Para crear una temperatura confortable en la casa, se utilizan varios esquemas de calefacción. Proporcionar circulación forzada del refrigerante es efectivo, pero no siempre es posible. Si en una casa de campo puede haber cortes de energía o falta de ellos (cabaña), la otra opción sería la mejor opción. Un sistema de calefacción por gravedad de diseño cerrado del tipo cerrado, diseñado e instalado por sí mismo, realizará sus funciones sin instalar una bomba y otros equipos eléctricos.
Características del sistema de calentamiento por gravedad.
El principio de funcionamiento se basa en la propiedad del agua de expandirse con el aumento de la temperatura. Crear una diferencia de presión en un circuito de tubería cerrada es la base de la circulación del fluido. Debido a este efecto, el sistema de calefacción gravitacional cerrado recibió otro nombre: gravedad.
Estructuralmente, debe constar de los siguientes elementos:
- Caldera. Un dispositivo diseñado para transferir la energía del combustible quemado (leña, carbón, gas, etc.) a un refrigerante (agua, anticongelante). En un sistema de calefacción cerrado gravitacional, esto sucede con la ayuda de un intercambiador de calor ubicado lo más cerca posible de la caldera a la cámara de combustión;
- Tuberías. Necesario para transportar fluido calentado desde el intercambiador de calor a los dispositivos de calentamiento;
- Radiadores. Son la principal fuente de calor en la habitación. Su gran área proporciona la máxima transferencia de calor entre el agua caliente y el aire de la habitación;
- Dispositivos de seguridad y control.. Estos incluyen un tanque de expansión, una válvula de gravedad para calefacción, válvulas y estranguladores.
Durante el calentamiento del agua en el intercambiador de calor, se expande, lo que crea un exceso de presión. A su vez, el refrigerante frío del tubo de retorno tiene una densidad más alta y comienza a desplazar el líquido a una temperatura alta. Como resultado de esto, se produce circulación.
Uno de los elementos principales del sistema es el múltiple de refuerzo, una tubería vertical conectada a la caldera. Si crea un sistema de calefacción gravitacional con sus propias manos, debe prestarle especial atención, comenzando por el material para fabricar las tuberías y terminando con su diámetro.
Cuanto mayor sea el volumen del múltiple de refuerzo, mayor será la velocidad del refrigerante. Para hacer esto, debe calcular su sección y altura óptimas.
El sistema de calentamiento por gravedad de una casa de dos pisos debe diseñarse de modo que el refrigerante pueda distribuirse de la manera más uniforme posible en varios circuitos.
Descripción detallada del sistema
En el proceso de calentamiento del agua, parte de ella se evaporará inevitablemente en forma de vapor. Para una extracción oportuna, se instala un tanque de expansión en la parte superior del sistema. Realiza 2 funciones: a través del orificio superior, se elimina el exceso de vapor y se produce una compensación automática por la pérdida de volumen de líquido. Un esquema similar se llamó abierto.
Sin embargo, tiene un inconveniente significativo: la evaporación relativamente rápida del agua. Por lo tanto, para sistemas ramificados grandes, prefieren hacer un sistema de calefacción gravitacional de tipo cerrado con sus propias manos. Las principales diferencias de 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 genera una gran cantidad de oxígeno del agua en el proceso de calentamiento del refrigerante, 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 que ya se ha enfriado, se monta un tanque de expansión de membrana de tipo cerrado frente al múltiple de entrada de la caldera. Si la presión gravitacional en el sistema de calefacción excede la norma permisible, entonces la membrana elástica compensa esto aumentando el volumen total.
De lo contrario, al diseñar e instalar un sistema de calefacción por gravedad solo con sus propias manos, puede seguir las reglas y recomendaciones habituales.
Esquemas de calefacción por gravedad para una casa de uno y dos pisos
Si está previsto que el calentamiento por gravedad bajo presión se instale en una casa de un piso, puede utilizar el esquema de Leningradka de una tubería.
Una característica de este esquema es una tubería única a la que varios dispositivos de calefacción están conectados en paralelo. Sin embargo, esto conduce a una distribución desigual del calor, cuanto más se aleja el radiador de la caldera, menor es la temperatura del agua que ingresa. Para resolver este problema, puede actualizar el sistema de calentamiento por gravedad de un tipo cerrado:
- Instalación de válvulas de cierre. Con su ayuda, es posible reducir el volumen de refrigerante para aparatos de calefacción ubicados más cerca de la caldera. Por lo tanto, la pérdida de energía térmica en las primeras secciones del sistema disminuirá;
- Al alejarse de la caldera, aumente el número de secciones de radiadores;
- Instale tuberías de mayor diámetro en el lugar donde las tuberías 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 con una pequeña longitud de la carretera. Sin embargo, no se recomienda instalarlo para una casa de dos pisos. En este caso, se requiere un sistema de calentamiento gravitacional ramificado de dos tubos, cuyo cálculo se realiza en secciones individuales.
Su característica es que los circuitos separados conducen a la tubería central ubicada en la parte superior de la carretera. Los aparatos 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 a la región de menor resistencia, a un cortocircuito.
Para evitar que el refrigerante se mueva al tubo de salida de la caldera, se instala una válvula de retención de 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 por gravedad.
Antes de proceder con la instalación de tuberías y dispositivos de calefacción, es necesario calcular los parámetros de todo el sistema. Para esto, se calculan las características hidráulicas, que posteriormente afectan la elección del diámetro óptimo de la tubería. Antes de calcular el sistema de calefacción gravitacional, es necesario conocer los parámetros principales. Deberán calcular el valor real de la presión de circulación (RC):
- Distancia del centro de la caldera al centro del calentador (h). Cuanto más grande sea, mejor será la circulación del fluido. Por lo tanto, instalando un sistema de calefacción por gravedad 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 pisos o de un piso, el valor de estos últimos parámetros depende directamente de la diferencia en la temperatura del agua.Estos datos pueden tomarse de datos tabulares.
Por ejemplo, con un valor de h-4 my una diferencia de temperatura de 20 ° (80/60), el calentamiento por gravedad tendrá una presión de 4 * 112 = 448 Pa. Para realizar más cálculos, se recomienda utilizar sistemas de software especializados que tengan en cuenta todos los parámetros del sistema de calentamiento por gravedad 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 que se producen cuando el agua se frota contra las paredes de la tubería.
Otra característica es la diferencia de temperatura del refrigerante. Cuanto más grande es, mayor es la presión de circulación. Por lo tanto, además de la distribución uniforme de calor sobre los dispositivos de calentamiento durante el diseño del sistema de calentamiento gravitacional, es necesario asegurar independientemente la temperatura mínima del líquido antes de ingresar al intercambiador de calor de la caldera.
Selección de componentes y material.
Después del advenimiento de las tuberías de polímero, el sistema de calentamiento gravitacional hecho de polipropileno (PP) se ha vuelto 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 ser instalados como elementos calefactores. Considere los principales criterios de selección:
- La presencia de una capa de refuerzo.. El sistema de calentamiento gravitacional hecho de polipropileno puede verse afectado por altas temperaturas, hasta 95 ° C. Para preservar la forma original de la tubería, se requiere un elemento de refuerzo, que es una capa de papel de aluminio o fibra de vidrio;
- espesor de pared. En un sistema de calentamiento por gravedad con un tanque de expansión cerrado, se puede generar alta presión. Para evitar daños a la línea, las tuberías de polipropileno deben ser de la clase PN20 o superior. El grosor de sus paredes depende del diámetro.
Esta tubería se puede usar para equipar el múltiple de refuerzo. Sin embargo, para lograr una diferencia de temperatura, se recomienda que la línea de retorno sea de acero. Además de reducir la temperatura del refrigerante antes de ingresar a la caldera, este material ayuda a reducir la resistencia hidráulica.
Recomendaciones de instalación
Después de realizar el cálculo para un sistema de calefacción gravitacional hecho de polipropileno o tubos 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 la carretera. La presión gravitacional óptima para el sistema de calefacción se puede lograr inclinando las tuberías después de la ventilación de aire y en la línea de retorno detrás del último dispositivo de calefacción;
- Instalar una bomba de circulación en el bypass. Ayudará a reducir la inercia del sistema. El tiempo de calentamiento del medio de calentamiento puede ser muy largo, por lo que la bomba puede aumentar su velocidad a lo largo de la línea hasta alcanzar el régimen de temperatura deseado;
- Nodos de giro mínimos en la tubería. Crean un exceso de resistencia hidráulica, que afecta la disminución de la velocidad de movimiento del agua;
- Instalación de elementos protectores.. Al instalar una válvula de retención para el calentamiento por gravedad, el agua puede circular en la dirección incorrecta. Esto es especialmente necesario para un sistema con cableado superior y circuitos múltiples.
Los componentes principales de un calentamiento por gravedad hecho a presión adecuadamente realizado son cálculos preliminares realizados profesionalmente, la selección de los materiales correctos y el seguimiento de la tecnología de instalación. Esto permitirá crear un sistema efectivo para mantener una temperatura confortable en la casa.
Consejos para organizar y usar la válvula de gravedad para calentar al instalar un piso cálido, se pueden ver elementos adicionales en el video:
