Para crear una temperatura agradable en la casa, se utilizan varios esquemas de calefacción. Proporcionar una circulación forzada del refrigerante es eficaz, pero no siempre es posible. Si en una casa de campo puede haber cortes de luz o falta de ella (residencia de verano), otro esquema sería la mejor opción. Un sistema de calefacción gravitacional de tipo cerrado diseñado y autoinstalado realizará sus funciones sin instalar una bomba y otros equipos eléctricos.
Características del sistema de calentamiento gravitacional.
El principio de funcionamiento se basa en la propiedad del agua de expandirse al aumentar la temperatura. La creación de una diferencia de presión en un circuito cerrado de tuberías es la base para la circulación de fluidos. Gracias a este efecto, el sistema de calentamiento cerrado gravitacional recibió otro nombre: gravedad.
Estructuralmente, debe constar de los siguientes elementos:
- Caldera... Dispositivo diseñado para transferir la energía de un combustible en combustión (madera, carbón, gas, etc.) a un portador de calor (agua, anticongelante). En un sistema cerrado de calefacción por gravedad, esto se realiza mediante un intercambiador de calor ubicado lo más cerca posible de la cámara de combustión en la caldera;
- Oleoductos... Necesario para el transporte de líquido calentado desde el intercambiador de calor a los dispositivos de calefacción;
- Radiadores... Son la principal fuente de calor de la habitación. Su gran área asegura el máximo intercambio de calor entre el agua caliente y el aire de la habitación;
- Dispositivos de control y seguridad... Estos incluyen un vaso de expansión, una válvula de gravedad para calefacción, válvulas y aceleradores.
Durante el calentamiento del agua en el intercambiador de calor, se expande, lo que crea un exceso de presión. A su vez, el portador de calor frío de la tubería de retorno tiene una mayor densidad y comienza a desplazar el líquido con una temperatura alta. Como resultado, se produce la circulación.
Uno de los elementos principales del sistema es el colector de refuerzo, una tubería de derivación vertical conectada a la caldera. Si un sistema de calentamiento gravitacional se hace con sus propias manos, debe prestar especial atención, desde el material para la fabricación de tuberías y terminando con su diámetro.
Cuanto mayor sea el volumen del colector de refuerzo, mayor será la velocidad del refrigerante. Para hacer esto, debe calcular su sección y altura óptimas.
El sistema de calefacción por gravedad de una casa de dos pisos debe diseñarse de tal manera que el refrigerante se pueda distribuir de la manera más uniforme posible en varios circuitos.
Descripción detallada del sistema
En el proceso de calentar el agua, una parte inevitablemente se evaporará en forma de vapor. Para una extracción oportuna, se instala un tanque de expansión en la parte superior del sistema. Realiza 2 funciones: el exceso de vapor se elimina a través del orificio superior y la pérdida de volumen de líquido se compensa automáticamente. Este esquema se llama abierto.
Sin embargo, tiene un inconveniente importante: la evaporación relativamente rápida del agua. Por lo tanto, para sistemas ramificados grandes, prefieren hacer un sistema de calentamiento gravitacional de tipo cerrado con sus propias manos. Las principales diferencias entre su esquema son las siguientes.
- En lugar de un tanque de expansión abierto, se instala una ventilación de aire automática en el punto más alto de la tubería. Un sistema de calentamiento gravitacional de tipo cerrado, en el proceso de calentamiento del refrigerante, produce una gran cantidad de oxígeno del agua, que, además del exceso de presión, es una fuente de oxidación de los elementos metálicos. Para la eliminación oportuna de vapor con un alto contenido de oxígeno, se instala una ventilación de aire automática;
- Para compensar la presión del refrigerante ya enfriado, se monta un tanque de expansión de membrana de tipo cerrado frente al cabezal de entrada de la caldera. Si la presión gravitacional en el sistema de calefacción excede la norma permisible, entonces la membrana elástica lo compensa aumentando el volumen total.
De lo contrario, al diseñar e instalar un sistema de calefacción gravitacional solo con sus propias manos, puede cumplir con las reglas y recomendaciones habituales.
Esquemas de calefacción gravitacional para una casa de uno y dos pisos.
Si está previsto que se instale calefacción gravitacional bajo presión en una casa de un piso, puede utilizar el esquema de una tubería "Leningrado".
Una característica de este esquema es una tubería, a la que se conectan varios dispositivos de calefacción en paralelo. Sin embargo, esto conduce a una distribución desigual del calor: cuanto más lejos está el radiador de la caldera, menor es la temperatura del agua que ingresa. Para resolver este problema, puede actualizar el sistema de calentamiento gravitacional de tipo cerrado:
- Instalación de válvulas. Con su ayuda, puede reducir el volumen del refrigerante para los dispositivos de calefacción ubicados más cerca de la caldera. Por lo tanto, la producción de calor de energía en las primeras secciones del sistema disminuirá;
- Aumente el número de secciones del radiador con la distancia de la caldera;
- Instale tuberías de mayor diámetro en el punto donde las tuberías de derivación están conectadas a los dispositivos de calefacción. Esto reducirá la presión gravitacional del sistema de calefacción en esta área, lo que reducirá la velocidad de circulación del agua en el radiador.
Este esquema es aceptable para una pequeña longitud de la carretera. Sin embargo, no se recomienda instalarlo para una casa de dos pisos. En este caso, se requerirá un sistema de calentamiento gravitacional ramificado de dos tubos, cuyo cálculo se realiza en secciones separadas.
Su peculiaridad radica en el hecho de que circuitos separados conducen a la tubería central ubicada en la parte superior de la línea. Los dispositivos de calefacción están conectados a cada uno de ellos. Es importante que su longitud sea la misma. De lo contrario, todo el líquido se precipitará hacia el área de menor resistencia, en un cortocircuito.
Para evitar el movimiento del refrigerante a la salida de la caldera, se instala una válvula de retención por gravedad para calefacción. Este es un elemento indispensable para el sistema de calefacción gravitacional de una casa de dos pisos.
Cálculo del sistema de calentamiento gravitacional.
Antes de continuar con la instalación de tuberías y dispositivos de calefacción, es necesario calcular los parámetros de todo el sistema. Para ello, se calculan las características hidráulicas, que posteriormente afectarán la elección del diámetro óptimo de la tubería. Antes de calcular un sistema de calentamiento gravitacional, necesita conocer los parámetros básicos. Se les pedirá que calculen el valor real de la altura de circulación (Рц):
- Distancia del centro de la caldera al centro del calentador (h). Cuanto más grande sea, mejor será la circulación del fluido. Por lo tanto, al instalar un sistema de calefacción gravitacional con sus propias manos, se recomienda montar la caldera en el punto más bajo de la casa: el sótano;
- Presión de circulación del refrigerante calentado (Pr) y refrigerado (Po).
Independientemente de si el sistema de calefacción gravitacional se calcula para casas de dos o de un piso, el valor de estos últimos parámetros depende directamente de la diferencia en la temperatura del agua. Estos datos se pueden tomar de datos tabulares.
Por ejemplo, con un valor de h-4 my una diferencia de temperatura de 20 ° (80/60), el calentamiento gravitacional tendrá una presión de 4 * 112 = 448 Pa. Para cálculos adicionales, se recomienda utilizar sistemas de software especializados que tengan en cuenta todos los parámetros de un sistema de calentamiento gravitacional de tipo cerrado.
A menudo, el diámetro de la tubería conectada a la salida de la caldera debe ser DN 40 o DN 50. Esto asegurará pérdidas mínimas derivadas de la fricción del agua contra las paredes de la tubería.
Otra característica es la diferencia en las temperaturas del refrigerante. Cuanto más grande es, mayor es la presión de circulación. Por lo tanto, además de la distribución uniforme del calor entre los dispositivos de calentamiento, durante el diseño del sistema de calentamiento gravitacional, es necesario garantizar de forma independiente la temperatura mínima del líquido antes de ingresar al intercambiador de calor de la caldera.
Selección de componentes y material de fabricación
Después de la llegada de las tuberías de polímero, el sistema de calentamiento gravitacional hecho de polipropileno (PP) se hizo muy popular. Este material es fácil de procesar; se requiere un mínimo de equipo para conectar secciones individuales.
Sin embargo, no todos los tipos de estos tubos están destinados a la instalación como elemento calefactor. Considere los principales criterios de selección:
- La presencia de una capa de refuerzo.... El sistema de calentamiento de polipropileno gravitacional puede verse afectado por altas temperaturas, hasta 95 ° C. Para preservar la forma original de la tubería, se requiere un refuerzo, que es una capa de papel de aluminio o fibra de vidrio;
- espesor de pared... En un sistema de calentamiento gravitacional con un vaso de expansión cerrado, se puede acumular una gran cantidad de presión. Para evitar daños a la tubería, las tuberías de polipropileno deben ser PN20 o superiores. El grosor de sus paredes depende del diámetro.
Esta tubería se puede utilizar para equipar un colector de refuerzo. Sin embargo, para lograr la diferencia de temperatura, se recomienda que la línea de retorno sea de acero. Además de bajar la temperatura del refrigerante antes de entrar a la caldera, este material ayuda a reducir la resistencia hidráulica.
Recomendaciones de instalación
Después de completar el cálculo para un sistema de calefacción gravitacional hecho de polipropileno o tuberías de acero, puede comenzar a instalarlo. Para lograr una eficiencia óptima, los expertos recomiendan realizar cambios pequeños pero importantes en el esquema estándar:
- Pendiente de carreteras... La presión gravitacional óptima para el sistema de calefacción se puede lograr mediante la pendiente de las tuberías después de la ventilación de aire y en la línea de retorno después del último dispositivo de calefacción;
- Instalación de una bomba de circulación en el bypass.... Ayudará a reducir la inercia del sistema. El tiempo para calentar el refrigerante puede ser muy largo, por lo que la bomba puede aumentar la velocidad de su movimiento a lo largo de la línea hasta alcanzar el régimen de temperatura deseado;
- Puntos de inflexión mínimos en la tubería... Crean una resistencia hidráulica innecesaria, lo que afecta la disminución de la velocidad del movimiento del agua;
- Instalación de elementos protectores... Al instalar una válvula de retención para calentamiento por gravedad, es posible evitar la circulación del agua en la dirección incorrecta. Esto es especialmente necesario para un sistema con enrutamiento superior y múltiples circuitos.
Los componentes principales de un calentamiento por gravedad bajo presión correctamente realizado son cálculos preliminares calculados profesionalmente, selección de los materiales adecuados y adherencia a la tecnología de instalación. Esto permitirá crear un sistema eficaz para mantener una temperatura agradable en la casa.
En el video se pueden ver consejos para organizar y usar una válvula de gravedad para calentar al instalar un piso cálido, elementos adicionales:
