Para criar uma temperatura confortável na casa, são utilizados vários esquemas de aquecimento. Fornecer circulação forçada do líquido de refrigeração é eficaz, mas nem sempre é possível. Se em uma casa de campo pode haver falta de energia ou falta dela (casa de campo) - a outra opção seria a melhor opção. Um sistema de aquecimento por gravidade auto-projetado do tipo fechado, projetado e instalado por si só, desempenhará suas funções sem instalar uma bomba e outros equipamentos elétricos.
Características do sistema de aquecimento por gravidade
O princípio de operação é baseado na propriedade da água para expandir com o aumento da temperatura. Criar uma diferença de pressão em um circuito fechado de tubos é a base da circulação de fluidos. Devido a esse efeito, o sistema de aquecimento fechado gravitacional recebeu outro nome - gravidade.
Estruturalmente, deve consistir nos seguintes elementos:
- Caldeira. Um dispositivo projetado para transferir a energia da queima de combustível (lenha, carvão, gás, etc.) para um líquido de arrefecimento (água, anticongelante). Em um sistema de aquecimento gravitacional fechado, isso acontece com a ajuda de um trocador de calor localizado o mais próximo possível da caldeira da câmara de combustão;
- Tubulações. Necessário para transportar fluido aquecido do trocador de calor para os dispositivos de aquecimento;
- Radiadores. Eles são a principal fonte de calor na sala. Sua grande área fornece a máxima transferência de calor entre a água aquecida e o ar na sala;
- Dispositivos de segurança e controle. Isso inclui um tanque de expansão, uma válvula de gravidade para aquecimento, válvulas e bloqueadores.
Durante o aquecimento da água no trocador de calor, ele se expande, o que cria excesso de pressão. Por sua vez, o líquido de refrigeração frio do tubo de retorno tem uma densidade mais alta e começa a deslocar o líquido a uma temperatura alta. Como resultado disso, a circulação ocorre.
Um dos principais elementos do sistema é o coletor de reforço - um tubo vertical conectado à caldeira. Se você faz um sistema de aquecimento gravitacional com suas próprias mãos, precisa prestar atenção especial a ele - começando pelo material para a fabricação de tubos e terminando com o diâmetro.
Quanto maior o volume do coletor de reforço, maior a velocidade do líquido de refrigeração. Para fazer isso, você precisa calcular sua seção e altura ideais.
O sistema de aquecimento por gravidade de uma casa de dois andares deve ser projetado para que o líquido de refrigeração possa ser distribuído da maneira mais uniforme possível em vários circuitos.
Descrição detalhada do sistema
No processo de aquecimento da água, parte dela inevitavelmente evapora na forma de vapor. Para remoção oportuna, um tanque de expansão é instalado na parte superior do sistema. Ele executa 2 funções - através do orifício superior, o excesso de vapor é removido e a compensação automática pela perda de volume de líquido ocorre. Um esquema semelhante foi chamado de aberto.
No entanto, ele tem uma desvantagem significativa - a evaporação relativamente rápida da água. Portanto, para grandes sistemas ramificados, eles preferem criar um sistema de aquecimento gravitacional de tipo fechado com suas próprias mãos. As principais diferenças de seu esquema são as seguintes.
- Em vez de um tanque de expansão aberto, uma ventilação de ar automática é instalada no ponto mais alto da tubulação.Um sistema de aquecimento gravitacional do tipo fechado gera uma grande quantidade de oxigênio da água durante o aquecimento do transportador de calor, que, além do excesso de pressão, é uma fonte de ferrugem nos elementos metálicos. Para a remoção oportuna de vapor com alto teor de oxigênio, é instalada uma ventilação automática;
- Para compensar a pressão do líquido de refrigeração que já foi resfriado, um tanque de expansão de membrana do tipo fechado é montado na frente do coletor de entrada da caldeira. Se a pressão gravitacional no sistema de aquecimento exceder a norma permitida, a membrana elástica compensa isso aumentando o volume total.
Caso contrário, ao projetar e instalar um sistema de aquecimento por gravidade apenas com suas próprias mãos, você pode seguir as regras e recomendações usuais.
Esquemas de aquecimento por gravidade para uma casa de um e dois andares
Se for planejado que o aquecimento por gravidade sob pressão seja instalado em uma casa térrea, você poderá usar o esquema de um tubo de Leningradka.
Uma característica desse esquema é um tubo único ao qual vários aparelhos de aquecimento são conectados em paralelo. No entanto, isso leva a uma distribuição desigual de calor - quanto mais longe o radiador da caldeira - mais baixa é a temperatura da água que entra nele. Para resolver esse problema, você pode atualizar o sistema de aquecimento por gravidade de um tipo fechado:
- Instalação de válvulas de corte. Com sua ajuda, é possível reduzir o volume de líquido de arrefecimento para os aparelhos de aquecimento localizados mais próximos da caldeira. Assim, a perda de energia térmica nas primeiras seções do sistema diminuirá;
- Ao afastar-se da caldeira, aumente o número de seções dos radiadores;
- Instale tubos de maior diâmetro no local em que os tubos estão conectados aos dispositivos de aquecimento. Isso reduzirá a pressão gravitacional do sistema de aquecimento nessa área, o que reduzirá a velocidade da circulação de água no radiador.
Este esquema é aceitável com uma pequena extensão da rodovia. No entanto, não é recomendável instalá-lo em uma casa de dois andares. Nesse caso, é necessário um sistema de aquecimento gravitacional ramificado de dois tubos, cujo cálculo é realizado em seções individuais.
Sua característica é que circuitos separados levam ao tubo central localizado na parte superior da rodovia. Os aparelhos de aquecimento estão conectados a cada um deles. É importante que o comprimento seja o mesmo. Caso contrário, todo o líquido correrá para a região de menor resistência - para um curto-circuito.
Para impedir que o líquido de refrigeração se mova para o tubo de saída da caldeira, é instalada uma válvula de retenção de gravidade para aquecimento. Este é um elemento indispensável para o sistema de aquecimento gravitacional de uma casa de dois andares.
Cálculo do sistema de aquecimento por gravidade
Antes de prosseguir com a instalação de tubos e dispositivos de aquecimento, é necessário calcular os parâmetros de todo o sistema. Para isso, são calculadas as características hidráulicas, que subsequentemente afetam a escolha do diâmetro ideal da tubulação. Antes de calcular o sistema de aquecimento gravitacional, é necessário descobrir os principais parâmetros. Eles deverão calcular o valor real da pressão de circulação (RC):
- Distância do centro da caldeira ao centro do aquecedor (h). Quanto maior, melhor será a circulação de fluidos. Portanto, ao instalar um sistema de aquecimento por gravidade com suas próprias mãos, é recomendável montar a caldeira no ponto mais baixo da casa - o porão;
- Pressão de circulação do líquido de arrefecimento aquecido (Pr) e resfriado (Po).
Independentemente de o sistema de aquecimento gravitacional ser calculado para casas de um ou dois andares, o valor desses últimos parâmetros depende diretamente da diferença de temperatura da água.Esses dados podem ser obtidos de dados tabulares.
Por exemplo, com um valor de h-4 me uma diferença de temperatura de 20 ° (80/60), o aquecimento por gravidade terá uma pressão de 4 * 112 = 448 Pa. Para cálculos adicionais, recomenda-se o uso de sistemas de software especializados que levem em consideração todos os parâmetros do sistema de aquecimento por gravidade de um tipo fechado.
Freqüentemente, o diâmetro do tubo conectado à saída da caldeira deve ser DN 40 ou DN 50. Isso garantirá perdas mínimas que ocorrem quando a água é esfregada contra as paredes do tubo.
Outra característica é a diferença de temperatura do líquido de refrigeração. Quanto maior, maior a pressão de circulação. Portanto, além da distribuição uniforme de calor sobre os dispositivos de aquecimento durante o projeto do sistema de aquecimento gravitacional, é necessário garantir independentemente a temperatura mínima do líquido antes de entrar no trocador de calor da caldeira.
Seleção de componentes e materiais
Após o advento dos tubos de polímero, o sistema de aquecimento gravitacional de polipropileno (PP) tornou-se muito popular. Esse material é fácil de processar; é necessário um mínimo de equipamento para conectar seções individuais.
No entanto, nem todos os tipos desses tubos devem ser instalados como elemento de aquecimento. Considere os principais critérios de seleção:
- A presença de uma camada de reforço. O sistema de aquecimento gravitacional de polipropileno pode ser afetado por altas temperaturas - até 95 ° C. Para preservar a forma original do tubo, é necessário um elemento de reforço, que é uma camada de papel alumínio ou fibra de vidro;
- espessura da parede. Em um sistema de aquecimento por gravidade com um tanque de expansão fechado, é possível gerar alta pressão. Para evitar danos à linha, os tubos de polipropileno devem ser da classe PN20 ou superior. A espessura de suas paredes depende do diâmetro.
Este tubo pode ser usado para equipar o coletor de reforço. No entanto, para obter uma diferença de temperatura, recomenda-se que a linha de retorno seja feita de aço. Além de diminuir a temperatura do líquido de arrefecimento antes de entrar na caldeira, esse material ajuda a reduzir a resistência hidráulica.
Recomendações de instalação
Após realizar o cálculo para um sistema de aquecimento gravitacional feito de tubos de polipropileno ou aço, você pode começar a instalá-lo. Para alcançar a eficiência ideal, os especialistas recomendam fazer alterações pequenas, mas importantes, no esquema padrão:
- Inclinação da estrada. A pressão gravitacional ideal para o sistema de aquecimento pode ser alcançada inclinando os tubos após a ventilação de ar e na linha de retorno atrás do último dispositivo de aquecimento;
- Instalando uma bomba de circulação no bypass. Isso ajudará a reduzir a inércia do sistema. O tempo de aquecimento do meio de aquecimento pode ser muito longo, para que a bomba possa aumentar sua velocidade ao longo da linha até atingir o regime de temperatura desejado;
- Nós giratórios mínimos no pipeline. Eles criam excesso de resistência hidráulica, o que afeta a diminuição da velocidade de movimento da água;
- Instalação de elementos de proteção. Ao instalar uma válvula de retenção para aquecimento por gravidade, a água pode circular na direção errada. Isso é especialmente necessário para um sistema com fiação superior e vários circuitos.
Os principais componentes de um aquecimento por gravidade adequadamente feito sob pressão são cálculos preliminares feitos profissionalmente, a seleção dos materiais certos e a tecnologia de instalação. Isso permitirá criar um sistema eficaz para manter uma temperatura confortável em casa.
Dicas para organizar e usar a válvula de gravidade para aquecimento ao instalar um piso quente, elementos adicionais podem ser vistos no vídeo:
