Riscaldamento gravitazionale in casa - come si fa
PompeUn vantaggio molto significativo del sistema di riscaldamento dell'acqua a gravità è la sua indipendenza dalla disponibilità di energia elettrica. Il riscaldamento per gravità può anche essere creato in una dacia remota basata su una caldaia a combustibile solido non volatile. Il sistema è silenzioso e affidabile, sarà indubbiamente richiesto in futuro.
Abbiamo maturato molta esperienza nella creazione di sistemi di riscaldamento a gravità, perché in precedenza tutto il riscaldamento dell'acqua è stato creato sul principio del flusso gravitazionale. Il sistema può essere creato secondo lo "schema delle persone standard" e con le proprie mani.
Gli svantaggi sono limitazioni sulla capacità, sull'area riscaldata, sulla possibilità di collegare circuiti aggiuntivi, con un aumento del prezzo per la creazione.
Il riscaldamento gravimetrico costa di più, circa 2 volte rispetto ai sistemi a circolazione forzata, poiché richiede un grande diametro di tubi e una disposizione speciale della caldaia. La difficoltà di creare e quella di tubi di grande diametro dovrebbe avere una pendenza comune, e quindi la loro posizione è fissa e quindi spesso non si adattano al design della stanza, ingombrano l'interno.
Come viene calcolato il sistema gravitazionale?
È possibile ordinare calcoli termici e idraulici da specialisti, organizzazioni autorizzate, ma questo non sarà costoso. È possibile effettuare questi calcoli approssimativamente utilizzando programmi noti o manualmente.
Ma di solito usano raccomandazioni ben note e, di norma, questo è abbastanza per creare un sistema lavorabile con fluido gravitazionale.
La velocità del fluido attraverso il sistema non è comunque grande. Maggiore è il diametro interno della tubazione e dei radiatori, oltre alla caldaia, maggiore sarà il passaggio del liquido attraverso di essi, maggiore sarà la quantità di energia trasferita.
È importante rispondere alla domanda: è sufficiente energia per trasferire il liquido di raffreddamento per riscaldare un particolare edificio? Questa è l'essenza dei calcoli. Ma se non ci sono calcoli, allora si dovrebbe passare all'esperienza di creare tale riscaldamento e isolamento degli edifici.
La perdita di energia e il movimento del fluido
Innanzitutto, è necessario determinare il grado di isolamento dell'edificio, indipendentemente dal fatto che soddisfi i requisiti dei documenti normativi. In caso contrario, la potenza non solo del sistema gravitazionale potrebbe non essere sufficiente..... È più costoso riscaldare un edificio freddo, è necessario riscaldarlo e non aumentare la capacità di riscaldamento.
Dopo che l'edificio è isolato, si può passare all'esperienza della creazione di tali sistemi, da cui è noto che la solita area di limitazione del riscaldamento per gravità è di 150 metri quadrati. su ciascun piano dell'edificio, è opportuno distribuire i radiatori a 2 spalle su ciascun piano e la lunghezza del tubo di alimentazione di ciascuna spalla non deve superare i 20 metri.
Una condizione obbligatoria per la creazione di un sistema è l'eccesso del refrigerante caldo (solitamente la linea media dei radiatori è presa) sul freddo (la linea media dello scambiatore di calore della caldaia).
Nel tubo lunghezze maggiori è desiderabile per calcolare, o devono essere riconciliati, è possibile, nei picchi freddi di throughput sistema (velocità di raffreddamento) può non essere sufficiente che sarebbe caldo nell'edificio.
Consideriamo, perché dipenderà la capacità di lavoro del sistema gravitazionale.
Caratteristiche di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale
La testa nel sistema a gravità dipenderà direttamente dall'altezza della colonna d'acqua con la differenza di densità dell'acqua (differenza di temperatura) e della stessa differenza di densità dell'acqua. La formula della pressione è riportata di seguito.
Maggiore è la differenza tra le temperature di flusso e di ritorno e più alta è la colonna d'acqua con questa differenza, più velocemente l'acqua circolerà, più calore sarà trasferito, più affidabile sarà il sistema e l'area più ampia può essere riscaldata.
Il fatto è che l'acqua si raffredda in modo significativo nei radiatori, prima che siano considerati caldi. Dopo i radiatori, l'acqua fredda si sposta lungo il ritorno allo scambiatore di calore della caldaia, dove viene riscaldata. Di conseguenza, più basso è lo scambiatore di calore rispetto ai radiatori, maggiore è la pressione nel sistema.
Inoltre, l'acqua si raffredda il tubo stesso e in uscita dalla caldaia, e questo significa che il tubo caldo viene sollevata maggiore, ed è più lungo e più dà il calore, la pressione sarà maggiore.
Tuttavia, questa potenza termica avrà una bassa efficienza per il riscaldamento della casa se la tubazione calda si trova sotto il soffitto. È meglio se si trova lungo il pavimento del massandra riscaldato ed è un dispositivo di riscaldamento per questo.
Non è giusto fare semplicemente una colonna di acqua calda alta estraendo il serbatoio di espansione sopra il tetto. Abbiamo bisogno della massima differenza di altitudine alla quale si verificherebbe la caduta di temperatura, e questo è più facile da ottenere abbassando la caldaia.
Un errore tipico nella creazione di un sistema a gravità per 2 piani: la connessione dei radiatori su entrambi i piani a un montante. Di conseguenza, sarà ancora freddo al 1 ° piano, quando è già molto caldo al 2 ° piano. È giusto che l'attico fornisca una spalla di riscaldamento indipendente separata con una propria valvola di controllo.
Caratteristica del sistema:
- il liquido nel sistema gravitazionale di solito si raffredda considerevolmente, a causa della piccola velocità del suo movimento. La differenza tra la temperatura di flusso e quella di ritorno è generalmente compresa tra 25 e 30 gradi. Il regime di temperatura, ad esempio, è di 75grad. uscita dalla caldaia e 45 gradi flusso di ritorno. Pertanto, è inaccettabile creare un circuito con una pipeline con una connessione in serie di radiatori. Sono adatti solo schemi di layout a due tubi accidentali e senza uscita.
Come si muove il liquido di raffreddamento (acqua)
Da quanto sopra, seguono anche le caratteristiche costruttive del sistema di riscaldamento a gravità.
La caldaia si trova nel pozzo, nel seminterrato, in ogni caso, è auspicabile che il suo scambiatore di calore sia al di sotto della linea mediana dei radiatori.
Tutte le tubazioni sono realizzate con una pendenza comune nel corso del movimento del fluido:
- L'acqua della caldaia sale lungo il montante verticale fino al punto più alto;
- dal montante verticale dovrebbe essere sempre in basso all'ingresso della caldaia;
- la differenza di altezza tra il punto iniziale e finale del tubo non è inferiore all'uno percento, ma lungo la lunghezza la pendenza può cambiare a piacere;
- è sempre meglio garantire la massima pendenza.
Quali tubi applicare
Il diametro dei tubi deve essere di almeno 32 mm per l'alimentazione e il ritorno su un'ala della tubazione, mentre i radiatori possono essere collegati a tubi con un diametro interno di 20 mm. E per alzata e mangiatoia per l'ala - non meno di 50 mm. Tuttavia, nessuno vieta di aumentare questi diametri, il che renderà il sistema più potente.
Fino ad ora, i tubi convenzionali in acciaio sono considerati i migliori. Con grandi diametri, diventano plastica competitiva. Inoltre, un tubo d'acciaio di grande diametro è esso stesso un dispositivo di riscaldamento, in considerazione della notevole conducibilità del calore da parte del metallo.
Caldaia, radiatori, conduttura
Viene utilizzata una caldaia speciale (sia a gas che a combustibile solido) con la sua piccola resistenza idraulica, destinata a un sistema a gravità.
Radiatori usati con bassa resistenza idraulica, con un diametro elevato di fori interni, solitamente in ghisa o alluminio.
Nel punto più alto della tubazione è installata una valvola di spurgo (sistema pressurizzato con vaso di espansione chiuso (accumulatore idraulico)). Il gruppo di sicurezza - un manometro e una valvola di emergenza - è integrato nel sistema all'uscita della caldaia. O nel punto più alto c'è un vaso di espansione di tipo aperto.
Il rubinetto di scarico si trova nell'area della caldaia nel punto più basso della tubazione, una deviazione è fatta sia per il sistema fognario che per il serbatoio.
La scelta della caldaia in termini di potenza viene effettuata come di consueto - a seconda della dispersione di calore dell'edificio e dei radiatori - sulla perdita di calore di ogni stanza in cui sono installati.
Quindi più frequentemente utilizzati regola - radiatori totalmente leggermente più forte caldaia (si riconosce che la temperatura del fluido passaporto è di solito più rispetto a quella reale, cioè raditory acquisiti anche più forte del 20 - 35%), dopo di che la capacità totale dei radiatori è distribuito alla camera.
Diagrammi di riscaldamento a gravità su un'ala
Un tipico schema di riscaldamento dell'acqua con un flusso gravitazionale di liquido. C'è solo un'ala qui. La conduttura calda si trova più in alto, da essa i riser si abbassano su ciascun radiatore o su una coppia di radiatori. Nello schema, viene mostrato un serbatoio di espansione al posto di un accumulatore idraulico.
In pratica, spesso tali schemi sono implementati in modo che il serbatoio di espansione, il gasdotto superiore si trovi nella soffitta e il ritorno spesso cada sotto il pavimento nel seminterrato. In questo caso, le condotte non ingombrano lo spazio abitativo e non rovinano l'interno. Ma poi tutti i gasdotti nella zona fredda dovrebbero essere ben isolati - uno strato di almeno 15 cm di lana minerale. Polyfoam non è adatto, poiché è mangiato dai roditori e non dovrebbe essere riscaldato fino a 70 gradi.
Posa tubi in soffitta
La sotto-variante di questo schema è che il ritorno è sollevato verso l'alto, poiché non è sempre possibile posarlo - le porte sono ostruite, non c'è cantina, ecc.
In una piccola casa
L'opzione di posizionare i radiatori proprio accanto alla caldaia. Ciò è possibile solo nelle zone climatiche con temperatura positiva costante e se i finestrini sono sufficientemente isolati (finestre con doppi vetri) e non è necessario creare tende termiche posizionando i radiatori sotto le finestre. Lo schema viene applicato quando non c'è la possibilità di abbassare il livello della caldaia - le tubazioni vengono tagliate il più possibile.
Pipeline su due ali
Il seguente esempio è più richiesto nella vita. Più spesso, le tubazioni si trovano durante il flusso gravitazionale di fluido in una piccola casa privata o in una dacia a livello di radiatori con una resistenza del gradiente generale.
La pipeline è divisa in due ali, che dovrebbero preferibilmente essere fatte della stessa lunghezza. Tutti i radiatori sono collegati tramite valvole per la regolazione operativa della presa d'acqua.
Per due piani
Un altro esempio di "fuori dalla vita" è la distribuzione di condotte sotto flusso di fluido gravitazionale. Questa volta il pavimento e la soffitta sono riscaldati.
Poiché l'ala dell'attico è di bassa potenza, è inclusa in una tubazione di diametro inferiore - 25 mm. Qui, i riser vengono utilizzati per ogni coppia di radiatori nelle stanze del piano terra, e la tubazione calda viene posata sul pavimento del solaio e rappresenta per lui un elemento riscaldante.
Lo schema richiede la creazione di una pressione sufficiente, quindi lo scambiatore di calore della caldaia si trova almeno a mezzo metro sotto la linea mediana dei radiatori del primo piano.
Principi e conclusioni
È possibile sviluppare un numero qualsiasi di riscaldamento regimi gravità in base alla formula specifica casa ma sempre osservata seguenti principi - massimo grande colonna d'acqua con un gradiente di temperatura, i diametri massimi dei tubi e caldaie speciali e radiatori, condutture anello - "linea di alimentazione-radiatore-tank" sono il più breve possibile, per cui la condotta è divisa in più bracci, che sono collegati alla caldaia in parallelo.
E 'anche importante: - Se il sistema di riscaldamento flusso di gravità in casa è stato creato da te o dei proprietari sono stati attivamente coinvolti nella sua creazione, allora tutte le carenze individuate nel funzionamento del processo possono essere corretti con le proprie mani, o il sistema può essere a buon mercato modificato, per identificare i suoi difetti.
Lo schema di riscaldamento con circolazione naturale di una casa privata: una variante di un sistema semplice ed economico
Che tipo di schema di riscaldamento scegliere per una casa privata dipende da criteri quali:
- tipo di caldaia;
- accesso all'elettricità;
- l'ammontare del budget per la sistemazione del riscaldamento;
- preferenze di carattere estetico.
La circolazione del mezzo di riscaldamento in ciascun sistema di riscaldamento può essere forzata mediante una pompa inclusa nel circuito o naturale.
Schema di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale
Questi ultimi sono anche chiamati gravitazionali o gravità. Sono il design più economico e semplice. Come conseguenza di ciò, lo schema di riscaldamento dell'acqua con circolazione naturale è il più economico.
Non includono una pompa di circolazione nel circuito. Il portatore di calore nei tubi si muove sotto l'azione di forze naturali (gravità, soprattutto). Sistemi di questo tipo sono una soluzione vantaggiosa per il denaro, e anche ottimale dal punto di vista delle prestazioni ingegneristiche.
Questa variante dell'implementazione del riscaldamento non è più utilizzata ampiamente come prima. Si riferisce a decisioni obsolete ed è gradualmente sostituito da schemi più efficaci. Questo vale anche per la costruzione individuale.
Tuttavia, il riscaldamento a gravità in acqua aperta continua ad essere ampiamente utilizzato per ovvi motivi legati all'economia e all'affidabilità. Il trasferimento del liquido di raffreddamento nel circuito è dovuto alla pressione idrostatica all'interno della tubazione.
Le apparecchiature di riscaldamento sotto questo schema in una piccola casa privata non sono collegate all'acquisto di componenti o materiali costosi. Inoltre, non c'è bisogno di una fonte di energia elettrica. In alcuni casi, questo è un fattore piuttosto importante.
Foto del radiatore collegato
Di solito tali schemi sono realizzati solo nella costruzione individuale. L'efficace riscaldamento per gravità può essere equipaggiato (specialmente con le proprie mani) solo in un ambiente basso (uno o due piani), nonché in una piccola area di costruzione.
Importante! C'è un limite sul raggio orizzontale della catena di gravità. La lunghezza delle condotte orizzontali non deve superare i trenta metri. Ciò è dovuto alla pressione di circolazione relativamente piccola nel circuito.
Tuttavia, a favore dell'attuazione di questo particolare schema, possono essere citati diversi argomenti importanti.
vantaggi
- Il vantaggio più importante è il prezzo di materiali, attrezzature, installazione, manutenzione e funzionamento;
- Non c'è bisogno di pompe di circolazione. Di conseguenza, non ci sono vibrazioni, rumore, riparazioni costose;
- La durata media di tali schemi è di circa 35-40 anni (a condizione che l'installazione sia stata effettuata correttamente e che il manuale operativo non sia stato violato);
- Semplicità di riparazione (in genere l'utente può eliminare quasi tutte le rotture in tali sistemi);
- Il circuito di riscaldamento a circolazione naturale ha la capacità di autoregolazione. Una conseguenza di ciò è una buona stabilità termica. Il movimento del liquido di raffreddamento nel circuito è dovuto alla differenza di temperatura (e quindi di densità) in diverse sezioni del circuito.
Principio di funzionamento
- Il trasportatore di calore si sposta verso i dispositivi di riscaldamento e torna alla caldaia a causa del cambiamento delle caratteristiche termodinamiche del fluido nel circuito. Come succede? L'acqua viene riscaldata nella caldaia, la sua densità diminuisce, passando attraverso tubi e radiatori, la densità del liquido refrigerante aumenta. L'acqua fredda sotto l'influenza della gravità viene sostituita da un refrigerante che ha una temperatura più alta e una densità inferiore.
- L'acqua che viene riscaldata nella caldaia è più leggera del freddo e quindi, sotto l'azione delle forze naturali, si sposta verso l'alto del montante. Lungo il percorso, il liquido di raffreddamento dà calore alle batterie e ai radiatori, che vengono emessi calorosamente nelle stanze in cui si trovano. L'acqua raffreddata dai radiatori viene espulsa calda, e sotto l'influenza della gravità scende, dove è installata la caldaia. Questo ciclo garantisce il funzionamento della caldaia.
Gli elementi principali del diagramma di flusso gravitazionale
- caldaia;
- condotto;
- dispositivi di riscaldamento (radiatori e batterie);
- vaso di espansione.
Principio di installazione
I tubi orizzontali devono essere installati in conformità con la pendenza lungo il flusso del liquido di raffreddamento. Questo stimolerà la circolazione del refrigerante. Osservare gli angoli di inclinazione dei tubi necessari per il prelievo nel vaso di espansione.
La pendenza nella condotta orizzontale fornisce anche il flusso d'aria dal sistema e impedisce l'aerazione. In questo caso, il serbatoio di espansione riceve una funzione di stabilizzazione aggiuntiva.
Importante! Quando si installano tubi orizzontali, l'angolo di inclinazione è definito come segue: per ogni metro di lunghezza la pendenza deve essere di 5-10 mm di altezza. Ciò garantirà la circolazione necessaria.
Le forze idrodinamiche, grazie alle quali il refrigerante si muove lungo il profilo, dipendono dall'altezza dell'intero contorno. Particolarmente importante è la differenza di altezza tra la caldaia e i radiatori, così come la resistenza della tubazione, che dipende dal diametro dei tubi.
Se il contorno è montato con numerosi rami e spire, questo sicuramente aumenterà la resistenza idraulica. Inoltre, numerose gru, filtri e altri accessori, nonché una condotta di piccolo diametro, interferiranno con la normale circolazione.
Pertanto, al fine di creare una pressione normale all'interno del circuito, è necessario ridurre l'influenza di tutti gli oggetti resistivi o aumentare il diametro dei tubi.
Sistema di riscaldamento a gravità a due tubi
In questo schema, viene implementato un progetto in cui sono previsti due circuiti separati per il movimento dell'acqua calda. Una parte: fa circolare il refrigerante riscaldato, il secondo raffreddato.
Sequenza di installazione del sistema a due tubi
- Dalla caldaia è collegata la linea principale, che si collega al serbatoio di espansione;
- Il vaso di espansione è installato in una stanza sotto il soffitto o in un attico (che deve essere isolato);
- Dal fondo del serbatoio, è collegato un tubo di contorno caldo, che è collegato alla distribuzione della tubazione nella stanza ad una distanza di un terzo del pavimento;
- Un tubo viene convogliato nel serbatoio per scaricare l'acqua in eccesso nel sistema fognario;
- Dalle condutture di cablaggio sono condotte ai radiatori;
- Dai dispositivi di riscaldamento (dalla parte inferiore) i tubi vengono prelevati nella linea di ritorno, che viene alimentata alla caldaia;
- Il ritorno dovrebbe essere montato parallelamente alla linea retta attraverso tutte le stanze.
Guarnizione parallela della linea diritta e di ritorno
Caratteristiche di installazione di un sistema monotubo
Il vantaggio di un sistema di riscaldamento monotubo con circolazione naturale rispetto a un sistema a due tubi è che la pressione idrodinamica in un tale circuito non dipende dall'altezza dei dispositivi di riscaldamento.
Il serbatoio di espansione deve essere riempito solo per tre quarti del volume e il volume del serbatoio è di 25-30 litri.
Il video con la sequenza di installazione di monotubo può essere visto qui:
risultati
Schemi di riscaldamento semplici e pratici con circolazione naturale - una buona opzione per una casa di campagna privata, se necessario il risparmio. Con il riscaldamento di una grande casa, è improbabile che tali sistemi possano far fronte in modo efficiente se non vengono modernizzati con l'aggiunta di una pompa (sebbene allo stesso tempo i principali vantaggi di tali schemi vengano persi).
Sistema di riscaldamento a circolazione naturale
Il sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale in una casa privata o di campagna fuori città è una soluzione richiesta nell'area con alimentazione elettrica instabile. Inoltre, il sistema idraulico non richiede investimenti finanziari in apparecchiature elettriche, che non possono essere erogate quando il riscaldamento del radiatore è fornito con la pompa che alimenta il liquido di raffreddamento.
Il sistema di riscaldamento non volatile è disponibile per l'auto-calcolo e l'installazione.
Il funzionamento del sistema gravitazionale
Lo schema di riscaldamento di una casa privata a circolazione naturale presenta una serie di vantaggi:
- non è necessario acquistare attrezzature costose;
- indipendenza energetica (viene selezionata l'apposita caldaia);
- l'installazione è facile da eseguire con le proprie mani;
- bassa manutenzione
La circolazione in un tale sistema è assicurata dal fatto che la densità del liquido diminuisce come risultato del riscaldamento (diventa più facile) e durante il raffreddamento la densità ritorna a quella originale.
Nella struttura gravitazionale non vi è praticamente alcuna pressione - i calcoli mostrano che la pressione di 10 metri della testa della colonna d'acqua è 1 atmosfera. Pertanto, la pressione idrostatica nel sistema di riscaldamento di una struttura a un piano sarà di 0,5-0,7 atm. E nella conduttura di una casa a due piani non supererà 1 atm.
La circolazione gravitazionale è dovuta all'espansione e alla riduzione della densità del refrigerante riscaldato - sale lungo la sezione di accelerazione verticale e dal punto superiore si sposta lungo la tubazione, installata con una pendenza e passando attraverso i dispositivi di riscaldamento collegati, sulla via del ritorno alla caldaia.
Alla tubazione con spostamento per gravità dell'acqua, è collegato un serbatoio di espansione - un serbatoio per il refrigerante "in eccesso", che si forma a causa dell'espansione termica del liquido. Il serbatoio di accumulo (membrana o aperto) è montato sul punto superiore del circuito sul tubo di alimentazione.
Il sistema di gravità del riscaldamento è in grado di funzionare in un complesso:
- Con scaldacqua di riscaldamento indiretto. Se la caldaia è installata nella parte superiore del sistema sotto il serbatoio di espansione, il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria avverrà senza l'uso di apparecchiature elettriche. Se ciò non è possibile, la caldaia è dotata di una pompa e viene posizionata una valvola di ritegno per impedire il ricircolo del liquido di raffreddamento.
- Con un pavimento caldo. Una pompa di circolazione è installata sul circuito posato nel pavimento. In caso di interruzione temporanea dell'alimentazione, la stanza continuerà a essere riscaldata da un radiatore a parete.
Tipi di sistemi di gravità
Progettando di installare il riscaldamento di una casa privata con circolazione naturale con le proprie mani, gli schemi vengono selezionati in base alle prestazioni pianificate del sistema e alle caratteristiche dell'edificio.
I circuiti di riscaldamento con flusso per gravità del liquido di raffreddamento sono suddivisi in tipi in base a diversi parametri:
- secondo le caratteristiche del vaso di espansione (aperto e chiuso);
- sul principio di collegamento dei radiatori (un tubo e due tubi).
Per determinare l'opzione migliore, è necessario eseguire calcoli idraulici tenendo conto della posizione e del diametro dei tubi, tenendo conto delle caratteristiche dell'unità della caldaia e del fabbisogno di calore dei locali. Il calcolo è meglio affidare ai professionisti, poiché anche piccole imprecisioni influenzeranno negativamente l'efficienza del riscaldamento della casa.
Tipo chiuso
Il sistema chiuso della circolazione non fluida del refrigerante viene utilizzato con successo per il riscaldamento di una casa a un piano ea due piani. Funziona come segue:
- quando il liquido refrigerante si espande, il fluido in eccesso viene espulso dal circuito di riscaldamento;
- il liquido entra nel vaso di espansione del tipo a membrana - è un contenitore chiuso con una membrana elastica che separa la parte destinata al refrigerante e la sezione del serbatoio riempita con aria o azoto;
- il liquido riscaldato allunga la membrana, comprimendo il gas nella seconda sezione del serbatoio, quando il refrigerante si raffredda, il gas si espande e spinge indietro il liquido nel sistema, in conseguenza del quale il circuito dell'acqua rimane permanentemente riempito.
L'installazione di un serbatoio a membrana in un circuito di riscaldamento a gravità riduce il rischio di corrosione dei componenti metallici del sistema. Ma in Russia una tale soluzione viene utilizzata relativamente raramente, poiché il costo di un serbatoio di membrana è parecchie volte superiore al costo di acquisto o produzione di un tipo di serbatoio aperto.
Apri il tipo
Il principio di funzionamento è lo stesso della versione chiusa. Ma in questo caso, il refrigerante in eccesso viene forzato nel serbatoio di tipo aperto, che viene montato sotto il soffitto della stanza o nella soffitta.
Il serbatoio aperto è un serbatoio con un coperchio che perde, che viene fornito con un troppopieno di emergenza - un tubo che è al di fuori della soffitta in strada o collegato alla fogna.
Le carenze del sistema aperto comprendono la fornitura costante di ossigeno nel refrigerante, che accelera la corrosione del metallo da cui sono realizzati gli elementi del profilo. C'è anche una messa in onda del gasdotto - per evitare questo, i radiatori sono collegati sotto una leggera pendenza e nella parte superiore sono installate prese d'aria automatiche - gru Maevsky.
Inoltre, il liquido del serbatoio di tipo aperto evapora ed è necessario aggiungere acqua regolarmente, in modo che il sistema aperto possa funzionare normalmente. Versare acqua nel serbatoio a mano da un secchio o fornire un tubo dell'acqua con una valvola.
Vantaggi dei serbatoi di tipo aperto: costi accessibili e la capacità di creare un contenitore delle proprie dimensioni con le proprie mani.
Circuito monotubo
Il sistema di riscaldamento monotubo con circolazione naturale non si applica a un sistema efficiente. Non è adatto per riscaldare i locali di una casa a due piani e viene utilizzato negli edifici a un piano di una piccola area.
Il trasportatore di calore passa verticalmente nella sezione di troppo pieno della tubazione, quindi entra nel tubo, che conduce a una tubazione orizzontale che collega in serie i radiatori di riscaldamento. Dal radiatore esterno, il refrigerante raffreddato ritorna direttamente alla caldaia.
Con un tale schema di collegamento per apparecchi di riscaldamento, la temperatura dei radiatori diminuisce con la distanza dal montante di alimentazione - questo è un grave inconveniente del sistema. Per aumentare l'efficienza, utilizzare i bypass: collegare i ponticelli al tubo di alimentazione nei punti in cui sono collegati i radiatori. Ciò contribuisce a un riscaldamento più uniforme delle stanze.
I vantaggi di un sistema monotubo includono un design semplice, costi finanziari minimi per la sua installazione. Inoltre, non è necessario montare tubi sotto il soffitto, peggiorando l'interno della stanza.
Lo schema orizzontale a un tubo, anche in condizioni di calcoli accurati, raramente si giustifica se non si tratta di riscaldare due o tre piccole stanze di una casa a un piano. In altri casi, è modernizzato aggiungendo una pompa di circolazione.
Circuito a due tubi
Caratteristiche di progetto di un circuito a doppio tubo a gravità:
- vengono installati tubi separati per l'alimentazione e il ritorno;
- Il tubo di alimentazione è collegato a ciascun dispositivo di riscaldamento attraverso un rubinetto di ingresso separato;
- Il tubo di ritorno è collegato a ciascun dispositivo di riscaldamento separatamente.
Il sistema di riscaldamento gravitazionale a due tubi di una casa privata si differenzia da un sistema monotubo in quanto tutti i raffreddatori sono dotati di un refrigerante che non ha avuto il tempo di raffreddarsi, grazie al quale:
- il calore nella casa è distribuito uniformemente;
- Non è necessario aumentare il numero di sezioni nel radiatore per migliorare il riscaldamento;
- è più facile regolare la temperatura nel sistema;
- per l'installazione della pipeline sono necessarie tubazioni di diametro inferiore rispetto a un circuito monotubo;
- Non ci sono requisiti rigidi per la conformità con la pendenza durante l'installazione degli elementi del sistema - alcune deviazioni dai valori calcolati non sono critici.
Il sistema di riscaldamento a due tubi con cablaggio superiore e inferiore è facile da installare ed efficace, può essere utilizzato per riscaldare una casa a due piani.
Funzionalità di calcolo
Il calcolo di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale è molto più difficile della preparazione di un sistema di riscaldamento a tiraggio con erogazione forzata di un refrigerante. Poiché non vi è alcuna pressione nel circuito, il numero di giri del tubo, l'angolo di inclinazione di ogni segmento influenza direttamente l'operabilità del sistema. Calcoli errati o errori nell'installazione influiscono sulla funzionalità del circuito.
Quando si calcola il circuito senza loop, viene preso in considerazione:
- l'angolo di inclinazione minimo ammissibile;
- materiale per la fabbricazione di tubi e il loro diametro;
- principio di alimentazione del refrigerante;
- una specie di refrigerante
Gradiente di tubo consigliato
Nei calcoli, devono essere utilizzati standard di costruzione per impianti di riscaldamento con circolazione per gravità (SNiP 41-01-2003 per sistemi a gravità). Il movimento del liquido di raffreddamento nella tubazione è influenzato negativamente dalla resistenza idraulica in punti difficili - negli angoli, negli angoli, ecc.
Secondo SNiP, i tubi sono montati sotto una pendenza di almeno 10 mm per 1 metro di lunghezza. In caso contrario, il sistema è minacciato da esplosioni d'aria, scarso riscaldamento di radiatori lontani.
Selezione del tubo
La resistenza idraulica del profilo, la sua resistenza alla corrosione e parametri di ingegneria del calore, la tecnologia di installazione dipendono dal materiale della costruzione della pipeline. L'elenco dei materiali popolari include:
- Tubi d'acciaio. Disponibile ad un prezzo, resistente alle sollecitazioni meccaniche. Svantaggi: montato con saldatura o un numero elevato di raccordi, la tendenza dei tubi alla corrosione e alla crescita eccessiva.
- Tubi di metallo e plastica. La superficie interna è perfettamente liscia, che impedisce l'accumulo di depositi, resistenza alla corrosione, peso ridotto, resistenza all'espansione termica. Svantaggi: costi elevati, durata limitata (circa 15 anni), necessità di utilizzare raccordi saldati o serrare regolarmente i connettori filettati.
- Tubi in polipropilene Interno liscio, resistente (durata di 25 anni), resistente alle alte temperature. Svantaggi: costi elevati, installazione con uno strumento speciale.
- Tubi di rame Massimo trasferimento di calore e durata (oltre 100 anni), aspetto elegante. Svantaggi: costi elevati, necessità di saldatura durante l'installazione.
Diametro dei tubi
Per calcolare il diametro dei tubi, è necessario:
- Eseguire un calcolo del calore dei locali e aggiungere circa il 20% al risultato.
- Calcolare la sezione trasversale della pipeline in base al rapporto tra la potenza termica e la sezione interna della tubazione (i valori sono indicati nelle tabelle di SNiP).
- Selezionare il diametro del tubo, in base ai calcoli di ingegneria termica eseguiti e tenendo conto del materiale per la fabbricazione dei tubi. Per tubi in acciaio, la dimensione minima della sezione interna è 50 mm.
Per essere più intensi, viene utilizzato il seguente principio: il diametro del tubo di alimentazione dopo ogni ramo deve essere inferiore al precedente di 1 dimensione. Un reso deve essere assemblato con un'estensione.
Pertanto, il calcolo consente di determinare il diametro minimo delle tubazioni di mandata e di ritorno, rispetto a questo valore, i parametri dei tubi in diverse parti del sistema sono determinati in base allo schema preparato per una casa a un piano oa due piani.
Tipo di riempimento
La circolazione naturale dell'acqua nell'impianto di riscaldamento dipende dal principio di fornire il refrigerante dalla caldaia ai radiatori. Profili distinti con imbottigliamento inferiore e superiore.
L'imbottigliamento inferiore consente di fare a meno di installare tubi verticali ad alto livello - la comunicazione è posta a livello del pavimento. Questa opzione è adatta solo per circuiti monotubo e si riferisce a inefficienti senza l'installazione di una pompa di circolazione.
Il riempimento superiore è l'opzione migliore, poiché il tubo di distribuzione del sistema a due tubi si trova sotto il soffitto e fornisce alimentazione attiva del refrigerante riscaldato a ciascun radiatore dal quale l'acqua raffreddata lascia il tubo di ritorno situato lungo il pavimento. Per un sistema monotubo è preferibile anche il riempimento del tipo superiore.
Sistema di riscaldamento a due tubi con troppopieno
Scelta del liquido di raffreddamento
Il liquido di raffreddamento può essere acqua o antigelo. Per un sistema gravitazionale, l'uso dell'acqua è preferibile, dal momento che l'antigelo ha una densità più elevata e un minore trasferimento di calore, richiede più energia termica per riscaldarlo - cioè, il consumo di carburante è più alto. Se la capacità del buffer di membrana è installata nel sistema, il suo volume deve essere maggiore di quello del serbatoio dell'acqua di raffreddamento, poiché l'antigelo si espande maggiormente.
L'uso di "senza ghiaccio" ha senso se la casa viene riscaldata in modo irregolare in inverno con grandi interruzioni. In questo caso, l'acqua dovrebbe essere scaricata costantemente, in modo che i tubi non si rompessero durante il congelamento.
conclusione
Il dispositivo del sistema di riscaldamento senza pompa consente di rendere la vostra casa riscaldata non volatile in caso di interruzione di corrente. Tale sistema è collegato a una caldaia di riscaldamento senza apparecchiature elettriche per la regolazione della potenza o ad un forno convenzionale a combustibile solido con uno scambiatore di calore ad acqua nella camera di combustione.
Il sistema di riscaldamento a gravità di una casa privata - scegli lo schema
Esistono diversi schemi di riscaldamento per gravità, e la scelta giusta dipenderà da un gran numero di parametri, a partire dalla progettazione dei locali, fino al costo dei materiali. La maggior parte degli schemi presentati sono piuttosto complicati, pertanto in questo articolo verranno presi in considerazione i più semplici, la cui installazione non richiede la presenza di conoscenze e competenze specifiche da parte del proprietario della casa.
- sistemi con circolazione forzata del refrigerante;
- sistemi di gravità in cui la circolazione viene effettuata naturalmente.
Entrambe le categorie possono funzionare in sistemi a tubo singolo e doppio. In questo articolo parleremo di sistemi in cui il riscaldamento viene effettuato per gravità.
Schema schematico di un sistema di riscaldamento a gravità
Scelta dello schema di riscaldamento per gravità
Certo, è quasi impossibile evitare completamente varie articolazioni, ma se il riser è verticale, allora un tale sistema sarà molto più efficace. Sfumatura: per creare una svolta nel riser, è meglio prendere gli angoli minimi.
Sistema di riscaldamento a gravità di uno schema di casa privata
Il sistema di riscaldamento a gravità di una casa privata - scegli lo schema
Un sistema di riscaldamento che utilizza il principio del flusso di gravità è l'unica opzione possibile per il riscaldamento della casa quando non vengono forniti elettricità e gas principale. Il sistema di riscaldamento autonomo di una casa privata non è richiesto oggi, ma vale comunque la pena concentrarsi, poiché a volte ci sono situazioni in cui un tale sistema di riscaldamento è richiesto.
Esistono diversi schemi di riscaldamento per gravità, e la scelta giusta dipenderà da un gran numero di parametri, a partire dalla progettazione dei locali, fino al costo dei materiali. La maggior parte degli schemi presentati sono piuttosto complicati, pertanto in questo articolo verranno presi in considerazione i più semplici, la cui installazione non richiede la presenza di conoscenze e competenze specifiche da parte del proprietario della casa.
Tutti i sistemi di riscaldamento possono essere suddivisi in due grandi categorie:
- sistemi con circolazione forzata del refrigerante;
- sistemi di gravità in cui la circolazione viene effettuata naturalmente.
Entrambe le categorie possono funzionare in sistemi a tubo singolo e doppio. In questo articolo parleremo di sistemi in cui il riscaldamento viene effettuato per gravità.
Schema schematico di un sistema di riscaldamento a gravità
Il più conveniente da considerare è un sistema a tubo singolo, con l'esempio del quale è possibile identificare praticamente tutti i momenti operativi associati a un sistema di riscaldamento a gravità. Ad esempio, l'acqua verrà utilizzata come refrigerante, poiché in questo caso il principio del funzionamento del sistema è più chiaro.
Naturalmente, se hai bisogno di un riscaldamento costante nel sistema, puoi riempire altri liquidi che non temono il congelamento (antigelo, ecc.). L'uso di antigelo consente di evitare lo scongelamento dell'intero sistema di riscaldamento. Inoltre, dopo l'assemblaggio del sistema è desiderabile riempirlo con antigelo, che permetterà di rivelare tutte le sezioni non sigillate della condotta.
Come funziona il riscaldamento per gravità? Lo schema è abbastanza semplice: il sistema di riscaldamento a gravità funziona sulla base della circolazione naturale del vettore di calore a causa della differenza di temperatura tra i canali di ingresso e di uscita della caldaia. Questo sistema è stato utilizzato per molto tempo e la sua popolarità è in costante calo a causa della sua bassa efficienza, alto costo e consumo ingiustificato di risorse energetiche. Fino ad oggi, un tale sistema può essere utilizzato solo in piccole case, che non sono alimentate con energia elettrica, il che è raro.
Scelta dello schema di riscaldamento per gravità
Lo schema del sistema di riscaldamento a gravità deve essere selezionato tenendo conto di tutti i dati iniziali. Se non c'è elettricità in casa, significa spesso che il gas principale non viene fornito neanche. Queste condizioni chiariscono che le caldaie elettriche e a gas non possono essere installate, e l'unica opzione rimane una caldaia a combustibile solido che funziona con qualsiasi tipo di combustibile solido. Leggi anche: "Sistema di riscaldamento del plinto - originale e pratico."
Come funziona il classico sistema a tubo singolo? Prima di tutto, vale la pena capire che non ci sono complicazioni nella sua progettazione, ma il calcolo corretto e l'installazione del riscaldamento sono molto importanti, quindi per la massima chiarezza sono necessarie alcune conoscenze. Il principio di funzionamento di un sistema monotubo a circolazione naturale si basa su un fenomeno fisico: quando il liquido di raffreddamento (aria o acqua) viene riscaldato, la massa calda si solleva verso l'alto e la massa fredda cade verso il basso.
L'acqua riscaldata nella caldaia si sposta verso l'alto dal punto in cui entra nei radiatori, dove ha luogo il processo di recupero dell'energia termica. Il raffreddamento che accompagna questo processo fa sì che l'acqua si muova ulteriormente verso i radiatori che seguono nel circuito. Con il raffreddamento costante, prima o poi l'acqua tornerà nella caldaia, dove riprenderà il ciclo di riscaldamento-raffreddamento.
Il sistema di circolazione naturale non implica la presenza di alcun dispositivo aggiuntivo che possa accelerare il movimento dell'acqua, quindi, per un normale funzionamento del sistema di riscaldamento a gravità, si deve osservare una pendenza costante durante la posa della condotta. Queste operazioni possono essere eseguite in modo indipendente, poiché non sono particolarmente complicate. Il canale di uscita deve essere fatto esattamente l'opposto: è vietata la presenza di varie spire e pieghe del riser.
Certo, è quasi impossibile evitare completamente varie articolazioni, ma se il riser è verticale, allora un tale sistema sarà molto più efficace. Sfumatura: per creare una svolta nel riser, è meglio prendere gli angoli minimi.
Una buona circolazione dell'acqua dipende in gran parte dal diametro dei tubi per il riscaldamento di una casa privata. la relazione è diritta: maggiore è la sezione interna del tubo, più facile sarà spostare l'acqua, poiché la resistenza al suo movimento in questo caso sarà ridotta. Tipicamente, i tubi con un diametro di almeno un pollice sono usati per il riscaldamento a tubo singolo, e una sezione trasversale di un pollice e mezzo è ottimale nella maggior parte dei casi.
La caldaia di tale sistema dovrebbe essere situata nel punto più basso dell'edificio, ma il montante dovrebbe essere posizionato il più in alto possibile in modo che l'acqua possa essere facilmente portata nei radiatori. La pipeline dovrebbe avere una deviazione costante verso la caldaia: solitamente questa cifra è sufficiente per sostenere a un livello di un centimetro per metro di tubo. È questa condizione che permette di realizzare il riscaldamento per gravità di una casa privata.
Nei sistemi di riscaldamento a gravità di solito c'è molta più acqua che negli analoghi con circolazione forzata, che è causata da diversi diametri della condotta. Bisogna dire un paio di parole sui tubi: i modelli in polietilene e polipropilene non funzionano, perché l'acqua nei tubi a volte raggiunge temperature molto elevate sufficienti per fondere la tubazione.
L'ebollizione del liquido nel sistema è solitamente dovuta all'incapacità di controllare il regime di temperatura, in modo che la caldaia possa produrre troppo calore. Ecco perché è meglio scegliere tubi metallici.
Di conseguenza, si ottiene una lista piuttosto impressionante degli svantaggi inerenti ai sistemi di riscaldamento a gravità:
- Bassa efficienza;
- Installazione laboriosa e costosa del sistema;
- Mancanza di qualità estetiche;
- Elevato costo dei materiali di consumo.
Inoltre, il sistema a tubo singolo ha alcune caratteristiche. Ad esempio, quando l'acqua calda viene fornita al sistema, il primo radiatore si scalderà molto più di tutti quelli successivi, quindi il numero di sezioni in esso dovrebbe essere inferiore. Ciò indica la necessità di una selezione competente di radiatori. Il serbatoio di espansione sarà anche un elemento assolutamente superfluo del sistema di riscaldamento, che impedisce al sistema di rompersi quando il mezzo di riscaldamento diventa troppo caldo. Leggi anche: "Schema del sistema di riscaldamento gravitazionale".
Il sistema di riscaldamento descritto in questo articolo ha qualità sia positive che negative. Uno dei maggiori inconvenienti è l'incapacità di regolare la temperatura sui singoli riscaldatori. Per riparare un sistema del genere sarà necessario eliminarlo completamente. Tuttavia, nonostante tutte le carenze, un sistema di riscaldamento a gravità è una soluzione eccellente nei casi in cui non sono possibili opzioni di riscaldamento domestico alternative.
Un vantaggio molto significativo del sistema di riscaldamento dell'acqua a gravità è la sua indipendenza dalla disponibilità di energia elettrica. Il riscaldamento per gravità può anche essere creato in una dacia remota basata su una caldaia a combustibile solido non volatile. Il sistema è silenzioso e affidabile, sarà indubbiamente richiesto in futuro.
Abbiamo maturato molta esperienza nella creazione di sistemi di riscaldamento a gravità, perché in precedenza tutto il riscaldamento dell'acqua è stato creato sul principio del flusso gravitazionale. Il sistema può essere creato secondo lo "schema delle persone standard" e con le proprie mani.
Gli svantaggi sono limitazioni sulla capacità, sull'area riscaldata, sulla possibilità di collegare circuiti aggiuntivi, con un aumento del prezzo per la creazione.
Il riscaldamento gravimetrico costa di più, circa 2 volte rispetto ai sistemi a circolazione forzata, poiché richiede un grande diametro di tubi e una disposizione speciale della caldaia. La difficoltà di creare e quella di tubi di grande diametro dovrebbe avere una pendenza comune, e quindi la loro posizione è fissa e quindi spesso non si adattano al design della stanza, ingombrano l'interno.
Come viene calcolato il sistema gravitazionale?
È possibile ordinare calcoli termici e idraulici da specialisti, organizzazioni autorizzate, ma questo non sarà costoso. È possibile effettuare questi calcoli approssimativamente utilizzando programmi noti o manualmente.
Ma di solito usano raccomandazioni ben note e, di norma, questo è abbastanza per creare un sistema lavorabile con fluido gravitazionale.
La velocità del fluido attraverso il sistema non è comunque grande. Maggiore è il diametro interno della tubazione e dei radiatori, oltre alla caldaia, maggiore sarà il passaggio del liquido attraverso di essi, maggiore sarà la quantità di energia trasferita.
È importante rispondere alla domanda: è sufficiente energia per trasferire il liquido di raffreddamento per riscaldare un particolare edificio? Questa è l'essenza dei calcoli. Ma se non ci sono calcoli, allora si dovrebbe passare all'esperienza di creare tale riscaldamento e isolamento degli edifici.
La perdita di energia e il movimento del fluido
Innanzitutto, è necessario determinare il grado di isolamento dell'edificio, indipendentemente dal fatto che soddisfi i requisiti dei documenti normativi. In caso contrario, la potenza di non solo il sistema gravitazionale potrebbe non essere sufficiente. È più costoso riscaldare un edificio freddo, è necessario riscaldarlo e non aumentare la capacità di riscaldamento.
Dopo che l'edificio è isolato, si può passare all'esperienza della creazione di tali sistemi, da cui è noto che la solita area di limitazione del riscaldamento per gravità è di 150 metri quadrati. su ciascun piano dell'edificio, è opportuno distribuire i radiatori a 2 spalle su ciascun piano e la lunghezza del tubo di alimentazione di ciascuna spalla non deve superare i 20 metri.
Una condizione obbligatoria per la creazione di un sistema è l'eccesso del refrigerante caldo (solitamente la linea media dei radiatori è presa) sul freddo (la linea media dello scambiatore di calore della caldaia).
Nel tubo lunghezze maggiori è desiderabile per calcolare, o devono essere riconciliati, è possibile, nei picchi freddi di throughput sistema (velocità di raffreddamento) può non essere sufficiente che sarebbe caldo nell'edificio.
Consideriamo, perché dipenderà la capacità di lavoro del sistema gravitazionale.
Caratteristiche di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale
La testa nel sistema a gravità dipenderà direttamente dall'altezza della colonna d'acqua con la differenza di densità dell'acqua (differenza di temperatura) e della stessa differenza di densità dell'acqua. La formula della pressione è riportata di seguito.
Maggiore è la differenza tra le temperature di flusso e di ritorno e più alta è la colonna d'acqua con questa differenza, più velocemente l'acqua circolerà, più calore sarà trasferito, più affidabile sarà il sistema e l'area più ampia può essere riscaldata.
Il fatto è che l'acqua si raffredda in modo significativo nei radiatori, prima che siano considerati caldi. Dopo i radiatori, l'acqua fredda si sposta lungo il ritorno allo scambiatore di calore della caldaia, dove viene riscaldata. Di conseguenza, più basso è lo scambiatore di calore rispetto ai radiatori, maggiore è la pressione nel sistema.
Inoltre, l'acqua si raffredda il tubo stesso e in uscita dalla caldaia, e questo significa che il tubo caldo viene sollevata maggiore, ed è più lungo e più dà il calore, la pressione sarà maggiore.
Tuttavia, questa potenza termica avrà una bassa efficienza per il riscaldamento della casa se la tubazione calda si trova sotto il soffitto. È meglio se si trova lungo il pavimento del massandra riscaldato ed è un dispositivo di riscaldamento per questo.
Non è giusto fare semplicemente una colonna di acqua calda alta estraendo il serbatoio di espansione sopra il tetto. Abbiamo bisogno della massima differenza di altitudine alla quale si verificherebbe la caduta di temperatura, e questo è più facile da ottenere abbassando la caldaia.
Un errore tipico nella creazione di un sistema a gravità per 2 piani: la connessione dei radiatori su entrambi i piani a un montante. Di conseguenza, sarà ancora freddo al 1 ° piano, quando è già molto caldo al 2 ° piano. È giusto che l'attico fornisca una spalla di riscaldamento indipendente separata con una propria valvola di controllo.
Caratteristica del sistema:
- il liquido nel sistema gravitazionale di solito si raffredda considerevolmente, a causa della piccola velocità del suo movimento. La differenza tra la temperatura di flusso e quella di ritorno è generalmente compresa tra 25 e 30 gradi. Il regime di temperatura, ad esempio, è di 75grad. uscita dalla caldaia e 45 gradi flusso di ritorno. Pertanto, è inaccettabile creare un circuito con una pipeline con una connessione in serie di radiatori. Sono adatti solo schemi di layout a due tubi accidentali e senza uscita.
Come si muove il liquido di raffreddamento (acqua)
Da quanto sopra, seguono anche le caratteristiche costruttive del sistema di riscaldamento a gravità.
La caldaia si trova nel pozzo, nel seminterrato, in ogni caso, è auspicabile che il suo scambiatore di calore sia al di sotto della linea mediana dei radiatori.
Tutte le tubazioni sono realizzate con una pendenza comune nel corso del movimento del fluido:
- L'acqua della caldaia sale lungo il montante verticale fino al punto più alto;
- dal montante verticale dovrebbe essere sempre in basso all'ingresso della caldaia;
- la differenza di altezza tra il punto iniziale e finale del tubo non è inferiore all'uno percento, ma lungo la lunghezza la pendenza può cambiare a piacere;
- è sempre meglio garantire la massima pendenza.
Quali tubi applicare
Il diametro dei tubi deve essere di almeno 32 mm per l'alimentazione e il ritorno su un'ala della tubazione, mentre i radiatori possono essere collegati a tubi con un diametro interno di 20 mm. E per alzata e mangiatoia per l'ala - non meno di 50 mm. Tuttavia, nessuno vieta di aumentare questi diametri, il che renderà il sistema più potente.
Fino ad ora, i tubi convenzionali in acciaio sono considerati i migliori. Con grandi diametri, diventano plastica competitiva. Inoltre, un tubo d'acciaio di grande diametro è esso stesso un dispositivo di riscaldamento, in considerazione della notevole conducibilità del calore da parte del metallo.
Caldaia, radiatori, conduttura
Viene utilizzata una caldaia speciale (sia a gas che a combustibile solido) con la sua piccola resistenza idraulica, destinata a un sistema a gravità.
Radiatori usati con bassa resistenza idraulica, con un diametro elevato di fori interni, solitamente in ghisa o alluminio.
Nel punto più alto della tubazione è installata una valvola di spurgo (sistema pressurizzato con vaso di espansione chiuso (accumulatore idraulico)). Il gruppo di sicurezza - un manometro e una valvola di emergenza - è integrato nel sistema all'uscita della caldaia. O nel punto più alto c'è un vaso di espansione di tipo aperto.
Il rubinetto di scarico si trova nell'area della caldaia nel punto più basso della tubazione, una deviazione è fatta sia per il sistema fognario che per il serbatoio.
La scelta della caldaia in termini di potenza viene effettuata come di consueto - a seconda della dispersione di calore dell'edificio e dei radiatori - sulla perdita di calore di ogni stanza in cui sono installati.
Quindi più frequentemente utilizzati regola - radiatori totalmente leggermente più forte caldaia (si riconosce che la temperatura del fluido passaporto è di solito più rispetto a quella reale, cioè raditory acquisiti anche più forte del 20 - 35%), dopo di che la capacità totale dei radiatori è distribuito alla camera.
Diagrammi di riscaldamento a gravità su un'ala
Un tipico schema di riscaldamento dell'acqua con un flusso gravitazionale di liquido. C'è solo un'ala qui. La conduttura calda si trova più in alto, da essa i riser si abbassano su ciascun radiatore o su una coppia di radiatori. Nello schema, viene mostrato un serbatoio di espansione al posto di un accumulatore idraulico.
In pratica, spesso tali schemi sono implementati in modo che il serbatoio di espansione, il gasdotto superiore si trovi nella soffitta e il ritorno spesso cada sotto il pavimento nel seminterrato. In questo caso, le condotte non ingombrano lo spazio abitativo e non rovinano l'interno. Ma poi tutti i gasdotti nella zona fredda dovrebbero essere ben isolati - uno strato di almeno 15 cm di lana minerale. Polyfoam non è adatto, poiché è mangiato dai roditori e non dovrebbe essere riscaldato fino a 70 gradi.
Posa tubi in soffitta
La sotto-variante di questo schema è che il ritorno è sollevato verso l'alto, poiché non è sempre possibile posarlo - le porte sono ostruite, non c'è cantina, ecc.
In una piccola casa
L'opzione di posizionare i radiatori proprio accanto alla caldaia. Ciò è possibile solo nelle zone climatiche con temperatura positiva costante e se i finestrini sono sufficientemente isolati (finestre con doppi vetri) e non è necessario creare tende termiche posizionando i radiatori sotto le finestre. Lo schema viene applicato quando non c'è la possibilità di abbassare il livello della caldaia - le tubazioni vengono tagliate il più possibile.
Pipeline su due ali
Il seguente esempio è più richiesto nella vita. Più spesso, le tubazioni si trovano durante il flusso gravitazionale di fluido in una piccola casa privata o in una dacia a livello di radiatori con una resistenza del gradiente generale.
La pipeline è divisa in due ali, che dovrebbero preferibilmente essere fatte della stessa lunghezza. Tutti i radiatori sono collegati tramite valvole per la regolazione operativa della presa d'acqua.
Per due piani
Un altro esempio di "fuori dalla vita" è la distribuzione di condotte sotto flusso di fluido gravitazionale. Questa volta il pavimento e la soffitta sono riscaldati.
Poiché l'ala dell'attico è di bassa potenza, è inclusa in una tubazione di diametro inferiore - 25 mm. Qui, i riser vengono utilizzati per ogni coppia di radiatori nelle stanze del piano terra, e la tubazione calda viene posata sul pavimento del solaio e rappresenta per lui un elemento riscaldante.
Lo schema richiede la creazione di una pressione sufficiente, quindi lo scambiatore di calore della caldaia si trova almeno a mezzo metro sotto la linea mediana dei radiatori del primo piano.
Principi e conclusioni
È possibile sviluppare un numero qualsiasi di riscaldamento regimi gravità in base alla formula specifica casa ma sempre osservata seguenti principi - massimo grande colonna d'acqua con un gradiente di temperatura, i diametri massimi dei tubi e caldaie speciali e radiatori, condutture anello - "linea di alimentazione-radiatore-tank" sono il più breve possibile, per cui la condotta è divisa in più bracci, che sono collegati alla caldaia in parallelo.
E 'anche importante: - Se il sistema di riscaldamento flusso di gravità in casa è stato creato da te o dei proprietari sono stati attivamente coinvolti nella sua creazione, allora tutte le carenze individuate nel funzionamento del processo possono essere corretti con le proprie mani, o il sistema può essere a buon mercato modificato, per identificare i suoi difetti.
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Sistema di riscaldamento a circolazione naturale
Il sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale in una casa privata o di campagna fuori città è una soluzione richiesta nell'area con alimentazione elettrica instabile. Inoltre, il sistema idraulico non richiede investimenti finanziari in apparecchiature elettriche, che non possono essere erogate quando il riscaldamento del radiatore è fornito con la pompa che alimenta il liquido di raffreddamento.
Il sistema di riscaldamento non volatile è disponibile per l'auto-calcolo e l'installazione.
Il funzionamento del sistema gravitazionale
Lo schema di riscaldamento di una casa privata a circolazione naturale presenta una serie di vantaggi:
- non è necessario acquistare attrezzature costose;
- indipendenza energetica (viene selezionata l'apposita caldaia);
- l'installazione è facile da eseguire con le proprie mani;
- bassa manutenzione
La circolazione in un tale sistema è assicurata dal fatto che la densità del liquido diminuisce come risultato del riscaldamento (diventa più facile) e durante il raffreddamento la densità ritorna a quella originale.
Nella struttura gravitazionale non vi è praticamente alcuna pressione - i calcoli mostrano che la pressione di 10 metri della testa della colonna d'acqua è 1 atmosfera. Pertanto, la pressione idrostatica nel sistema di riscaldamento di una struttura a un piano sarà 0,5-0,7 atm. e nella conduttura di una casa a due piani - non supererà 1 atm.
La circolazione gravitazionale è dovuta all'espansione e alla riduzione della densità del refrigerante riscaldato - sale lungo la sezione di accelerazione verticale e dal punto superiore si sposta lungo la tubazione, installata con una pendenza e passando attraverso i dispositivi di riscaldamento collegati, sulla via del ritorno alla caldaia.
Alla tubazione con spostamento per gravità dell'acqua, è collegato un serbatoio di espansione - un serbatoio per il refrigerante "in eccesso", che si forma a causa dell'espansione termica del liquido. Il serbatoio di accumulo (membrana o aperto) è montato sul punto superiore del circuito sul tubo di alimentazione.
Il sistema di gravità del riscaldamento è in grado di funzionare in un complesso:
- Con scaldacqua di riscaldamento indiretto. Se la caldaia è installata nella parte superiore del sistema sotto il serbatoio di espansione, il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria avverrà senza l'uso di apparecchiature elettriche. Se ciò non è possibile, la caldaia è dotata di una pompa e viene posizionata una valvola di ritegno per impedire il ricircolo del liquido di raffreddamento.
- Con un pavimento caldo. Una pompa di circolazione è installata sul circuito posato nel pavimento. In caso di interruzione temporanea dell'alimentazione, la stanza continuerà a essere riscaldata da un radiatore a parete.
Tipi di sistemi di gravità
Progettando di installare il riscaldamento di una casa privata con circolazione naturale con le proprie mani, gli schemi vengono selezionati in base alle prestazioni pianificate del sistema e alle caratteristiche dell'edificio.
I circuiti di riscaldamento con flusso per gravità del liquido di raffreddamento sono suddivisi in tipi in base a diversi parametri:
- secondo le caratteristiche del vaso di espansione (aperto e chiuso);
- sul principio di collegamento dei radiatori (un tubo e due tubi).
Per determinare l'opzione migliore, è necessario eseguire calcoli idraulici tenendo conto della posizione e del diametro dei tubi, tenendo conto delle caratteristiche dell'unità della caldaia e del fabbisogno di calore dei locali. Il calcolo è meglio affidare ai professionisti, poiché anche piccole imprecisioni influenzeranno negativamente l'efficienza del riscaldamento della casa.
Tipo chiuso
Il sistema chiuso della circolazione non fluida del refrigerante viene utilizzato con successo per il riscaldamento di una casa a un piano ea due piani. Funziona come segue:
- quando il liquido refrigerante si espande, il fluido in eccesso viene espulso dal circuito di riscaldamento;
- il liquido entra nel vaso di espansione del tipo a membrana - è un contenitore chiuso con una membrana elastica che separa la parte destinata al refrigerante e la sezione del serbatoio riempita con aria o azoto;
- il liquido riscaldato allunga la membrana, comprimendo il gas nella seconda sezione del serbatoio, quando il refrigerante si raffredda, il gas si espande e spinge indietro il liquido nel sistema, in conseguenza del quale il circuito dell'acqua rimane permanentemente riempito.
L'installazione di un serbatoio a membrana in un circuito di riscaldamento a gravità riduce il rischio di corrosione dei componenti metallici del sistema. Ma in Russia una tale soluzione viene utilizzata relativamente raramente, poiché il costo di un serbatoio di membrana è parecchie volte superiore al costo di acquisto o produzione di un tipo di serbatoio aperto.
Apri il tipo
Il principio di funzionamento è lo stesso della versione chiusa. Ma in questo caso, il refrigerante in eccesso viene forzato nel serbatoio di tipo aperto, che viene montato sotto il soffitto della stanza o nella soffitta.
Il serbatoio aperto è un serbatoio con un coperchio che perde, che viene fornito con un troppopieno di emergenza - un tubo che è al di fuori della soffitta in strada o collegato alla fogna.
Le carenze del sistema aperto comprendono la fornitura costante di ossigeno nel refrigerante, che accelera la corrosione del metallo da cui sono realizzati gli elementi del profilo. C'è anche una messa in onda del gasdotto - per evitare questo, i radiatori sono collegati sotto una leggera pendenza e nella parte superiore sono installate prese d'aria automatiche - gru Maevsky.
Inoltre, il liquido del serbatoio di tipo aperto evapora ed è necessario aggiungere acqua regolarmente, in modo che il sistema aperto possa funzionare normalmente. Versare acqua nel serbatoio a mano da un secchio o fornire un tubo dell'acqua con una valvola.
Vantaggi dei serbatoi di tipo aperto: costi accessibili e la capacità di creare un contenitore delle proprie dimensioni con le proprie mani.
Circuito monotubo
Il sistema di riscaldamento monotubo con circolazione naturale non si applica a un sistema efficiente. Non è adatto per riscaldare i locali di una casa a due piani e viene utilizzato negli edifici a un piano di una piccola area.
Il trasportatore di calore passa verticalmente nella sezione di troppo pieno della tubazione, quindi entra nel tubo, che conduce a una tubazione orizzontale che collega in serie i radiatori di riscaldamento. Dal radiatore esterno, il refrigerante raffreddato ritorna direttamente alla caldaia.
Con un tale schema di collegamento per apparecchi di riscaldamento, la temperatura dei radiatori diminuisce con la distanza dal montante di alimentazione - questo è un grave inconveniente del sistema. Per aumentare l'efficienza, utilizzare i bypass: collegare i ponticelli al tubo di alimentazione nei punti in cui sono collegati i radiatori. Ciò contribuisce a un riscaldamento più uniforme delle stanze.
I vantaggi di un sistema monotubo includono un design semplice, costi finanziari minimi per la sua installazione. Inoltre, non è necessario montare tubi sotto il soffitto, peggiorando l'interno della stanza.
Lo schema orizzontale a un tubo, anche in condizioni di calcoli accurati, raramente si giustifica se non si tratta di riscaldare due o tre piccole stanze di una casa a un piano. In altri casi, è modernizzato aggiungendo una pompa di circolazione.
Circuito a due tubi
Caratteristiche di progetto di un circuito a doppio tubo a gravità:
- vengono installati tubi separati per l'alimentazione e il ritorno;
- Il tubo di alimentazione è collegato a ciascun dispositivo di riscaldamento attraverso un rubinetto di ingresso separato;
- Il tubo di ritorno è collegato a ciascun dispositivo di riscaldamento separatamente.
Il sistema di riscaldamento gravitazionale a due tubi di una casa privata si differenzia da un sistema monotubo in quanto tutti i raffreddatori sono dotati di un refrigerante che non ha avuto il tempo di raffreddarsi, grazie al quale:
- il calore nella casa è distribuito uniformemente;
- Non è necessario aumentare il numero di sezioni nel radiatore per migliorare il riscaldamento;
- è più facile regolare la temperatura nel sistema;
- per l'installazione della pipeline sono necessarie tubazioni di diametro inferiore rispetto a un circuito monotubo;
- Non ci sono requisiti rigidi per la conformità con la pendenza durante l'installazione degli elementi del sistema - alcune deviazioni dai valori calcolati non sono critici.
Il sistema di riscaldamento a due tubi con cablaggio superiore e inferiore è facile da installare ed efficace, può essere utilizzato per riscaldare una casa a due piani.
Funzionalità di calcolo
Il calcolo di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale è molto più difficile della preparazione di un sistema di riscaldamento a tiraggio con erogazione forzata di un refrigerante. Poiché non vi è alcuna pressione nel circuito, il numero di giri del tubo, l'angolo di inclinazione di ogni segmento influenza direttamente l'operabilità del sistema. Calcoli errati o errori nell'installazione influiscono sulla funzionalità del circuito.
Quando si calcola il circuito senza loop, viene preso in considerazione:
- l'angolo di inclinazione minimo ammissibile;
- materiale per la fabbricazione di tubi e il loro diametro;
- principio di alimentazione del refrigerante;
- una specie di refrigerante
Gradiente di tubo consigliato
Nei calcoli, devono essere utilizzati standard di costruzione per impianti di riscaldamento con circolazione per gravità (SNiP 41-01-2003 per sistemi a gravità). Il movimento del liquido di raffreddamento nella tubazione è influenzato negativamente dalla resistenza idraulica in punti difficili - negli angoli, negli angoli, ecc.
Secondo SNiP, i tubi sono montati sotto una pendenza di almeno 10 mm per 1 metro di lunghezza. In caso contrario, il sistema è minacciato da esplosioni d'aria, scarso riscaldamento di radiatori lontani.
Selezione del tubo
La resistenza idraulica del profilo, la sua resistenza alla corrosione e parametri di ingegneria del calore, la tecnologia di installazione dipendono dal materiale della costruzione della pipeline. L'elenco dei materiali popolari include:
- Tubi d'acciaio. Disponibile ad un prezzo, resistente alle sollecitazioni meccaniche. Svantaggi: montato con saldatura o un numero elevato di raccordi, la tendenza dei tubi alla corrosione e alla crescita eccessiva.
- Tubi di metallo e plastica. La superficie interna è perfettamente liscia, che impedisce l'accumulo di depositi, resistenza alla corrosione, peso ridotto, resistenza all'espansione termica. Svantaggi: costi elevati, durata limitata (circa 15 anni), necessità di utilizzare raccordi saldati o serrare regolarmente i connettori filettati.
- Tubi in polipropilene Interno liscio, resistente (durata di 25 anni), resistente alle alte temperature. Svantaggi: costi elevati, installazione con uno strumento speciale.
- Tubi di rame Massimo trasferimento di calore e durata (oltre 100 anni), aspetto elegante. Svantaggi: costi elevati, necessità di saldatura durante l'installazione.
Diametro dei tubi
Per calcolare il diametro dei tubi, è necessario:
- Eseguire un calcolo del calore dei locali e aggiungere circa il 20% al risultato.
- Calcolare la sezione trasversale della pipeline in base al rapporto tra la potenza termica e la sezione interna della tubazione (i valori sono indicati nelle tabelle di SNiP).
- Selezionare il diametro del tubo, in base ai calcoli di ingegneria termica eseguiti e tenendo conto del materiale per la fabbricazione dei tubi. Per tubi in acciaio, la dimensione minima della sezione interna è 50 mm.
Per essere più intensi, viene utilizzato il seguente principio: il diametro del tubo di alimentazione dopo ogni ramo deve essere inferiore al precedente di 1 dimensione. Un reso deve essere assemblato con un'estensione.
Pertanto, il calcolo consente di determinare il diametro minimo delle tubazioni di mandata e di ritorno, rispetto a questo valore, i parametri dei tubi in diverse parti del sistema sono determinati in base allo schema preparato per una casa a un piano oa due piani.
Tipo di riempimento
La circolazione naturale dell'acqua nell'impianto di riscaldamento dipende dal principio di fornire il refrigerante dalla caldaia ai radiatori. Profili distinti con imbottigliamento inferiore e superiore.
L'imbottigliamento inferiore consente di fare a meno di installare tubi verticali ad alto livello - la comunicazione è posta a livello del pavimento. Questa opzione è adatta solo per circuiti monotubo e si riferisce a inefficienti senza l'installazione di una pompa di circolazione.
Il riempimento superiore è l'opzione migliore, poiché il tubo di distribuzione del sistema a due tubi si trova sotto il soffitto e fornisce alimentazione attiva del refrigerante riscaldato a ciascun radiatore dal quale l'acqua raffreddata lascia il tubo di ritorno situato lungo il pavimento. Per un sistema monotubo è preferibile anche il riempimento del tipo superiore.
Sistema di riscaldamento a due tubi con troppopieno
Scelta del liquido di raffreddamento
Il liquido di raffreddamento può essere acqua o antigelo. Per un sistema gravitazionale, l'uso dell'acqua è preferibile, dal momento che l'antigelo ha una densità più elevata e un minore trasferimento di calore, richiede più energia termica per riscaldarlo - cioè, il consumo di carburante è più alto. Se la capacità del buffer di membrana è installata nel sistema, il suo volume deve essere maggiore di quello del serbatoio dell'acqua di raffreddamento, poiché l'antigelo si espande maggiormente.
L'uso di "senza ghiaccio" ha senso se la casa viene riscaldata in modo irregolare in inverno con grandi interruzioni. In questo caso, l'acqua dovrebbe essere scaricata costantemente, in modo che i tubi non si rompessero durante il congelamento.
conclusione
Il dispositivo del sistema di riscaldamento senza pompa consente di rendere la vostra casa riscaldata non volatile in caso di interruzione di corrente. Tale sistema è collegato a una caldaia di riscaldamento senza apparecchiature elettriche per la regolazione della potenza o ad un forno convenzionale a combustibile solido con uno scambiatore di calore ad acqua nella camera di combustione.