Sistema de calefacció tancat: esquemes i característiques d’instal·lació d’un sistema de tipus tancat

La característica principal en què un sistema de calefacció tancat es diferencia d'un obert és el seu aïllament de les influències ambientals. Aquest circuit inclou una bomba de circulació que estimula el moviment del refrigerant. El circuit està desproveït de molts dels inconvenients inherents a un circuit de calefacció obert.

Aprofundireu sobre els avantatges i els contres dels circuits tancats de calefacció llegint el nostre article. Va desmuntar completament les opcions de dispositiu, les especificitats del muntatge i el funcionament de sistemes tancats. Per a mestres independents, es dóna un exemple de càlcul hidràulic.

La informació presentada per referència es basa en codis de construcció. Per optimitzar la percepció d’un tema difícil, el text es complementa amb esquemes útils, col·leccions de fotos i guies de vídeo.

El principi de funcionament d’un sistema tancat

L’expansió tèrmica en un sistema tancat es compensa mitjançant l’ús d’un dipòsit d’expansió de membrana, que s’omple d’aigua durant la calefacció. Quan es refreda, l’aigua del dipòsit torna a entrar al sistema, mantenint així una pressió constant al circuit.

La pressió generada al circuit tancat de calefacció durant la instal·lació es transmet a tot el sistema. El refrigerant circula amb força, per tant, aquest sistema és volàtil. Sense bomba de circulació no hi haurà moviment d'aigua escalfada a través de les canonades als aparells i de tornada al generador de calor.

Els elements principals d’un bucle tancat:

• una caldera;
• vàlvula de sortida d’aire;
• vàlvula termostàtica;
• radiadors;
• canonades;
• dipòsit d'expansió, no en contacte amb l'atmosfera;
• vàlvula d'equilibri;
• vàlvula de bola;
• bomba, filtre;
• vàlvula de seguretat;
• manòmetre de pressió;
• accessoris, fixacions.

Si l'alimentació elèctrica a casa no s'interromp, un sistema tancat funciona de manera eficient. Sovint, el disseny es complementa amb "terres càlids", augmentant la seva eficiència i la seva dissipació de calor.

Aquesta disposició permet no adherir-se a un determinat diàmetre de la canonada, reduir el cost d’adquisició de materials i no col·locar la canonada en un pendent, cosa que simplifica la instal·lació. El líquid amb baixa temperatura ha de fluir cap a la bomba, en cas contrari, el seu funcionament és impossible.

El circuit de calefacció de circuit tancat inclou part de les peces que s’utilitzen en altres tipus de sistemes

Aquesta opció té un matís negatiu, mentre que amb un pendent constant, la calefacció funciona fins i tot en absència de subministrament elèctric, i, en una posició estrictament horitzontal de la canalització, no funciona el sistema tancat. Aquesta deficiència es compensa amb una gran eficàcia i diversos aspectes positius en comparació amb altres tipus de sistemes de calefacció.

La instal·lació és relativament senzilla i és possible en una habitació de qualsevol mida. El conducte no necessita estar aïllat, la calefacció es produeix molt ràpidament, si hi ha un termòstat al circuit, es pot configurar el règim de temperatura. Si el sistema està disposat correctament, no hi ha pèrdues de refrigerant i, per tant, no hi ha raons per tornar a reposar-lo.

Un avantatge indubtable del sistema de calefacció tancat és que la diferència de temperatura entre el subministrament i el retorn permet augmentar la vida operativa de la caldera. Les canonades de circuit tancat són menys susceptibles a la corrosió. Es pot pujar al circuit anticongelant en lloc d’aiguaquan caldeu la calefacció a l’hivern durant molt de temps.

Els sistemes de tipus tancat més utilitzats són els sistemes d’aigua, tot i que els líquids que no congelen, el vapor i els gasos amb les característiques necessàries també poden servir de refrigerant

Protecció del sistema contra l’aire

Teòricament, l’aire no hauria d’entrar en un sistema de calefacció tancat, però de fet encara hi és. La seva acumulació s’observa en un moment en què les canonades i les bateries s’omplen d’aigua. El segon motiu pot ser la despresurització de les articulacions.

Com a resultat de l’aparició d’embussos d’aire, es redueix la transferència de calor del sistema. Per combatre aquest fenomen, s’inclouen vàlvules i aixetes especials per a l’aire d’aire.

Si no s'acumula cap aire, el flotador d'aire queda bloquejat per la vàlvula d'escapament.Quan un tap d’aire s’acumula a la cambra flotant, el flotador deixa de subjectar la vàlvula d’escapament, de manera que l’aire surti fora del dispositiu

Per minimitzar la probabilitat d’embussos d’aire, s’han de seguir algunes regles a l’hora d’omplir un sistema tancat:

1. Subministreu aigua de la part inferior a la part superior. Per fer-ho, poseu canonades perquè l'aigua i l'aire alliberats es desplacin en el mateix sentit.
2. Deixeu les aixetes per obrir-se en posició oberta i les aixetes per drenar aigua en posició tancada. Així, amb un augment gradual del refrigerant, l’aire s’escaparà a través de les obertures a l’aire lliure.
3. Tanqueu la vàlvula de ventilació tan aviat com passi l'aigua. El procés continua sense problemes fins que el circuit s’omple completament amb refrigerant.
4. Posa en marxa la bomba.

Si es troba al circuit de calefacció radiadors d’alumini, a continuació, a cada aire es requereixen els respiradors. L’alumini, en contacte amb el refrigerant, provoca una reacció química, acompanyat de l’alliberament d’oxigen. Els radiadors parcialment bimetàlics tenen el mateix problema, però es forma molt menys aire.

S'instal·la una sortida d'aire automàtica al punt superior. Aquest requisit s’explica pel fet que les bombolles d’aire en substàncies líquides sempre tornen a pujar la canonada, on són recollides per un dispositiu d’escapament d’aire

Als radiadors, tot el refrigerant bimetal 100% no està en contacte amb l’alumini, però els professionals insisteixen en la presència d’una sortida d’aire en aquest cas. El disseny específic dels radiadors de panells d’acer ja està equipat amb vàlvules d’alliberament d’aire durant el procés de fabricació.

Als radiadors antics de ferro colat, s’elimina l’aire amb una vàlvula de bola, aquí no hi ha altres dispositius.

Els punts crítics del circuit de calefacció són els raigs de les canonades i els punts superiors del sistema, de manera que els dispositius d’escapament d’aire es munten en aquests llocs. S’aplica en un bucle tancat Grues Mayevsky o vàlvules automàtiques flotants que permeten ventilar l'aire sense intervenció humana.

En el cas d’aquest dispositiu, hi ha un flotador de polipropilè connectat a través d’un feix a la bobina. A mesura que la cambra flotant s’omple d’aire, el flotador baixa, i quan arriba a la posició inferior, s’obre una vàlvula per on surt l’aire.

En el volum alliberat del gas entra l’aigua, el flotador s’enfila i tanca la bobina. Per evitar que les restes entrin al darrer, es cobreix amb un casquet protector.

El cas tant de sortida d'aire manual com automàtica està fabricat amb material d'alta qualitat que no és susceptible de corrosió. Per extreure el tap d’aire, el con es gira en sentit antihorari, s’allibera aire fins que s’aturi el seu

Hi ha modificacions en què aquest procés va d’una altra manera, però el principi és el mateix: el flotador en la posició inferior: el gas s’allibera; el flotador està enlaire - la vàlvula està tancada, s’acumula aire. El cicle es repeteix automàticament i no requereix la presència d’una persona.

Càlcul hidràulic per a un sistema tancat

Per no equivocar-se en la selecció de canonades per al diàmetre i la potència de la bomba, cal un càlcul hidràulic del sistema.

És impossible un funcionament efectiu de tot el sistema sense tenir en compte els quatre punts principals:

1. Determinar la quantitat de refrigerant que s’ha de subministrar als dispositius de calefacció per tal d’assegurar l’equilibri de calor desitjat a la casa, independentment de la temperatura exterior.
2. Reducció màxima dels costos operatius.
3. Disminuir fins a un mínim d'inversions financeres, depenent del diàmetre escollit de la canalització.
4. Funcionament estable i silenciós del sistema.

El càlcul hidràulic ajudarà a resoldre aquests problemes, la qual cosa permet triar els diàmetres òptims de la canonada tenint en compte els cabals justificats econòmicament del refrigerant, determinar la pèrdua de pressió hidràulica en seccions individuals, enllaçar i equilibrar les branques del sistema.Aquesta és una etapa de disseny complexa i que requereix temps, però necessària.

Regles per calcular el cabal de refrigerant

Els càlculs són possibles si hi ha un càlcul d’enginyeria tèrmica i després de seleccionar radiadors per a la potència. El càlcul d’enginyeria tèrmica ha de contenir dades raonables sobre el volum d’energia tèrmica, càrregues, pèrdues de calor. Si no es disposa d’aquestes dades, la potència del radiador es pren sobre la zona de l’habitació, però els resultats del càlcul seran menys precisos.

És convenient utilitzar un esquema tridimensional. Tots els elements que hi figuren tenen designacions que inclouen el marcatge i el número en ordre

Comença amb l’esquema. És millor realitzar-lo en projecció axonomètrica i aplicar tots els paràmetres coneguts. El cabal de refrigerant es determina mitjançant la fórmula:

G = 860q / ∆t kg / h,

on q és la potència del radiador kW, ∆t és la diferència de temperatura entre les línies de retorn i subministrament. Després d'haver determinat aquest valor, la secció transversal de les canonades es determina a partir de les taules de Shevelev.

Per utilitzar aquestes taules, el resultat del càlcul s’ha de convertir en litres per segon segons la fórmula: GV = G / 3600ρ. Aquí GV indica el cabal del refrigerant en l / s, ρ és la densitat de l'aigua igual a 0,983 kg / l a una temperatura de 60 graus C. De les taules, simplement podeu triar la secció transversal de la canonada sense fer un càlcul complet.

Les taules de Shevelev simplifiquen molt el càlcul. A continuació es mostren els diàmetres de les canonades de plàstic i acer, que es poden determinar coneixent la velocitat del refrigerant i el cabal

La seqüència de càlcul és més fàcil d’entendre amb l’exemple d’un esquema senzill incloent una caldera i 10 radiadors. L’esquema s’ha de dividir en seccions on la secció transversal de la canonada i el cabal de refrigerant són constants.

El primer tram és la línia de la caldera al primer radiador. El segon és el segment entre el primer i el segon radiador. La tercera i les seccions posteriors s’assignen de manera similar.

La temperatura des del primer fins al darrer dispositiu disminueix gradualment. Si en el primer tram l’energia tèrmica és de 10 kW, aleshores quan passa el primer radiador, el refrigerant li proporciona una certa quantitat de calor i la calor residual disminueix 1 kW, etc.

Podeu calcular el cabal de refrigerant mitjançant la fórmula:

Q = (3,6xQuch) / (cx (tr-a))

Aquí, Quch és la càrrega de calor de la secció, s és la calor específica d’aigua, que té un valor constant de 4,2 kJ / kg x s., Tr és la temperatura del portador de calor calenta a l’entrada i la temperatura del portador de calor refrigerat a la sortida.

La velocitat òptima de moviment del fluid calent al llarg de la canonada és de 0,2 a 0,7 m / s. A un valor inferior, apareixen embussos d'aire al sistema. Aquest paràmetre es veu afectat pel material del producte, la rugositat dins de la canonada.

Tant en circuits de calefacció oberts com en tancats, s'utilitzen canonades d'acer negre i inoxidable, coure, polipropilè, polietilè de diverses modificacions, polibutilè, etc.

A una velocitat de refrigerant dins de l’interval recomanat de 0,2-0,7 m / s, s’observaran pèrdues de pressió de 45 a 280 Pa / m a les canonades del polímer i de 48 a 480 Pa / m a les canonades d’acer.

El diàmetre interior de les canonades de la secció (dвн) es determina en funció del flux de calor i de la diferència de temperatura a l’entrada i sortida (=tco = 20 graus C per a un circuit de calefacció de 2 canals) o al cabal del refrigerant. Hi ha una taula especial per a això:

Segons aquesta taula, coneixent la diferència de temperatura entre l’entrada i la sortida, així com el cabal, és fàcil determinar el diàmetre interior de la canonada

Per seleccionar un circuit, heu de considerar els esquemes d'un sol canal i de dos canals per separat. En el primer cas, es calcula la pujada amb major quantitat d'equips i, en el segon, el circuit carregat. La longitud del lloc s’extreu del pla, implementat a escala.

Un especialista del perfil adequat només pot realitzar un càlcul hidràulic precís. Hi ha programes especials que permeten realitzar tots els càlculs relacionats amb les característiques tèrmiques i hidràuliques que es poden utilitzar quan disseny del sistema de calefacció per casa vostra.

Selecció de la bomba de circulació

L’objectiu del càlcul és obtenir el valor de pressió que ha de desenvolupar la bomba per conduir l’aigua a través del sistema. Per fer-ho, utilitzeu la fórmula:

P = Rl + Z

En què:

• P és la pèrdua de pressió del conducte a Pa;
• R és la resistència a fregament específica en Pa / m;
• l és la longitud de la canonada a la secció de disseny en m;
• Z: pèrdua de pressió a les zones "estretes" de Pa.

Aquests càlculs es simplifiquen mitjançant les mateixes taules de Shevelev, a partir de les quals es pot trobar el valor de la resistència al fregament, només caldrà calcular 1000i segons la longitud específica de la canonada. Així, si el diàmetre de la canonada interior és de 15 mm, la longitud de la secció és de 5 m, i 1000i = 28,8, aleshores Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. Un cop trobats els valors Rl per a cada trama, es resumeixen.

El valor de pèrdua de pressió Z tant de la caldera com dels radiadors es troba al passaport. Per a altres resistències, els experts aconsellen prendre un 20% de Rl, seguit de sumar els resultats per a seccions individuals i multiplicar per un factor 1,3. El resultat és el cap de bomba desitjat. Per als sistemes monoplaça i de dos canals, el càlcul és el mateix.

La bomba s’instal·la de manera que el seu eix ocupi una posició horitzontal, en cas contrari no es pot evitar la formació d’embussos d’aire. Muntar-lo a les dones americanes, de manera que, si cal, sigui fàcil d’eliminar

En el cas quan recollida de bombes segons la caldera existent, després aplica la fórmula: Q = N / (t2-t1), on N és la potència de la unitat de calefacció en W, t2 i t1 són la temperatura del refrigerant en sortir de la caldera i al retorn, respectivament.

Com calcular el dipòsit d'expansió?

El càlcul es redueix a determinar la quantitat amb la qual augmentarà el volum del refrigerant durant la seva calefacció des de la temperatura mitjana ambient + 20 graus C fins la de treball, de 50 a 80 graus. Aquests càlculs no són senzills, però hi ha una altra manera de resoldre el problema: els professionals aconsellen escollir un dipòsit amb un volum igual a 1/10 de la quantitat total de líquid del sistema.

Un dipòsit d'expansió és un element molt important del sistema. L’excés de refrigerant que rep en el moment d’expansió d’aquest últim estalvia la línia i l’aixeta de l’esquinç

Podeu esbrinar aquestes dades en certificats d’equips, que indiquen la capacitat de la jaqueta d’aigua de la caldera i 1 secció de radiador. A continuació, calculeu l’àrea de secció de canonades de diferents diàmetres i multipliqueu-ne la longitud corresponent.

Es resumeixen els resultats, a més s’hi afegeixen dades de passaports i s’obté un 10% del total. Si tot el sistema conté 200 litres de refrigerant, cal un dipòsit d'expansió de 20 litres.

Criteris de selecció del tanc

Fer tancs d'expansió d’acer. A l'interior hi ha una membrana que divideix el dipòsit en 2 compartiments. El primer està farcit de gas, i el segon amb refrigerant. Quan la temperatura puja i l’aigua entra del sistema al dipòsit, a la seva pressió el gas es comprimeix. El refrigerant no pot ocupar tot el volum per la presència de gas al dipòsit.

La capacitat dels tancs d’expansió és diferent. Aquest paràmetre està seleccionat de manera que quan la pressió del sistema arriba al pic, l’aigua no s’eleva per sobre del nivell establert. Com a protecció del dipòsit contra el desbordament, s’inclou una vàlvula de seguretat en el disseny.El farciment normal del tanc és del 60 al 30%.

La millor solució és instal·lar el dipòsit d’expansió al lloc on el sistema menys corba. El millor lloc per a ell és una secció recta davant de la bomba.

L’elecció de l’esquema òptim

Per escalfar en una casa particular s’utilitzen dos tipus d’esquemes: un sol i dos canonades. Si els compareu, aquest últim és més eficaç. La seva diferència principal en els mètodes de connexió de radiadors a canonades. En un sistema de dues canonades, un element indispensable del circuit de calefacció és un aixecador individual, a través del qual es torna el refrigerant refrigerat a la caldera.

La instal·lació d’un sistema d’un sol tub és més senzilla i menys costosa en termes financers. El bucle tancat d’aquest sistema combina tant la canalització d’alimentació com la de retorn.

Sistema de calefacció d’un sol tub

En cases d'una i de dues plantes amb una superfície reduïda, s'ha demostrat bé l'esquema d'un circuit de calefacció de circuit tancat d'un sol tub, que representa el traçat d'una canonada i diversos radiadors connectats en sèrie.

De vegades s'anomena popularment "Leningrad". El refrigerant, retornant la calor al radiador, torna al tub de subministrament i, a continuació, passa a la bateria següent. Els darrers radiadors reben menys calor.

En instal·lar un sistema de canonada única, podeu fer 2 opcions per moure el refrigerant: associat i punt mort. En el primer cas, el sistema es pot equilibrar, però en el segon no n’hi ha

L’avantatge d’un esquema s’anomena instal·lació econòmica: es necessita menys temps i material que per a un sistema de dues canonades. En cas de fallada d’un radiador, la resta funcionarà en mode normal quan s’utilitza bypass.

Les possibilitats d’un esquema d’un sol tub són limitades: no es pot iniciar per etapes, els radiadors s’escalfen desigualment, de manera que cal afegir seccions a l’última de la cadena. Perquè el refrigerant no es refredi tan ràpidament, cal augmentar el diàmetre de les canonades. Es recomana connectar no més de 5 radiadors per a cada pis.

Es coneixen dos tipus de sistemes: horitzontal i vertical. En un edifici d'una sola planta, es mostra una vista horitzontal del sistema de calefacció tant a la part inferior com a la planta baixa.Es recomana que les bateries es muntin al mateix nivell i que el tub horitzontal de subministrament inclini lleugerament al llarg del flux del refrigerant.

Amb un cablejat vertical, l’aigua de la caldera s’eleva a la pujada central, entra al conducte, es distribueix en aixetes individuals i, entre elles, als radiadors. Quan es refreda, el líquid que baixa per la mateixa pujada baixa, passant per tots els aparells, es troba a la canonada de retorn, i des d’ella la bomba ho torna a treure a la caldera.

Un sistema vertical d'un sol tub inclou una aixeta principal i diversos dipòsits d'expansió separats, un tub d'alimentació, bateries, un colector d'aire, un tub de retorn i una bomba. Més sovint s’utilitza un sistema amb seccions desplaçades, on s’utilitzen aixetes de 3 vies per ajustar la calefacció dels radiadors

Seleccionant un tipus de sistema de calefacció tancat, la instal·lació es realitza en la següent seqüència:

1. Instal·leu la caldera. Molt sovint se li assigna un lloc a la planta baixa o al primer pis de la casa.
2. Les canonades es connecten a les canonades d’entrada i sortida de la caldera, s’obtenen al llarg del perímetre de totes les habitacions. Les connexions es seleccionen depenent del material de les canonades principals.
3. Instal·leu el dipòsit d’expansió situant-lo al punt més alt. Al mateix temps, es munta un grup de seguretat, connectant-lo a la carretera mitjançant un tram. Fixen la pujada principal vertical, la connecten al dipòsit.
4. Instal·leu radiadors amb la instal·lació de grues Maevsky. La millor opció: un bypass i 2 vàlvules de tancament: una a l’entrada, l’altra a la sortida.
5. La bomba s’instal·la a la zona on entra el refrigerant refrigerat a la caldera, prèviament havent instal·lat un filtre davant del lloc de la seva instal·lació. El rotor es col·loca horitzontalment.

Alguns amos instal·len una bomba amb un bypass, per no drenar l'aigua del sistema en cas de reparació o substitució d'equips.

Després de muntar tots els elements, obriu la vàlvula, ompliu la línia amb refrigerant i traieu l’aire. Comproven que l’aire s’elimina completament desenroscant el cargol situat a la coberta de la caixa de la bomba. Si el líquid s’escapa de sota, vol dir que es pot posar en marxa l’equip tensant prèviament el cargol central no atornillat anteriorment.

Amb dissenys contrastats sistemes de calefacció d'un sol tub i les opcions del dispositiu que podeu trobar en un altre article del nostre lloc.

Sistema de calefacció de dues canonades

Com en el cas d’un sistema de canonada única, hi ha un cablejat horitzontal i vertical, però hi ha una línia d’alimentació i una de retorn. Tots els radiadors escalfen igual. Un tipus difereix d’un altre en el fet que en el primer cas hi ha un sol aixecador i tots els dispositius de calefacció hi estan connectats.

Els esquemes de dos canals es troben més sovint en la construcció de diversos pisos, quan es requereix que una caldera escalfi efectivament tot l’edifici

El diagrama vertical preveu la connexió de radiadors a una aixeta situada verticalment. El seu avantatge és que en un edifici de diverses plantes, cada pis està connectat individualment a la planta alta.

Una característica de l’esquema de dos canonades és la presència de canonades connectades a cada bateria: una recta i la segona inversa. Hi ha 2 circuits per connectar aparells de calefacció. Un d'ells és col·leccionista, quan 2 canonades s'ajusten dels col·lectors a la bateria.

L’esquema es caracteritza per una instal·lació complexa i un elevat consum de material, però a cada habitació es pot ajustar la temperatura.

El segon és un circuit paral·lel és més senzill. Els aixecadors s’instal·len al voltant del perímetre de la casa, els radiadors estan connectats a ells. Una gandula recorre el terra i hi ha connectades amb ell.

Els components d'aquest sistema són:

• una caldera;
• vàlvula de seguretat;
• manòmetre de pressió;
• sortida d'aire automàtica;
• vàlvula termostàtica;
• bateries
• bomba
• filtre
• dispositiu d'equilibri;
• dipòsit;
• vàlvula.

Abans de continuar amb la instal·lació, s’hauria de resoldre el problema del tipus de portador d’energia. A continuació, instal·leu la caldera en una sala de calderes separada o al soterrani. El principal és que hi hagi una bona ventilació. Instal·leu el col·lector, si el projecte i la bomba ho proporcionen. Els equips d'ajust i mesura es munten a prop de la caldera.

Es porta una carretera a cada radiador futur i, a continuació, s’instal·len les pròpies bateries. Els radiadors es troben penjats en brackets especials de manera que queden entre 10 i 12 centímetres al terra i a 2-5 cm de les parets. Subministren obertures d’instruments amb dispositius de tancament i control a l’entrada i sortida.

El procés d’instal·lació d’un sistema de dues canonades consta de diverses etapes. El primer d’ells és la instal·lació d’una caldera. Als llocs d’instal·lació de bateries, es subministren tubs primer i només després es munten els radiadors

Després de la instal·lació de tots els nodes del sistema, es premeu. Els professionals haurien de dedicar-s’hi, ja que només poden emetre el document corresponent.

Detalla les característiques del dispositiu d’un sistema de calefacció de dos canals descrit aquí, l'article presenta diversos esquemes i en fa la seva anàlisi.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Aquest vídeo mostra un exemple de càlcul hidràulic detallat d’un sistema de calefacció de 2 canals de tipus tancat per a un edifici de 2 plantes del programa VALTEC.PRG:

Aquí es descriu detalladament sobre el dispositiu d’un sistema de calefacció d’un sol tub:

És possible instal·lar tu mateix una versió tancada del sistema de calefacció, però no ho podeu fer sense consells experts. La clau de l’èxit és un projecte correctament finalitzat i materials de qualitat.

Tens alguna pregunta sobre les particularitats del circuit de calefacció interior? Hi ha informació sobre el tema que sigui interessant per als visitants del lloc i per a nosaltres? Escriviu els comentaris al bloc següent.