Sistema de calefacció d'aigua de circulació forçada: esquemes, opcions d'implementació, detalls tècnics

Moltes solucions modernes per a l'escalfament d'aigua de les cases requereixen l'ús d'un grup de bombes.El disseny i la instal·lació d'un sistema de calefacció amb circulació forçada s'ha de dur a terme tenint en compte els problemes tècnics que sorgeixen a causa del ràpid moviment del refrigerant.

L'alta pressió al circuit de calefacció permet la implementació de molts esquemes de cablejat. D'acord, aquest és un avantatge important d'un sistema de calefacció amb circulació forçada. Tanmateix, la disposició d'aquest esquema requereix un disseny competent.

Us direm per quines característiques es seleccionen els components operatius principals del sistema, i també descriurem amb detall les opcions possibles per al cablejat de la línia principal i els mètodes d'organització del circuit de calefacció.

Característiques tècniques dels principals components del sistema

L'esquema forçat difereix del natural per l'addició d'una o més bombes de circulació. A causa de l'augment de la pressió i la velocitat de moviment del refrigerant, canvien les regles per a la formació de nodes i la ubicació dels elements del circuit.

Aquest fet s'ha de tenir en compte per garantir una calefacció d'alta qualitat amb circulació forçada.

Requisits generals per al grup de bombes

Les bombes de circulació es seleccionen en funció dels requisits de volum d'aigua destil·lada (metre cúbic per hora) i pressió (metre). El càlcul d'ambdós paràmetres depèn de la capacitat cúbica de l'habitatge escalfat i del mètode de calefacció, així com de la longitud del circuit d'aigua i del diàmetre de les seves canonades.

La bomba s'ha de seleccionar de manera que els seus paràmetres no coincideixin amb els requisits del sistema.Això us permetrà afegir elements al circuit, si cal, sense substituir la bomba.

Bàsicament, les bombes estan dissenyades per a una tensió de 220 volts, però també n'hi ha amb suport per a 12 volts. En cas de sobretensió, cal instal·lar un estabilitzador per evitar que el dispositiu falli.

En cas de talls freqüents, cal tenir cura de la disponibilitat sistema d'alimentació ininterrompuda. No cal portar un SAI potent: els dispositius amb un consum de més de 150 watts per hora s'utilitzen poques vegades per escalfar cases privades.

Convencionalment, les bombes de circulació es poden dividir en dos tipus segons la posició del motor. Els dispositius amb rotor sec tenen una eficiència més alta, però tenen un nivell de soroll més elevat i una vida útil reduïda que els que tenen un rotor humit.

Si el cablejat del sistema ofereix l'oportunitat de moviment natural del refrigerant al llarg del circuit, la bomba s'ha d'instal·lar mitjançant un bypass. En aquest cas, si s'avaria o hi ha un tall de corrent, és possible canviar la calefacció al mode de circulació gravitatòria.

L'aigua també es pot moure a través d'una bomba que no funciona, però crearà una forta resistència al seu moviment.

L'elecció a favor d'un model de bomba en relació a un sistema de calefacció específic es fa determinant el punt de funcionament i el seu compliment amb els valors de cabal de refrigerant requerits (+)

El problema d'aturar la bomba és especialment urgent quan s'utilitza la calefacció de l'estufa o la llar de foc. En aquest cas, el forn continuarà escalfant l'intercanviador de calor i l'aigua pot bullir i tot el sistema pot fallar durant molt de temps.

És millor fer-ho instal·lació de la bomba a la canonada de retorn, perquè la baixa temperatura de l'aigua allargarà la seva vida útil.Si no és possible instal·lar la bomba en un lloc diferent de la canonada que surt de la caldera, s'ha d'utilitzar una bomba amb segells de ceràmica.

Tot i que poden suportar temperatures de fins a 110 °C, si el sistema bull, poden tenir problemes de funcionament.

En instal·lar la bomba al circuit mitjançant un bypass, podeu aconseguir no només condicions de funcionament normals basades en el principi de circulació natural, sinó també la capacitat d'eliminar la bomba sense drenar l'aigua.

Als articles es proporciona informació útil sobre com triar bombes de circulació per a un sistema de calefacció:

1. Selecció d'una bomba de circulació: dispositiu, tipus i regles per triar una bomba de calefacció
2. Bomba de circulació per a calefacció: deu millors models i consells per als compradors

Subtileses de l'elecció de calderes i forns

L'ús de calderes elèctriques i de gas i forns de combustió llarga com a generadors de calor és atractiu des del punt de vista de la facilitat de control del flux de calor a través de l'intercanviador de calor.

Aplicació estufes de combustible sòlid, especialment els dissenys casolans, estan plens de generació de calor insuficient o excessiva. No obstant això, sovint es justifica el seu ús des del punt de vista de la barata i la disponibilitat del combustible.

Hi ha molts models elèctrics i calderes de gas amb bomba integrada. D'una banda, el sistema de circulació integrat s'adapta a la potència de la caldera i permet evitar la compra i la instal·lació d'una bomba independent. D'altra banda, si la bomba integrada es trenca, no serà tan fàcil de reparar o substituir-la com una de separada.

Una caldera elèctrica amb bomba integrada és una solució preparada i compacta per a la seva inclusió en un circuit de circulació forçada

Els requisits per a la caldera quan s'utilitza circulació forçada són els mateixos que quan s'utilitza circulació natural:

• Càlcul de la potència de la caldera - l'indicador ha de satisfer les necessitats de calefacció de la casa en les condicions més severes per a una zona determinada. S'aconsella disposar d'una petita reserva d'energia (10-20%) per possibles circumstàncies de força major que es puguin donar a la instal·lació de calefacció.
• Advertència d'ebullició del refrigerant a l'intercanviador de calor. Aquest requisit és més fàcil de complir quan s'utilitza una combinació "forn-bomba" que quan s'utilitza un model gravitacional de moviment de fluids.

Per evitar que l'aigua bulli a l'intercanviador de calor de la caldera, n'hi ha prou amb ajustar la potència en funció de la temperatura del líquid de sortida. Aquest mètode funciona per a qualsevol tipus de circulació.

La unitat de control per al mode de funcionament de la caldera de combustible sòlid inclou la funció d'engegar la bomba quan s'assoleixen temperatures crítiques a la sortida de l'intercanviador de calor.

Per a les estufes amb circulació natural, no hi ha manera d'evitar l'ebullició del refrigerant en cas que hi hagi una quantitat excessiva de combustible carregat. L'única opció en presència d'una bomba és augmentar el volum de líquid conduït a través de l'intercanviador de calor.

A més, aquest sistema d'emergència es pot automatitzar mitjançant un termòstat i una unitat de control de velocitat de la bomba.

Instal·lació i prova del circuit d'aigua

Amb un esquema de calefacció amb circulació forçada, hi haurà velocitats de l'aigua més altes que en el model de gravetat. Per tant, és possible utilitzar un diàmetre de canonada més petit amb els mateixos paràmetres de calefacció de l'edifici. Això redueix el cost de l'escalfament d'aigua en termes de costos de canonades, accessoris i accessoris.

A més, els elements de contorn de diàmetre més petit són més fàcils d'amagar en nínxols tecnològics o encaixar a l'interior del local.

En comparació amb la circulació natural, la pressió hidrodinàmica augmentada del flux s'afegirà a la pressió hidrostàtica de la columna líquida. Per tant, per evitar la formació de fuites o, especialment, un avenç del sistema, cal respectar determinades regles.

En cas de transició de la circulació gravitatòria a la forçada, cal eliminar totes les fuites, fins i tot menors, del circuit. A mesura que augmenta la pressió, augmentarà el cabal, cosa que, a més del problema a l'habitació, provocarà una disminució de la quantitat de refrigerant i la seva aireació excessiva (saturació d'aire).

Abans de l'inici de la temporada de calefacció, cal fer proves hidràuliques de la força del circuit amb la pressió màxima utilitzada o fins i tot una mica més alta. Això us permetrà identificar problemes i eliminar-los abans de l'inici del clima fred, quan no és desitjable una parada llarga de la calefacció per reparacions.

Les fuites del radiador de calefacció es poden produir als llocs més inesperats i solucionar el problema trigarà molt de temps, per la qual cosa és millor comprovar la integritat del sistema amb antelació.

Com que la velocitat de moviment del refrigerant serà superior a 0,25 m/s, segons SNiP 41-01-2003 no cal mantenir un pendent constant de les canonades per eliminar l'aire del circuit. Per tant, amb circulació forçada, la instal·lació de canonades i radiadors és una mica més senzilla que amb un circuit de gravetat.

Opcions de calefacció amb circulació forçada

L'ús de la circulació forçada ens permet allunyar-nos del principi de disseny del cablejat amb la consideració obligatòria de la diferència de pressió hidrostàtica, necessària per al funcionament en un circuit gravitatori.

Això afegeix variabilitat a l'hora de modelar la geometria del circuit d'aigua i ofereix l'oportunitat d'utilitzar solucions com la calefacció de col·lectors o la calefacció per terra radiant de gran superfície.

Aplicació de cablejat superior i inferior

Qualsevol esquema de calefacció es pot classificar condicionalment com a cablejat superior o inferior. Amb el cablejat aeri, l'aigua calenta puja per sobre dels aparells de calefacció i després, baixant, escalfa els radiadors. Amb la part inferior, l'aigua calenta es subministra des de baix. Cada opció té els seus costats positius.

El cablejat superior també s'utilitza per a la circulació natural. Per tant, els circuits de calefacció d'aquest tipus permeten utilitzar ambdós tipus de circulació. Això, en primer lloc, ofereix l'oportunitat de triar i, en segon lloc, augmenta la fiabilitat del sistema.

En cas de tall de subministrament elèctric o avaria de la bomba, el moviment de l'aigua al llarg del circuit continuarà, encara que a una velocitat inferior.

Una bona pressió us permet triar entre el cablejat superior i inferior, tenint en compte la comoditat de les canonades que subministren refrigerant als radiadors (+)

Quan s'utilitza el cablejat inferior, la longitud total de les canonades és més curta, la qual cosa redueix el cost de crear el sistema. A més, no hi ha necessitat de col·locar alçadors al pis superior, cosa que és bo des del punt de vista del disseny de l'habitació. La canonada inferior de subministrament d'aigua calenta es col·loca al soterrani o al nivell del pis del primer pis.

Varietat d'esquemes de connexió d'un tub

L'esquema d'un sol tub utilitza la mateixa canonada per subministrar aigua calenta als radiadors i abocar aigua freda a la caldera de calefacció. Amb aquesta disposició, la longitud de les canonades utilitzades es redueix gairebé a la meitat i el nombre de accessoris i vàlvules de tancament es redueix.

Tanmateix, els radiadors s'escalfen seqüencialment, per tant, en calcular el nombre de seccions, cal tenir en compte la disminució gradual de la temperatura del refrigerant subministrat.

La connexió en sèrie de radiadors amb una canonada per subministrar refrigerant s'utilitza sovint a les cases modernes per minimitzar els costos del material i simplificar el treball d'instal·lació.

Els circuits d'un sol tub es poden implementar en versions horitzontals i verticals. Amb la circulació forçada, si s'utilitzen elevacions verticals, es pot subministrar aigua calenta no només des de dalt, sinó també des de baix.

La viabilitat d'utilitzar una o una altra opció depèn no només de la comoditat de la instal·lació de canonades, sinó també del nombre màxim de radiadors permès en una columna vertical d'un circuit d'un sol tub.

Hi ha dues maneres de connectar els radiadors de calefacció:

• Connexió en sèrie — El refrigerant circula per tots els radiadors.En aquest cas, cal un nombre mínim de canonades, però si cal apagar un dels radiadors, caldrà aturar tota la branca del sistema.
• Connexió de bypass — el refrigerant pot fluir sense passar pel radiador a través de la branca instal·lada. Mitjançant un sistema d'aixetes, podeu redirigir el flux més enllà del radiador, cosa que permetrà reparar-lo o desmuntar-lo sense aturar la calefacció.

Sovint s'utilitza un circuit d'un sol tub per a la calefacció, però si hi ha un gran nombre de radiadors, s'utilitza una altra opció per escalfar-los uniformement.

Els esquemes d'un sol tub tenen moltes opcions d'implementació per a la circulació forçada, de manera que triar la solució adequada per a una geometria d'habitació específica és bastant fàcil (+)

Mètodes d'ús de la versió de dos tubs

Es diu un diagrama de circuit de calefacció que utilitza una segona canonada per drenar l'aigua refrigerada a la caldera sistema de dos tubs. El metratge de canonades augmenta, així com el nombre de connexions i dispositius.

Tanmateix, el sistema té un avantatge important: el refrigerant de la mateixa temperatura es subministra a cada radiador. Això fa que l'opció de dos tubs sigui molt atractiva.

Per a l'escalfament d'aigua amb circulació forçada, s'utilitzen cablejats tant horitzontals com verticals. A més, amb la versió vertical, és possible utilitzar el subministrament d'aigua calenta superior i inferior.

El circuit de subministrament i drenatge d'aigua de dues canonades, combinat amb la connexió diagonal del radiador, proporciona la màxima transferència de calor a l'habitació.

Com que la temperatura de l'aigua subministrada a tots els radiadors és la mateixa, la geometria dels circuits depèn només dels factors següents:

• estalvi de material — minimitzar la longitud de les canonades i el nombre de connexions;
• facilitat per dibuixar contorns calefacció a través de parets i sostres;
• atractiu estètic - la capacitat d'instal·lar elements de calefacció a l'interior del local.

Segons el moviment de l'aigua calenta i refrigerada, els circuits de dues canonades es divideixen en dos tipus:

1. Relacionats. El moviment en ambdues canonades es produeix en la mateixa direcció. El cicle del refrigerant té la mateixa durada per a tots els radiadors d'aquesta part del sistema, de manera que la seva velocitat d'escalfament és la mateixa.
2. Via sense sortida. En un esquema paral·lel, els radiadors situats més a prop de la caldera s'escalfen més ràpidament. Tanmateix, per als sistemes amb circulació forçada això no és molt important a causa de la gran velocitat de l'aigua al circuit.

A l'hora de triar entre les opcions associades i sense sortida, es guien per la condició de conveniència d'instal·lar el tub de retorn. En els esquemes verticals, amb el cablejat inferior s'obté un sistema sense sortida i amb el cablejat superior s'obté un sistema de pas.

Utilitzant un col·lector de distribució de calefacció

Una altra manera popular d'organitzar la calefacció ara és creant un circuit col·lector. Fins a cert punt, aquest esquema es pot anomenar un subtipus de dos tubs, tot i que també s'utilitza en l'organització de circuits de calefacció d'un sol tub.

Només la distribució del refrigerant calent i la recollida del refrigerant refrigerat no es produeixen des de l'elevador principal, sinó dels dispositius especials de nodes de distribució: col·lectors. Aquest sistema funciona de manera estable només amb circulació forçada.

El cablejat radial, en comparació amb el cablejat de dues canonades, requereix un col·lector, una longitud total més gran de canonades, el nombre de accessoris i vàlvules de tancament.

La unitat de distribució per a un sistema de dues canonades és una combinació complexa de col·lectors de subministrament i retorn, amb l'ajuda de la qual s'equilibra el subministrament de refrigerant en temperatura i pressió.

Cada branca del dispositiu alimenta un element de calefacció o un petit grup d'ells.Les branques solen situar-se sota el pis, cada pis d'un edifici de diversos pisos està servit per un col·lector instal·lat centralment.

Malgrat els avantatges evidents d'aquest tipus de sistema de calefacció, el sistema de col·lectors té dos desavantatges importants:

• longitud més llarga de la canonada, per tant, aquesta opció per organitzar un circuit d'aigua requereix una inversió econòmica considerable;
• dificultat per canviar el contorn — Les canonades amb aquesta opció solen estar situades sota el terra o a les parets, de manera que si afegiu dispositius de calefacció serà molt difícil fer cap ajust.

Tots els col·lectors solen estar muntats en un armari especial, ja que les vàlvules de tancament es troben allà i cal accedir-hi. Col·locar les aixetes en un sol lloc és molt convenient.

Si cal encendre o apagar radiadors o es produeix una emergència, n'hi ha prou amb tenir accés a l'armari i no cal visitar totes les habitacions.

Els col·lectors de distribució poden tenir una estructura senzilla formada per dues pintes i un mínim de vàlvules de tancament.Els components complexos també poden incloure termòstats automàtics, vàlvules electròniques, mescladors, sortides d'aire automàtiques, sensors i unitats de control, una vàlvula de drenatge d'aigua i una bomba de circulació independent.

Aquests sistemes poden regular amb més precisió la temperatura de la vostra llar, però requereixen una bona comprensió dels fonaments i els matisos de la calefacció hidrònica.

Calefacció mitjançant terra radiant

Es considera un dels mètodes de calefacció més còmodes organització de terra radiant. Cal tenir en compte que la instal·lació d'aquesta opció de calefacció per a sales d'estar, dutxes, cuines i altres locals és força complicada.

Els sòls escalfats per aigua en una gran superfície només són possibles amb circulació forçada, ja que cal crear pressió en un sistema llarg de canonades estretes.

La pressió és necessària per superar la resistència de canonades estretes amb moltes corbes. A més, cal aconseguir una pressió que permeti eliminar l'aire de les canonades de calefacció per terra radiant, que es troben en horitzontal.

Hi ha un gran nombre de combinacions de col·locació de tubs:

• per a habitacions petites utilitzar circuits amb una entrada per a aigua calenta i una sortida per a aigua refrigerada;
• per a habitacions grans organitzar sistemes de calefacció per terra més complexos mitjançant un col·lector de distribució.

Sovint, s'instal·len bombes de circulació separades per a parts del circuit amb terra calefactora.

L'ús d'un col·lector es justifica per a grans àrees de sòls calefactors, quan els càlculs mostren que una canonada pot no suportar la calefacció.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Una descripció detallada d'un esquema de calefacció de dues canonades i força complex per a una casa de dos pisos:

Sistema tancat per a una casa de tres pisos basat en una caldera de gas:

L'ús de bombes per a l'escalfament d'aigua de locals simplifica molt el disseny del circuit, fent possibles opcions que no estan disponibles per al model de gravetat. La selecció correcta dels equips resoldrà el problema de la calefacció de la vostra llar, fent que aquest procés sigui còmode i senzill.

Tens alguna cosa a afegir o tens dubtes sobre l'organització d'un sistema de calefacció amb circulació forçada? Si us plau, deixeu comentaris a la publicació i participeu en els debats. El formulari de contacte es troba al bloc inferior.