Desenvolvimento e instalação independente de um sistema de aquecimento para uma casa privada com circulação natural

O planeamento e instalação de aquecimento por circulação natural são considerados a forma mais fácil e económica de aquecer uma casa. No entanto, para a implementação prática de tal projeto, você deve conhecer todas as nuances e regras para a escolha de componentes. Portanto, o sistema de aquecimento de uma casa privada com circulação natural deve ser calculado corretamente e um esquema para sua instalação deve ser elaborado.

Como funciona o aquecimento por circulação natural

Para o funcionamento de qualquer sistema de aquecimento de água, é necessário garantir a circulação do refrigerante pelas tubagens. Quando aquecido em uma caldeira, a água quente deve fluir para as baterias e radiadores para transferir o calor para as dependências da casa. O sistema de aquecimento de água por circulação natural não é exceção.

O movimento do refrigerante ocorre devido à diferença de densidade no estado normal e aquecido. Quando uma caldeira em funcionamento entra no trocador de calor, a temperatura da água aumenta e, como resultado, a densidade diminui. Como a gravidade específica do refrigerante frio é maior, ele substitui o aquecido. Como resultado disso, o movimento das massas é formado.

Antes de realizar o aquecimento de água com circulação natural com as próprias mãos, deve-se ler atentamente as características técnicas e as especificidades de funcionamento:

• Alto grau de confiabilidade... A ausência de elementos móveis (impulsor da bomba de circulação) e a pressão igual à atmosférica, garantem o funcionamento a longo prazo do sistema de aquecimento natural de uma casa privada;
• Inércia do sistema... A circulação natural em um sistema de aquecimento fechado é garantida por uma pequena diferença de pressão. Portanto, a taxa de fluxo de água quente para os radiadores será mínima;
• Observância obrigatória do declive das rodovias... Para operação normal, a inclinação do sistema de aquecimento por circulação natural deve corresponder aos dados calculados. Os tubos são instalados com uma inclinação da caldeira, e para a linha de retorno - para a caldeira. Isso garante o desempenho ideal do sistema.

De referir ainda que a instalação de sistema de aquecimento com circulação natural é recomendada para instalações com comprimento de tubagem não superior a 30 m. Caso contrário, um grande volume de refrigerante resfriado reduzirá significativamente sua velocidade.

O esquema tradicional de aquecimento de uma casa de dois andares com circulação natural pode prever a instalação de caldeira a gás, combustível sólido ou elétrica. É importante que seu projeto preveja um sistema de proteção contra superaquecimento no caso de movimento reverso do refrigerante ou na ocorrência de congestionamentos de ar.

Esquemas de aquecimento por circulação natural

Em primeiro lugar, é necessário escolher o layout correto de dutos, radiadores e caldeira. Uma vez que o aquecimento com circulação natural só pode ser feito corretamente de acordo com um plano pré-traçado, a máxima atenção deve ser dada a esta etapa do trabalho.

Numa primeira fase, é efectuada uma análise primária da divisão (habitação), onde se pretende equipar o sistema de abastecimento de calor. São tidos em consideração a zona habitacional, o grau de isolamento térmico das paredes exteriores e o tipo de caldeira para aquecimento da água.Atualmente, existem muitos esquemas com os quais você pode fazer aquecimento de auto-circulação com as próprias mãos. Os mais populares são:

• Tubo único... A melhor opção para pequenas casas e apartamentos;
• Two-pipe... Ele é selecionado para fornecer aquecimento de ar em casas com uma área média e grande, edifícios de dois andares.

Porém, dado o princípio de funcionamento de um sistema de aquecimento com circulação natural, deve-se lembrar das principais restrições - o comprimento total da linha, o número mínimo de nós giratórios. Portanto, este esquema não pode ser usado para tubulação em T ou manifold. Perdas hidráulicas muito grandes afetarão adversamente a velocidade de movimento do refrigerante.

Ao calcular um sistema de aquecimento por circulação natural, deve-se ter em mente que apenas água pode ser utilizada neste sistema. O anticongelante é muito denso que não pode fornecer a pressão necessária nas tubulações.

Sistema de um tubo

Para pequenas casas de campo e de campo, no cálculo de um sistema de aquecimento com circulação natural, não só são tidas em consideração as características técnicas (operacionais), mas também o custo total do projecto. Como resultado, um sistema de aquecimento confiável e barato deve ser obtido. Portanto, na maioria das vezes nessas casas é feito um sistema de aquecimento de um tubo com circulação natural.

Uma característica desse sistema é a presença de uma rodovia. Radiadores e baterias são conectados em paralelo a ele, formando um único circuito. As principais vantagens de um sistema de aquecimento por circulação natural de um tubo são o número mínimo de componentes, baixo consumo de material e facilidade de instalação. No entanto, deve-se ter em mente que a taxa de resfriamento do refrigerante neste sistema é bastante elevada devido à transferência sequencial de calor para cada radiador do circuito.

Para otimizar o regime térmico no sistema de aquecimento natural de uma casa particular, é necessário prever a presença dos seguintes componentes:

• Bypass na tubulação de cada radiador... Isso tornará possível limitar o fluxo de refrigerante na bateria sem alterar os parâmetros de todo o sistema. Com a sua ajuda, pode desligar completamente o dispositivo de aquecimento para substituição ou reparação, sem interromper o fornecimento de calor;
• Termostatos alimentados por bateria. Eles são instalados em um sistema de aquecimento por circulação natural emparelhado com um bypass. Um elemento térmico automático mudará a seção transversal do diâmetro de fluxo do tubo do radiador, ajustando assim o grau de aquecimento do dispositivo;
• Guindaste Mayevsky... Componente obrigatório no acabamento do radiador. Como nem sempre é preciso calcular um sistema de aquecimento com circulação natural, deve-se considerar um sistema de remoção de ar. É para isso que se destina o guindaste Mayevsky.

Outra vantagem do sistema de aquecimento de um tubo com circulação natural é o tamanho reduzido. A instalação da linha pode ser aberta ou fechada. É importante apenas garantir a conexão de radiadores a ele.

Para um sistema de aquecimento de água com circulação natural com uma conduta, a caldeira e os radiadores podem ficar ao mesmo nível, o que é proibido para os outros esquemas.

Sistema de dois tubos

O funcionamento estável do aquecimento em habitações médias e grandes só pode ser garantido separando os fluxos de água quente e fria. Nesse caso, a melhor opção seria um sistema de aquecimento por circulação natural de dois tubos.

Para o funcionamento normal do sistema, é necessário prever a instalação da caldeira abaixo do nível dos radiadores. Isso é necessário para criar uma pressão de água resfriada, que cria uma circulação natural em um sistema de aquecimento fechado. Para obter a melhor pressão, é necessário fazer um riser acelerado imediatamente após a caldeira. Um tanque de expansão é instalado em seu ponto mais alto.A partir dele, um tubo de vazamento é montado em um ângulo, ao qual os radiadores são conectados.

Um sistema de aquecimento de dois tubos corretamente calculado e instalado com circulação natural funcionará mesmo com uma diferença mínima de temperatura entre o refrigerante resfriado e o aquecido. Para implementar esse projeto, você precisa levar em consideração as seguintes nuances:

• Localização da caldeira Aquecimento de água faça-você-mesmo com circulação natural. Na maioria das vezes, ele está localizado em um porão ou um cômodo do porão. É necessário fornecer um regime normal de temperatura, ventilação e luz natural;
• Teste a conexão no vaso de expansão... Mesmo que você calcule corretamente o sistema de aquecimento com circulação natural, ainda haverá a probabilidade de uma diminuição crítica no volume de água. Com a ajuda de um tubo de controle, você pode monitorar este indicador;
• Unidades de reposição e drenagem de água... Eles estão no ponto mais baixo - no tubo de retorno. Para fazer adequadamente o aquecimento com circulação natural, é necessário prever com antecedência os métodos de reabastecimento automático (semiautomático) do sistema, bem como o escoamento operacional da água.

Graças ao surgimento de novos materiais, você pode fazer um sistema de aquecimento de dois tubos com circulação natural com as próprias mãos a partir de tubos de aço ou polímero. Tudo depende do orçamento, da disponibilidade de ferramentas e materiais adequados.

Num sistema de aquecimento por circulação natural de dois tubos, não é necessária a instalação de desvios. É importante apenas prever a instalação de válvulas de corte para possível desconexão do dispositivo da linha comum.

Cálculo da potência de aquecimento com circulação natural

Para calcular os parâmetros básicos de fornecimento de calor, recomenda-se o uso de programas especializados. Com a ajuda deles, você pode calcular o sistema de aquecimento com circulação natural com a maior precisão possível. Mas se isso não for possível, outros métodos simplificados são usados.

A maneira mais fácil é calcular a potência necessária da caldeira usando a relação de 1 kW de energia térmica por 10 m² de superfície. Nesse caso, o resultado obtido deve ser multiplicado por um coeficiente que depende das condições climáticas da região.

Os seus valores para um sistema de aquecimento de água com circulação natural são apresentados na tabela. Esses coeficientes são recomendados e podem ser substituídos por outros dependendo das características reais da casa. Mas em qualquer caso, este método permitirá que você determine os parâmetros aproximados do sistema de aquecimento. Portanto, sua aplicação é uma etapa obrigatória no projeto de fornecimento de calor.

No entanto, isso não leva em consideração o grau de isolamento térmico do edifício, o número e as características das estruturas das janelas e portas. Portanto, é melhor usar um método diferente para calcular um sistema de fornecimento de calor com circulação natural. Estágios de cálculo:

1. 1 m³ de um edifício residencial exigirá 400 W de calor. Multiplicando a potência pelo volume do edifício, obtemos o valor inicial da energia térmica.
2. Para compensar as perdas de calor pelas janelas, multiplicamos o número de estruturas por 100 W. A mesma técnica é usada para portas externas, mas com compensação de 200 W cada.
3. Se a sala tiver uma parede externa, para o funcionamento normal do sistema de aquecimento natural de uma casa particular, o resultado é multiplicado por um fator de correção de 1,2.
4. Para casas particulares, as perdas de calor através do telhado e do piso são levadas em consideração usando um coeficiente de 1,5.

Deve-se notar que mesmo este cálculo será aproximado. Ao planejar a instalação com as próprias mãos do fornecimento de calor por circulação natural para uma grande casa, é recomendável entrar em contato com um especialista para calcular com precisão as principais características do sistema.

Para minimizar as perdas de calor em um edifício, é necessário um bom isolamento térmico das paredes externas, teto e telhado.Isto irá reduzir os custos de funcionamento do aquecimento de água quente com circulação natural DIY.

Regras para elaboração de esquema de aquecimento com circulação natural

Conhecendo os princípios básicos de funcionamento de um sistema de fornecimento de calor com circulação natural e escolhendo o esquema ideal, pode proceder à montagem. Esta etapa não é menos importante que as anteriores, pois o funcionamento posterior do aquecimento dependerá dos parâmetros técnicos dos componentes.

É necessário levar em consideração todas as funcionalidades deste sistema. Em esquemas com circulação forçada, a compensação das perdas hidráulicas ocorre devido ao funcionamento da bomba de circulação. Para sistemas com circulação natural em aquecimento fechado, tal mecanismo não existe. Portanto, para minimizar perdas, você deve prestar atenção aos seguintes pontos de design e seleção de componentes:

• Tubos de aquecimento... Seu diâmetro deve ser de DN32 a DN40. Desta forma, o atrito da água contra a superfície interna é compensado. Também é recomendável escolher produtos poliméricos com parede lisa. Seu diâmetro externo real é de 40 a 50 mm;
• Diagrama de fiação rodoviária... É necessário evitar giros que aumentem a resistência hidráulica do sistema;
• Booster riser height... No esquema de aquecimento de uma casa de dois andares com circulação natural, deve ser mais alto que o teto do segundo andar. O tanque de expansão está localizado no sótão;
• Características da válvula de corte... Sua presença não deve afetar os parâmetros do sistema.

Para uma melhor compreensão dos princípios do esquema de aquecimento de uma casa de dois andares com circulação natural, pode-se fazer uma analogia com os conhecidos vasos comunicantes. Neste caso, a caldeira ficará abaixo do nível dos radiadores, portanto o fluxo de líquido circulará em sua direção. Por isso, ao desenvolver um diagrama e instalar um sistema de aquecimento com circulação natural, ele deve ser colocado o mais baixo possível.

Para evitar uma mudança no fluxo de água, uma válvula especial é instalada no tubo de retorno. Este fenômeno pode ocorrer quando o sistema é inicializado pela primeira vez, quando a diferença de temperatura entre o meio de aquecimento é pequena.

Rampa de aquecimento de circulação natural

A instalação de um sistema de fornecimento de calor com circulação natural praticamente não difere de um esquema tecnológico padrão. Para isso, são utilizados os mesmos materiais e ferramentas. A diferença está na inclinação obrigatória do sistema de aquecimento por circulação natural.

Para garantir o funcionamento do sistema, a tubulação de alimentação do elevador de reforço deve ter uma inclinação em direção aos radiadores de aquecimento. O grau de mudança na posição dos pontos superior e inferior da linha de abastecimento é determinado por uma proporção de 1:10. Aqueles. para cada metro de tubo, uma inclinação de 10 mm é necessária.

Para a linha de retorno, altere a posição da direção do declive. Nesta seção do sistema, ele deve ir dos radiadores em direção à caldeira. Assim, uma condição adicional é criada para o efeito gravitacional no refrigerante.

Uma das vantagens de um sistema de aquecimento por circulação natural é a facilidade de manutenção. O dono da casa pode consertar o vazamento sozinho ou substituir o radiador com defeito. Mas, para isso, você precisa comprar kits de reparo com antecedência.

O material de vídeo mostra um circuito de aquecimento de circulação natural com uma descrição detalhada de seu funcionamento e equipamento: