Diseño óptimo de calefacción en una casa privada: una comparación de todos los esquemas típicos

Elegir un esquema de calefacción para una caldera de calefacción en una casa privada

La caldera en sí es solo un elemento del sistema de calefacción. Sin tuberías y radiadores por los que circula el refrigerante, su trabajo es inútil. Por lo tanto, el cableado de calefacción debe proporcionarse con anticipación, antes de comprar una unidad que proporcione calor. La tarea se ve facilitada por el hecho de que el circuito de calefacción para todo tipo de calderas tiene más similitudes que diferencias.

esquema de gravedad

En la mayoría de los casos, dicho esquema se usa para la conexión con una caldera de combustible sólido o líquido. Si abordamos el problema estrictamente, teniendo en cuenta la preservación de la eficiencia, las calderas de gas modernas no implican la circulación por gravedad del refrigerante. Muchos modelos de pared y piso controlados electrónicamente ya tienen una bomba de circulación incorporada que impulsa agua o anticongelante a la fuerza a través de tuberías y radiadores.En condiciones de frecuentes cortes de energía, dicha caldera estará inactiva.

Vista general del esquema de gravedad

Sin embargo, en muchos hogares, los circuitos de gravedad continúan funcionando en conjunto con una caldera no volátil de gas de tipo simple con control mecánico. Con el uso de tuberías de calefacción de gran diámetro, se crea suficiente presión de agua en el sistema para encender el quemador de gas. En los sistemas antiguos, se tomaron tuberías con una sección transversal de 100 a 150 mm, que rodeaban las habitaciones alrededor del perímetro. La transferencia de calor de dicho diseño es pequeña, pero en sí misma es confiable y duradera. Al instalar radiadores, el diámetro de las tuberías de suministro debe ser de al menos 40 mm para reducir la resistencia hidrodinámica.

En los sistemas de gravedad, un elemento indispensable es un vaso de expansión. Si el agua en el sistema alcanza altas temperaturas, su exceso ingresa al tanque debido al aumento de volumen. El tanque asegura el sistema contra fugas y despresurización en caso de un aumento brusco de la presión. En sistemas abiertos, el tanque siempre se ubica en la parte superior.

El esquema gravitacional es de un solo tubo. Esto significa que el refrigerante pasa secuencialmente a través de todos los radiadores y luego regresa a través del "retorno". Para la instalación de baterías con dicho sistema, se utilizan derivaciones: tuberías de derivación con válvulas de cierre, gracias a las cuales es posible desmontar y reemplazar las baterías sin detener la caldera y drenar el refrigerante. Asimismo, se coloca una grúa Mayevsky en cada radiador para purgar el aire que se acumula en el interior del cableado.

Grúa Mayevsky

Circuito de circulación forzada

La única desventaja de este tipo de cableado de calefacción es la dependencia de la presencia de voltaje en la red eléctrica doméstica.Además de la caldera, el segundo nodo importante de dicho esquema es la bomba de circulación, que choca contra el "retorno" antes de devolverlo a la caldera. Las bombas modernas son silenciosas, productivas y consumen electricidad de la misma manera que una bombilla incandescente. Pero gracias a dicho dispositivo, es posible elegir un sistema de dos tubos. En este caso, la tubería de unión pasa por todas las habitaciones calentadas de la casa. Desde allí, se suministra una corriente separada de agua caliente a cada batería, y desde allí, el refrigerante enfriado se drena al "retorno", que es la segunda tubería del circuito. Esto le permite distribuir uniformemente el calor en todos los radiadores y mantener la misma temperatura incluso en las habitaciones más alejadas de la caldera.

El tanque de expansión, en presencia de una bomba de circulación, se cierra obligatoriamente para que se pueda crear una cierta presión en el sistema. En caso de exceso de los valores normales, se proporciona una válvula de alivio de presión de emergencia.

Representación visual de un esquema de dos tubos.

En ambos esquemas, se debe proporcionar una unidad de reposición a través de la cual se vierte el refrigerante en el sistema. Si se utiliza agua, se corta un ramal de la red de suministro de agua para llenar las tuberías, instalando un sistema de filtración en la entrada. Cuando se usa anticongelante, se dispone una válvula de entrada con válvulas de cierre y el bombeo se realiza mediante una bomba sumergible "bebé" u otro equipo de bombeo.

Instalación del sistema de bricolaje

El calentamiento de agua hágalo usted mismo debe planificarse cuidadosamente, con mucho cuidado. Y esto debe ser hecho por profesionales.A menudo, este procedimiento comienza con la elección de un lugar para la caldera, que, por cierto, se instala incluso antes de que se realice el cableado. Por supuesto, los especialistas saben muy bien cómo planificar correctamente, por lo que en la etapa preliminar, uno de ellos debe estar a su lado.

Cuando haya decidido un lugar para la caldera, debe hacer un pedestal de concreto especial para ella. La caldera se coloca sobre ella y se conecta a la chimenea, y todas las uniones y conexiones se untan con arcilla.

A continuación, debe dibujar cuál será la tubería en su sistema. Considere cuidadosamente dónde se colocarán los radiadores, elevadores y otros elementos, por eso es necesaria la participación de un especialista. Como sabemos, es deseable colocar radiadores debajo de las ventanas. Esto es necesario para que el calor de ellos caliente la superficie interna de las ventanas.

El número de secciones y su creación deben determinarse no solo por sus capacidades financieras, sino también por la longitud del circuito, cuantas más secciones haya en el sistema, más fácil será que el refrigerante se mueva a lo largo de él.

¡Importante! Incluso antes de proceder con la instalación de la línea, es necesario determinar el punto más alto del sistema y equipar allí un tanque de expansión. Por cierto, dicho tanque puede ser de dos tipos:

1. abierto;
2. Cerrado.

Cómo calcular el volumen óptimo del tanque y hacer la instalación correctamente, lea aquí

El siguiente paso en la instalación del sistema de calefacción es el tendido de tuberías y la instalación de radiadores.En este caso, todo es extremadamente simple: la tubería se lleva al lugar de instalación del radiador, se instala, se conectan todas las entradas y salidas necesarias, luego de lo cual la tubería se conecta al siguiente radiador. Estará bien si instala un grifo especial en cada uno de los radiadores, con el que puede eliminar el aire del sistema.

Todo el circuito debe cerrarse en el mismo lugar donde comenzó: en la caldera. Se instala un filtro especial y (si es necesario) una bomba de circulación en la entrada de la caldera. El punto más bajo del sistema debe estar equipado con una unidad de llenado/drenaje, necesaria para drenar toda el agua en caso de reparación.

Como conclusión

Como descubrimos, hoy en día no existe un sistema de calefacción más económico y al mismo tiempo eficiente que un sistema de agua. Las tuberías y los radiadores se actualizan casi anualmente, por lo tanto, la eficiencia de dicho sistema aumenta, mientras que el costo, por el contrario, disminuye. Por lo tanto, cada año es más fácil calentar agua con sus propias manos.

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.

Cálculo del sistema de calentamiento de agua.

Antes de elegir el tipo de calefacción, primero debe calcular la potencia requerida del calentador y la cantidad de radiadores. El cálculo correcto afecta la eficiencia y la calidad de todo el sistema.

Potencia de caldera

La capacidad de la caldera para una casa privada es de 200 m². se calcula según la siguiente fórmula: W=(S (área de la habitación)*Wsp (potencia específica por 10 metros cúbicos))/10.

Wud depende de la región donde se encuentra la casa. Para la parte central de Rusia, este valor es 1,5. También por 100 m² el local requiere 10 kW. Si el área es de 200 m², entonces la potencia de la caldera = 200 * 1,5 / 10 = 30 kW.

Número de radiadores

Para hacer un cálculo completo de la calefacción, es importante conocer la cantidad de radiadores y secciones requeridas. Conociendo la transferencia de calor de una determinada sección, se puede calcular el área que puede calentar

Si la transferencia de calor de una sección es de 180 W, dividimos este valor por 100 y obtenemos 1,8 m Si el área de la casa es de 200 m², dividimos 200 por 1,8 y obtenemos 111. El cálculo mostró que se necesitan 111 secciones para calentar un área de casa privada de 200 m².

Habiendo calculado correctamente la potencia requerida para la calefacción de espacios, puede elegir el tipo de calefacción más eficiente.

Planificación y cálculo

Al elegir el tipo de sistema de calefacción más óptimo para una casa privada, casa de campo, es imperativo tener en cuenta el área de la casa

Esto es importante, ya que, por ejemplo, un esquema de tubería única con circulación natural funciona de manera excelente solo en casas con un área que no excede los 100 m2. Y en una casa con una cuadratura significativamente mayor, no podrá funcionar debido a una inercia suficientemente grande. De ello se deduce que el cálculo primario de la presión en el sistema de calefacción y el diseño del sistema de calefacción son necesarios para encontrar y diseñar un sistema cuyo uso en la casa sea más racional.

En la etapa de elaboración preliminar de un plan, se deben tratar de tener en cuenta todos los detalles de la arquitectura del edificio. Por ejemplo, si la casa es bastante grande y, en consecuencia, el área de las habitaciones a calentar también es grande, lo más racional sería introducir un sistema de calefacción con una bomba que hará circular el portador de calor.

De ello se deduce que el cálculo primario de la presión en el sistema de calefacción y el diseño del sistema de calefacción son necesarios para encontrar y diseñar un sistema cuyo uso en la casa sea más racional. En la etapa de elaboración preliminar de un plan, se deben tratar de tener en cuenta todos los detalles de la arquitectura del edificio.Por ejemplo, si la casa es bastante grande y, en consecuencia, el área de las habitaciones a calentar también es grande, lo más racional sería introducir un sistema de calefacción con una bomba que haga circular el portador de calor.

En este caso, hay ciertas características que debe cumplir la bomba de circulación:

• largo período de servicio;
• bajo nivel de consumo de electricidad;
• Alto Voltaje;
• estabilidad;
• facilidad de operación;
• ausencia de vibraciones mecánicas y silencio durante el funcionamiento.

Al planificar un sistema de calefacción, ya sea un edificio privado o de varios pisos, la fase más difícil y crítica es el cálculo hidráulico, en el que es necesario establecer la resistencia del sistema de calefacción.

Los cálculos se realizan de acuerdo con un esquema de calefacción previamente creado, en el que se marcan todos los componentes del sistema. Implementar el cálculo hidráulico de un sistema de calefacción bitubo utilizando proyecciones y fórmulas axonométricas. El objeto de diseño se toma como el anillo más transitado de la tubería, dividido en segmentos. Como resultado, se establece el área transversal aceptable de la tubería, el área de superficie requerida de los radiadores y la resistencia hidráulica en el circuito de calefacción.

Los cálculos de las características hidráulicas se llevan a cabo de acuerdo con varios métodos.

Los más comunes:

1. cálculos por el método de pérdidas de presión lineales específicas, previendo cambios equivalentes en la temperatura del refrigerante en todos los componentes del cableado;
2. cálculos sobre parámetros de resistencia e indicadores de conductividad, previendo fluctuaciones variables de temperatura.

El resultado del primer método es una imagen física clara con una distribución específica de todas las resistencias observadas en el circuito de calefacción. El segundo método de cálculo permite obtener información clara sobre el consumo de agua, sobre los valores de temperatura en cada elemento del sistema de calefacción.

Cómo hacer calefacción para el hogar a partir de tuberías de polipropileno.

Nueva tecnología: un sistema de calefacción hecho de tuberías de polipropileno está reemplazando gradualmente a los clásicos: tuberías de acero negro y radiadores de hierro fundido. Con herramientas especiales, puede colocar la tubería e instalar los radiadores usted mismo.

En edificios residenciales para la instalación de un sistema de calefacción, se compran tuberías de polipropileno PPR PN25 reforzadas con fibra de vidrio:

• espesor de pared - 4-13,4 mm;
• diámetro interior - 13,2−50 mm;
• diámetro exterior - 21,2-77,9 mm;
• presión nominal - 2,5 MPa.

El diámetro requerido se determina mediante cálculo, teniendo en cuenta el esquema de calentamiento y la carga de calor.

El trabajo se lleva a cabo solo a temperaturas positivas (el límite inferior es +5 ℃), las tuberías se limpian de polvo, suciedad y se cortan estrictamente perpendiculares:

• en el extremo de trabajo de la tubería con un cortador, se hace un chaflán con un ángulo de 30–40 °;
• determine el límite de la entrada de la manguera en el accesorio y márquelo con un marcador;
• para excluir el desplazamiento axial, se colocan marcas axiales en el accesorio y el extremo de la tubería;
• las superficies a soldar se tratan con una solución que contiene alcohol.

La boquilla del diámetro requerido se desengrasa, se instala en un soldador ubicado horizontalmente, se calienta a una temperatura de trabajo de 260 ℃ y se inicia la soldadura. Primero, se coloca el accesorio, luego se inserta el extremo preparado de la tubería de polipropileno.

Las piezas se calientan durante un cierto tiempo (el intervalo se encuentra en la tabla), se retiran, se conectan suavemente, se alinean las marcas axiales, se deja un espacio interno de 1 mm y no se mueven durante 20 segundos. Del plástico enfriado se obtiene una unión fuerte y hermética, debe pasar al menos 1 hora antes de que se use bajo carga.

Tipos de sistemas de calefacción autónomos.

El punto clave de un circuito de calefacción individual es el tipo de combustible utilizado para generar energía térmica. Sobre esta base Los sistemas de calefacción autónomos se clasifican en tipos.:

• Gas, operando con gas natural o licuado.
• Eléctrico.
• Combustible sólido, en el que el carbón, el esquisto combustible, los pellets de madera y la leña se utilizan como fuente de energía.
• Combustible líquido.

Para reducir el consumo de energía de la línea de calefacción doméstica, se permite el uso de varios tipos de combustible, sin embargo, esto requerirá calderas combinadas especiales.

Tipos de sistema de calefacción de dos tubos.

1. En primer lugar, se clasifica el sistema según el tipo de vaso de expansión. Es de tipo cerrado y abierto.

• El tipo abierto se usa cada vez menos. Dicho tanque se monta solo en el punto más alto de la tubería principal de calefacción. Es necesario asegurarse constantemente de que el agua no se derrame. La presión en tal sistema no es alta.
• Un tanque cerrado es un contenedor completamente sellado.Gracias a una membrana especial, o suministra agua a las tuberías o la retira. Esta opción es preferible, ya que permite que el sistema funcione a alta presión. Además, el tanque de expansión de tipo cerrado no requiere supervisión.

2. La siguiente calificación es para la ubicación de tuberías. También hay 2 opciones aquí.

• Sistema de calefacción vertical. Se utiliza con éxito en edificios de varias plantas. La esencia de este método es que los radiadores de cada piso están conectados a un elevador vertical. La ventaja de esta conexión es que se excluye la posibilidad de bolsas de aire.
• Sistema de calefacción horizontal. En este caso, los radiadores están conectados a una tubería horizontal. Más a menudo, esta opción se usa en casas de un piso. Para combatir la congestión aérea, se utiliza una grúa Mayevsky.

3. El tercer criterio por el cual se divide la calefacción de dos tubos es el método de disposición del cableado.

• Cableado inferior. La tubería que suministra agua caliente se coloca en la parte inferior de la casa. Se puede llevar a cabo debajo del piso, en el sótano, etc. La tubería de retorno, con el líquido enfriado, se instala aún más abajo. Los radiadores deben estar encima de la caldera. Esto aumentará el movimiento del refrigerante. Además, con dicho cableado, se hace una línea de aire superior, que sirve para eliminar el aire de la línea.
• Cableado superior. La tubería con agua caliente está instalada en la parte superior del edificio. Básicamente, ese lugar es un ático aislado. El tanque de expansión se instala en el punto más alto de la línea.

Sistema de tubería única

Este esquema es una solución más económica y simple al problema de cómo instalar correctamente un sistema de calefacción.La instalación se lleva a cabo en forma de anillo cerrado, donde todas las baterías están conectadas en serie entre sí, y el refrigerante se mueve a través de las baterías y regresa a la caldera.

Tal esquema le permite obtener algunos ahorros debido a la instalación y el diseño simples. Sin embargo, un inconveniente importante hace que muy a menudo se opte por un sistema de dos tubos. El hecho es que el refrigerante se enfría gradualmente en el proceso de movimiento a través de tuberías y radiadores. Esto lleva a que en el último radiador el agua tenga una temperatura más baja. Un aumento en la potencia de la caldera provoca un fuerte calentamiento de las primeras baterías. Agregar un cierto número de secciones en la última batería tampoco es efectivo. Esto causa algunos inconvenientes, por lo que muy a menudo los propietarios rechazan el cableado simple y económico de un solo tubo.

Una bomba para la circulación forzada del refrigerante ayuda a resolver el problema de dicho plan. El dispositivo está conectado a la caldera y el líquido se mueve a través del sistema, prácticamente sin cambiar la temperatura.

Sin embargo, esto también tiene sus inconvenientes:

• En primer lugar, la compra de una bomba es un costo adicional, lo que aumenta el costo de instalar un sistema de calefacción en una casa privada.
• La bomba debe estar conectada a la red eléctrica, lo que provoca un aumento del consumo eléctrico.
• La dependencia de la electricidad hace que la bomba funcione de manera ineficiente durante un corte de energía, por lo tanto, no hay luz, no hay calor en la habitación.

¿Qué esquema es mejor elegir?

La selección del cableado se lleva a cabo teniendo en cuenta muchos factores: el área y la cantidad de pisos de una casa privada, el presupuesto asignado, la disponibilidad de sistemas adicionales, la confiabilidad del suministro de energía, etc.Aquí hay algunas pautas generales para elegir:

1. Si planea recolectar la calefacción usted mismo, es mejor permanecer en un sistema de hombro de dos tubos. Ella perdona muchos errores a los principiantes y funcionará, a pesar de los errores cometidos.
2. Con altos requisitos para el interior de las habitaciones, tome como base el tipo de cableado del colector. Oculte el peine en el armario, separe las líneas debajo de la regla. En una mansión de dos o tres pisos, es recomendable instalar varios peines, uno por piso.
3. Los cortes de energía frecuentes no dejan otra opción: debe ensamblar un circuito con circulación natural (flujo por gravedad).
4. El sistema Tichelman es apropiado en edificios con un área grande y la cantidad de paneles de calefacción. Montar el bucle en edificios pequeños no es económicamente factible.
5. Para una pequeña casa de campo o baño, una opción de cableado sin salida con tubería abierta es perfecta.

Si se planea calentar la cabaña con radiadores, calefacción por suelo radiante y calentadores de agua, vale la pena adoptar una opción de cableado sin salida o colector. Estos dos esquemas se combinan fácilmente con otros equipos de calefacción.