Sistema de calefacció tancat: esquemes i característiques d'instal·lació d'un sistema de tipus tancat
La característica principal per la qual un sistema de calefacció tancat es diferencia d'un de obert és el seu aïllament de la influència de l'entorn.Aquest esquema inclou una bomba de circulació que estimula el moviment del refrigerant. L'esquema no té molts dels inconvenients inherents a un circuit de calefacció obert.
Aprendràs tot sobre els avantatges i els contres dels esquemes de calefacció tancats llegint l'article que hem proposat. Examina a fons les opcions del dispositiu, les especificitats del muntatge i el funcionament dels sistemes de tipus tancat. Es dóna un exemple de càlcul hidràulic per a artesans independents.
La informació presentada per a la seva revisió es basa en la normativa de construcció. Per optimitzar la percepció d'un tema difícil, el text es complementa amb diagrames útils, col·leccions de fotos i tutorials en vídeo.
El contingut de l'article:
Principi de funcionament d'un sistema tancat
Les expansions de temperatura en un sistema tancat es compensen mitjançant l'ús d'un dipòsit d'expansió de membrana, ple d'aigua durant l'escalfament. Quan es refreda, l'aigua del dipòsit torna al sistema, mantenint així una pressió constant al circuit.
La pressió creada en el circuit tancat de calefacció durant la instal·lació es transmet a tot el sistema. La circulació del refrigerant és forçada, de manera que aquest sistema depèn de l'energia. Sense bomba de circulació no hi haurà moviment d'aigua calenta per les canonades fins als aparells i de tornada al generador de calor.
Elements bàsics d'un bucle tancat:
- caldera;
- vàlvula d'alliberament d'aire;
- vàlvula termostàtica;
- radiadors;
- canonades;
- dipòsit d'expansió no en contacte amb l'atmosfera;
- vàlvula d'equilibri;
- vàlvula de bola;
- bomba, filtre;
- vàlvula de seguretat;
- manòmetre;
- accessoris, fixacions.
Si el subministrament elèctric a la casa no s'interromp, el sistema tancat funciona de manera eficient. Sovint, el disseny es complementa amb "pisos càlids", que augmenten la seva eficiència i transferència de calor.
Aquesta disposició us permet no adherir-vos a un determinat diàmetre de la canonada, reduir el cost de la compra de materials i no col·locar la canonada en un pendent, la qual cosa simplifica la instal·lació. La bomba ha de rebre líquid a baixa temperatura, en cas contrari el seu funcionament és impossible.
Aquesta opció també té un matís negatiu, mentre que amb un pendent constant la calefacció funciona fins i tot en absència d'alimentació, llavors amb una posició estrictament horitzontal de la canonada, el sistema tancat no funciona. Aquest inconvenient es compensa amb una alta eficiència i una sèrie d'aspectes positius en comparació amb altres tipus de sistemes de calefacció.
La instal·lació és relativament senzilla i possible en una habitació de qualsevol mida. No cal aïllar la canonada; la calefacció es produeix molt ràpidament; si hi ha un termòstat al circuit, es pot configurar el règim de temperatura. Si el sistema està dissenyat correctament, no hi ha pèrdua de refrigerant i, per tant, no hi ha cap motiu per reposar-lo.
L'avantatge indubtable d'un sistema de calefacció de tipus tancat és que la diferència de temperatura entre el subministrament i el retorn permet augmentar la vida útil de la caldera. La canonada en un circuit tancat és menys susceptible a la corrosió. És possible pujar al circuit anticongelant en lloc d'aiguaquan la calefacció s'ha d'apagar durant molt de temps a l'hivern.
Protecció del sistema de l'aire
Teòricament, l'aire no hauria d'entrar en un sistema de calefacció tancat, però de fet encara hi és present. La seva acumulació s'observa quan les canonades i les bateries s'omplen d'aigua. La segona raó pot ser la despresurització de les articulacions.
Com a resultat de l'aparició de bosses d'aire, la transferència de calor del sistema disminueix. Per combatre aquest fenomen, el sistema inclou vàlvules especials i vàlvules de purga d'aire.
Per minimitzar la probabilitat de bosses d'aire, s'han de seguir determinades regles quan s'omple un sistema tancat:
- Subministreu aigua de baix a dalt. Per fer-ho, col·loqueu les canonades de manera que l'aigua i l'aire alliberat es moguin en la mateixa direcció.
- Deixeu les vàlvules de ventilació obertes i les vàlvules de drenatge d'aigua tancades. Així, amb un augment gradual del líquid refrigerant, l'aire s'escaparà per les obertures de ventilació.
- Tanqueu la vàlvula de ventilació tan bon punt l'aigua comenci a fluir per ella. Continueu el procés sense problemes fins que el circuit estigui completament ple de refrigerant.
- Engegueu la bomba.
Si al circuit de calefacció radiadors d'alumini, aleshores calen sortides d'aire a cadascuna.L'alumini, en contacte amb el refrigerant, provoca una reacció química acompanyada de l'alliberament d'oxigen. En radiadors parcialment bimetàl·lics el problema és el mateix, però es produeix molt menys aire.
En els radiadors 100% bimetàl·lics, el refrigerant no entra en contacte amb l'alumini, però els professionals insisteixen en la presència d'una sortida d'aire també en aquest cas. El disseny específic dels radiadors de panells d'acer ja està equipat amb vàlvules de purga d'aire durant el procés de producció.
Als radiadors antics de ferro colat, l'aire s'elimina mitjançant una vàlvula de bola; altres dispositius no són efectius aquí.
Els punts crítics del circuit de calefacció són els corbes de les canonades i els punts més alts del sistema, de manera que s'instal·len dispositius d'extracció d'aire en aquests llocs. En circuit tancat s'utilitza Grues Mayevsky o vàlvules de flotador automàtiques que permeten ventilar l'aire sense intervenció humana.
El cos d'aquest dispositiu conté un flotador de polipropilè connectat a través d'un braç basculant a una bobina. A mesura que la cambra del flotador s'omple d'aire, el flotador baixa i, en arribar a la posició inferior, obre la vàlvula per la qual s'escapa l'aire.
L'aigua entra al volum alliberat de gas, el flotador es precipita cap amunt i tanca la bobina. Per evitar que els residus entrin dins d'aquest últim, es cobreix amb un tap protector.
Hi ha modificacions on aquest procés té lloc de manera diferent, però el principi és el mateix: el flotador està en la posició inferior - s'allibera gas; el flotador s'aixeca: la vàlvula està tancada, l'aire s'acumula. El cicle es repeteix automàticament i no requereix presència humana.
Llegeix l'article: 22 millors sortides d'aire automàtica i manual: ressenya, qualitat, preu.
Càlcul hidràulic per a un sistema tancat
Per no equivocar-se amb la selecció de canonades segons el diàmetre i la potència de la bomba, és necessari un càlcul hidràulic del sistema.
El funcionament efectiu de tot el sistema és impossible sense tenir en compte els 4 punts principals:
- Determinar la quantitat de refrigerant que cal subministrar als dispositius de calefacció per tal d'assegurar un determinat equilibri de calor a la casa, independentment de la temperatura exterior.
- Màxima reducció de costos d'explotació.
- Reducció de les inversions financeres al mínim, en funció del diàmetre de la canonada seleccionada.
- Funcionament estable i silenciós del sistema.
Els càlculs hidràulics ajudaran a resoldre aquests problemes, permetent seleccionar els diàmetres de canonades òptims tenint en compte els cabals del refrigerant justificats econòmicament, determinar les pèrdues de pressió hidràulica en seccions individuals, enllaçar i equilibrar les branques del sistema. Aquesta és una etapa de disseny complexa i que requereix temps, però necessària.
Regles per calcular el cabal de refrigerant
Els càlculs són possibles si es disposa d'un càlcul d'enginyeria tèrmica i després de seleccionar radiadors per potència. Els càlculs d'enginyeria tèrmica han de contenir dades raonables sobre el volum d'energia tèrmica, les càrregues i les pèrdues de calor.Si aquestes dades no estan disponibles, la potència del radiador es pren en funció de l'àrea de l'habitació, però els resultats del càlcul seran menys precisos.
Comencen amb un diagrama. És millor fer-ho en una projecció axonomètrica i representar tots els paràmetres coneguts. El flux de refrigerant es determina per la fórmula:
G = 860q/∆t kg/h,
on q és la potència kW del radiador, ∆t és la diferència de temperatura entre les línies de retorn i de subministrament. Un cop determinat aquest valor, la secció transversal de les canonades es determina mitjançant les taules Shevelev.
Per utilitzar aquestes taules, el resultat del càlcul s'ha de convertir en litres per segon mitjançant la fórmula: GV = G /3600ρ. Aquí GV indica el cabal de refrigerant en l/s, ρ és la densitat de l'aigua igual a 0,983 kg/l a una temperatura de 60 graus C. A les taules podeu seleccionar simplement la secció transversal de la canonada sense realitzar un càlcul complet.
La seqüència de càlcul és més fàcil d'entendre mitjançant un diagrama senzill que inclou una caldera i 10 radiadors. El diagrama s'ha de dividir en seccions on la secció transversal de les canonades i el cabal de refrigerant siguin valors constants.
El primer tram és la línia que va des de la caldera fins al primer radiador. El segon és la secció entre el primer i el segon radiador. El tercer i els següents apartats es distingeixen de la mateixa manera.
La temperatura del primer a l'últim dispositiu disminueix gradualment. Si a la primera secció l'energia tèrmica és de 10 kW, aleshores quan passa el primer radiador, el refrigerant li dóna una certa quantitat de calor i la calor perduda disminueix en 1 kW, etc.
El cabal de refrigerant es pot calcular mitjançant la fórmula:
Q=(3,6xQuch)/(сх(tr-to))
Aquí Qch és la càrrega tèrmica de l'àrea, c és la capacitat calorífica específica de l'aigua, que té un valor constant de 4,2 kJ/kg x s, tr és la temperatura del refrigerant calent a l'entrada, to és la temperatura del refrigerat. refrigerant a la sortida.
La velocitat òptima de moviment del refrigerant calent a través de la canonada és de 0,2 a 0,7 m/s. Si el valor és inferior, apareixeran bosses d'aire al sistema. Aquest paràmetre es veu afectat pel material del producte i la rugositat dins de la canonada.
Tant en circuits de calefacció oberts com tancats s'utilitzen canonades d'acer negre i inoxidable, coure, polipropilè, polietilè de diverses modificacions, polibutilè, etc.
Quan la velocitat del refrigerant estigui dins dels límits recomanats, 0,2-0,7 m/s, s'observaran pèrdues de pressió de 45 a 280 Pa/m a la canonada de polímer, i de 48 a 480 Pa/m a les canonades d'acer.
El diàmetre intern de les canonades a la secció (din) es determina en funció de la magnitud del flux de calor i la diferència de temperatura a l'entrada i la sortida (∆tco = 20 graus C per a un esquema de calefacció de 2 canonades) o el flux de refrigerant. Hi ha una taula especial per a això:
Per seleccionar un circuit, hauríeu de considerar els circuits d'un i 2 tubs per separat. En el primer cas, es calcula l'elevador amb la major quantitat d'equips, i en el segon cas, es calcula el circuit carregat. La longitud del lloc es pren d'un plànol dibuixat a escala.
La realització de càlculs hidràulics precisos només la pot fer un especialista del perfil adequat.Hi ha programes especials que permeten realitzar tots els càlculs de característiques tèrmiques i hidràuliques que es poden utilitzar quan disseny del sistema de calefacció per a casa teva.
Selecció de la bomba de circulació
L'objectiu del càlcul és obtenir la pressió que ha de desenvolupar la bomba per moure l'aigua pel sistema. Per fer-ho, utilitzeu la fórmula:
P = Rl + Z
On:
- P és la pèrdua de pressió a la canonada en Pa;
- R: resistència de fricció específica en Pa/m;
- l és la longitud de la canonada a la secció de disseny en m;
- Z: pèrdua de pressió en seccions "estretes" en Pa.
Aquests càlculs es simplifiquen amb les mateixes taules de Shevelev, a partir de les quals podeu trobar el valor de la resistència a la fricció, només s'haurà de recalcular 1000i per a una longitud de canonada específica. Així, si el diàmetre interior de la canonada és de 15 mm, la longitud de la secció és de 5 m i 1000i = 28,8, aleshores Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 bar. Un cop trobats els valors Rl de cada secció, es resumeixen.
El valor de la pèrdua de pressió Z tant per a la caldera com per als radiadors està al passaport. Per a altres resistències, els experts aconsellen prendre el 20% de Rl, seguit de sumar els resultats per a seccions individuals i multiplicar per un factor d'1,3. El resultat serà la pressió de bomba desitjada. Per a sistemes d'una sola i de 2 canonades, el càlcul és el mateix.
En cas de la bomba està seleccionada per a una caldera existent, utilitzeu la fórmula: Q=N/(t2-t1), on N és la potència de la unitat de calefacció en W, t2 i t1 són la temperatura del refrigerant a la sortida de la caldera i a la retorn, respectivament.
Com calcular un tanc d'expansió?
El càlcul es redueix a determinar la quantitat en què augmentarà el volum del refrigerant durant el seu escalfament des de la temperatura ambient mitjana de + 20 graus C fins a la temperatura de funcionament, de 50 a 80 graus. Aquests càlculs no són fàcils, però hi ha una altra manera de resoldre el problema: els professionals aconsellen triar un dipòsit amb un volum igual a 1/10 de la quantitat total de líquid del sistema.
Podeu trobar aquestes dades als passaports de l'equip, que indiquen la capacitat de la jaqueta d'aigua de la caldera i 1 secció del radiador. A continuació, es calcula l'àrea de la secció transversal de canonades de diferents diàmetres i es multiplica per la longitud corresponent.
Es resumeixen els resultats, s'hi afegeixen dades dels passaports i se'n treu un 10% del total. Si tot el sistema conté 200 litres de refrigerant, es necessita un dipòsit d'expansió amb un volum de 20 litres.
Criteris de selecció de dipòsits
Fabricació tancs d'expansió d'acer. A l'interior hi ha una membrana que divideix el recipient en 2 compartiments. El primer s'omple de gas i el segon amb refrigerant. Quan la temperatura augmenta i l'aigua flueix del sistema al dipòsit, el gas es comprimeix sota la seva pressió. El refrigerant no pot ocupar tot el volum a causa de la presència de gas al dipòsit.
La capacitat dels tancs d'expansió varia. Aquest paràmetre es selecciona de manera que quan la pressió del sistema arribi al seu pic, l'aigua no s'eleva per sobre del nivell establert. Per protegir el dipòsit del desbordament, el disseny inclou una vàlvula de seguretat. L'ompliment normal del dipòsit és del 60 al 30%.
Selecció de l'esquema òptim
Quan s'instal·la calefacció a una casa privada, s'utilitzen dos tipus d'esquemes: d'un tub i de 2 tubs. Si els comparem, aquest últim és més efectiu. La seva principal diferència està en els mètodes de connexió dels radiadors a les canonades. En un sistema de dues canonades, un element obligatori del circuit de calefacció és una columna vertical individual, a través del qual el refrigerant refrigerat torna a la caldera.
La instal·lació d'un sistema d'una sola canonada és més senzilla i econòmicament menys costosa. El llaç tancat d'aquest sistema combina les canonades de subministrament i de retorn.
Sistema de calefacció d'un sol tub
A les cases d'un i dos pisos amb una àrea petita, l'esquema d'un circuit de calefacció de tipus tancat d'un sol tub s'ha demostrat bé, que consisteix en un cablejat d'1 tub i una sèrie de radiadors connectats en sèrie.
De vegades s'anomena popularment "Leningradka". El refrigerant, que desprèn calor al radiador, torna a la canonada de subministrament i després passa per la bateria següent. Els últims radiadors reben menys calor.
L'avantatge d'aquest esquema és la instal·lació econòmica: necessita menys material i temps que un sistema de 2 canonades. Si un radiador falla, la resta funcionarà amb normalitat quan s'utilitzi un bypass.
Les capacitats d'un circuit d'un sol tub són limitades: no es pot iniciar per etapes, els radiadors s'escalfen de manera desigual, de manera que s'han d'afegir seccions a l'última de la cadena. Per evitar que el refrigerant es refredi tan ràpidament, cal augmentar el diàmetre de les canonades. Es recomana connectar no més de 5 radiadors per planta.
Hi ha 2 tipus de sistemes: horitzontal i vertical. En un edifici d'una sola planta, el sistema de calefacció horitzontal s'instal·la tant per sobre com per sota del pis. Es recomana instal·lar les bateries al mateix nivell i la canonada de subministrament horitzontal amb una lleugera inclinació en la direcció del flux del refrigerant.
Amb la distribució vertical, l'aigua de la caldera puja per la columna vertical central, entra a la canonada, es distribueix per aixetes separades i, a partir d'elles, a través de radiadors. En refredar-se, el líquid cau per la mateixa columna, passant per tots els dispositius que hi ha, acabant a la canonada de retorn, i des d'allà la bomba el bombeja de nou a la caldera.
Després d'haver escollit un sistema de calefacció tancat, la instal·lació es realitza en la següent seqüència:
- Instal·leu la caldera. Molt sovint, s'hi assigna un lloc a la planta baixa o al primer pis de la casa.
- Les canonades es connecten a les canonades d'entrada i sortida de la caldera i es dirigeixen al voltant del perímetre de totes les habitacions. Les connexions es seleccionen en funció del material de les canonades principals.
- Instal·leu el dipòsit d'expansió, col·locant-lo al punt més alt. Al mateix temps, s'instal·la un grup de seguretat, connectant-lo a la línia principal a través d'una T. Fixeu l'elevador principal vertical i connecteu-lo al dipòsit.
- Estan instal·lant radiadors amb la instal·lació d'aixetes Mayevsky. La millor opció: bypass i 2 vàlvules de tancament: una a l'entrada i l'altra a la sortida.
- Instal·leu la bomba a la zona on el refrigerant refrigerat entra a la caldera, havent instal·lat prèviament un filtre davant del lloc d'instal·lació. El rotor es col·loca estrictament horitzontalment.
Alguns artesans instal·len una bomba amb bypass per no drenar l'aigua del sistema en cas de reparació o substitució d'equips.
Després d'instal·lar tots els elements, obriu la vàlvula, ompliu la línia amb refrigerant i traieu l'aire. Comproveu que l'aire s'hagi eliminat completament desenroscant el cargol situat a la coberta de la carcassa de la bomba. Si hi surt líquid per sota, vol dir que l'equip es pot posar en marxa apretant primer el cargol central prèviament descargolat.
Amb esquemes provats a la pràctica sistemes de calefacció d'un sol tub i opcions del dispositiu que podeu trobar en un altre article del nostre lloc web.
Sistema de calefacció de dos tubs
Com en el cas d'un sistema d'una sola canonada, hi ha cablejat horitzontal i vertical, però aquí hi ha una línia de subministrament i una de retorn. Tots els radiadors s'escalfen per igual. Un tipus difereix d'un altre perquè, en el primer cas, hi ha una sola columna i tots els dispositius de calefacció s'hi connecten.
L'esquema vertical consisteix a connectar radiadors a una columna vertical situada verticalment. El seu avantatge és que en un edifici de diverses plantes, cada pis està connectat a l'alça individualment.
Una característica especial de l'esquema de dues canonades és la presència de canonades connectades a cada bateria: una de flux directe i l'altra de retorn. Hi ha 2 diagrames per connectar dispositius de calefacció. Un d'ells és de tipus col·lector, quan 2 tubs van des dels col·lectors a la bateria.
L'esquema es caracteritza per una instal·lació complexa i un alt consum de material, però la temperatura de cada habitació es pot ajustar.
El segon és un circuit paral·lel més senzill. Els elevadors s'instal·len al voltant del perímetre de la casa i els radiadors s'hi connecten. Hi ha una gandula que recorre tota la planta i hi ha unes alçanes connectades.
Els components d'aquest sistema són:
- caldera;
- vàlvula de seguretat;
- manòmetre;
- ventilació automàtica;
- vàlvula termostàtica;
- bateries;
- bomba;
- filtre;
- dispositiu d'equilibri;
- dipòsit;
- vàlvula.
Abans de procedir a la instal·lació, s'ha de resoldre el problema del tipus de portador d'energia. A continuació, instal·leu la caldera en una sala de calderes independent o al soterrani.El més important és que hi hagi una bona ventilació. Instal·leu un col·lector, si el projecte ho preveu, i una bomba. Els equips d'ajust i mesura s'instal·len al costat de la caldera.
Es connecta una línia a cada radiador futur, després s'instal·len les bateries. Els dispositius de calefacció es pengen en suports especials de manera que quedin 10-12 centímetres al terra i 2-5 cm de les parets.Les obertures dels dispositius a l'entrada i la sortida estan equipades amb tancament i control. dispositius.
Després de la instal·lació de tots els components del sistema, es posa a pressió. Això ho haurien de fer professionals perquè només ells poden emetre el document adequat.
Detalls del disseny d'un sistema de calefacció de dues canonades descrit aquí, l'article presenta diversos esquemes i la seva anàlisi.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Aquest material de vídeo presenta un exemple de càlcul hidràulic detallat d'un sistema de calefacció de tipus tancat de 2 tubs per a una casa de 2 plantes al programa VALTEC.PRG:
Aquí hi ha una descripció detallada del disseny d'un sistema de calefacció d'un sol tub:
És possible instal·lar tu mateix una versió tancada del sistema de calefacció, però no ho pots fer sense consultar especialistes. La clau de l'èxit és un projecte ben realitzat i materials de qualitat.
Tens alguna pregunta sobre les característiques d'un circuit tancat de calefacció? Hi ha informació sobre el tema que seria d'interès per als visitants del lloc i per a nosaltres? Escriu comentaris al bloc següent.
Però no és apte per a tot tipus de llar, això també val la pena tenir-ho en compte. El sistema, per descomptat, és extremadament eficaç, però proveu d'instal·lar-lo a cases que ja tenen "onze" anys, i fins i tot estan previstes per a una xarxa de calefacció diferent. Val la pena tenir en compte que aquesta opció només és adequada per a edificis moderns, en els quals fins i tot el disseny mateix de la casa havia de ser-ho originalment. Encara que no descarto que em pugui equivocar, no m'arriscaria a les cases velles.
No hi ha cap risc a les cases antigues, però tot i així és aconsellable refer tot el sistema, incloses les canonades i els radiadors. Per exemple, quan es substitueix una caldera. De fet, les calderes murals modernes ja vénen amb bombes i dipòsits d'expansió incorporats. Així doncs, només queda canviar les canonades i preferiblement els radiadors. Millor encara, instal·leu terra radiant. El guany serà tant en disseny com en eficiència.