Autodesenvolvimento e instalação de um sistema de aquecimento para uma casa particular com circulação natural

Planejar e instalar o aquecimento com circulação natural é considerado a maneira mais simples e barata de aquecer uma casa. No entanto, para a implementação prática de um projeto, deve-se conhecer todas as nuances e regras para a escolha de componentes. Portanto, o sistema de aquecimento de uma casa particular com circulação natural deve ser corretamente calculado e elaborado o esquema de sua instalação.

O princípio de operação do aquecimento com circulação natural

Para a operação de qualquer sistema de aquecimento de água, é necessário garantir a circulação do líquido de refrigeração através dos tubos. Ao aquecer na caldeira, a água quente deve fluir para as baterias e radiadores para transferir calor para os cômodos da casa. O aquecimento da água de circulação natural não é excepção.

O movimento do líquido de refrigeração ocorre devido à diferença de densidade no estado normal e no estado aquecido. Quando uma caldeira de trabalho entra no trocador de calor, ocorre um aumento na temperatura da água e, como resultado, uma diminuição na densidade. Como a gravidade específica do refrigerante frio é maior, ele começa a deslocar o aquecido. Como resultado disso, um movimento de massa é formado.

Antes de fazer o aquecimento da água com circulação natural com suas próprias mãos, você deve se familiarizar cuidadosamente com as características técnicas e específicas de operação:

• Alto grau de confiabilidade. A ausência de elementos móveis (impulsor da bomba de circulação) e a pressão atmosférica garantem a operação a longo prazo do sistema de aquecimento natural de uma casa particular;
• Inércia do sistema. A circulação natural em um sistema de aquecimento fechado é garantida por uma pequena diferença de pressão. Portanto, a taxa de entrada de água quente nos radiadores será mínima;
• Cumprimento obrigatório da inclinação das rodovias. Para operação normal, a inclinação do sistema de aquecimento com circulação natural deve cumprir os dados calculados. Os tubos são montados com uma inclinação da caldeira e para o tubo de retorno à caldeira. Isso garante o desempenho ideal do sistema.

Note-se também que a instalação de um sistema de aquecimento com circulação natural é recomendada para circuitos com um comprimento de tubulação não superior a 30 m. Caso contrário, um grande volume do líquido de refrigeração resfriado reduzirá significativamente sua velocidade.

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

Circuitos de aquecimento por circulação natural

Primeiro de tudo, você precisa escolher o layout correto de tubulações, radiadores e uma caldeira. Como é possível fazer o aquecimento com circulação natural corretamente apenas de acordo com um plano previamente elaborado, essa etapa do trabalho deve receber a máxima atenção.

Na primeira etapa, é realizada uma análise inicial da sala (casa), onde está planejado o equipamento do sistema de aquecimento. Ele leva em consideração a área de estar, o grau de isolamento das paredes externas e o tipo de caldeira para aquecimento de água. Atualmente, existem muitos esquemas com os quais você pode fazer o aquecimento com circulação natural com suas próprias mãos. Os mais populares são:

• Tubo único. A melhor opção para pequenas casas e apartamentos;
• Tubo duplo. É selecionada para fornecer aquecimento do ar em casas com áreas médias e grandes, prédios de dois andares.

No entanto, levando em consideração o princípio de operação do sistema de aquecimento com circulação natural, deve-se ter em mente as principais limitações - o comprimento total da rodovia, o número mínimo de nós rotativos. Portanto, esse esquema não pode ser usado para coletores ou tubulações em T. Perdas hidráulicas muito grandes afetarão adversamente a velocidade do líquido de refrigeração.

Ao calcular um sistema de aquecimento com circulação natural, deve-se ter em mente que somente água pode ser usada neste sistema. O anticongelante tem uma densidade muito alta que não pode fornecer a pressão adequada nas tubulações.

Sistema de tubo único

Para pequenas casas de campo e casas de campo, ao calcular o sistema de aquecimento com circulação natural, são consideradas não apenas as características técnicas (operacionais), mas também o custo total do projeto. Como resultado, um sistema de aquecimento confiável e de baixo custo deve ser obtido. Portanto, na maioria das vezes, nessas casas, é feito um sistema de aquecimento de um tubo com circulação natural.

Uma característica deste sistema é a presença de um tronco. Radiadores e baterias são conectados a ele em paralelo, formando um único circuito. As principais vantagens de um sistema de aquecimento de tubo único com circulação natural 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 líquido de arrefecimento neste sistema é bastante alta devido à transferência seqüencial de calor para cada radiador no circuito.

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

• Desvio no chicote de cada radiador. Isso permitirá limitar o fluxo de líquido refrigerante na bateria sem alterar os parâmetros de todo o sistema. Com ele, você pode desligar completamente o aquecedor para substituição ou reparo sem interromper o fornecimento de calor;
• Termostatos com baterias. Eles são montados em um sistema de aquecimento por circulação natural emparelhado com um desvio. Um elemento térmico automático alterará a área da seção transversal do diâmetro da passagem do tubo do radiador, regulando assim o grau de aquecimento do dispositivo;
• Guindaste Mayevsky. Componente obrigatório no chicote do radiador. Como nem sempre é preciso calcular um sistema de aquecimento com circulação natural, considere um sistema para remover o ar. Para este fim, o guindaste Maevsky é destinado.

Outra vantagem do sistema de fornecimento de calor de tubo único de circulação natural é a sua pequena pegada. A instalação do tronco pode ser feita aberta e fechada. É importante apenas garantir que os radiadores estejam conectados a ele.

Para um sistema de aquecimento de água com circulação natural com um tubo, a caldeira e os radiadores podem estar localizados no mesmo nível, o que é proibido para outros esquemas.

Sistema de tubo duplo

A operação estável de aquecimento em casas de médio e grande porte só pode ser garantida com a separação dos fluxos de água quente e fria. Nesse caso, a melhor opção seria um sistema de aquecimento de dois tubos com circulação natural.

Para o funcionamento normal do sistema, é necessário instalar a caldeira abaixo do nível dos radiadores. Isso é necessário para criar uma pressão de água resfriada, que cria circulação natural em um sistema de aquecimento fechado. Para uma cabeça melhor imediatamente após a caldeira, é necessário fazer um riser acelerador. Um tanque de expansão é instalado no seu ponto mais alto. A partir dele, um tubo de tiragem é montado em um ângulo ao qual os radiadores estão conectados.

Um sistema de aquecimento de dois tubos, calculado e instalado corretamente, com circulação natural, funcionará mesmo com uma diferença mínima de temperatura entre o líquido de arrefecimento refrigerado e o aquecido. Para implementar esse projeto, as seguintes nuances devem ser levadas em consideração:

• Localização da caldeira aquecimento de água faça você mesmo com circulação natural. Na maioria das vezes, está localizado em um porão ou porão. É necessário garantir condições normais de temperatura, ventilação e luz natural;
• Tubo de inspeção no tanque de expansão. Mesmo se você calcular corretamente o sistema de aquecimento com circulação natural, ainda haverá uma chance de uma diminuição crítica no volume de água. Usando o tubo de controle, você pode rastrear esse indicador;
• Unidades de recarga e drenagem de água. Eles estão localizados no ponto mais baixo - no tubo de retorno. Para fazer o aquecimento adequado com circulação natural, é necessário prever métodos de reabastecimento automático (semiautomático) do sistema, bem como drenagem rápida da água.

Graças ao advento de novos materiais, é possível fabricar um sistema de aquecimento de dois tubos com circulação natural com suas próprias mãos de tubos de aço ou polímero. Tudo depende do orçamento, da disponibilidade de ferramentas e materiais apropriados.

Em um sistema de aquecimento de dois tubos com circulação natural, a instalação de derivação é opcional. É importante apenas prever a instalação de válvulas de corte para a possível desconexão do dispositivo da linha comum.

Cálculo da potência de aquecimento com circulação natural

Para calcular os principais parâmetros do suprimento 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 da caldeira necessária usando a razão de 1 kW de energia térmica por 10 m² de área. Nesse caso, o resultado obtido deve ser multiplicado por um coeficiente que depende das condições climáticas da região.

Seus valores para o sistema de aquecimento de água com circulação natural são dados na tabela. Essas proporções são recomendadas e podem ser substituídas por outras, dependendo das características reais da casa. Mas, em qualquer caso, este método determinará os parâmetros aproximados do sistema de aquecimento. Portanto, seu uso é uma etapa obrigatória no projeto de fornecimento de calor.

Região	Fator de correção
Sul da Rússia	0,7 a 0,9
Faixa do meio	1 a 1,3
Regiões do norte	1,4 a 2

No entanto, isso não leva em consideração o grau de isolamento térmico do edifício, o número e as características das estruturas de janelas e portas. Portanto, é melhor usar uma metodologia diferente para calcular um sistema de suprimento de calor com circulação natural. Etapas dos cálculos:

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

Note-se que mesmo esse cálculo será aproximado. Ao planejar a instalação de suprimento de calor com circulação natural, faça você mesmo em uma casa grande, é recomendável entrar em contato com especialistas para calcular com precisão as principais características do sistema.

Para minimizar a perda de calor no edifício, é necessário um bom isolamento térmico das paredes externas, teto e teto.Isso reduzirá o custo de aquecimento de água de circulação natural, faça você mesmo.

Regras para a elaboração de um circuito de aquecimento com circulação natural

Conhecendo os princípios básicos do sistema de aquecimento com circulação natural e escolhendo o esquema ideal, você pode começar a concluir. Esta etapa não é menos importante que as anteriores, pois o trabalho adicional de aquecimento dependerá dos parâmetros técnicos dos componentes.

É necessário considerar todos os recursos deste sistema. Em circuitos com circulação forçada, a compensação de perdas hidráulicas ocorre devido ao funcionamento da bomba de circulação. Para sistemas com circulação natural em aquecimento fechado, esse mecanismo não existe. Portanto, para minimizar as perdas, você deve prestar atenção aos seguintes pontos no design e na seleção de componentes:

• Tubos de aquecimento. Seu diâmetro deve ser de DN32 a DN40. Isso compensa o atrito da água na superfície interna. Também é recomendável escolher produtos de polímero com uma parede lisa. O diâmetro externo real é de 40 a 50 mm;
• Layout da linha. É necessário evitar unidades de torneamento que aumentem a resistência hidráulica no sistema;
• Altura do riser de reforço. No esquema de aquecimento de uma casa de dois andares com circulação natural, ela deve ser superior ao teto do segundo andar. O tanque de expansão está localizado no sótão;
• Características das válvulas de batente. Sua presença não deve afetar os parâmetros do sistema.

Para uma melhor compreensão dos princípios de operação do circuito de aquecimento de uma casa de dois andares com circulação natural, é possível fazer uma analogia com os vasos comunicantes conhecidos. Nesse caso, a caldeira estará abaixo do nível dos radiadores; portanto, o fluxo de fluido circulará em sua direção. É por isso que, ao desenvolver um circuito e instalar um sistema de aquecimento com circulação natural, ele deve ser posicionado o mais baixo possível.

Para evitar mudanças no fluxo de água, uma válvula especial é instalada no tubo de retorno. Esse fenômeno pode ocorrer durante a primeira inicialização do sistema, quando a diferença de temperatura entre o líquido de refrigeração é pequena.

Inclinação de aquecimento de calado natural

A instalação de um sistema de suprimento de calor com circulação natural praticamente não difere do esquema tecnológico padrão. Para fazer isso, use os mesmos materiais e ferramentas. A diferença está no viés obrigatório do sistema de aquecimento com circulação natural.

Para garantir a operação do sistema, o tubo de alimentação do riser deve estar inclinado em direção aos radiadores. O grau de mudança na posição dos pontos superior e inferior da linha de suprimento é determinado pela proporção de 1:10. Essa. para cada metro de tubo é necessário um declive de 10 mm.

Para a linha de retorno, a direção da inclinação deve ser alterada. Nesta seção do sistema, ele deve passar dos radiadores para o lado da caldeira. Assim, é criada uma condição adicional para o impacto gravitacional no líquido de refrigeração.

Uma das vantagens de um sistema de aquecimento por circulação natural é a sua manutenção. O proprietário da casa pode eliminar de maneira independente o vazamento ou substituir o radiador com defeito. Mas, para isso, é necessário comprar kits de reparo com antecedência.

O vídeo mostra um circuito de aquecimento com circulação natural com uma descrição detalhada de sua operação e configuração: