Nelle piccole case e appartamenti privati viene valutato il riscaldamento autonomo dall'elettricità. Per le piccole città e villaggi, una situazione tipica è quando, per vari motivi, una sottostazione si guasta, il cablaggio è danneggiato e così via. L'impianto di riscaldamento a circolazione naturale non prevede alcun modulo che verrebbe alimentato dalla rete.
Caratteristiche del sistema di riscaldamento a circolazione naturale
Qualsiasi schema di riscaldamento include diversi elementi obbligatori:
- La caldaia che riscalda l'acqua - gas, legna, torba. Un prerequisito è l'accensione piezoelettrica, altrimenti sarà impossibile avviare il dispositivo senza elettricità.
- La linea di alimentazione fornisce acqua riscaldata ai radiatori. I tubi sono posizionati con una certa pendenza - 0,5-1 cm per 1 m, in modo che l'acqua possa muoversi per gravità. I condotti dell'acqua "calda" sono posti con una pendenza verso i radiatori.
- Dispositivi di riscaldamento - batterie di qualsiasi tipo. Il principale trasferimento di calore avviene attraverso di loro.
- Tubazione di ritorno: attraverso di essa il liquido di raffreddamento raffreddato ritorna alla caldaia. I tubi "freddi" sono installati con una pendenza di 0,5-1 cm per 1 m verso la caldaia.
- Vaso di espansione - situato nel punto più alto del sistema. Quando l'acqua si riscalda, si espande. Il serbatoio compensa questo eccesso.
Il sistema funziona così: l'acqua si riscalda nella caldaia, si espande, la sua densità diminuisce e il liquido sale lungo il montante centrale. Il vaso di espansione viene riempito per equalizzare la pressione tra acqua fredda e acqua calda. Quindi, dall'alto, l'acqua scende attraverso la tubazione di alimentazione a ciascuna batteria, dove si raffredda, cedendo calore all'aria e alle superfici. Il liquido raffreddato si sposta attraverso i tubi di ritorno alla caldaia. Poiché la densità dell'acqua raffreddata è inferiore, tornando alla caldaia, spreme il liquido riscaldato meno denso, costringendolo a salire.
Oltre alla funzione di compensazione della pressione, il vaso di espansione ha anche un altro ruolo. L'aria entra nei tubi insieme all'acqua. Quando si accumula, si verifica un blocco d'aria che non consente al liquido di raffreddamento di muoversi attraverso i tubi. Tuttavia, nei sistemi convettivi, le bolle d'aria salgono nel vaso di espansione a causa delle tubazioni inclinate. Poiché questo dispositivo è aperto ea contatto con l'aria, le bolle lasciano il sistema.
Il design è semplice, ma richiede calcoli molto precisi. L'acqua che si muove attraverso il tubo crea attrito, rallenta ed emette calore più velocemente. Quando si cambia direzione - svolte, rami, canali nelle batterie - l'attrito aumenta. Se non si tiene conto della resistenza all'acqua nei calcoli, il sistema non funzionerà.
Il riscaldamento convettivo funziona bene in piccole aree. Pertanto, puoi bruciare una casa o un appartamento privato a uno o due piani. Per un edificio di 9 piani, questa opzione non è adatta.
Vantaggi e svantaggi del sistema
La circolazione naturale offre all'impianto di riscaldamento i seguenti vantaggi:
- Il vantaggio principale è l'indipendenza dall'elettricità. Il riscaldamento convettivo funziona in tutte le condizioni.
- Con una corretta installazione e manutenzione, la versione a gravità funziona da oltre 30 anni.
- L'installazione è molto semplice, anche l'ispezione preventiva e la riparazione non sono difficili.
- Elevata inerzia termica: qui circola un grande volume d'acqua. Si raffredda più lentamente e rilascia calore più a lungo.
- Il riscaldamento dell'acqua a convezione è silenzioso: non ci sono elettropompe rumorose.
- Il consumo di energia è minimo. Tuttavia, questo è vero se i tubi e l'edificio sono ben isolati.
- Il costo minimo del sistema stesso e dell'installazione.
Non è difficile integrare una pompa nel circuito di circolazione. Questa operazione può essere eseguita durante l'installazione o successivamente. Quando c'è elettricità, il riscaldamento funziona in modalità di circolazione forzata e in sua assenza passa automaticamente alla modalità di movimento naturale dell'acqua.
La versione a gravità presenta notevoli inconvenienti, che limitano notevolmente l'applicazione:
- Il sistema serve solo piccoli cottage a uno o due piani.
- Per ridurre la resistenza idraulica, vengono utilizzati tubi con il diametro massimo consentito. Ciò rende difficile l'installazione e il costo dei tubi dell'acqua di grande diametro è maggiore.
- Si consiglia di utilizzare solo tubi in acciaio. È consentito l'uso di polipropilene. Sono vietati altri modelli non metallici.
- Non è possibile regolare manualmente o automaticamente la temperatura in ogni stanza.
- Le caldaie a riscaldamento indiretto non possono essere incluse nello schema, il che aumenta il costo per ottenere acqua calda.
- È impossibile equipaggiare un pavimento caldo.
Il funzionamento del riscaldamento convettivo è significativamente influenzato dalle costrizioni. Non è possibile utilizzare tubi in metallo-plastica, poiché sono collegati a raccordi, il cui diametro è più piccolo.
Tipi di sistemi di riscaldamento
Il circuito di riscaldamento può comprendere 1 o più circuiti di lunghezza diversa, con radiatori diversi. Tuttavia, qualsiasi opzione è una modifica di soli due modelli: un tubo o due tubi.
Tubo singolo
Il dispositivo è il più semplice possibile. Lo stesso tubo, a sua volta, fornisce il liquido di raffreddamento a ciascun radiatore e ritorna alla caldaia. L'opzione più economica e senza problemi è il riscaldamento solo con tubi, senza radiatori. Se le batterie sono incluse nel circuito, dovrebbe esserci un minimo di tubi e valvole.
L'acqua, spostandosi costantemente verso l'ultimo radiatore, si raffredda sempre di più. Questa caratteristica viene presa in considerazione quando si calcola il numero di sezioni.
Esistono 2 schemi di versione monotubo:
- Con la connessione superiore - l'acqua entra nella batteria dall'alto attraverso il tubo di diramazione superiore, esce attraverso quello inferiore. L'efficienza del sistema è massima per il riscaldamento dell'acqua calda.
- Con una connessione inferiore: il liquido di raffreddamento entra nel radiatore dal basso ed esce anche attraverso il tubo di diramazione inferiore. Il percorso di passaggio dell'acqua aumenta, quindi il trasferimento di calore del sistema è notevolmente inferiore. Qui non devono essere installati radiatori con un numero elevato di sezioni. Tuttavia, nonostante la minore efficienza, preferisce installare un tale schema negli appartamenti, poiché è più estetico.
La versione classica può essere aggiornata installando un bypass - rami con valvola a tre vie e rami con valvole. Con il loro aiuto, puoi regolare l'approvvigionamento idrico a un altro radiatore e spegnerlo se necessario.
Sistemi a due tubi
La versione con tubo di ritorno è chiamata versione a due tubi. L'acqua calda viene fornita al radiatore sotto un tubo e l'acqua raffreddata viene scaricata da ciascun dispositivo di riscaldamento attraverso il tubo di ritorno. Il sistema è molto più efficiente: ogni radiatore riceve quasi la stessa quantità di calore. Il grado di riscaldamento può essere regolato su ciascuna batteria, se necessario escluderla dal circuito di riscaldamento. Un grande vantaggio è un calcolo più semplice dei parametri della pipeline e delle batterie.
Sia la connessione superiore che quella inferiore vengono eseguite:
- Nel primo caso, i tubi si trovano sopra i radiatori.
- Nel secondo, il tubo di alimentazione è posto sotto la batteria. Questa opzione è esteticamente più gradevole, ma la caduta di pressione è troppo bassa, quindi lo schema viene utilizzato molto raramente.
I calcoli tengono conto della direzione del drenaggio dell'acqua. Se coincide con la direzione del liquido caldo, schema passante, la lunghezza dei cicli è uguale. In questo caso, i radiatori si riscaldano allo stesso modo. Se si utilizza un vicolo cieco, l'acqua fredda e quella calda si muovono in direzioni diverse, le batterie che hanno un ciclo più breve si riscaldano più velocemente.
Come si presenta la testina circolante?
Il movimento dell'acqua nel riscaldamento a convezione fornisce solo una differenza nella densità dell'acqua calda e fredda. Quando riscaldato, la densità del liquido di raffreddamento diminuisce e aumenta; una volta raffreddato, aumenta e sposta un liquido più caldo. Maggiore è la differenza di pressione idrostatica della colonna di acqua fredda e calda, maggiore è la prevalenza di circolazione, migliore è il funzionamento del riscaldamento.
Il compito principale nell'organizzazione del sistema è raggiungere la massima caduta di pressione.
- Un elemento obbligatorio del circuito è il collettore di accelerazione o il montante principale. È un tubo verticale che sale dallo scambiatore di calore alla parte superiore del sistema. Qui è montato un vaso di espansione: un diaframma aperto o chiuso con una valvola dell'aria per la rimozione dell'aria.
- Il montante principale deve avere una temperatura massima, quindi il collettore è isolato. La sua altezza non supera i 10 M. Idealmente, il riser non entra in contatto con i tubi di ritorno.
- Per creare una caduta di pressione sufficiente, deve essere creata una grande colonna di liquido freddo. Ciò si ottiene installando la caldaia nel punto più basso dell'impianto. In una casa privata, il dispositivo è collocato in un seminterrato, in un appartamento - in una nicchia. Più alto è il livello delle batterie al di sopra del livello della caldaia, maggiore è la pressione dell'acqua fredda e più attivamente sposta l'acqua calda.
Per migliorare la pressione di circolazione, vengono selezionate batterie con la superficie di lavoro più ampia possibile. Meglio il liquido di raffreddamento emette calore e più l'acqua fredda entra nella caldaia, meglio funziona il riscaldamento.
Il principio di costruire un sistema di riscaldamento a circolazione naturale
I parametri principali del riscaldamento a circolazione naturale sono il battente di circolazione e la resistenza idrostatica. Il primo indicatore è calcolato come segue:
P = h (p0-p1) = m (kg/m3-kg/m3) = kg/m2 = mm Hgdove:
- P - pressione nell'impianto;
- h - il dislivello tra il centro della batteria più bassa e il centro della caldaia;
- p0 - densità del liquido riscaldato;
- p1È la densità dell'acqua fredda.
Maggiore è la differenza di altezza, maggiore è la caduta di pressione. Tuttavia, l'indicatore ha una limitazione: non più di 3 m.
È quasi impossibile calcolare il valore del secondo fattore: resistenza idraulica. Il modello che lo descrive è estremamente complesso e comprende molte variabili. Qui ci limitiamo a calcoli approssimativi.
Per migliorare l'efficienza del sistema, si seguono le raccomandazioni:
- Vengono selezionati i tubi con il diametro più grande possibile. In questo caso, la portata diminuisce leggermente, ma la resistenza diminuisce più fortemente.
- Installare il minor numero di valvole possibile. Assicurati che il circuito includa un minimo di giri e costrizioni.
- Alla connessione inferiore, i radiatori devono essere dotati di rubinetti Mayevsky per scaricare l'aria in eccesso.
- Per il collettore viene utilizzato un tubo metallico, poiché è importante ottenere il massimo riscaldamento per creare una caduta di pressione. I tubi che servono le batterie possono essere realizzati in polipropilene.
Un adeguato isolamento termico migliora le prestazioni di riscaldamento. Isolare il collettore di accelerazione, le tubazioni di mandata e di ritorno se attraversano ambienti non riscaldati.
