¿Qué sistema de calefacción para una casa privada es mejor: agua, aire o electricidad?

Esquema de calefacción de una tubería.

Desde la caldera de calefacción, debe dibujar la línea principal que representa la ramificación. Después de esta acción, contiene el número requerido de radiadores o baterías. La línea, trazada según el diseño del edificio, está conectada a la caldera. El método forma la circulación del refrigerante dentro de la tubería, calentando el edificio por completo. La circulación de agua caliente se ajusta individualmente.

Se planea un esquema de calefacción cerrado para Leningradka. En este proceso, se monta un complejo de tubería única de acuerdo con el diseño actual de casas privadas. A petición del propietario, se añaden elementos a:

• Controladores de radiadores.
• Controladores de temperatura.
• válvulas de equilibrado.
• Válvulas de bola.

Leningradka regula el calentamiento de ciertos radiadores.

sistema de radiación

El esquema de calefacción por colector (radiante) es el más avanzado y moderno en términos de eficiencia térmica.En él, a cada uno de los radiadores se conectan un par de tubos de dos colectores comunes para el piso, que a su vez están conectados al equipo de la caldera. El control de temperatura con este cableado es más flexible. Además, está permitido conectar a los colectores no solo baterías, sino también un "piso cálido".

Las tuberías en este caso se pueden colocar de cualquier manera. A menudo, simplemente se colocan debajo del piso de relleno. La principal desventaja del esquema de vigas es el alto costo del sistema en su conjunto y la gran longitud de las tuberías. Además, será difícil colocar este último en grandes cantidades en una cabaña ya terminada. Su dispositivo debe planificarse con anticipación en la etapa de diseño de la vivienda.

Patrón de haz: distribución ideal del calor

Esta pizarra, si es necesario, se puede reemplazar con relativa facilidad con otro material para techos. El esquema para colocar tuberías de calefacción es más sofisticado, no es tan fácil cambiarlo más tarde. Incluso las dimensiones rígidas de la hoja de ondulina no son tan terribles, hay muchos adornos, pero esto es solo un ligero aumento en la estimación del techo. Con las tuberías de calefacción, especialmente para el cableado de vigas, todo es mucho más complicado.

Suelo radiante y zócalo

Las tuberías de agua caliente colocadas en el piso con un paso calculado le permiten calentar las instalaciones de manera uniforme con toda la superficie del revestimiento del piso. De cada circuito de calefacción, cuya longitud no exceda los 100 m, las conexiones convergen en un colector con una unidad de mezcla que proporciona el flujo de portador de calor requerido y su temperatura dentro de + 35 ° ... + 45 ° С (máximo + 55 ° С ). El colector se alimenta directamente de la caldera por una rama y controla la calefacción en 2 plantas al mismo tiempo. El lado positivo del piso cálido:

• calentamiento uniforme del espacio de las habitaciones;
• la calefacción es cómoda para las personas, ya que la calefacción viene desde abajo;
• la baja temperatura del agua ahorra hasta un 15 % de energía;
• es posible cualquier nivel de automatización del sistema: operación desde controladores de temperatura, sensores meteorológicos o de acuerdo con un programa integrado en el controlador;
• el sistema con el controlador se puede controlar a distancia, a través de una conexión GSM o Internet.

También se están introduciendo sistemas de control automático similares en el circuito colector de una cabaña de dos pisos. La desventaja de la calefacción por suelo radiante es el alto costo de los materiales y el trabajo de instalación, que son difíciles de realizar por su cuenta.

Los zócalos de calefacción son una opción adecuada para cualquier casa privada, no solo para una de dos pisos. Estos calentadores en forma de grandes zócalos son convectores de cobre o aluminio conectados en un esquema de dos tubos. Rodean las instalaciones a lo largo del perímetro, calentando el aire por todos lados. La calefacción de zócalos es fácil de instalar y cumple con todos los requisitos de diseño de interiores.

Normas y requisitos para la calefacción autónoma.

Antes de diseñar una estructura de calefacción, es necesario consultar SNiP 2.04.05-91, que establece los requisitos básicos para tuberías, calentadores y válvulas.

Las normas generales se reducen a garantizar que la casa tenga un microclima confortable para las personas que viven en ella, para equipar adecuadamente el sistema de calefacción, habiendo elaborado y aprobado previamente el proyecto.

Muchos requisitos se formulan en forma de recomendaciones en SNiP 31-02, que regula las reglas para la construcción de viviendas unifamiliares y su provisión de comunicaciones.

Por separado, se estipulan disposiciones relativas a la temperatura:

• los parámetros del refrigerante en las tuberías no deben exceder los + 90ºС;
• los indicadores óptimos están dentro de + 60-80ºС;
• la temperatura de la superficie exterior de los dispositivos de calefacción ubicados en la zona de acceso directo no debe exceder los 70ºС.

Se recomienda que las tuberías de los sistemas de calefacción estén hechas de tubos de latón, cobre y acero. El sector privado utiliza principalmente productos tubulares de polímeros y metal-plástico aprobados para su uso en la construcción.

Las tuberías de los circuitos de calentamiento de agua se colocan con mayor frecuencia de forma abierta. Se permite la colocación oculta al instalar "pisos cálidos"

El método de colocación de la tubería de calefacción puede ser:

• abierto. Se trata de colocar sobre estructuras de construcción con sujeción con clips y abrazaderas. Está permitido cuando se construyen circuitos a partir de tuberías de metal. Se permite el uso de análogos de polímeros si se excluye su daño por impacto térmico o mecánico.
• Oculto. Se trata de tender tuberías en estroboscópicos o canales seleccionados en estructuras de edificios, en zócalos o detrás de pantallas protectoras y decorativas. El contorno monolítico está permitido en edificios diseñados para al menos 20 años de operación y con una vida útil de las tuberías de al menos 40 años.

La prioridad es el método abierto de tendido, porque el diseño de la ruta de la tubería debe permitir el libre acceso a cualquier elemento del sistema para su reparación o reemplazo.

Las tuberías se ocultan en casos excepcionales, solo cuando dicha solución está dictada por una necesidad tecnológica, higiénica o constructiva, por ejemplo, al instalar "pisos cálidos" en una solera de hormigón.

Al tender la tubería de sistemas con movimiento natural del refrigerante, es necesario observar una pendiente de 0.002 - 0.003. Las tuberías de los sistemas de bombeo, dentro de las cuales el refrigerante se mueve a una velocidad de al menos 0,25 m/s, no necesitan proporcionar pendientes

En caso de tendido abierto de la red principal, las secciones que cruzan locales sin calefacción deben estar provistas de aislamiento térmico correspondiente a los datos climáticos de la región de construcción.

Se deben instalar tuberías de calefacción autónomas con circulación natural en la dirección del movimiento del refrigerante, de modo que el agua calentada llegue a las baterías por gravedad y, después del enfriamiento, se mueva a lo largo de la línea de retorno a la caldera de la misma manera. Las tuberías principales de los sistemas de bombeo se construyen sin pendiente, porque. no es necesario.

Se estipula el uso de varios tipos de tanques de expansión:

• abierto, utilizado para sistemas con bombeo y forzado natural, debe instalarse sobre el elevador principal;
• Los dispositivos de membrana cerrada, utilizados exclusivamente en sistemas forzados, se instalan en la línea de retorno frente a la caldera.

Los tanques de expansión están diseñados para compensar la expansión térmica del líquido cuando se calienta. Se necesitan para arrojar el exceso a la alcantarilla o cursi a la calle, como es el caso de las opciones abiertas más simples. Las cápsulas cerradas son más prácticas, porque no requieren intervención humana para ajustar la presión del sistema, pero son más caras.

botella abierta tipo se instala en el punto más alto del sistema. Además de proporcionar una reserva para expandir el líquido, también se le encomienda la tarea de eliminar el aire. Los tanques cerrados se colocan frente a la caldera, las salidas de aire y los separadores se utilizan para eliminar el aire.

Al elegir válvulas de cierre, se da preferencia a las válvulas de bola, al elegir una unidad de bombeo: equipo con una presión de hasta 30 kPa y una capacidad de hasta 3,0 m3 / h.

Las variedades de apertura de presupuesto deben reponerse periódicamente debido a la erosión estándar del fluido. Bajo su instalación, es necesario fortalecer significativamente el piso del ático y aislar el ático.

Se recomienda montar radiadores y convectores debajo de ventanas, en lugares convenientes para el mantenimiento. El papel de los elementos de calefacción en los baños o baños puede ser desempeñado por toalleros calentados conectados a comunicaciones de calefacción.

Variedades de sistemas de calefacción.

Hay varias formas de organizar la calefacción eléctrica en su hogar. Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas y desventajas. Algunos son más baratos en la etapa de compra y otros ahorran significativamente durante la operación. Veamos qué características tiene cada método:

Instalación de una caldera eléctrica diseñada para calentar el agua que fluye a través de las tuberías del sistema de calefacción. Quizás el método más conocido, pero está lejos de ser el más efectivo en la actualidad. Los fabricantes afirman que los modelos actuales se han vuelto mucho más productivos y ahora consumen un 80 % menos de energía, pero este es un punto discutible. El encendido y apagado manual de la caldera, por supuesto, no es práctico, y el automático en un intervalo dado no tiene en cuenta el régimen de temperatura del día y la noche. Una opción más o menos económica es instalar termostatos y automatismos adecuados para encender en función de la temperatura de las habitaciones, pero esto es difícil de instalar y muy costoso.Los modelos de potencia reducida con igual rendimiento tampoco son más que publicidad. Lo más probable es que una caldera de este tipo no tenga suficiente "fuerza" para calentar una gran casa privada.
paneles infrarrojos. Esta no es solo una forma de calentar habitaciones, sino una tecnología fundamentalmente diferente. El punto no es calentar el aire (que tiene una eficiencia muy baja), sino influir en los objetos ubicados en la habitación. Bajo la luz de las lámparas IR, los pisos y los muebles se calientan y comienzan a emitir calor por sí mismos. La diferencia fundamental es que el método tradicional de "radiador" de calefacción de espacios en realidad calienta el techo (el aire caliente de la batería sube) y los pisos permanecen fríos. Con la calefacción por infrarrojos, ocurre lo contrario. La luz se dirige hacia abajo, lo que significa que el lugar más cálido es el suelo. Complemente el sistema con termostatos, y la calefacción económica de una casa de campo, una casa privada o un garaje está lista. Y la opinión sobre los peligros de la radiación infrarroja en una persona no es más que un mito. Lo principal es no estar debajo de la lámpara durante mucho tiempo, y no sucederá nada peligroso.
El uso de convectores. Según los fabricantes, esta es la forma más eficiente de calentar espacios, que combina un alto rendimiento y un consumo económico de energía. Ambas declaraciones son objeto de una larga disputa, ya que la tecnología se basa en el mismo principio de "radiador", y se deben tener en cuenta muchas características individuales al calentar una casa. La principal diferencia radica en la gran facilidad de instalación y operación y el precio más bajo.

Una ventaja importante de los convectores es la seguridad contra incendios, que es muy importante cuando calentar una casa de campo o particular de madera.Los convectores le permiten instalarlos secuencialmente de una habitación a otra, son compactos y agradables a la vista, y además están protegidos contra sobretensiones.

Instalación del sistema de calefacción de la cabaña.

Después de la disposición de la sala de calderas, de acuerdo con el esquema de calefacción de la cabaña, se montan los radiadores. Los principales parámetros por los que los consumidores eligen los radiadores son las dimensiones, la potencia y el material del que están hechos.

Cableado interno

Durante la instalación sistemas de calefacción de cabañas se debe prestar especial atención al material de la tubería. Hasta la fecha, existen varios tipos de tuberías que se utilizan tradicionalmente en los sistemas de calefacción.

Echemos un vistazo más de cerca a estos tipos.

1. Tubos de acero. Duradero, resistente a caídas de presión, pero difícil de instalar y sujeto a corrosión. Con el paso de los años, una capa de óxido se asienta en las paredes internas, lo que puede impedir el flujo de agua.
2. Tubos metálicos. Fuerte, flexible y fácil de instalar. Es conveniente usarlo con geometría compleja del sistema de calefacción. Pero también tienen una serie de puntos débiles: se destruyen por impacto mecánico y radiación ultravioleta, además de inflamables.
3. Tuberías de propileno. El material más popular, que sin duda está relacionado con el precio de tales tuberías. Son las más económicas en comparación con las tuberías de sus otros materiales. Solo tienen un inconveniente: buena inflamabilidad. De lo contrario, es un material ideal para calentar tuberías. No se oxidan, no se agrietan, se sueldan fácilmente con la ayuda de "hierros" especiales y son de uso duradero.
4. Tuberías de acero inoxidable. Suelen utilizarse en locales no residenciales: sótanos, lavanderías, salas de billar. Tienen una buena disipación de calor, y tan alta que pueden calentar la estancia sin necesidad de instalar radiadores.Variedad: tubos de acero inoxidable corrugado. Además de los enumerados, tienen otra ventaja: "pasan por alto" fácilmente las esquinas y los giros sin juntas adicionales.

Consejos para instalar una red de calefacción doméstica

El dispositivo de calefacción comienza con la instalación de baterías en lugares previamente preparados debajo de las ventanas o en las paredes exteriores de las esquinas. Los dispositivos se cuelgan de ganchos especiales adheridos a la propia estructura o al acabado de cartón yeso. La salida inferior no utilizada del radiador se cierra con un corcho, se atornilla un grifo Mayevsky desde arriba.

La red de tuberías se monta de acuerdo con la tecnología de ensamblaje de ciertas tuberías de plástico. Para salvarte de errores, te daremos algunas recomendaciones generales:

1. Al instalar polipropileno, tenga en cuenta la elongación térmica de las tuberías. Al girar, la rodilla no debe descansar contra la pared, de lo contrario, después de iniciar el calentamiento, la línea se doblará como un sable.
2. Es mejor colocar el cableado de forma abierta (excluyendo los circuitos colectores). Trate de no ocultar las juntas detrás del revestimiento ni incrustarlas en la regla, use los "clips" de fábrica para sujetar las tuberías.
3. Las líneas y conexiones dentro de la solera de cemento deben protegerse con una capa de aislamiento térmico.
4. Si por alguna razón se ha formado un lazo hacia arriba en la tubería, instale una ventilación de aire automática en ella.
5. Es deseable montar secciones horizontales con una ligera pendiente (1-2 mm por metro lineal) para un mejor vaciado y eliminación de burbujas de aire. Los esquemas de gravedad proporcionan pendientes de 3 a 10 mm por 1 metro.
6. Coloque el tanque de expansión de diafragma en la línea de retorno cerca de la caldera.Proporcionar una válvula para cortar el tanque en caso de mal funcionamiento.

Instalación y conexión de equipos: cómo instalar la caldera.

Las calderas de gas, diesel y eléctricas están obligadas casi de la misma manera. El hecho es que casi todos los modelos montados en la pared tienen bombas de circulación y tanques de expansión incorporados. El esquema de tubería más simple y común prevé la ubicación de la bomba con una línea de derivación y un sumidero en el retorno. También se monta un tanque de expansión allí. Para control de presion se utiliza un manómetro y se purga el aire del circuito de la caldera a través de un purgador de aire automático. Una caldera eléctrica que no está equipada con una bomba se ata de la misma manera.

Si el generador de calor tiene su propia bomba y su recurso también se usa para calentar agua para calentar agua, las tuberías y los elementos se crían de una manera ligeramente diferente. La evacuación de los humos se realiza mediante una chimenea coaxial de doble pared, que sale a través de la pared en sentido horizontal. Si el aparato utiliza un hogar de tipo abierto, se requerirá un conducto de chimenea convencional con buen tiro natural.

Las casas de campo extensas a menudo prevén el acoplamiento de una caldera y varios circuitos de calefacción: un radiador, calefacción por suelo radiante y un calentador de agua caliente indirecto. En este caso, la mejor opción sería utilizar un separador hidráulico. Con su ayuda, puede lograr una organización de alta calidad de circulación autónoma del refrigerante en el sistema. Al mismo tiempo, actúa como peine de distribución para otros circuitos.

La gran complejidad de atar calderas de combustibles sólidos se explica por los siguientes puntos:

1. El riesgo de sobrecalentamiento debido a la inercia de los aparatos, ya que el sistema de calefacción de una casa particular funciona con leña, que no se apaga rápidamente.
2. Cuando entra agua fría en el depósito de la unidad, suele aparecer condensación.

Para que el refrigerante no se sobrecaliente y no hierva, se coloca una bomba de circulación en la línea de retorno y se coloca un grupo de seguridad en el suministro inmediatamente después del generador de calor. Consta de tres elementos: un manómetro, un purgador de aire automático y una válvula de seguridad. La presencia de una válvula es de particular importancia, ya que se utiliza para aliviar el exceso de presión en caso de sobrecalentamiento del refrigerante. Cuando se utiliza leña como material de calefacción, el hogar está protegido de la condensación de líquidos por un bypass y una válvula de tres vías: retiene el agua de la red hasta que se calienta por encima de los +55 grados. En las calderas generadoras de calor, es deseable utilizar tanques de inercia especiales que actúen como acumuladores de calor.

A menudo, las salas de hornos están equipadas con dos fuentes de calor diferentes, lo que proporciona un enfoque especial para sus tuberías y conexiones. Por lo general, en este caso, en el primer esquema, se combinan una caldera de combustible sólido y eléctrica, que alimentan sincrónicamente el sistema de calefacción. La segunda opción implica una combinación de un generador de calor de gas y leña que alimenta sistemas de calefacción para el hogar y ACS.

Cálculo del sistema de calefacción en el hogar.

Cálculo del sistema - calculadora en línea

¿Por qué es necesario un cálculo preliminar de calefacción en una casa privada? Esto es necesario para seleccionar la potencia correcta del equipo de calefacción necesario, lo que le permite implementar un sistema de calefacción que proporcione calor de manera equilibrada a las habitaciones correspondientes de una casa privada. Una elección competente del equipo y el cálculo correcto de la potencia del sistema de calefacción de una casa privada compensarán racionalmente la pérdida de calor de las envolventes del edificio y el flujo de aire de la calle para las necesidades de ventilación. Las fórmulas en sí mismas para dicho cálculo son bastante complejas; por lo tanto, le sugerimos que utilice el cálculo en línea (arriba) o complete el cuestionario (a continuación). En este caso, nuestro ingeniero jefe calculará y este servicio es completamente gratuito. .

¿Cómo calcular la calefacción de una casa privada?

¿Dónde comienza tal cálculo? En primer lugar, se requiere determinar la pérdida máxima de calor del objeto (en nuestro caso, esta es una casa de campo privada) en las peores condiciones climáticas (dicho cálculo se lleva a cabo teniendo en cuenta el período de cinco días más frío para esta región ). No funcionará calcular el sistema de calefacción de una casa privada en la rodilla; para esto, utilizan fórmulas y programas de cálculo especializados que le permiten construir un cálculo basado en los datos iniciales sobre la construcción de la casa (paredes, ventanas, techos). , etc.). Como resultado de los datos obtenidos, se seleccionan equipos cuya potencia neta debe ser mayor o igual al valor calculado.Durante el cálculo del sistema de calefacción, se selecciona el modelo deseado del calentador de aire del conducto (generalmente es un calentador de aire a gas, aunque podemos usar otros tipos de calentadores: agua, eléctricos). Luego se calcula el rendimiento máximo del aire del calentador, en otras palabras, cuánto aire bombea el ventilador de este equipo por unidad de tiempo. Cabe recordar que el rendimiento del equipo difiere según el modo de uso previsto: por ejemplo, en aire acondicionado, el rendimiento es mayor que en calefacción. Por lo tanto, si en el futuro se planea usar un acondicionador de aire, entonces es necesario tomar el flujo de aire en este modo como el valor inicial del rendimiento deseado; de lo contrario, solo el valor en el modo de calefacción es suficiente.

En la siguiente etapa, el cálculo de los sistemas de calefacción de aire para una casa privada se reduce a la determinación correcta de la configuración del sistema de distribución de aire y el cálculo de las secciones transversales de los conductos de aire. Para nuestros sistemas, utilizamos conductos de aire rectangulares sin bridas con una sección rectangular: son fáciles de ensamblar, confiables y convenientemente ubicados en el espacio entre los elementos estructurales de la casa. Dado que el calentamiento de aire es un sistema de baja presión, se deben tener en cuenta ciertos requisitos al construirlo, por ejemplo, para minimizar el número de vueltas del conducto de aire, tanto la rama principal como la terminal que conducen a las rejillas. La resistencia estática del recorrido no debe superar los 100 Pa. En función del rendimiento del equipo y la configuración del sistema de distribución de aire, se calcula la sección requerida del conducto de aire principal.El número de ramales terminales se determina en función del número de rejillas de alimentación requeridas para cada habitación específica de la casa. En el sistema de calefacción de aire de una casa, generalmente se usan rejillas de suministro estándar con un tamaño de 250x100 mm con un rendimiento fijo; se calcula teniendo en cuenta la velocidad mínima del aire en la salida. Gracias a esta velocidad, el movimiento del aire no se siente en las instalaciones de la casa, no hay corrientes de aire ni ruidos extraños.

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Cómo calcular el diámetro de la tubería

Al organizar el cableado del colector y del callejón sin salida en una casa de campo con un área de hasta 200 m², puede prescindir de cálculos escrupulosos. Tome la sección transversal de carreteras y tuberías de acuerdo con las recomendaciones:

• para suministrar el refrigerante a los radiadores en un edificio de 100 metros cuadrados o menos, una tubería Du15 (dimensión exterior 20 mm) es suficiente;
• las conexiones de la batería se realizan con una sección de Du10 (diámetro exterior 15-16 mm);
• en una casa de dos pisos de 200 cuadrados, el elevador de distribución está hecho con un diámetro de Du20-25;
• si el número de radiadores en el suelo es superior a 5, dividir el sistema en varios ramales que se extienden desde el montante de Ø32 mm.

El sistema de gravedad y anillo se desarrolla de acuerdo con cálculos de ingeniería.Si desea determinar la sección transversal de las tuberías usted mismo, en primer lugar, calcule la carga de calefacción de cada habitación, teniendo en cuenta la ventilación, luego descubra el caudal de refrigerante requerido utilizando la fórmula:

• G es el caudal másico de agua calentada en la sección de tubería que alimenta los radiadores de una habitación particular (o grupo de habitaciones), kg/h;
• Q es la cantidad de calor necesaria para calentar una habitación determinada, W;
• Δt es la diferencia de temperatura calculada en el suministro y el retorno, tome 20 °С.

Ejemplo. Para calentar el segundo piso a una temperatura de +21 °C, se necesitan 6000 W de energía térmica. El tubo ascendente de calefacción que atraviesa el techo debe traer 0,86 x 6000 / 20 = 258 kg / h de agua caliente desde la sala de calderas.

Conociendo el consumo por hora del refrigerante, es fácil calcular la sección transversal de la tubería de suministro utilizando la fórmula:

• S es el área de la sección de tubería deseada, m²;
• V - consumo de agua caliente por volumen, m³ / h;
• ʋ – caudal de refrigerante, m/s.

Continuación del ejemplo. El caudal calculado de 258 kg/h lo proporciona la bomba, tomamos la velocidad del agua de 0,4 m/s. área de la sección transversal tubería de suministro es 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 m². Recalculamos la sección en diámetro según la fórmula del área del círculo, obtenemos 0,02 m - tubería DN20 (exterior - Ø25 mm).

Tenga en cuenta que ignoramos la diferencia en las densidades del agua a diferentes temperaturas y sustituimos la tasa de flujo másico en la fórmula. El error es pequeño, con un cálculo artesanal es bastante aceptable.