Sviluppo autonomo e installazione di un sistema di riscaldamento per una casa privata a circolazione naturale

La pianificazione e l'installazione del riscaldamento a circolazione naturale è considerata il modo più semplice ed economico per riscaldare una casa. Tuttavia, per la realizzazione pratica di tale progetto, si dovrebbero conoscere tutte le sfumature e le regole per la scelta dei componenti. Pertanto, il sistema di riscaldamento di una casa privata a circolazione naturale dovrebbe essere correttamente calcolato ed elaborato lo schema della sua installazione.

Il principio di funzionamento del riscaldamento a circolazione naturale

Per il funzionamento di qualsiasi sistema di riscaldamento dell'acqua, è necessario garantire la circolazione del refrigerante attraverso i tubi. Durante il riscaldamento in caldaia, l'acqua calda deve fluire nelle batterie e nei radiatori per trasferire il calore nei locali della casa. Il riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale non fa eccezione.

Il movimento del refrigerante si verifica a causa della differenza di densità nello stato normale e in quello riscaldato. Quando una caldaia in funzione entra nello scambiatore di calore, si verifica un aumento della temperatura dell'acqua e, di conseguenza, una diminuzione della densità. Poiché il peso specifico del refrigerante freddo è maggiore, inizia a sostituire quello riscaldato. Di conseguenza, si forma un movimento di massa.

Prima di effettuare il riscaldamento dell'acqua con circolazione naturale con le proprie mani, è necessario acquisire familiarità con le caratteristiche tecniche e le specifiche del funzionamento:

• Alto grado di affidabilità. L'assenza di elementi mobili (girante della pompa di circolazione) e la pressione atmosferica assicurano il funzionamento a lungo termine del sistema di riscaldamento naturale di una casa privata;
• Inerzia del sistema. La circolazione naturale in un sistema di riscaldamento chiuso è assicurata da una piccola differenza di pressione. Pertanto, la velocità di entrata dell'acqua calda nei radiatori sarà minima;
• Conformità obbligatoria alla pendenza delle autostrade. Per il normale funzionamento, la pendenza dell'impianto di riscaldamento a circolazione naturale deve essere conforme ai dati calcolati. I tubi sono montati con una pendenza dalla caldaia e per il tubo di ritorno alla caldaia. Ciò garantisce prestazioni di sistema ottimali.

Va inoltre notato che l'installazione di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale è consigliata per circuiti con una lunghezza della tubazione non superiore a 30 m. Altrimenti, un grande volume di refrigerante raffreddato ridurrà significativamente la sua velocità.

Lo schema di riscaldamento tradizionale di una casa a due piani a circolazione naturale può comprendere l'installazione di una caldaia a gas, a combustibile solido o elettrica. È importante che il loro design offra un sistema di protezione contro il surriscaldamento in caso di movimento inverso del liquido di raffreddamento o in caso di inceppamento dell'aria.

Circuiti di riscaldamento a circolazione naturale

Prima di tutto, devi scegliere il layout corretto di condutture, radiatori e una caldaia. Poiché è possibile eseguire correttamente il riscaldamento con circolazione naturale solo secondo un piano precedentemente elaborato, è necessario prestare la massima attenzione a questa fase del lavoro.

Nella prima fase, viene eseguita un'analisi iniziale della stanza (casa), dove è prevista la dotazione del sistema di fornitura di calore. Tiene conto della zona giorno, del grado di isolamento delle pareti esterne e del tipo di caldaia per il riscaldamento dell'acqua. Attualmente, ci sono molti schemi con i quali è possibile effettuare il riscaldamento a circolazione naturale con le proprie mani. I più popolari sono:

• Tubo singolo. La migliore opzione per piccole case e appartamenti;
• Doppio tubo. È stato selezionato per fornire riscaldamento ad aria nelle case con aree medie e grandi, edifici a due piani.

Tuttavia, tenendo conto del principio di funzionamento del sistema di riscaldamento a circolazione naturale, è necessario tenere presente i limiti principali: la lunghezza totale dell'autostrada, il numero minimo di nodi rotanti. Pertanto, questo schema non può essere utilizzato per collettori o tubazioni a T. Perdite idrauliche eccessive influiranno negativamente sulla velocità del liquido di raffreddamento.

Quando si calcola un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, è necessario tenere presente che in questo sistema è possibile utilizzare solo acqua. L'antigelo ha una densità troppo elevata che non può fornire la pressione adeguata nelle tubazioni.

Sistema a tubo singolo

Per le piccole case di campagna e di campagna, quando si calcola il sistema di riscaldamento a circolazione naturale, vengono prese in considerazione non solo le caratteristiche tecniche (operative), ma anche il costo totale del progetto. Di conseguenza, dovrebbe essere ottenuto un sistema di riscaldamento affidabile ea basso costo. Pertanto, molto spesso in queste case viene realizzato un sistema di riscaldamento monotubo a circolazione naturale.

Una caratteristica di questo sistema è la presenza di un tronco. Radiatori e batterie sono collegati ad esso in parallelo, formando un singolo circuito. I principali vantaggi di un sistema di riscaldamento a tubo singolo con circolazione naturale sono il numero minimo di componenti, il basso consumo di materiale e la facilità di installazione. Tuttavia, si deve tenere presente che la velocità di raffreddamento del refrigerante in questo sistema è piuttosto elevata a causa del trasferimento sequenziale di calore a ciascun radiatore nel circuito.

Per ottimizzare il regime termico nel sistema di riscaldamento naturale di una casa privata, è necessario prevedere la presenza di tali componenti:

• Bypass nell'imbracatura di ciascun radiatore. Ciò consentirà di limitare il flusso di refrigerante nella batteria senza modificare i parametri dell'intero sistema. Con esso, è possibile spegnere completamente il riscaldatore per la sostituzione o la riparazione senza interrompere l'alimentazione di calore;
• Termostati sulle batterie. Sono montati in un sistema di riscaldamento a circolazione naturale accoppiato con un bypass. Un elemento termico automatico cambierà l'area della sezione trasversale del diametro di passaggio del tubo del radiatore, regolando in tal modo il grado di riscaldamento del dispositivo;
• Gru Mayevsky. Componente obbligatorio nel cablaggio del radiatore. Poiché non è sempre preciso calcolare un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, è necessario considerare un sistema per la rimozione dell'aria. A tale scopo è prevista la gru Maevsky.

Un altro vantaggio del sistema di fornitura di calore a tubo singolo a circolazione naturale è la sua piccola impronta. L'installazione del bagagliaio può essere sia aperta che chiusa. È importante solo assicurarsi che i radiatori siano collegati ad esso.

Per un sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale con un tubo, la caldaia e i radiatori possono essere posizionati sullo stesso livello, il che è vietato per altri schemi.

Sistema a doppio tubo

Il funzionamento stabile del riscaldamento in case di medie e grandi dimensioni può essere garantito solo con la separazione dei flussi di acqua calda e fredda. In questo caso, l'opzione migliore sarebbe un sistema di riscaldamento a due tubi con circolazione naturale.

Per il normale funzionamento del sistema, è necessario installare la caldaia al di sotto del livello dei radiatori. Ciò è necessario per creare una pressione di acqua raffreddata, che crea una circolazione naturale in un sistema di riscaldamento chiuso. Per una testa migliore subito dopo la caldaia è necessario realizzare una colonna montante in accelerazione. Un vaso di espansione è installato nel punto più alto. Da esso, un tubo di tiraggio è montato ad un angolo a cui sono collegati i radiatori.

Un sistema di riscaldamento a due tubi correttamente calcolato e installato con circolazione naturale funzionerà anche con una differenza di temperatura minima tra il refrigerante raffreddato e riscaldato. Per attuare un tale progetto, è necessario prendere in considerazione le seguenti sfumature:

• Posizione della caldaia riscaldamento dell'acqua fai-da-te a circolazione naturale. Molto spesso si trova in un seminterrato o seminterrato. È necessario garantire condizioni normali di temperatura, ventilazione e luce naturale;
• Tubo di ispezione sul vaso di espansione. Anche se si calcola correttamente il sistema di riscaldamento con circolazione naturale, ci sarà ancora la possibilità di una riduzione critica del volume di acqua. Utilizzando il tubo di controllo, è possibile tenere traccia di questo indicatore;
• Unità di ricarica e scarico acqua. Si trovano nel punto più basso - sul tubo di ritorno. Per effettuare correttamente il riscaldamento con circolazione naturale, è necessario prevedere metodi di rifornimento automatico (semi-automatico) del sistema, nonché un rapido drenaggio dell'acqua.

Grazie all'avvento di nuovi materiali, è possibile realizzare un sistema di riscaldamento a due tubi con circolazione naturale con le proprie mani da tubi in acciaio o polimeri. Tutto dipende dal budget, dalla disponibilità di strumenti e materiali adeguati.

In un sistema di riscaldamento a due tubi con circolazione naturale, l'installazione del bypass è opzionale. È solo importante prevedere l'installazione di valvole di intercettazione per l'eventuale disconnessione del dispositivo dalla linea comune.

Calcolo della potenza di riscaldamento a circolazione naturale

Per calcolare i parametri principali della fornitura di calore, si consiglia di utilizzare programmi specializzati. Con il loro aiuto, puoi calcolare il sistema di riscaldamento a circolazione naturale nel modo più accurato possibile. Ma se ciò non è possibile, vengono utilizzati altri metodi semplificati.

Il modo più semplice è calcolare la potenza della caldaia richiesta utilizzando il rapporto di 1 kW di energia termica per 10 m² di superficie. In questo caso, il risultato ottenuto deve essere moltiplicato per un coefficiente che dipende dalle condizioni climatiche della regione.

I valori per il sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale sono riportati nella tabella. Questi rapporti sono consigliati e possono essere sostituiti da altri a seconda delle caratteristiche effettive della casa. Ma in ogni caso, questo metodo determinerà i parametri approssimativi del sistema di riscaldamento. Pertanto, il suo utilizzo è un passaggio obbligatorio nella progettazione dell'approvvigionamento di calore.

Regione	Fattore di correzione
Sud della Russia	Da 0,7 a 0,9
Corsia centrale	Da 1 a 1.3
Regioni settentrionali	1.4 a 2

Tuttavia, ciò non tiene conto del grado di isolamento termico dell'edificio, del numero e delle caratteristiche delle strutture delle finestre e delle porte. Pertanto, è meglio utilizzare una metodologia diversa per il calcolo di un sistema di fornitura di calore a circolazione naturale. Fasi dei calcoli:

1. Per 1 m³ di edificio residenziale, saranno necessari 400 W di calore. Moltiplicando la potenza per il volume dell'edificio, otteniamo il valore iniziale di energia termica.
2. Per compensare la perdita di calore attraverso le finestre, il numero di strutture viene moltiplicato per 100 watt. La stessa tecnica si applica alle porte esterne, ma con una compensazione di 200 watt ciascuna.
3. Se la stanza ha una parete esterna, quindi per il normale funzionamento del sistema di riscaldamento naturale di una casa privata, il risultato viene moltiplicato per un fattore di correzione di 1,2.
4. Per le case private, le perdite di calore attraverso il tetto e il pavimento sono prese in considerazione utilizzando un coefficiente di 1,5.

Va notato che anche questo calcolo sarà approssimativo. Quando si pianifica l'installazione di fonti di calore con circolazione naturale fai-da-te per una grande casa, si consiglia di contattare gli specialisti per calcolare con precisione le principali caratteristiche del sistema.

Per ridurre al minimo la dispersione di calore nell'edificio, è necessario un buon isolamento termico delle pareti esterne, del soffitto e del tetto.Ciò ridurrà il costo per fare i costi di riscaldamento dell'acqua fai-da-te a circolazione naturale.

Regole per l'elaborazione di un circuito di riscaldamento a circolazione naturale

Conoscendo i principi di base del funzionamento del sistema di fornitura di calore a circolazione naturale e scegliendo lo schema ottimale, puoi iniziare a completare. Questa fase non è meno importante delle precedenti, poiché l'ulteriore lavoro di riscaldamento dipenderà dai parametri tecnici dei componenti.

È necessario considerare tutte le caratteristiche di questo sistema. Nei circuiti a circolazione forzata, la compensazione delle perdite idrauliche si verifica a causa del funzionamento della pompa di circolazione. Per i sistemi a circolazione naturale in riscaldamento chiuso, tale meccanismo non esiste. Pertanto, per ridurre al minimo le perdite, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti nella progettazione e nella selezione dei componenti:

• Tubi di riscaldamento. Il loro diametro dovrebbe essere compreso tra DN32 e DN40. Ciò compensa l'attrito dell'acqua sulla superficie interna. Si consiglia inoltre di scegliere prodotti polimerici con una parete liscia. Il loro diametro esterno effettivo va da 40 a 50 mm;
• Layout di linea. È necessario evitare le unità di rotazione che aumentano la resistenza idraulica nel sistema;
• Altezza montante booster. Nello schema di riscaldamento di una casa a due piani a circolazione naturale, dovrebbe essere più alto del soffitto del secondo piano. Il vaso di espansione si trova in soffitta;
• Caratteristiche delle valvole di arresto. La sua presenza non dovrebbe influire sui parametri del sistema.

Per una migliore comprensione dei principi di funzionamento del circuito di riscaldamento di una casa a due piani a circolazione naturale, si può tracciare un'analogia con i vasi comunicanti noti. In questo caso, la caldaia sarà al di sotto del livello dei radiatori, pertanto il flusso del fluido circolerà nella sua direzione. Ecco perché quando si sviluppa un circuito e si installa un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, deve essere posizionato il più in basso possibile.

Per evitare variazioni nel flusso dell'acqua, è installata una valvola speciale sul tubo di ritorno. Questo fenomeno può verificarsi durante il primo avvio del sistema quando la differenza di temperatura tra il liquido di raffreddamento è ridotta.

Pendenza di riscaldamento a tiraggio naturale

L'installazione di un sistema di fornitura di calore a circolazione naturale non è praticamente diversa dallo schema tecnologico standard. Per fare ciò, utilizzare gli stessi materiali e strumenti. La differenza sta nella distorsione obbligatoria del sistema di riscaldamento a circolazione naturale.

Per garantire il funzionamento del sistema, il tubo di alimentazione dal montante deve essere inclinato verso i radiatori. Il grado di variazione della posizione dei punti superiore e inferiore della linea di alimentazione è determinato dal rapporto di 1:10. Coloro. per ogni metro di tubo è richiesta una pendenza di 10 mm.

Per la linea di ritorno, è necessario modificare la direzione della pendenza. In questa sezione del sistema, dovrebbe passare dai radiatori al lato della caldaia. Pertanto, viene creata una condizione aggiuntiva per l'impatto gravitazionale sul liquido di raffreddamento.

Uno dei vantaggi di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale è la sua manutenibilità. Il proprietario della casa può eliminare autonomamente la perdita o sostituire il radiatore difettoso. Ma per questo è necessario acquistare i kit di riparazione in anticipo.

Il video mostra un circuito di riscaldamento a circolazione naturale con una descrizione dettagliata del suo funzionamento e configurazione: