Diseño de un sistema de calefacción abierto: requisitos básicos del circuito, accesorios e instalación

El diseño independiente, la selección de componentes y la instalación de un sistema de calefacción es una de las actividades más difíciles. La mayoría de las veces, intentan reducir inicialmente la complejidad de realizar estas etapas. Para ello, se da preferencia a un sistema de calefacción abierto. Tanques de expansión, circuitos, bombas: ¿cómo determinar correctamente los parámetros óptimos para estos componentes de suministro de calor?

Características de la disposición de calefacción abierta.

El clásico sistema de calefacción de tipo abierto para una casa privada se diferencia de uno cerrado en términos de presión. Es igual a atmosférico. Por lo tanto, para la disposición de este tipo de suministro de calor, se requieren muchos menos componentes y cálculos precisos. Pero esto no significa que se pueda elaborar un esquema de calefacción abierto de manera no profesional.

Para la estabilización automática de la presión del refrigerante en las tuberías, se proporciona en el sistema un tanque de expansión abierto para calentamiento abierto. Es el diseño de este componente lo que distingue el esquema de suministro de calor abierto del cerrado. El movimiento del refrigerante se puede realizar de dos formas:

• Expansión térmica del agua caliente... Esto requiere un elevador de aceleración. De acuerdo con este esquema, se diseña un sistema de calefacción abierto con circulación natural;
• Instalación de equipos de bombeo... Le permite aumentar la velocidad de movimiento del refrigerante. Se requiere una bomba en un sistema de calefacción abierto si la longitud total de las líneas excede los 25 m.

Además, es necesario reducir el índice de fricción del agua a su paso por las tuberías. Para ello, el diámetro de este último debe ser de al menos 30 mm. De lo contrario, aumentará la resistencia hidráulica, lo que reducirá la circulación natural.

El componente que define en el esquema es la caldera para un sistema de calefacción abierto. Es importante no solo elegir el diseño y el principio de funcionamiento correctos del dispositivo, sino también cumplir con todas las reglas de instalación.

A pesar de que el costo de un sistema de calefacción abierto con bomba será significativamente menor que el de un sistema cerrado similar, la instalación del primero es difícil. Esto debe tenerse en cuenta al diseñar el suministro de calor.

Elegir un esquema de suministro de calor abierto

En la primera etapa de diseño, es importante elegir el esquema correcto para un sistema de calefacción abierto con bomba. Depende de los parámetros de la casa, el modo de funcionamiento térmico requerido del suministro de calor y las capacidades financieras.

Considere los principales parámetros que afectarán directamente la elección y el cálculo adicional de un sistema de calefacción abierto:

• Superficie total de locales climatizados... Si esta característica es inferior a 60 m², se puede instalar un sistema gravitacional;
• Número de pisos de la casa y alturas de techo... Para el sistema gravitacional, un requisito previo es la presencia de una escorrentía de refuerzo. Sin él, puede aparecer aire en un sistema de calefacción abierto y la circulación se deteriorará;
• Modo de funcionamiento térmico estimado... Para baja temperatura, se utiliza un sistema de calefacción abierto con una bomba de circulación.De lo contrario, una ligera expansión del agua no creará la circulación necesaria.

Solo después de un análisis exhaustivo de estos indicadores, así como del cálculo de las pérdidas de calor en la casa, se puede decidir si suministrar calefacción de tipo abierto con o sin bomba.

Es mejor calcular la pérdida de calor de un edificio utilizando programas especializados. Sus versiones de demostración se distribuyen de forma gratuita.

Sistema de calentamiento por gravedad

La principal diferencia entre la gravedad y el resto es la ausencia total de mecanismos para el movimiento forzado del fluido a través de las tuberías. Esos. este proceso se lleva a cabo únicamente mediante la expansión térmica del agua caliente.

Para el correcto funcionamiento del suministro de calor, se debe instalar un elevador de aceleración. Se monta directamente después de la caldera y se coloca verticalmente. Su altura debe ser de al menos 3,5 m. Si no se cumple esta condición, entonces el líquido calentado proveniente de la caldera para un sistema de calefacción abierto no tendrá la velocidad suficiente.

Además de este factor, es necesario tener en cuenta los siguientes detalles de la organización de un sistema de calefacción abierto con circulación natural:

• Pendiente de tubería obligatoria. La línea de suministro del tubo ascendente debe estar inclinada hacia los calentadores. Regrese a la caldera. Nivel de pendiente - 1 cm por metro;
• La caldera está ubicada en el punto más bajo del circuito;
• Para el funcionamiento normal, se necesitan tanques de expansión de tipo abierto para los sistemas de calefacción. También están montados para circuitos de circulación forzada.

No se recomienda instalar una caldera eléctrica para un sistema de calefacción abierto de tipo gravedad. Lo mismo que la contraparte de gas. Esto se debe a la alta probabilidad de que se formen bolsas de aire, que pueden provocar un sobrecalentamiento del intercambiador de calor.

Para aumentar la eficiencia del trabajo en un circuito de calefacción abierto con circulación natural, el diámetro de la tubería de refuerzo debe ser 1 tamaño más pequeño que la sección transversal de la línea principal.

Circulación forzada en calefacción

Recientemente, los propietarios de casas privadas y cabañas de verano han estado modernizando el sistema de calefacción instalando solo un componente: una bomba. Está diseñado para mejorar la circulación del refrigerante.

En general, la disposición de un sistema de calefacción abierto con una bomba de circulación no es diferente de la anterior. Es importante elegir la ubicación correcta para la bomba. Se monta en el tubo de retorno frente a su entrada a la caldera de calefacción. La distancia óptima debe ser de 1,5 m.

Para este circuito de calefacción abierto, se deben considerar los siguientes puntos:

• La bomba está instalada en el bypass. Esto es necesario para garantizar la circulación del agua en caso de avería o corte de energía;
• Debe instalarse una válvula de retención. Evitará la aparición del efecto de circulación inversa;
• Durante la instalación, se tiene en cuenta la dirección del movimiento del refrigerante.

La ventaja de utilizar un circuito de calefacción de tipo abierto con bomba es que reduce la inercia del sistema. Debido al aumento de la circulación, las baterías y los radiadores se calentarán más rápido.

Para un circuito de calefacción abierto con una bomba de circulación, se deben calcular sus parámetros: presión y rendimiento.

Juego completo de sistema de calefacción abierto

Además de la bomba en un sistema de calefacción abierto, se deben seleccionar otros componentes. El rendimiento y la eficiencia de todo el esquema de suministro de calor dependerán de la elección correcta.

Para el cálculo correcto de un sistema de calefacción abierto, primero se calcula su potencia nominal. Si el aislamiento térmico del edificio es bueno, puede tomar la relación de que se requiere 1 kW de energía térmica para 10 m² de área. Para un cálculo más preciso, se recomienda utilizar programas especiales.Con su ayuda, puede elaborar un esquema de suministro de calor abierto correcto, calcular las características óptimas de sus componentes.

Para la configuración mínima del sistema de calefacción, necesitará los siguientes elementos:

• Caldera;
• Tanque de expansión;
• Oleoductos;
• Radiadores y baterías.

Los requisitos para los dos últimos son bajos. Muy a menudo, las tuberías de polímero se utilizan para organizar el suministro de calor. Pero los expertos recomiendan usar una tubería de acero para el elevador de refuerzo. Esto se debe a la alta temperatura en esta parte del sistema de calefacción de tipo abierto para una casa privada.

Casi todos los modelos de tubos de polímero están diseñados para una exposición a temperaturas no superiores a + 90 °. Esto debe tenerse en cuenta al completar el sistema.

Elegir una caldera para calefacción abierta.

En primer lugar, es necesario advertir que está prohibida la instalación de calderas de gas y eléctricas para un sistema de calefacción abierto. A menudo, se forman bloqueos de aire en el sistema, lo que afectará negativamente el funcionamiento del equipo y puede conducir a situaciones de emergencia. Por tanto, la única alternativa son los modelos de combustible sólido o las calderas diésel.

La caldera debe instalarse de acuerdo con todos los requisitos. Está ubicado en una habitación separada donde no se puede almacenar combustible. La sala de calderas debe tener circulación de aire forzada. Para optimizar el funcionamiento del equipo, se recomienda instalar chimeneas sándwich.

Además de estos factores, existen requisitos específicos para la adaptación normal de la caldera de un sistema de suministro de calor abierto:

• No se deben instalar calderas de combustión prolongada. Están diseñados para el funcionamiento del sistema a baja temperatura. En este caso, la expansión del refrigerante no será suficiente para la circulación;
• Si no hay un grupo de bombas instalado en el sistema, se requiere una instalación separada de una válvula de retención;
• Una caldera en un sistema de calefacción de tipo abierto para una casa privada debe ubicarse en el punto más bajo del circuito.

Si el equipo no incluye sensor de temperatura, debe instalarse por separado. Para una medición precisa, se monta en la tubería de suministro directamente después de la caldera.

Para eliminar el aire en un sistema de calefacción abierto, la instalación de un respiradero no resolverá el problema. Solo funciona si la presión en el sistema está por encima de la atmosférica.

Modelos de tanque de expansión para sistema abierto

Para compensar la expansión térmica del refrigerante y controlar oportunamente su nivel, es necesario instalar un tanque de expansión para calefacción abierta. Está ubicado en el punto más alto del sistema y puede realizar varias funciones a la vez.

Primero, se calcula el volumen óptimo de un vaso de expansión abierto para sistemas de calefacción. Debe ser al menos el 5% de la cantidad de medio de calentamiento en el sistema. En el diseño estándar, hay 3 boquillas, que realizan las siguientes funciones:

• Tubo de entrada... Con su ayuda, el tanque de expansión está conectado a un sistema de calefacción abierto. Normalmente, su diámetro es 1 tamaño más pequeño que el del elevador de refuerzo en el que se realiza la instalación. Por lo tanto, se requiere un adaptador;
• Tubo de circulacion... A través de él, el agua caliente fluye más a lo largo de la línea principal;
• Conexión de señal... Es necesario notificar sobre una disminución crítica en el nivel del refrigerante. Cuando abre el grifo, no sale agua; el sistema debe rellenarse.

Además, el vaso de expansión para calefacción abierta se puede reequipar. En algunos casos, puede actuar como una unidad de maquillaje. Esto requiere una tubería adicional que se conecta al suministro de agua. Con una disminución crítica en el volumen de agua caliente, puede reponer rápidamente el sistema abriendo las válvulas de cierre.

Hay varios esquemas de instalación para el tanque de expansión.Para el suministro de calor de tipo abierto con una bomba, se puede montar en un elevador distante. Esta opción rara vez se usa, ya que la efectividad de dicho esquema es extremadamente baja. La mayoría de las veces, el tanque de expansión se instala en el elevador cercano para monitorear oportunamente las condiciones de calefacción.

Está prohibido utilizar materiales poliméricos para la fabricación del tanque de expansión. Para esto, el acero es el más adecuado.

Instalación de calefacción abierta de bricolaje

Después del cálculo correcto del sistema de suministro de calor abierto y la selección de todos los componentes, puede continuar con la instalación. Se recomienda preliminarmente elaborar un diagrama de diseño de todos los elementos con sus características técnicas.

Primero, decidimos el diseño de la tubería. Puede ser de los siguientes tipos:

• Tubo único... En él, los dispositivos están conectados al sistema en serie. Ventajas: instalación sencilla, un mínimo de consumibles. Desventajas: enfriamiento rápido del refrigerante;
• Dos tubos... Se instala una línea de retorno para drenar el agua enfriada. De esta forma, puede optimizar la distribución del calor en todo el sistema.

En cualquier caso, es necesario instalar un tanque de expansión de tipo abierto para sistemas de suministro de calor. Las tees se instalan para ramificar tuberías. No se utilizan circuitos colectores para un sistema de calefacción abierto con bomba.

Es mejor trabajar en verano. La instalación de tuberías requiere una atención especial, ya que es imperativo observar el ángulo de inclinación. Si el valor de este parámetro es insuficiente, es posible un deterioro significativo en la circulación del agua caliente.

En el video, puede familiarizarse con los detalles del calentamiento con circulación natural y forzada: