes. La desventaja del dispositivo es el alto costo.
Cada sistema tiene su propia ventajas y desventajas. Al elegir, debe centrarse en las necesidades personales, los objetivos y las prioridades. Los propietarios de casas privadas suelen equipar el calentamiento de agua. Esta es una solución racional que le permite crear condiciones de vida cómodas a un costo mínimo.
Fuentes de calor populares
Se utilizan como fuentes de energía:
- combustible sólido. El carbón, la leña, las briquetas o los gránulos de combustible son beneficiosos si no es posible conectarse a una línea de suministro de gas centralizada o instalar un tanque de gas.
- Gas natural. Hasta ahora, este es el recurso más barato. La calefacción a gas ha sido popular durante décadas. Si calcula y monta correctamente el sistema con alta calidad, la calefacción funcionará de manera estable durante muchos años.
- gas licuado. La gasificación autónoma es una excelente opción para una casa ubicada lejos de las comunicaciones centralizadas. Las desventajas incluyen grandes costos en la etapa de arreglo.
- Combustible líquido. Las calderas diésel rara vez se instalan en edificios residenciales, pero como solución de respaldo, esta es una opción práctica.
- Electricidad. A menudo instala calefacción por suelo radiante, calefacción por infrarrojos. Los sistemas son económicos, pero no adecuados para todas las regiones, por lo que se utilizan con mayor frecuencia como adicionales.
Foto 1. Colocación de un suelo radiante infrarrojo alimentado por electricidad en una casa privada.
- fuentes alternativas. Hay sistemas que utilizan la energía del sol, del viento, de la tierra. Los equipos de calefacción funcionan con paneles solares, turbinas eólicas o bombas de calor. La calefacción "verde" es respetuosa con el medio ambiente, pero demasiado cara.
¡Importante! Con todas las ventajas de las fuentes de energía, es difícil encontrar una alternativa a la calefacción de gas. Dichos sistemas son baratos de operar y amortización en unos 5 años. Calderas y radiadores se instalan como equipos de calefacción.
El principio de funcionamiento del calentamiento de agua.
El sistema es un circuito cerrado en el que el refrigerante circula por tuberías desde la caldera hasta los radiadores.
Al enfriarse, el agua ingresa nuevamente a la caldera y el ciclo se repite muchas veces.
Como refrigerante, el agua se usa con mayor frecuencia, con menos frecuencia: anticongelante. La primera opción es más rentable y la segunda es más segura., ya que los sistemas no se congelarán en inviernos rigurosos.
El funcionamiento de la calefacción está regulado por dispositivos adicionales, que incluyen un tanque de expansión, manómetros, válvulas de seguridad y válvulas de cierre.
Para crear un circuito cerrado, utilice tuberías Al elegir tuberías, debe prestar atención al material de fabricación. Las opciones populares son acero galvanizado o inoxidable, cobre, polímeros.
¡Referencia! Más a menudo elige tubos de metal y plástico. Los productos son fuertes, no sujetos a la corrosión, duraderos. Las paredes internas de tales tuberías son lisas, no crecen demasiado con escala y escala, por lo que no pierden sus propiedades con el tiempo.
Circulación de agua natural y forzada
La circulación del agua es proporcionada por naturales procesos por gravedad o bombas especiales(circulación forzada).
Los sistemas de gravedad son beneficiosos en disposición y operación.
Para él no se requiere hardware adicional y no hay ruido durante la operación. El agua calentada sube y se distribuye por los radiadores, mientras que el agua enfriada desciende y entra en la caldera.
El movimiento del refrigerante no depende del suministro de energía, por lo tanto durante cortes de energía la casa se mantiene caliente.
Para diseñar e instalar un sistema con circulación natural de agua, no se requieren habilidades especiales. Es suficiente pensar en el esquema y soportar los desniveles necesarios.
Tal calefacción puede funcionar sin interrupción. dentro de 30-35 años. Lo máximo que se puede requerir son reparaciones menores.
¡Importante! La calefacción con circulación de agua natural tiene una desventaja significativa: el sistema es efectivo si está equipado con un sistema de dos tuberías. Cuando solo hay un circuito los radiadores se calientan de manera desigual y cada subsiguiente es más frío que el anterior. Al ahorrar en equipos, debe pagar de más por tuberías y accesorios.
Para circulación forzada del refrigerante, instalar zapatillas.
Dichos sistemas son más eficientes porque el agua caliente fluye rápidamente hacia los radiadores sin tener tiempo de enfriarse en la tubería.
La calefacción funciona muy bien sin importar qué esquema se seleccione: de uno o dos tubos. Sin embargo, cuando se apaga la energía, la calefacción se detiene y la casa se enfría rápidamente.
Una opción de compromiso es un plan bien pensado que proporciona circulación natural y forzada al mismo tiempo. En caso de un corte de energía, la calefacción simplemente cambia al modo de gravedad, sin pasar por la bomba.
Cableado múltiple de uno y dos tubos
Dependiendo de los detalles del movimiento del refrigerante y el principio de funcionamiento, hay Sistema colector monotubo, bitubo. Cada esquema tiene sus propias ventajas:
- Tubo único. Este es un esquema estándar en el que la resistencia del sistema aumenta con la distancia de la caldera, lo que conduce a un calentamiento desigual de los radiadores. Para resolver el problema, use accesorios de equilibrio.
Foto 2. Esquema de un solo tubo del sistema de calefacción con caldera, radiadores, tanque de expansión, bomba de circulación.
- Dos tubos. El esquema proporciona dos tubos- suministro y devolución. El portador de calor de la caldera se suministra a todos los radiadores del circuito para que se calienten de manera uniforme. El cableado de dos tubos es conveniente, práctico, pero requiere mucho metal, por lo tanto, requiere gastos importantes para su disposición.
- Colector (haz). Esto es ideal en términos de rendimiento y estabilidad hidráulica. Para ajustar la tecnología de los radiadores se instala un armario donde se colocan los colectores, todas las válvulas de cierre y equilibrado. Si es necesario, uno o más radiadores se apagan sin perjuicio de otros dispositivos.
vídeo útil
El video muestra el principio de funcionamiento de diferentes tipos de sistemas de calefacción en una casa privada.
Breve resumen
La calefacción monotubo es beneficiosa en términos de menores costes de material, pero aquí es donde terminan sus ventajas, ya que el dueño de la casa tiene que solucionar el problema del calentamiento desigual de los radiadores.
Los sistemas de dos tubos proporcionan temperatura confortable en todas las áreas de la casa. El cableado del colector es universal y le permite ajustar el grado de calefacción en cada habitación por separado. Al elegir un esquema adecuado, es mejor contactar a un especialista.
Si una casa de campo está diseñada no solo para la llegada periódica de sus propietarios durante la temporada de verano, sino también para una residencia prolongada o incluso permanente, entonces no puede prescindir de un sistema de calefacción. Este problema siempre se piensa cuidadosamente, incluso en la etapa de diseño de la construcción o reconstrucción, y se tiene en cuenta al comprar viviendas prefabricadas.
Esta pregunta es extremadamente seria y requiere una consideración escrupulosa de todas las condiciones disponibles: los períodos de operación futura del edificio, la zona climática del área, la disponibilidad de líneas de suministro de energía, servicios públicos, características de diseño del edificio, el costo total estimado de implementar un proyecto particular. Y, sin embargo, la mayoría de las veces, los propietarios de viviendas llegan a la conclusión de que la mejor solución sería un sistema de calentamiento de agua de tipo cerrado en una casa privada.
Esta publicación revisará principios básicos sistema cerrado, sus diferencias con el abierto, ventajas y desventajas existentes. Se llamará la atención sobre los elementos principales de dicho sistema con recomendaciones para su selección, se brindan diagramas de cableado típicos para la red de calefacción de la casa.
Sistema de calefacción cerrado en una casa privada - características principales
Una casa privada se puede calentar de diferentes maneras.
- Durante mucho tiempo, la principal fuente de calor eran una o varias estufas (chimeneas), cada una de las cuales calentaba una u otra parte del edificio. Las desventajas de este enfoque son obvias: calentamiento desigual, la necesidad de realizar hornos regulares, controlar el proceso de combustión, etc.
El calentamiento del horno ya es "ayer" Actualmente, este tipo de calefacción se usa cada vez menos y, por regla general, con la imposibilidad absoluta o la inconveniencia total de usar otro sistema más eficiente.
- Un sistema de calefacción eléctrica que utiliza convectores o enfriadores de aceite es extremadamente costoso de operar debido al alto precio de la electricidad y su alto consumo.
Es cierto que aparecen métodos alternativos, en forma de elementos infrarrojos de película, pero aún no han ganado una gran popularidad.
- La mayoría de los propietarios de casas privadas todavía se detienen en el calentamiento del agua. Este es un sistema eficiente comprobado que, por cierto, puede funcionar con casi todas las fuentes de energía: gas natural, combustible líquido o sólido, electricidad, lo que lo hace completamente universal, la diferencia está solo en el tipo de caldera de calefacción. Un sistema de calentamiento de agua bien calculado y correctamente instalado asegura una distribución uniforme del calor en todas las habitaciones y es fácilmente ajustable.
No hace mucho tiempo, el esquema principal para organizar el calentamiento de agua en una casa privada se abrió con el principio gravitacional de mover el refrigerante a través de tuberías y radiadores.La compensación por la expansión térmica del agua se debió a la presencia de una fuga, que era instalado en el punto más alto de todo el circuito del sistema de calefacción provoca una constante evaporación de agua, por lo que es necesario un control constante de su nivel requerido.
El movimiento del refrigerante a través de las tuberías está garantizado en este caso por la diferencia en la densidad del agua fría y caliente: el frío más denso, por así decirlo, empuja al caliente hacia adelante. Para facilitar este proceso, se crea una pendiente artificial de las tuberías en toda su longitud, de lo contrario se puede producir el efecto de la presión hidrostática.
Es muy posible integrar una bomba de circulación en un sistema abierto; esto aumentará drásticamente su eficiencia. En este caso, se proporciona un sistema de válvulas para que sea posible pasar de circulación forzada a natural y viceversa si es necesario, por ejemplo, durante cortes de energía.
El sistema de tipo cerrado está dispuesto de manera algo diferente. En lugar de un tanque de expansión, se instala en la tubería un tanque de compensación sellado de tipo membrana o globo. Absorbe todas las fluctuaciones térmicas en el volumen del refrigerante, manteniendo un nivel de presión en un sistema cerrado.
La principal diferencia entre un sistema cerrado es la presencia de un tanque de expansión sellado EN actualmente esto el sistema es el más popular, ya que tiene muchas ventajas significativas.
Ventajas y desventajas de un sistema de calefacción cerrado.
- En primer lugar, no hay evaporación del refrigerante. Esto brinda una ventaja importante: puede usar no solo agua, sino también anticongelante en esta capacidad. Por lo tanto, se elimina la posibilidad de congelamiento del sistema durante interrupciones forzadas en su funcionamiento, por ejemplo, si es necesario salir de casa durante mucho tiempo en invierno.
- El tanque de compensación se puede ubicar en casi cualquier parte del sistema. Por lo general, se le proporciona un lugar directamente en la sala de calderas, en las inmediaciones del calentador. Esto asegura la compacidad del sistema. Un tanque de expansión de tipo abierto a menudo se ubica en el punto más alto, en un ático sin calefacción, que requerirá su aislamiento térmico obligatorio. En un sistema cerrado, este problema no existe.
- La circulación forzada en un sistema cerrado proporciona un calentamiento del local mucho más rápido desde el momento en que se enciende la caldera. Sin pérdidas innecesarias de energía térmica en la zona de la ampliación tanque.
- El sistema es flexible: puede ajustar la temperatura de calefacción en cada habitación específica, apagar selectivamente algunas secciones del circuito general.
- No hay una diferencia tan significativa en la temperatura del refrigerante en la entrada y la salida, y esto aumenta significativamente el período de funcionamiento sin problemas del equipo.
- Para la distribución de calefacción, se pueden utilizar tuberías de un diámetro mucho menor que en un sistema abierto con circulación natural sin pérdida alguna en la eficiencia de la calefacción. Y esto es tanto una simplificación significativa del trabajo de instalación como un ahorro significativo en recursos materiales.
- El sistema está sellado, y con el llenado adecuado y el funcionamiento normal del sistema de válvulas, simplemente no debería haber aire en él. Esto eliminará la aparición de bolsas de aire en tuberías y radiadores. Además, la falta de acceso al oxígeno contenido en el aire no permite que se desarrollen activamente los procesos de corrosión.
La calefacción por suelo radiante también se puede incluir en un sistema de calefacción cerrado - El sistema es muy versátil: además de los radiadores de calefacción convencionales, se le pueden conectar “suelos calientes” de agua o convectores ocultos en la superficie del suelo. Un circuito de calentamiento de agua doméstico se conecta fácilmente a dicho sistema de calefacción, a través de una caldera de calefacción indirecta.
Las desventajas de un sistema de calefacción cerrado son pocas:
- El tanque de expansión debe tener un volumen mayor que con un sistema abierto, esto se debe a la peculiaridad de su diseño interno.
- Requiere instalación el llamado "grupo de seguridad"– sistemas de válvulas de seguridad.
- El correcto funcionamiento de un sistema de calefacción cerrado con circulación forzada depende de la continuidad del suministro eléctrico. Es posible, por supuesto, proporcionar, como con el tipo abierto, cambiar a circulación natural, pero esto requerirá una disposición de tuberías completamente diferente, lo que puede reducir a cero algunas de las principales ventajas del sistema (por ejemplo, el uso de "suelos cálidos" está completamente excluido). Además, la eficiencia de calefacción también disminuirá drásticamente. Por lo tanto, si se puede considerar la circulación natural, entonces solo como una "emergencia", pero la mayoría de las veces se planifica e instala un sistema cerrado específicamente para el uso de una bomba de circulación.
Los elementos principales de un sistema de calefacción cerrado.
Entonces, la composición del sistema de calefacción general de tipo cerrado para una casa privada incluye:
- dispositivo de calefacción - caldera;
- bomba de circulación;
— sistema de distribución de tuberías para la transferencia de portadores de calor;
- Tanque de compensación de expansión de tipo sellado;
- radiadores de calefacción instalados en las instalaciones de la casa u otros dispositivos de transferencia de calor ("pisos calientes" o convectores);
— grupo de seguridad — sistema de válvulas y salidas de aire;
- válvulas de cierre necesarias;
- en algunos casos - dispositivos automáticos adicionales de control y gestión que optimizan el funcionamiento del sistema.
Calefacción caldera
- por la mayoría extendido están . Si se conecta una red de gas a la casa o existe una oportunidad real de instalarla, la mayoría de los propietarios sin alternativa prefieren este método particular de calentar el refrigerante.
Calderas de gas - la mejor solución si es posible instalarlas Las calderas de gas se distinguen por su alta eficiencia, facilidad de operación, confiabilidad y rentabilidad en términos de pago de energía. Su desventaja es la necesidad de coordinar el proyecto de instalación con las organizaciones relevantes, ya que dicho sistema de calefacción tiene requisitos de seguridad muy especiales.
La variedad de calderas de gas es muy grande: puede elegir un modelo de piso o de pared, con uno o dos circuitos, de dispositivo simple o saturado de electrónica, que requiere conexión a una chimenea estacionaria o equipado con un sistema de escape de productos de combustión coaxial.
- Por lo general, se instalan en aquellas condicionescuando el suministro de gas a la casa es imposible por algún motivo. Tal instalación no requerirá coordinación; lo principal es que se cumplan los requisitos de seguridad eléctrica y el cumplimiento de la potencia de la caldera con las capacidades de la red eléctrica. Dichos calentadores se distinguen por su compacidad, simplicidad y facilidad de ajuste.
Los sistemas de calefacción con calderas eléctricas tienen una reputación bien establecida de ser "antieconómicos" debido al costo bastante alto de la electricidad. Esto es solo parcialmente cierto: los calentadores eléctricos modernos, gracias a las nuevas tecnologías para calentar agua, tienen una eficiencia muy alta y, con un aislamiento confiable en el hogar, no deberían cargar demasiado el presupuesto.
Además de las conocidas calderas con elementos calefactores (que en realidad no son muy económicas), se utilizan activamente desarrollos modernos.
"Batería" de calderas de tres electrodos Por ejemplo, son ampliamente utilizados en los que el calentamiento se lleva a cabo mediante el flujo de corriente alterna directamente a través del refrigerante (aunque aquí se requerirá una composición química especialmente seleccionada del agua en el sistema). Por sí mismas, tales calderas son económicas, pero existen ciertos problemas con el ajuste.
Caldera de inducción - sin pretensiones y muy económica En el territorio de nuestro estado, el tipo de calefacción doméstica más popular es el calentamiento de agua, como la opción tradicional y más racional. Su gran popularidad se debe al precio relativamente asequible de los materiales a partir de los cuales se ensambla el sistema y al combustible, cuyo papel en la mayoría de los casos lo desempeña el gas natural.
¿Cómo funciona?
El principio de funcionamiento del calentamiento de agua destaca por su sencillez. Dicha calefacción se caracteriza por un sistema cerrado, cuyos elementos principales son tuberías, radiadores y una caldera de calefacción.
El generador de calor calienta el refrigerante (agua, solución de glicol), que, a su vez, fluye a través de las tuberías hacia los radiadores instalados en las habitaciones con calefacción.
Las baterías calientes calientan el aire debido a la transferencia de calor y se establece una temperatura agradable en las habitaciones. Después de enfriarse, el líquido vuelve a la caldera, donde sube su temperatura, y el ciclo se repite una y otra vez.
tipo de circulación
Como se mencionó anteriormente, el calentamiento de agua funciona debido al movimiento del refrigerante a través del sistema. Ahora consideraremos los tipos existentes de circulación de agua, que tienen diferencias fundamentales que deben tenerse en cuenta al elegir un esquema.
Natural (gravitacional)
En este caso, el proceso de calentamiento consiste en diferentes densidades de refrigerante frío y caliente.
El líquido calentado pierde su densidad y disminuye de peso, por lo que es empujado hacia arriba, fluyendo a través de la tubería. Habiendo cedido calor y bajando la temperatura, el agua se vuelve más densa, se hunde y vuelve a la caldera.
Las ventajas de un sistema de calentamiento de agua natural incluyen su autonomía, ya que no necesita electricidad, y un diseño muy simple.
Si hablamos de las deficiencias, aquí se requerirá una cantidad impresionante de tuberías con un gran diámetro; de lo contrario, se interrumpirá el proceso de gravedad y los radiadores modernos con una sección transversal pequeña simplemente no podrán acoplarse a la tubería principal. Además, al instalar la tubería, es necesario garantizar una pendiente de 2 °, lo que contribuirá al correcto funcionamiento del sistema.
Forzado
El flujo de agua a través de la tubería se produce con la ayuda de una bomba de circulación. El exceso de masa del refrigerante, que se forma después del calentamiento, se descarga en el tanque de expansión (en la mayoría de los casos, un diseño cerrado), lo que evita que el líquido se evapore.
Esta regla se aplica especialmente cuando se utilizan compuestos de glicol como medio de transferencia de calor. La presión en los sistemas de calefacción forzada debe controlarse con un manómetro.
Las ventajas de un sistema de calentamiento de agua de este tipo son muy obvias y consisten en un pequeño volumen de refrigerante con un bajo consumo de tuberías, cuyo diámetro es inferior a la versión anterior.
También aquí es posible establecer la temperatura deseada para los radiadores de calefacción, que pueden ser absolutamente de cualquier tipo. La desventaja es la dependencia del suministro de electricidad, sin la cual el funcionamiento de la bomba es imposible.
Equipo
El calentamiento de agua será confiable y eficiente solo si todas sus partes se seleccionan correctamente y la instalación se realiza correctamente. En este caso, los elementos del sistema deben interactuar entre sí y coincidir entre sí por tipo.
Caldera
La elección del calentador principal está determinada por el combustible que se utilizará para calentar la casa. Según su tipo, las calderas son:
- gas;
- eléctrico;
- combustible líquido y sólido;
- conjunto.
Los dispositivos que funcionan con gas natural se consideran legítimamente los más económicos, pero requieren una tubería y un control constante por parte de servicios especiales.
La independencia total del sistema de energía central se puede lograr utilizando combustibles sólidos o líquidos, pero tendrá que aceptar las preocupaciones de recolectar y almacenar recursos energéticos.
La caldera eléctrica es la menos demandada, ya que consume mucha energía y, por lo tanto, conlleva altos costes de calefacción. En este caso, es mejor instalar radiadores que conviertan directamente la electricidad en calor.
La potencia de la unidad se selecciona de acuerdo con el área de la habitación que se calentará mediante un sistema de calentamiento de agua. La selección se realiza en una proporción promedio de 1 kW: 10 m², mientras que la altura de las paredes no debe ser superior a 3 m. También debe tener en cuenta el grado de aislamiento térmico de la habitación, el tamaño de la ventana marcos y la presencia de puntos de consumo de calor de terceros.
carreteras
Las tuberías tradicionales para el circuito, que se corroen fácilmente, están dejando paso cada vez más a productos que no presentan un inconveniente tan importante. Fueron reemplazados por muestras de metales galvanizados y acero inoxidable.
Se considera que la opción más confiable son las piezas de cobre que son resistentes a una fuerte caída de presión y temperatura. No se oxidan y se esconden fácilmente en la pared. Su único inconveniente es el alto costo del material, que se considera un representante del segmento premium.
Los tubos de metalplástico se distinguen del plazo largo de la explotación. Tienen una excelente resistencia, son resistentes a la corrosión, no acumulan sedimentos en las paredes internas, su instalación es simple y el trabajo de instalación se realiza rápidamente.
La desventaja es el alto coeficiente de expansión lineal con los cambios de temperatura, lo que puede provocar daños.
Alambrado
El calentamiento de agua de una casa privada se puede montar de diferentes maneras, según el tipo de funciones que se le asignen. Hay dos esquemas:
- Circuito único.
- Doble circuito.
un circuito
El primer tipo está diseñado solo para calefacción de espacios. Incluye una caldera de un solo circuito con escape de aire, cableado de un solo tubo y baterías con el número requerido de secciones.
Para garantizar el suministro de agua caliente, que se utiliza para las necesidades del hogar, se pueden instalar dos estructuras de este tipo simultáneamente. Entonces, uno de ellos calentará la casa y el segundo se encargará exclusivamente del suministro de agua caliente. Esta es una solución práctica, ya que en la estación cálida no tiene sentido calentar la casa para obtener agua caliente para la ducha o la cocina.
Este diseño es muy fácil de montar y asequible. Es adecuado para casas con un área pequeña (hasta 100 m²). Esto explica su popularidad entre los propietarios de pequeñas casas de campo. El calentamiento de agua de circuito único se puede mejorar instalando una bomba de circulación, controladores de temperatura alimentados por batería y cableado de dos tuberías.
dos circuitos
Este principio de cableado prevé el suministro simultáneo de agua caliente y calefacción del área. Apto para casas donde no vivan más de 4 personas.
Debe tenerse en cuenta que aquí es adecuado el agua del grifo o ablandada. El fluido duro del pozo puede dañar los equipos del sistema y, por lo tanto, no se puede utilizar.
Tipo de sistema
Habiéndose familiarizado con los métodos de circulación del refrigerante a través de la red, vale la pena saber que el circuito del sistema de calentamiento de agua puede ser monotubo, bitubo y múltiple. Consideremos las tres opciones con más detalle.
una pipa
En este caso, el agua se mueve secuencialmente de un radiador a otro, mientras pierde temperatura en el camino, lo que hace que cada batería subsiguiente se enfríe.
Esto afecta negativamente el logro de un clima confortable en las habitaciones.
dos tubos
Tal esquema se caracteriza por un mejor calentamiento de las instalaciones. Prevé la instalación de dos tuberías que se conectan a cada radiador. Uno de ellos alimenta las baterías con refrigerante caliente y el segundo devuelve el agua enfriada a la caldera, por lo que la pérdida de calor será mínima.
La opción más efectiva, en la que un elemento obligatorio es un colector, que suministra por separado una tubería con agua caliente a cada elemento calefactor. Otra tubería devuelve el refrigerante enfriado.
Dada esta característica, es posible realizar reparaciones y configurar la temperatura de cada radiador por separado sin desmantelar todo el circuito. Desafortunadamente, aquí el consumo de tuberías aumenta significativamente y se hace necesario realizar trabajos en la instalación de un gabinete múltiple.
Caracteristicas distintivas
Si comparamos con la calefacción eléctrica y de aire, la calefacción por agua ha tomado firmemente una posición de liderazgo debido a muchos factores. En primer lugar, este es un precio asequible para los materiales, el trabajo y el funcionamiento del sistema, incluido el pago del recurso energético gastado, del que no pueden presumir otros tipos de calefacción doméstica.
Aquí podemos notar la alta transferencia de calor de los elementos calefactores, lo que contribuye al calentamiento uniforme de las habitaciones y al establecimiento de un clima confortable. También es importante el hecho de que el refrigerante se puede calentar con cualquier tipo de combustible, lo que es imposible con la calefacción eléctrica.
Todo el trabajo de instalación de un sistema de agua se realiza fácilmente a mano y esto también es una gran ventaja. Con las rutas aéreas la cosa es más complicada y, muy probablemente, tendrás que buscar ayuda de especialistas.
Clasificación: 731
Para organizar el máximo confort mientras se vive en una casa, se debe instalar en ella un elemento extremadamente necesario, como un sistema de calefacción. Solo un sistema de calefacción puede realmente crear condiciones de vida muy agradables y confortables. Por supuesto, el portador de calor es una de las partes más importantes.
No olvide que a veces los dueños de las casas no quieren contratar trabajadores adicionales. Debido a esto, los propios propietarios instalan el sistema de calefacción de una casa privada. De hecho, todo es simple aquí. Debe seguir las reglas de instalación exactas.
Muy a menudo, el núcleo, la parte principal de cualquier sistema de calefacción es. Es la caldera la que realiza el proceso de calentamiento del portador de calor. El deber del refrigerante es distribuir el calor por toda la casa. La mejor manera de hacer frente a esta tarea es líquido. La mayoría de los sistemas de calefacción utilizan agua como portador de calor. El sistema de calefacción con un portador de calor de este tipo está diseñado cerrado. Esto significa que el agua en el sistema circula en círculo. En este caso, la necesidad de recargar es bastante rara.
Sistema de calefacción de dos tubos
En nuestro tiempo, se considera el más efectivo y sin problemas.
El diseño incorpora dos circuitos que cierran sobre la caldera. Este es el suministro de portador de calor y su retorno. El primero está diseñado para suministrar líquido calentado en la caldera. Es allí donde transfiere su calor. Después del enfriamiento, el portador de calor regresa a la caldera a través de las tuberías de retorno para su posterior calentamiento.
Para ello, lo más competente y eficiente al máximo será la solución para la disposición paralela de radiadores. En este caso, pueden calentarse al mismo tiempo. Debido a esto, todas las habitaciones se calentarán de manera uniforme. Además, no olvide que la calidad del calentamiento se ve afectada por la distancia entre los circuitos de retorno y suministro del portador de calor. Lo mínimo que es posible es la distancia desde el piso hasta el alféizar de la ventana.
La mayoría de los profesionales creen que dicho sistema de calefacción es menos eficiente que el antiguo método de calefacción con estufa.
Podemos estar de acuerdo en que estos expertos tienen razón de alguna manera. Dado que debido al paso por el proceso se produce una cierta pérdida de portador de calor. Pero no olvide al mismo tiempo que calentar con una estufa no permite calentar simultáneamente todas las habitaciones de manera uniforme. Entre otras cosas, es bastante inconveniente debido a la necesidad de almacenar una gran cantidad de leña. Al usar una caldera que funciona con leña, la necesidad de combustible será significativamente menor.
Esquema de calefacción de estufa
El más utilizado es un sistema de calefacción de dos tubos bastante simple y al mismo tiempo productivo con un portador de calor. Este sistema permite calentar la casa de alta calidad, sin el uso adicional de unidades para esto: bombas eléctricas de circulación. Existe una gran demanda de este modelo de sistema de calefacción debido al hecho de que a menudo se producen cortes de energía. En ausencia de electricidad, el sistema simplemente no funcionará.
Lo más importante para el funcionamiento eficiente y lo más productivo posible de un sistema de este tipo es el cumplimiento exacto de las reglas al instalarlo y también la reserva de combustible.
El factor más importante que debe tenerse en cuenta para el funcionamiento fiable del sistema en el futuro es la implementación técnica de la máxima distancia de altura posible entre la salida del sistema y el punto más alto. Es por ello que la decisión más racional sería instalar una caldera con tubería en el sótano. A falta de sótano, se produce en planta baja en un local retranqueado. También será importante trabajar en la creación de un talud de la carretera de obrat. Esta pendiente se realiza horizontalmente a partir del primer radiador del sistema.
Caldera de calefacción de sótano
En un sistema de calefacción de este tipo, hay otra parte importante del diseño: Su propósito es crear la máxima presión en el sistema. Esto es muy importante para una buena circulación. El funcionamiento del tanque se basa en el principio de la gravedad ordinaria. Debe colocarse lo más alto posible. La solución más ideal sería colocarlo en el ático. La presión dependerá de la altura de la colocación, y no del volumen de líquido contenido en el depósito.
El tanque debe tener un volumen medio. Otra funcionalidad del tanque es controlar el nivel de portador de calor. Si es necesario, se drena del tanque.
Además, no se debe olvidar que dichos sistemas funcionan correctamente solo cuando el agua es un portador de calor. Tal esquema se llama un sistema abierto.
Donde el tanque de expansión no está conectado de ninguna manera con el ambiente externo. En pocas palabras, no hay forma de bombear el portador de calor. En tales sistemas, generalmente se usa un tanque de expansión. El vaso de expansión es un pequeño depósito cuyo interior está dividido en dos por una membrana flexible. El portador de calor llena una de estas partes. en tal sistema, se lleva a cabo doblando la membrana en diferentes direcciones. Debido al hecho de que el sistema está cerrado, es posible usar anticongelante como portador de calor.
Tanque de expansión
Tubos para sistema de calefacción
Durante mucho tiempo, al instalar un sistema de calefacción, solo lo instalaron. Esto causó inconvenientes, ya que la instalación requería mucho tiempo y las costuras ásperas empeoraron significativamente la apariencia del sistema.
Pero hoy ya es posible instalar un sistema de calefacción de cualquier complejidad de diseño. Estas tuberías son más flexibles y delgadas. La superficie de estos tubos está hecha de un plástico especial resistente al calor y el espacio interior está hecho de una fina capa de aluminio. A la venta hay una gran selección de elementos para tuberías de metal y plástico. Estos son: grifos, conexiones, esquinas. Estos elementos permiten conectar tuberías entre sí y conectarles tuberías de otros tipos.
Debido al hecho de que en estos días existe una amplia selección de tuberías de metal y plástico, también es importante prestar atención a las marcas. Las tuberías para sistemas de calefacción están marcadas con los símbolos "PE-RT-AL-PE-RT".
Una ventaja importante de las tuberías de metal y plástico es la facilidad de trabajar con ellas. Son bastante ligeros y flexibles, y son fáciles de cortar con la sierra para metales o las cizallas para metales más comunes.
Para lograr la máxima hermeticidad del sistema de calefacción, es necesario montar todos los componentes de forma muy segura. La mejor manera de hacer esto es usar un accesorio a presión: podrán mantener bien la integridad de la tubería.
Podemos considerar la decisión de crear un sistema de calefacción confiable y de alta calidad en la casa que funcione con un portador de calor líquido aceptado. Lo primero será, al crear cualquier tipo de sistema de calefacción, la creación de un plan detallado. En este esquema, se requiere indicar: el nivel y la ubicación de la caldera, la longitud de la tubería, la ubicación de los radiadores y otras partes del sistema a los grifos de Mayevsky.
Plano del sistema de calefacción
Luego, debe decidir qué caldera con qué potencia se requiere exactamente. Dado que una caldera débil no creará el nivel y la velocidad de calentamiento deseados. Tampoco será rentable usar uno más potente, ya que funcionará a la mitad de su potencia.
Es simple: 1 kW corresponde a 1 metro cuadrado. Esta coincidencia simple da un parámetro específico. El resultado obtenido debe multiplicarse por 1,5; este será un parámetro de potencia de caldera adecuado.
A menudo, al diseñar un sistema de calefacción, se pueden usar calderas hechas. Estas calderas son más asequibles, pero no es posible calcular su potencia exacta.
Siempre que el cliente decidiera complementar su calefacción con la ayuda de una caldera de este tipo, solo necesita hacer cálculos del volumen máximo de portador de calor que puede caber en esta caldera. Para tales cálculos, necesita el volumen de la habitación (o el volumen total de las habitaciones) que se calentará, dividido por 1000, y como resultado, sale 300. Esto muestra la cantidad de portador de calor que produjo la caldera. usted mismo se acomodará.
Además, no hay que olvidar que el tamaño de la caldera está completamente relacionado con su potencia. En consecuencia: para más potencia, se requiere una caldera más grande. Por supuesto, antes de trabajar en la creación de un plan de sistema de calefacción, debe elegir un lugar adecuado donde la caldera montada no cree ninguna interferencia.
También es necesario tener en cuenta la altura. La caldera debe estar en la parte inferior de todo el sistema. La mejor opción sería instalar la caldera en el sótano. En ausencia de un sótano, debe cuidar un nicho en el piso. Se recomienda que la caldera se instale en una habitación separada donde el acceso estaría limitado por razones de seguridad.
También es importante no olvidar que los modelos individuales de calderas (calderas eléctricas, calderas de gas) necesitan condiciones especiales para su colocación. Si el cliente no tiene información sobre esto, antes de la instalación del sistema, es necesario buscar el asesoramiento de profesionales.
Al instalar la tubería principal, debe tomar dichas tuberías, que tendrán el doble de diámetro que las tuberías a través de las cuales se suministrará el portador de calor directamente al radiador. Esta norma es necesaria tanto para las tuberías por las que va el suministro, como para el retorno. Cuando se trabaja en la instalación de la línea, las tuberías se fijan con la ayuda de anillos especiales. Con esto, será posible evitar la flacidez.
Incluso si todo el sistema está hecho con tuberías de metal y plástico, el elevador vertical que va desde la caldera de calefacción hasta el tanque de expansión debe ser de tubería de acero. A falta de depósito, el par inicial de metros de la tubería son de acero. Si se conecta un vaso de expansión de membrana, es posible utilizar tuberías de menor diámetro.
Es altamente indeseable usar tuberías de metal y plástico en la habitación donde está instalada la caldera de calefacción.
Esto se debe a que el aire caliente que sube de la caldera puede dañar parte del tubo de plástico. La mejor solución sería colocar un tubo de metal y plástico solo en una habitación con calefacción.
Si hay condiciones, se pueden colocar dos circuitos de calefacción. Cada uno de ellos incluirá tuberías de impulsión y retorno. Tales soluciones de calefacción serán más caras. Pero si es necesario realizar trabajos de reparación, uno de los circuitos puede estar bloqueado.
Un ejemplo de tubería de una caldera de calefacción.
En todos los radiadores, también en la red por la que se alimenta el caloportador y el retorno, es imprescindible instalar grifos por los que se purgue el aire.
Un gran exceso de aire en el sistema puede provocar daños graves. La instalación de radiadores se lleva a cabo con la implementación de una característica importante: el lado desde el cual sale la tubería de retorno debe ubicarse un poco más abajo. Esto es necesario para los sistemas en los que el portador de calor circula de forma natural.
Cuando se utiliza una caldera de bricolaje para calefacción, no se debe olvidar que el ramal de la línea directa debe ubicarse lo más alto posible. Esto permitirá evitar peligrosos golpes de ariete. La caldera para calefacción está montada con una pendiente de 5 mm. Esta pendiente se realiza hacia las líneas de retorno.
El principio de funcionamiento del sistema de calefacción.
Después de la instalación completa del sistema, se llena con un portador de calor. Al realizar dicho trabajo, todas las válvulas que purgan el aire deben permanecer abiertas. Después de llenar todo el sistema con un portador de calor, es necesario encender la caldera con una pequeña cantidad de combustible. Esto brindará la oportunidad de verificar el nivel uniforme de calentamiento del sistema. En estas condiciones, no debería haber zonas muy calientes o muy frías. En tal situación, se requiere abrir la válvula del radiador y drenar el agua hasta que comience a calentarse.
Durante el proceso de encendido, los sonidos extraños no pueden estar presentes en la caldera. Es aceptable una pequeña fuga del portador de calor en las uniones roscadas.
Al final de las primeras puestas en marcha, las uniones roscadas ya no perderán agua. Entonces será posible encender la caldera ya a la máxima potencia.
La potencia de la caldera es un valor extremadamente importante. Ella tiene que entrar de inmediato. Si la potencia excede la norma, la caldera puede hervir. Esto puede traer resultados trágicos no solo para la calefacción, sino para todo el edificio. Si la potencia de la caldera es demasiado baja, esto se mostrará en las lecturas de temperatura de retorno. No superará los 40 grados.
Las partes correctamente instaladas del sistema de calefacción no deben producir ningún ruido innecesario. Entre otras cosas, la diferencia de temperatura entre el portador de calor suministrado y el retorno no supera los 40 grados. Un video con información sobre el montaje del sistema está disponible a continuación para su visualización.
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