Características del dispositivo del sistema de calefacción con circulación forzada.

Tipos de circulación forzada de portador de calor en calefacción.

El uso de esquemas de calefacción de circulación forzada en casas de dos pisos se utiliza debido a la longitud de las líneas del sistema (más de 30 m). Este método se lleva a cabo mediante una bomba de circulación que bombea el líquido del circuito.Está montado en la entrada del calentador, donde la temperatura del refrigerante es la más baja.

Con un circuito cerrado, el grado de presión que desarrolla la bomba no depende de la cantidad de pisos y el área del edificio. La velocidad del flujo de agua aumenta, por lo tanto, al pasar por las líneas de tuberías, el refrigerante no se enfría mucho. Esto contribuye a una distribución más uniforme del calor en todo el sistema y al uso de un generador de calor en modo de ahorro.

El tanque de expansión se puede ubicar no solo en el punto más alto del sistema, sino también cerca de la caldera. Para perfeccionar el circuito, los diseñadores introdujeron en él un colector acelerador. Ahora bien, si hay un corte de energía y la posterior parada de la bomba, el sistema seguirá funcionando en modo convección.

• con una pipa
• dos;
• coleccionista.

Cada uno puede ser montado por usted mismo o invitar a especialistas.

Variante del esquema con una tubería.

Las válvulas de cierre también están montadas en la entrada de la batería, lo que sirve para regular la temperatura en la habitación, además de ser necesario cuando se reemplaza el equipo. Una válvula de purga de aire está instalada en la parte superior del radiador.

Válvula de batería

Para aumentar la uniformidad de la distribución del calor, se instalan radiadores a lo largo de la línea de derivación. Si no utiliza este esquema, deberá seleccionar baterías de diferentes capacidades, teniendo en cuenta la pérdida del portador de calor, es decir, cuanto más lejos de la caldera, más secciones.

El uso de válvulas de cierre es opcional, pero sin ellas, se reduce la maniobrabilidad de todo el sistema de calefacción. Si es necesario, no podrá desconectar el segundo o primer piso de la red para ahorrar combustible.

Para alejarse de la distribución desigual del portador de calor, se utilizan esquemas con dos tuberías.

• callejón sin salida;
• paso;
• coleccionista.

Opciones para esquemas sin salida y de paso

La opción asociada facilita el control del nivel de calor, pero es necesario aumentar la longitud de la tubería.

El circuito colector es reconocido como el más efectivo, lo que le permite llevar una tubería separada a cada radiador. El calor se distribuye uniformemente. Hay una desventaja: el alto costo del equipo, ya que aumenta la cantidad de consumibles.

Esquema de calentamiento horizontal del colector.

También hay opciones verticales para el suministro de portador de calor, que se encuentran con el cableado inferior y superior. En el primer caso, el drenaje con el suministro de portador de calor pasa a través de los pisos, en el segundo, el elevador sube desde la caldera hasta el ático, donde las tuberías se dirigen a los elementos de calefacción.

Disposición vertical

Las casas de dos pisos pueden tener un área muy diferente, que va desde unas pocas decenas hasta cientos de metros cuadrados. También difieren en la ubicación de las habitaciones, la presencia de dependencias y terrazas climatizadas, la posición de los puntos cardinales. Centrándonos en estos y muchos otros factores, deberíamos decidirnos por la circulación natural o forzada del refrigerante.

Un esquema simple de circulación de refrigerante en una casa privada con un sistema de calefacción de circulación natural.

Los esquemas de calefacción con circulación natural del refrigerante se distinguen por su simplicidad. Aquí, el refrigerante se mueve a través de las tuberías por sí solo, sin la ayuda de una bomba de circulación: bajo la influencia del calor, se eleva, ingresa a las tuberías, se distribuye por los radiadores, se enfría y regresa a la tubería de retorno para regresar. a la caldera. Es decir, el refrigerante se mueve por gravedad, obedeciendo las leyes de la física.

Esquema de un sistema de calefacción cerrado de dos tubos de una casa de dos pisos con circulación forzada

• Calentamiento más uniforme de toda la casa;
• Secciones horizontales significativamente más largas (dependiendo de la potencia de la bomba utilizada, puede alcanzar varios cientos de metros);
• La posibilidad de una conexión más eficiente de los radiadores (por ejemplo, en diagonal);
• Posibilidad de montar accesorios y codos adicionales sin riesgo de caída de presión por debajo del límite mínimo.

Por lo tanto, en casas modernas de dos pisos, es mejor usar sistemas de calefacción con circulación forzada. También es posible instalar un bypass, que le ayudará a elegir entre circulación forzada o natural para seleccionar la opción más óptima. Hacemos una elección hacia los sistemas coercitivos, como más efectivos.

La circulación forzada tiene un par de desventajas: la necesidad de comprar una bomba de circulación y el aumento del nivel de ruido asociado con su funcionamiento.

Sistemas con inducción artificial del movimiento del refrigerante

Los esquemas de un sistema de calefacción abierto con una bomba en cualquier caso implican el uso de un dispositivo apropiado. Esto le permite aumentar la velocidad de movimiento del líquido y reducir el tiempo para calentar la casa. El flujo del portador de calor en este caso se mueve a una velocidad de aproximadamente 0,7 m/s, por lo que la transferencia de calor se vuelve más eficiente y todas las secciones del sistema de suministro de calor se calientan por igual.

Al instalar un sistema de calefacción de tipo abierto con una bomba, se deben considerar varias características:

• La presencia de una bomba de circulación incorporada requiere la conexión al sistema de suministro de energía.Para un funcionamiento ininterrumpido durante un corte de energía de emergencia, se recomienda instalar la bomba en el bypass.
• El equipo de bombeo debe colocarse en la tubería de retorno frente a la entrada de la caldera, a una distancia de hasta 1,5 metros de la misma.
• La bomba choca contra la tubería, teniendo en cuenta la dirección del movimiento del refrigerante.

información general

Momentos basicos

La ausencia de bomba de circulación y generalmente de elementos móviles y de un circuito cerrado, en el que la cantidad de suspensiones y sales minerales es finita, hace que la vida útil de este tipo de sistema de calefacción sea muy larga. Cuando se utilizan tuberías galvanizadas o de polímero y radiadores bimetálicos, al menos medio siglo.
La circulación de calefacción natural significa una caída de presión bastante pequeña. Las tuberías y los aparatos de calefacción inevitablemente ofrecen cierta resistencia al movimiento del refrigerante. Es por eso que el radio recomendado del sistema de calefacción que nos interesa se estima en unos 30 metros. Claramente, esto no significa que con un radio de 32 metros el agua se congelará; el borde es bastante arbitrario.
La inercia del sistema será bastante grande. Pueden transcurrir varias horas entre el encendido o la puesta en marcha de la caldera y la estabilización de la temperatura en todos los locales calentados. Las razones son claras: la caldera deberá calentar el intercambiador de calor, y solo entonces el agua comenzará a circular, y bastante lentamente.
Todas las secciones horizontales de las tuberías se realizan con una pendiente obligatoria en la dirección del movimiento del agua. Garantizará el libre movimiento del agua de refrigeración por gravedad con una resistencia mínima.

Lo que no es menos importante: en este caso, todos los tapones de aire se verán obligados a salir al punto superior del sistema de calefacción, donde se monta el tanque de expansión, sellado, con una salida de aire o abierto.

Todo el aire se acumulará en la parte superior.

Autorregulación

La calefacción doméstica con circulación natural es un sistema de autorregulación. Cuanto más frío hace en la casa, más rápido circula el refrigerante. ¿Cómo funciona?

El hecho es que la presión de circulación depende de:

Diferencias de altura entre la caldera y el calentador de fondo. Cuanto más baja esté la caldera en relación con el radiador inferior, más rápido se desbordará el agua por gravedad. El principio de los vasos comunicantes, ¿recuerdas? Este parámetro es estable y no cambia durante el funcionamiento del sistema de calefacción.

El diagrama demuestra claramente el principio de funcionamiento de la calefacción.

Con una caída en la temperatura del refrigerante, su densidad aumenta y comienza a desplazar rápidamente el agua calentada de la parte inferior del circuito.

Tasa de circulación

Además de la presión, la tasa de circulación del refrigerante estará determinada por una serie de otros factores.

• Diámetro de la tubería de cableado. Cuanto menor sea la sección interna de la tubería, mayor será la resistencia que ofrecerá al movimiento del fluido en ella. Es por eso que para el cableado en el caso de circulación natural, se toman tuberías con un diámetro deliberadamente sobredimensionado: DN32 - DN40.
• Material de la tubería. El acero (especialmente corroído y cubierto de depósitos) resiste el flujo varias veces más que, por ejemplo, una tubería de polipropileno con la misma sección transversal.
• El número y radio de vueltas. Por lo tanto, es mejor hacer el cableado principal lo más recto posible.
• La presencia, número y tipo de válvulas, varias arandelas de retención y transiciones de diámetro de tubería.

Cada válvula, cada curva provoca una caída de presión.

Es precisamente debido a la abundancia de variables que un cálculo preciso de un sistema de calefacción con circulación natural es extremadamente raro y da resultados muy aproximados. En la práctica, es suficiente usar las recomendaciones ya dadas.

Formas de circulación del agua en los sistemas de calefacción.

El movimiento del fluido a lo largo de un circuito cerrado (contornos) puede ocurrir de forma natural o forzada. El agua calentada por la caldera de calefacción se precipita hacia las baterías. Esta parte del circuito de calefacción se denomina carrera de avance (corriente). Una vez en las baterías, el refrigerante se enfría y se envía de vuelta a la caldera para su calentamiento. Este intervalo de la ruta cerrada se llama inversa (actual). Para acelerar la circulación del refrigerante a lo largo del circuito, se utilizan bombas de circulación especiales, cortadas en la tubería en el "retorno". Se producen modelos de calderas de calefacción, cuyo diseño prevé la presencia de dicha bomba.

Circulación natural del refrigerante.

Con la circulación natural, el movimiento del agua en el sistema es por gravedad. Esto es posible debido al efecto físico que se produce cuando cambia la densidad del agua. El agua caliente tiene una menor densidad. El líquido que va en sentido inverso tiene una alta densidad y, por lo tanto, desplaza fácilmente el agua que ya se ha calentado en la caldera. El refrigerante caliente sube por el elevador y luego se distribuye a lo largo de líneas horizontales, dibujadas con una ligera pendiente de no más de 3-5 grados.La presencia de una pendiente y permite el movimiento de fluido a través de las tuberías por gravedad.

El esquema de calentamiento, basado en la circulación natural del refrigerante, es el más simple y, por lo tanto, es fácil de implementar en la práctica. Además, en este caso, no se requieren otras comunicaciones. Sin embargo, esta opción solo es adecuada para casas particulares de un área pequeña, ya que la longitud del circuito está limitada a 30 metros. Las desventajas incluyen la necesidad de instalar tuberías de mayor diámetro, así como baja presión en el sistema.

Circulación forzada de refrigerante

En los sistemas de calefacción autónomos con circulación forzada de agua (refrigerante) en un circuito cerrado, es obligatoria una bomba de circulación, que proporciona un flujo acelerado de agua calentada a las baterías y agua enfriada al calentador. El movimiento del agua es posible debido a la diferencia de presión que se produce entre el flujo directo e inverso del refrigerante.

Al instalar este sistema, no es necesario observar la pendiente de la tubería. Esto es una ventaja, pero un inconveniente significativo radica en la dependencia energética de dicho sistema de calefacción. Por lo tanto, en caso de un corte de energía en una casa privada, debe haber un generador (mini-central eléctrica) que garantice el funcionamiento del sistema de calefacción en caso de emergencia.

Se puede usar un esquema con circulación forzada de agua como portador de calor al instalar calefacción en una casa de cualquier tamaño. En este caso, se selecciona una bomba de potencia adecuada y se asegura su suministro ininterrumpido de energía.

Sistema bitubo con cableado inferior

A continuación, consideraremos los sistemas de dos tubos, que se distinguen por el hecho de que proporcionan una distribución uniforme del calor incluso en los hogares más grandes con muchas habitaciones. Es el sistema de dos tuberías que se usa para calentar edificios de varios pisos, en los que hay muchos apartamentos y locales no residenciales; aquí, este esquema funciona muy bien. Consideraremos esquemas para casas privadas.

Sistema de calefacción bitubo con cableado inferior.

Un sistema de calefacción de dos tubos consiste en un suministro y retorno de tuberías. Los radiadores se instalan entre ellos: la entrada del radiador está conectada a la tubería de suministro y la salida a la tubería de retorno. ¿Qué da?

• Distribución uniforme del calor en todo el local.
• Posibilidad de controlar la temperatura ambiente apagando total o parcialmente los radiadores individuales.
• Posibilidad de calentar casas privadas de varios pisos.

Hay dos tipos principales de sistemas de dos tubos: con cableado inferior y superior. Para empezar, consideraremos un sistema de dos tubos con un cableado inferior.

El cableado más bajo se usa en muchas casas privadas, ya que le permite hacer que la calefacción sea menos visible. Las tuberías de suministro y retorno pasan aquí una al lado de la otra, debajo de los radiadores o incluso en los pisos. El aire se elimina a través de grifos especiales de Mayevsky. Los esquemas de calefacción en una casa privada hecha de polipropileno a menudo prevén tal cableado.

Ventajas y desventajas de un sistema de dos tubos con cableado inferior

Al instalar calefacción con un cableado inferior, podemos ocultar las tuberías en el suelo.

Veamos qué características positivas tienen los sistemas de dos tubos con cableado inferior.

• La posibilidad de enmascarar tuberías.
• La posibilidad de usar radiadores con una conexión inferior: esto simplifica un poco la instalación.
• Se minimizan las pérdidas de calor.

La capacidad de hacer que la calefacción sea menos visible, al menos parcialmente, atrae a muchas personas. En el caso del cableado inferior, obtenemos dos conductos paralelos que discurren a ras del suelo. Si lo desea, se pueden colocar debajo de los pisos, brindando esta posibilidad incluso en la etapa de diseño del sistema de calefacción y el desarrollo de un proyecto para la construcción de una casa privada.

Si usa radiadores con una conexión inferior, es posible ocultar casi por completo todas las tuberías en los pisos: los radiadores se conectan aquí mediante nodos especiales.

En cuanto a las desventajas, son la necesidad de una extracción manual regular de aire y la necesidad de utilizar una bomba de circulación.

Características del montaje de un sistema de dos tubos con cableado inferior.

Sujetadores de plástico para tuberías de calefacción de diferentes diámetros.

Para montar el sistema de calefacción de acuerdo con este esquema, es necesario colocar las tuberías de suministro y retorno alrededor de la casa. Para estos fines, se venden sujetadores de plástico especiales. Si se utilizan radiadores con conexión lateral, hacemos un ramal desde el tubo de impulsión hasta el orificio lateral superior, y tomamos el refrigerante por el orificio lateral inferior, orientándolo hacia el tubo de retorno. Ponemos salidas de aire al lado de cada radiador. La caldera en este esquema se instala en el punto más bajo.

Utiliza una conexión diagonal de radiadores, lo que aumenta su transferencia de calor. La conexión más baja de los radiadores reduce la producción de calor.

Este esquema se cierra con mayor frecuencia, utilizando un tanque de expansión sellado.La presión en el sistema se genera mediante una bomba de circulación. Si necesita calentar una casa privada de dos pisos, colocamos tuberías en los pisos superior e inferior, luego de lo cual creamos una conexión paralela de ambos pisos a la caldera de calefacción.

La diferencia entre los sistemas monotubo y bitubo

Los sistemas de calentamiento de agua se dividen en dos tipos principales: estos son de una sola tubería y de dos tuberías. Las diferencias entre estos esquemas radican en el método de conexión de las baterías de transferencia de calor a la red eléctrica.

La tubería principal de calefacción de un solo tubo es un circuito de anillo cerrado. La tubería se coloca desde la unidad de calefacción, los radiadores se conectan en serie y conducen de regreso a la caldera.

La calefacción con una línea simplemente se monta y no tiene una gran cantidad de componentes, por lo que puede ahorrar significativamente en la instalación.

Los circuitos de calefacción de tubería única con movimiento natural del refrigerante son adecuados solo con cableado superior. Un rasgo característico: en los esquemas hay elevadores de la línea de suministro, pero no hay elevadores para el retorno.

El movimiento del refrigerante de la calefacción de dos tubos se lleva a cabo a lo largo de dos carreteras. El primero sirve para entregar el refrigerante caliente desde el dispositivo de calefacción a los circuitos de liberación de calor, el segundo, para drenar el agua enfriada a la caldera.

Las baterías de calefacción están conectadas en paralelo: el líquido calentado ingresa a cada una de ellas directamente desde el circuito de suministro, por lo que tiene casi la misma temperatura.

En el radiador, el refrigerante emite energía y se enfría hacia el circuito de salida, el "retorno". Tal esquema requiere el doble de accesorios, tuberías y accesorios, sin embargo, le permite organizar estructuras ramificadas complejas y reducir los costos de calefacción ajustando individualmente los radiadores.

El sistema de dos tubos calienta eficazmente grandes superficies y edificios de varias plantas. En casas de poca altura (1-2 pisos) con un área de menos de 150 m², es más conveniente organizar el suministro de calor de una tubería desde el punto de vista estético y económico.

El esquema de dos tubos para conectar radiadores no se usa mucho en el suministro de calor individual de casas privadas, ya que es más difícil de instalar y mantener. Además, duplicar el número de tuberías parece antiestético.

Características del cableado de un solo tubo.

Es bastante sencillo instalar todos los detalles del sistema dentro de la casa. En este caso, comienza desde el punto de suministro de agua y termina en el equipo de calefacción. La conexión diagonal es la más efectiva, por lo que se elige con más frecuencia. Se debe colocar un tanque de expansión en el edificio.

También hay una opción más simple que es fácil de implementar por su cuenta. En este caso, es necesario colocar la puerta en el tramo de escaleras. Esto aislará los pisos entre sí. Esta opción es bastante efectiva, aunque no muy estética.

¡Consejo! Antes del cableado, es necesario estudiar varios esquemas. Entonces será mucho más fácil decidir sobre la elección del sistema.

2 Requisitos para la disposición y funcionamiento

De acuerdo con las características de diseño, los dispositivos de dos tubos son un poco más complicados y costosos. Pero esto se justifica por algunas ventajas que cubren las deficiencias de la versión de un solo tubo. El agua se calienta a una temperatura uniforme y luego fluye simultáneamente a todos los aparatos.A su vez, el refrigerante enfriado regresa a través de la tubería de retorno y no pasa por el siguiente radiador.

Al equipar un sistema de calefacción abierto con una bomba y un tanque de expansión, es necesario resaltar varias reglas y requisitos para el trabajo por delante. Son los siguientes:

1. 1. En la etapa de instalación, la instalación de la caldera debe fijarse en el punto más bajo de la línea y el tanque de expansión en el más alto.
2. 2. Idealmente, la caldera debe estar ubicada en el ático. Durante el período frío, es necesario aislar el tanque y el tubo ascendente de suministro.
3. 3. Al colocar la carretera, se debe evitar una gran cantidad de vueltas, elementos de conexión y forma.
4. 4. En los sistemas gravitacionales, la circulación del refrigerante se realiza a baja velocidad, no más de 0,1-0,3 m por segundo. Por eso, es necesario calentar el agua gradualmente, evitando que hierva. De lo contrario, la vida útil de las tuberías se reducirá significativamente.
5. 5. Si el sistema de calefacción no está en funcionamiento durante la estación fría, es mejor drenar el refrigerante. Este enfoque evitará daños prematuros a las tuberías, los radiadores y la caldera.
6. 6. El volumen de refrigerante en el tanque de expansión debe monitorearse y restaurarse a medida que se agota el líquido. Si esto no se hace, aumentará el riesgo de bolsas de aire, lo que reducirá la eficiencia de los radiadores.
7. 7. La mejor opción como refrigerante es el agua. El hecho es que el anticongelante contiene sustancias tóxicas en su composición y, al interactuar con la atmósfera, pueden dañar la salud humana. Este tipo de líquido se puede utilizar cuando no es posible drenar el refrigerante durante el período frío.

Los estándares de diseño actuales están regulados por el SNiP número 2.04.01-85. En circuitos con circulación gravitacional de líquido, el diámetro de la sección de tubería es significativamente mayor que en sistemas con bomba.

circulación por gravedad

En los sistemas donde el refrigerante circula naturalmente, no existen mecanismos para promover el movimiento del fluido. El proceso se lleva a cabo debido a la expansión del refrigerante calentado. Para que este tipo de esquema funcione de manera efectiva, se instala un elevador de aceleración con una altura de 3,5 metros o más.

El principal en el sistema de calefacción con circulación natural del líquido tiene algunas restricciones de longitud, en particular, no debe exceder los 30 metros. Por lo tanto, dicho suministro de calor se puede utilizar en edificios pequeños, en este caso, las casas se consideran la mejor opción, cuyo área no supera los 60 m2. La altura de la casa y la cantidad de pisos también son de gran importancia al instalar un elevador de aceleración. Se debe tener en cuenta un factor más, en un sistema de calefacción de circulación natural, el refrigerante debe calentarse a una temperatura determinada; en el modo de baja temperatura, no se crea la presión requerida.

El esquema con el movimiento gravitacional de un fluido tiene ciertas posibilidades:

• Combinación con sistemas de calefacción por suelo radiante. En este caso, se instala una bomba de circulación en el circuito de agua que conduce a los elementos de calefacción. De lo contrario, la operación se realiza en el modo habitual, sin detenerse incluso en ausencia de alimentación.
• Trabajo de calderería. El dispositivo se instala en la parte superior del sistema, pero a un nivel más bajo que el tanque de expansión.En algunos casos, se instala una bomba en la caldera para que funcione sin problemas. Sin embargo, debe entenderse que en tal situación el sistema se vuelve forzado, lo que hace necesario instalar una válvula de retención para evitar la recirculación del fluido.

información general

Momentos basicos

La ausencia de bomba de circulación y generalmente de elementos móviles y de un circuito cerrado, en el que la cantidad de suspensiones y sales minerales es finita, hace que la vida útil de este tipo de sistema de calefacción sea muy larga. Cuando se utilizan tuberías galvanizadas o de polímero y radiadores bimetálicos, al menos medio siglo.
La circulación de calefacción natural significa una caída de presión bastante pequeña. Las tuberías y los aparatos de calefacción inevitablemente ofrecen cierta resistencia al movimiento del refrigerante. Es por eso que el radio recomendado del sistema de calefacción que nos interesa se estima en unos 30 metros. Claramente, esto no significa que con un radio de 32 metros el agua se congelará; el borde es bastante arbitrario.
La inercia del sistema será bastante grande. Pueden transcurrir varias horas entre el encendido o la puesta en marcha de la caldera y la estabilización de la temperatura en todos los locales calentados. Las razones son claras: la caldera deberá calentar el intercambiador de calor, y solo entonces el agua comenzará a circular, y bastante lentamente.
Todas las secciones horizontales de las tuberías se realizan con una pendiente obligatoria en la dirección del movimiento del agua. Garantizará el libre movimiento del agua de refrigeración por gravedad con una resistencia mínima.

Lo que no es menos importante: en este caso, todos los tapones de aire se verán obligados a salir al punto superior del sistema de calefacción, donde se monta el tanque de expansión, sellado, con una salida de aire o abierto.

Todo el aire se acumulará en la parte superior.

Autorregulación

La calefacción doméstica con circulación natural es un sistema de autorregulación. Cuanto más frío hace en la casa, más rápido circula el refrigerante. ¿Cómo funciona?

El hecho es que la presión de circulación depende de:

Diferencias de altura entre la caldera y el calentador de fondo. Cuanto más baja esté la caldera en relación con el radiador inferior, más rápido se desbordará el agua por gravedad. El principio de los vasos comunicantes, ¿recuerdas? Este parámetro es estable y no cambia durante el funcionamiento del sistema de calefacción.

El diagrama demuestra claramente el principio de funcionamiento de la calefacción.

Curioso: por eso se recomienda instalar la caldera de calefacción en el sótano o lo más bajo posible en el interior. Sin embargo, el autor ha visto un sistema de calefacción que funciona perfectamente en el que el intercambiador de calor en el horno del horno estaba notablemente más alto que los radiadores. El sistema estaba en pleno funcionamiento.

Diferencias en la densidad del agua a la salida de la caldera y en la tubería de retorno. Lo cual, por supuesto, está determinado por la temperatura del agua. Y es precisamente gracias a esta característica que la calefacción natural se autorregula: tan pronto como baja la temperatura en la habitación, los calefactores se enfrían.

Con una caída en la temperatura del refrigerante, su densidad aumenta y comienza a desplazar rápidamente el agua calentada de la parte inferior del circuito.

Tasa de circulación

Además de la presión, la tasa de circulación del refrigerante estará determinada por una serie de otros factores.

• Diámetro de la tubería de cableado. Cuanto menor sea la sección interna de la tubería, mayor será la resistencia que ofrecerá al movimiento del fluido en ella. Es por eso que para el cableado en el caso de circulación natural, se toman tuberías con un diámetro deliberadamente sobredimensionado: DN32 - DN40.
• Material de la tubería. El acero (especialmente corroído y cubierto de depósitos) resiste el flujo varias veces más que, por ejemplo, una tubería de polipropileno con la misma sección transversal.
• El número y radio de vueltas. Por lo tanto, es mejor hacer el cableado principal lo más recto posible.
• La presencia, cantidad y tipo de válvulas. una variedad de arandelas de retención y transiciones de diámetro de tubería.

Cada válvula, cada curva provoca una caída de presión.

Es precisamente debido a la abundancia de variables que un cálculo preciso de un sistema de calefacción con circulación natural es extremadamente raro y da resultados muy aproximados. En la práctica, es suficiente usar las recomendaciones ya dadas.

Clasificación de los sistemas de calentamiento de agua según el principio de funcionamiento.

Según el principio de funcionamiento, la calefacción tiene circulación natural y forzada del refrigerante.

con circulación natural

Se utiliza para calentar una casa pequeña. El refrigerante se mueve a través de las tuberías debido a la convección natural.

Foto 1. Esquema de un sistema de calentamiento de agua con circulación natural. Las tuberías deben instalarse con una ligera pendiente.

Según las leyes de la física, asciende un líquido caliente. El agua, calentada en la caldera, sube, después de lo cual desciende a través de tuberías hasta el último radiador del sistema. Al enfriarse, el agua ingresa a la tubería de retorno y regresa a la caldera.

El uso de sistemas que funcionan con la ayuda de la circulación natural requiere la creación de una pendiente, lo que simplifica el movimiento del refrigerante. La longitud de la tubería horizontal no puede exceder los 30 metros, la distancia desde el radiador más externo del sistema hasta la caldera.

Dichos sistemas atraen por su bajo costo, no se requiere equipo adicional, prácticamente no hacen ruido cuando funcionan. La desventaja es que las tuberías necesitan un diámetro grande y deben colocarse de la manera más uniforme posible (casi no hay presión de refrigerante en ellas). Es imposible calentar un edificio grande.

Circuito de circulación forzada

El esquema que usa la bomba es más complicado. Aquí, además de calentar las baterías, se instala una bomba de circulación que mueve el refrigerante a través del sistema de calefacción. Tiene mayor presión, entonces:

• Es posible colocar tuberías con curvas.
• Es más fácil calentar edificios grandes (incluso varios pisos).
• Adecuado para tuberías pequeñas.

Foto 2. Esquema de un sistema de calefacción con circulación forzada. Se utiliza una bomba para mover el refrigerante a través de las tuberías.

A menudo, estos sistemas se cierran, lo que elimina la entrada de aire en los calentadores y el refrigerante; la presencia de oxígeno provoca la corrosión del metal. En tal sistema, se requieren tanques de expansión cerrados, que se complementan con válvulas de seguridad y dispositivos de ventilación de aire. Calentarán una casa de cualquier tamaño y su funcionamiento es más fiable.

Métodos de montaje

Para una casa pequeña que consta de 2-3 habitaciones, se utiliza un sistema de tubería única. El líquido refrigerante se mueve secuencialmente por todas las baterías, llega al último punto y regresa por el tubo de retorno a la caldera. Las baterías se conectan desde abajo. La desventaja es que las habitaciones distantes se calientan peor, ya que reciben un refrigerante ligeramente enfriado.

Los sistemas de dos tubos son más perfectos: se coloca un tubo en el radiador lejano y se hacen grifos desde él hasta el resto de los radiadores.El refrigerante a la salida de los radiadores ingresa a la tubería de retorno y se traslada a la caldera. Este esquema calienta uniformemente todas las habitaciones y le permite apagar radiadores innecesarios, pero la principal desventaja es la complejidad de la instalación.

Calentamiento del colector

La principal desventaja de un sistema de uno y dos tubos es el rápido enfriamiento del refrigerante; el sistema de conexión del colector no tiene este inconveniente.

Foto 3. Sistema de calentamiento del colector de agua. Se utiliza una unidad de distribución especial.

El elemento principal y la base del calentamiento del colector es una unidad de distribución especial, popularmente llamada peine. Instalaciones sanitarias especiales necesarias para la distribución del refrigerante a través de conductos separados y anillos independientes, bomba de circulación, dispositivos de seguridad y vaso de expansión.

El conjunto del colector para un sistema de calefacción de dos tubos consta de 2 partes:

• Entrada: está conectado a un dispositivo de calefacción, donde recibe y distribuye refrigerante caliente a lo largo de los circuitos.
• Salida: conectada a las tuberías de retorno de los circuitos, es necesario recolectar el refrigerante enfriado y suministrarlo a la caldera.

La principal diferencia entre el sistema colector es que cualquier batería de la casa se conecta de forma independiente, lo que permite ajustar la temperatura de cada una o apagarla. A veces se utiliza un cableado mixto: varios circuitos se conectan de forma independiente al colector, pero dentro del circuito las baterías se conectan en serie.

El refrigerante entrega calor a las baterías con pérdidas mínimas, la eficiencia de este sistema aumenta, lo que le permite utilizar una caldera de menor potencia y gastar menos combustible.

Pero el sistema de calefacción del colector no está exento de inconvenientes, estos incluyen:

• Consumo de tubería.Deberá gastar 2-3 veces más tubería que cuando conecta baterías en serie.
• La necesidad de instalar bombas de circulación. Requiere alta presión en el sistema.
• Dependencia energética. No lo use donde pueda haber cortes de energía.

Nosotros mismos calculamos un sistema de calefacción de tubería única.

Las principales etapas en el cálculo del calentamiento de agua:

• cálculo de la potencia requerida de la caldera;
• cálculo de la potencia de todos los dispositivos de calefacción que se conectarán al sistema;
• dimensionamiento de tubería.

Cálculo de la potencia de la caldera

Los indicadores de potencia de la caldera se calculan teniendo en cuenta la pérdida de calor a través de los pisos, paredes y techo de la casa.

Al determinar la potencia, debe prestar atención al área de la superficie, el material de fabricación, así como la diferencia de temperaturas dentro y fuera de la habitación durante el calentamiento de la casa.

Cálculo de la potencia de la batería y el tamaño de la tubería.

Puede calcular el diámetro de tubería requerido de la siguiente manera:

• Determine la presión de circulación, que depende de la altura y longitud de las tuberías, así como de la diferencia de temperatura del líquido a la salida de la caldera;
• calcular la pérdida de presión en tramos rectos, vueltas y en cada dispositivo de calefacción.

Es muy difícil para una persona sin conocimientos especiales realizar dichos cálculos, así como calcular todo el esquema de calefacción con circulación natural. Un pequeño error conducirá a enormes pérdidas de calor. Por lo tanto, es mejor confiar los cálculos y la posterior instalación del sistema de calefacción a especialistas.

Cómo instalar correctamente la calefacción.

Para que el sistema de calefacción terminado con circulación natural funcione de manera correcta y eficiente, es importante seguir ciertas reglas al instalarlo.

En general, el esquema de instalación se ve así:

• Los radiadores de calefacción deben instalarse debajo de las ventanas, preferiblemente al mismo nivel y de acuerdo con las sangrías necesarias.
• A continuación, instale el generador de calor, es decir, la caldera seleccionada.
• Montar el vaso de expansión.
• Se colocan las tuberías y se unen en un solo sistema los elementos previamente fijados.
• El circuito de calefacción se llena de agua y se realiza una verificación preliminar de la estanqueidad de las conexiones.
• La etapa final es encender la caldera de calefacción. Si todo funciona correctamente, entonces la casa estará caliente.

Presta atención a algunos matices:

1. La caldera debe estar ubicada en el punto más bajo del sistema.
2. Las tuberías deben instalarse con una pendiente hacia el flujo de retorno.
3. Debe haber la menor cantidad posible de vueltas en la tubería.
4. Para aumentar la eficiencia de la calefacción, se necesitan tuberías de gran diámetro.

Esperamos que este artículo le sea útil y que pueda montar de forma independiente un sistema de calefacción sin bomba de circulación en su casa de campo.

Herradura teórica: cómo funciona la gravedad

La circulación natural del agua en los sistemas de calefacción funciona por gravedad. Como sucedió esto:

1. Tomamos un recipiente abierto, lo llenamos con agua y comenzamos a calentarlo. La opción más primitiva es una sartén en una estufa de gas.
2. La temperatura de la capa líquida inferior aumenta, la densidad disminuye. El agua se vuelve más ligera.
3. Bajo la influencia de la gravedad, la capa superior más pesada se hunde hasta el fondo, desplazando el agua caliente menos densa. Comienza la circulación natural del fluido, llamada convección.

Ejemplo: si calienta 1 m³ de agua de 50 a 70 grados, se volverá 10,26 kg más liviana (a continuación, consulte la tabla de densidades a varias temperaturas).Si el calentamiento continúa a 90 °C, entonces el cubo de líquido perderá 12,47 kg, aunque el delta de temperatura sigue siendo el mismo: 20 °C. Conclusión: cuanto más cerca está el agua del punto de ebullición, más activa se produce la circulación.

Del mismo modo, el refrigerante circula por gravedad a través de la red de calefacción de la vivienda. El agua calentada por la caldera pierde peso y es empujada hacia arriba por el refrigerante enfriado que ha regresado de los radiadores. La velocidad del caudal con una diferencia de temperatura de 20–25 °C es de solo 0,1…0,25 m/s frente a 0,7…1 m/s en los sistemas de bombeo modernos.

La baja velocidad del movimiento de fluidos a lo largo de las carreteras y los dispositivos de calefacción provoca las siguientes consecuencias:

1. Las baterías tienen tiempo para emitir más calor y el refrigerante se enfría entre 20 y 30 °C. En una red de calefacción convencional con bomba y vaso de expansión de membrana, la temperatura desciende entre 10 y 15 grados.
2. En consecuencia, la caldera debe producir más energía térmica después de que se enciende el quemador. Mantener el generador a una temperatura de 40 ° C no tiene sentido: la corriente se ralentizará hasta el límite, las baterías se enfriarán.
3. Para entregar la cantidad requerida de calor a los radiadores, es necesario aumentar el área de flujo de las tuberías.
4. Los accesorios y accesorios con alta resistencia hidráulica pueden empeorar o detener por completo el flujo por gravedad. Estos incluyen válvulas de retención y de tres vías, giros cerrados de 90° y constricciones de tubería.
5. La rugosidad de las paredes internas de las tuberías no juega un papel importante (dentro de límites razonables). Baja velocidad del fluido - baja resistencia por fricción.
6. Una caldera de combustible sólido + sistema de calefacción por gravedad puede funcionar sin un acumulador de calor y una unidad de mezcla. Debido al lento flujo de agua, no se forma condensación en la cámara de combustión.

Como puede ver, hay momentos positivos y negativos en el movimiento de convección del refrigerante. Se debe utilizar el primero, se debe minimizar el segundo.