Esquemas y reglas típicas para diseñar un sistema de calefacción para una casa privada de un piso
El sistema de calefacción en una casa de un piso se puede montar de acuerdo con varios esquemas. Al elegir la mejor opción, se tienen en cuenta el presupuesto del proyecto y la disponibilidad de combustibles.
Además de las características de los elementos estructurales de un edificio residencial privado: el área del objeto, los materiales utilizados en la construcción, la presencia de un almacén para la instalación de equipos de calderas.
Veamos qué reglas se deben seguir al diseñar un sistema de calefacción y qué acciones es mejor rechazar para evitar problemas de calefacción en el futuro.
El contenido del artículo:
- Requisitos de calefacción individual
- Clasificación de los sistemas de suministro de calor.
- Características de la circulación del refrigerante.
- Sistema de calefacción de tubería única
- Sistema de calefacción de dos tubos
- Diagrama de cableado inferior y superior
- Tipos de sistema de diseño horizontal de dos tubos
- Reglas para diseñar un sistema de calefacción
- ¿Qué información necesitan los maestros?
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Requisitos de calefacción individual
La unidad de calefacción debe planificarse de modo que coincida con el diseño arquitectónico del edificio. La ubicación de todos los elementos funcionales debe ser lo más conveniente posible para la operación y los trabajos de reparación programados sin violar la integridad estructural de la casa.
Requisitos básicos para sistemas de calefacción modernos:
- eficiencia energética
- instalación y mantenimiento simples;
- altas tasas de transferencia de calor;
- independencia total / parcial de la electricidad.
Antes de continuar con el diseño del suministro de calor, debe elegir el más adecuado y fuente de calor económica - estufa o chimenea, agua, vapor, aire o calefacción eléctrica.
Y queda por decidir sobre el diagrama esquemático del cableado de la tubería para calentar una casa privada de un piso, calcular con precisión la potencia y evaluar objetivamente la carga en el sistema, teniendo en cuenta todas las características.
Una línea de calefacción de distribución correctamente instalada permite organizar un calentamiento uniforme del aire en todas las habitaciones de una casa privada en un tiempo mínimo.
Clasificación de los sistemas de suministro de calor.
En edificios de una sola planta, se montan cabañas, casas, sistemas de calefacción autónomos o dependientes de fuentes de energía externas. Los primeros operan con gas licuado, diesel y combustible sólido. El segundo: debe conectarse a la red eléctrica o al gasoducto principal.
Otra diferencia entre las opciones de suministro de calor es la necesidad de participación humana en la operación del equipo.
Los sistemas de control automatizados no requieren monitoreo las 24 horas o configuración manual. El mantenimiento de una temperatura confortable dentro del edificio es proporcionado por termostatos y sensores de temperatura.
Estos dispositivos monitorean regularmente los cambios en los indicadores de temperatura, lo que permite que el sistema de calefacción tenga en cuenta todos los factores que afectan directamente la temperatura en la habitación: calor solar, radiación de electrodomésticos, calefacción de lámparas para iluminación, etc.
La automatización permite cambiar la temperatura de la casa en diferentes momentos del día.
Al clasificar los sistemas de calefacción, tenga en cuenta signos como:
- tipo de portador de calor - aire, agua o vapor, combinados;
- tipo de combustible utilizado - gas, electricidad, turba, madera, pellets, carbón;
- forma de transportar fluido de trabajo - con circulación natural y forzada;
- movimiento de refrigerante - Pases y puntos muertos;
- forma de conectar equipos de caldera - diseño de una tubería y dos tuberías;
- diagrama de cableado - con una disposición vertical u horizontal de la línea de distribución, superior o inferior, combinada.
En los edificios de apartamentos múltiples, el diseño vertical es dominante, mientras que en los edificios de un solo piso, se encuentra uno horizontal. Los métodos combinados de suministro de calor prevalecen en los edificios de gran altura.
Características de la circulación del refrigerante.
En edificios privados de poca altura, es efectivo instalar sistemas de calefacción con fluido de transferencia de calor. Para esto, las tuberías se llenan con anticongelante no congelante o agua.
El movimiento del fluido de trabajo a lo largo del circuito de calentamiento puede llevarse a cabo en modo natural o forzado. El agua calentada por el generador de calor ingresa a la tubería de distribución y luego a los radiadores. Esta parte del circuito se llama carrera hacia adelante.
Después de entrar en las baterías, el fluido de transferencia de calor se enfría y rápidamente va a la caldera para calentarse. Esta brecha se llama trazo inverso. Para acelerar el transporte del refrigerante dentro del sistema, se monta una bomba de circulación.
Movimiento fluido natural
Las tuberías horizontales están inclinadas en el circuito de calefacción, creando así las condiciones para el movimiento del fluido de trabajo bajo la influencia de la gravedad.
También instalan un tanque de expansión abierto, un tanque especial para recibir el exceso de agua para garantizar el funcionamiento correcto y seguro de todos los nodos de la red de ingeniería.
Sistemas de calefacción con función de circulación natural debido a las diferentes densidades de refrigerante calentado y frío. De acuerdo con las leyes de la física, el agua caliente se precipita.
En un circuito cerrado, los flujos fríos desplazan inevitablemente a los calentados, obligándolos a moverse en la dirección opuesta a la fuente de calor. Un fluido en movimiento con potencial de energía cinética pasa a través de todas las baterías, emitiendo calor. Después de regresar al equipo de caldera, el ciclo se repite.
Para que el diseño por gravedad funcione completamente, la caldera se instala debajo del eje central del circuito principal. Típicamente, el generador de calor está montado en el hueco del piso, pero a veces en los sótanos, con la excepción de las unidades de gas.
La tubería de suministro de la caldera se eleva en dirección vertical hasta el punto más alto posible. Esto crea espacio adicional en un circuito cerrado para dispersar el fluido de trabajo.
Se minimiza el número de válvulas de cierre necesarias en los sistemas de calentamiento por gravedad. Se imponen requisitos estrictos sobre el diámetro de las tuberías instaladas: debe ser de al menos 32 mm. Dado que la velocidad de movimiento del agua en el circuito es insignificante, para aumentar la eficiencia de calentamiento, solo se montan tuberías de gran diámetro.
Un sistema de calefacción autónomo, cuyo principio se basa en la forma natural de hacer circular el fluido de transferencia de calor, es el más simple. Tal proyecto de calefacción doméstica es fácil de poner en práctica. Sin embargo, esta opción solo es adecuada para edificios privados de pequeño tamaño, ya que la longitud del circuito de calefacción está limitada a 30 metros.
La principal ventaja de los sistemas de flujo por gravedad es la independencia total de la electricidad. Para obtener más información sobre los sistemas de calefacción con circulación natural del refrigerante, lea más allá.
Circulación forzada en el sistema.
Para edificios privados con una superficie total de más de 60 metros cuadrados. Diseño de calefacción con transporte forzado del fluido de trabajo. En un conjunto de bucle cerrado bomba de circulacióncon el fin de proporcionar un movimiento acelerado del portador de calor caliente a los radiadores, y el enfriado al generador de calor.
La instalación de tuberías en el sistema se puede realizar sin sesgo en el plano horizontal. El agua se mueve debido a la diferencia en los indicadores de presión que ocurre en la sección de la línea entre el flujo de fluido hacia adelante y hacia atrás.
Un inconveniente significativo de un sistema coercitivo es su volatilidad. Para la circulación constante de agua en el circuito, es necesario el funcionamiento continuo de la bomba, y su rendimiento depende directamente de la fuente de alimentación.
En caso de una interrupción repentina, el equipo simplemente no podrá bombear fluido. Por lo tanto, los expertos recomiendan la instalación adicional de generadores de respaldo capaces de proporcionar un suministro de calor estable e ininterrumpido incluso en situaciones imprevistas.
Dichos esquemas se pueden usar al instalar calefacción en edificios de cualquier tamaño. Solo es necesario elegir una bomba de circulación con indicadores de potencia adecuados y proporcionar potencia.
Sistema de calefacción de tubería única
En la casa, solo se instala una línea troncal debajo del piso o por encima con una conexión en serie de baterías. En dicho circuito de calefacción no hay distribución entre la tubería de suministro y la tubería de retorno.
A lo largo del perímetro de un edificio de un solo piso, solo se monta un tubo de sección transversal circular con un diámetro de al menos 32 mm, que se divide condicionalmente por la mitad.La mitad de la salida del generador de calor se llama suministro, y la segunda parte del principal se llama retorno. Usando una tubería soldada o sin costura de pequeño diámetro, los radiadores / convectores se montan en el bucle invertido.
El esquema de una tubería incluye los siguientes elementos funcionales:
- fuente de suministro de calor (caldera);
- radiadores de calefacción;
- tanque de expansión;
- elementos de enrutamiento de tuberías.
El líquido calentado fluye alternativamente hacia los radiadores, emitiendo cada vez parte de su calor. Después de eso, ya se ha enfriado de nuevo a la caldera para el próximo ciclo de calentamiento. Cada batería pierde calor y el último elemento de la cadena sigue siendo el más frío en comparación con otros.
Hay varias formas de optimizar el rendimiento de un sistema de tubería única. Opcionalmente, puede instalar válvulas termostáticas especiales para intercambiadores de calor, válvulas de equilibrio con resistencia hidráulica ajustable o válvulas de bola compactas. Dicho equipo ayuda a normalizar el suministro de calor a las baterías.
Otra forma es aumentar el número de secciones de cada radiador posterior en el circuito de calefacción. Y también puede instalar una bomba de circulación. El dispositivo de bomba se conecta al final del retorno, el lugar donde el fluido de trabajo tiene la temperatura más baja.
La opción de calefacción de un solo tubo es fácil de instalar y poner en servicio. Las pérdidas de calor se minimizan, ya que absolutamente todas las comunicaciones se encuentran dentro de las salas de estar de una casa privada.
Dicho esquema puede organizarse en forma de un sistema con cableado horizontal y movimiento forzado del refrigerante o una red de calentamiento vertical con movimiento natural, forzado o combinado del fluido de trabajo.
También recomendamos leer nuestro otro material, donde examinamos en detalle sistema de calefacción de tubería única para una casa privada
Método de cableado horizontal
La instalación de la tubería de suministro en un plano horizontal se realiza con la pendiente deseada en la dirección del movimiento del agua calentada. En este caso, todas las baterías alrededor del perímetro de la casa deben instalarse al mismo nivel. Para escape de aire de radiadores use grifos Mayevsky o dispositivos automáticos de ventilación.
La línea horizontal puede instalarse en la estructura del piso o montarse sobre ella. Para evitar la pérdida de calor, en el primer caso, es necesario aislar las tuberías.
Diseño vertical
En dicho sistema, el transporte de líquido refrigerante proporciona un modo de circulación natural y, por lo tanto, no es necesario instalar una bomba adicional. La no volatilidad es la principal ventaja de un sistema de calefacción vertical de una tubería en el hogar.
Con este método de cableado, el fluido de trabajo, calentado a una temperatura predeterminada, sube por el elevador, luego de lo cual ingresa a las baterías a través de los tubos de distribución. La efectividad de la operación de un sistema de tubería única dispuesta verticalmente se logra mediante la instalación de una tubería en una pendiente, así como la instalación de tuberías de gran diámetro.
Por supuesto, una tubería masiva no decorará el interior de las salas de estar. Pero este inconveniente obvio se puede evitar instalando equipos de circulación en el sistema.
Sistema de calefacción de dos tubos
La principal diferencia entre el sistema de calefacción de dos tubos de la casa es la presencia de un tubo para el suministro de agua y otro para su retorno.Además, el líquido caliente ingresa al primero, y el refrigerante ya enfriado va a la caldera a lo largo del segundo.
Cada batería es alimentada por un elevador de alimentación y un elevador de retorno. Esto hace posible regular la cantidad de calor recibido por los radiadores individuales. Si no tiene en cuenta el enfriamiento del refrigerante en las tuberías, resulta que todos los elementos de calentamiento reciben líquido con la misma temperatura.
El circuito de calefacción de dos tubos incluye:
- generador de calor
- baterías
- tanque de expansión;
- tubos
- Válvulas de cierre y dispositivos especiales para descarga de aire.
Desde la caldera hasta el tanque de expansión hay una tubería con agua caliente. Luego se conecta a la línea de distribución en el circuito de calefacción. Además, se inserta una tubería de desbordamiento en el tanque para la eliminación oportuna del exceso de refrigerante en el sistema de alcantarillado.
Las tuberías que salen del fondo de los intercambiadores de calor se combinan en una sola línea de retorno. En él, el refrigerante enfriado vuelve a la caldera. La tubería de retorno se coloca estrictamente paralela a las tuberías superiores. Debe pasar por todas las habitaciones donde se coloca la línea de suministro de agua caliente.
Los sistemas coercitivos de dos tuberías se consideran los más efectivos para casas y casas de un solo piso, pero pueden proporcionar calor para grandes edificios de dos pisos.
Y estos le permiten calentar la habitación de manera uniforme y muy rápida y mantener diferentes condiciones de temperatura en las habitaciones. Además, la ejecución de doble circuito permite organizar no solo el calentamiento de la casa, sino también el suministro de agua caliente.
Los sistemas cerrados de suministro de calor con circulación forzada se montan en dos versiones: con cableado horizontal y vertical.
El primer método se implementa en casas de un solo piso con una larga tubería. En tales situaciones, conectar los radiadores de agua al circuito de calefacción con cableado horizontal es la mejor solución.
En la segunda versión del cableado, el elevador está ubicado verticalmente, lo que le permite usar el circuito incluso en edificios de gran altura. En tales sistemas, el aire no se acumula, ya que las burbujas resultantes se elevan instantáneamente en dirección vertical, directamente al tanque de expansión.
Diagrama de cableado inferior y superior
Con el cableado inferior del sistema, el tronco se coloca en el sótano o sótano. Y también se permite la instalación de tuberías debajo del piso. El refrigerante ingresa al equipo de calefacción de abajo hacia arriba.
La mezcla de gases se elimina a través de una línea aérea especial conectada a los tubos ascendentes. En caso de emergencias imprevistas, los elevadores de retorno y suministro están equipados con grúas especiales para el apagado.
Para implementar el esquema con la línea de distribución superior, el tanque de expansión se monta en el punto más alto de la tubería. La ramificación de la red también se realiza en el mismo lugar.
Tipos de sistema de diseño horizontal de dos tubos
La opción de calefacción más común para un edificio residencial de un piso es un sistema de suministro de calor horizontal de dos tubos.
Para organizar dicho circuito de calefacción, se utilizan los siguientes esquemas:
- tee o de otra manera perimetral;
- colector, de lo contrario radiación.
Según el esquema en T, las tuberías están conectadas por tees, las tuberías se colocan alrededor del perímetro de la habitación y se conectan en serie a los dispositivos. El refrigerante en el sistema perimetral fluye de una batería a otra, enfriándose un poco en el camino.
De acuerdo con el movimiento del refrigerante calentado y enfriado, las variantes en T se dividen en pasantes y en sentido contrario. En un diseño sin salida, el agua fría y caliente se mueve en diferentes direcciones. De paso, el refrigerante calentado y desechado fluye en una dirección.
En circuito colector Desde el órgano central del sistema, el colector, las tuberías se conducen a cada uno de los radiadores, por lo que el refrigerante ingresa a todos los dispositivos al mismo tiempo.
El principio del dispositivo se asemeja a los rayos del sol que emanan del distribuidor de flujo de calor ubicado generalmente en el centro. En los tipos de cableado de haz, el refrigerante se mueve solo en diferentes direcciones.
Reglas para diseñar un sistema de calefacción
Un proyecto bien diseñado le permite ejecutar el sistema de calefacción más eficiente y multifuncional.
Debe funcionar sin problemas en las condiciones climáticas características de una localidad en particular, donde se encuentra una casa de un piso, y debe ser fácil de operar.
La preparación de un proyecto de calidad para calentar una casa de un piso y el cálculo exacto de los parámetros del sistema se realizan de acuerdo con un plan específico:
- En la primera etapa, es necesario formular una tarea técnica teniendo en cuenta todos los requisitos y detalles para el sistema de calefacción.
- El segundo paso es recopilar información sobre una propiedad privada. Los especialistas deben tomar todos los indicadores para trazar un diagrama del circuito de calefacción.
- El siguiente paso es el cálculo de la transferencia de calor. Para hacer esto, debe realizar cálculos y elegir el esquema de calefacción óptimo que cumpla con los estándares básicos de construcción y los requisitos individuales del cliente.
- Cuando se completan todos los cálculos, se ejecutan los dibujos.
- La última etapa es el diseño y la entrega del proyecto del sistema de calefacción terminado al cliente.
La tarea principal del diseño es calcular el área correcta del equipo de calefacción, para seleccionar los diámetros de tubería apropiados. Y también para determinar el rendimiento de los dispositivos de bombeo, para calcular los lugares de inyección de válvulas y componentes del sistema. Por lo tanto, es recomendable confiar el proceso a los profesionales.
Si realmente desea realizar los cálculos usted mismo, le recomendamos que lea el material donde realizamos un ejemplo. cálculo del sistema de calefacción para una casa privada
¿Qué información necesitan los maestros?
Antes de que comience el trabajo de instalación, debe discutir con los expertos todos los matices, mostrar su visión del sistema de calefacción.
Los maestros deben proporcionar:
- información completa sobre los materiales de los que está hecho el techo del edificio, techos de piso, estructuras de ventanas;
- plan de una casa de un piso;
- dibujos donde se marcan los nodos de plomería.
La vida del sistema de suministro de calor se ve afectada no solo por la calidad del diseño de ingeniería y la instalación hábil, sino también por los materiales seleccionados, el equipo de caldera instalado, así como el uso racional de los elementos de calefacción.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
En el diagrama de video 3D, dispositivo e instalación de un sistema de calefacción para un arreglo de un solo tubo en una casa privada de un piso:
En el video se muestra una representación esquemática de un sistema de calefacción de polipropileno de dos tubos, la conexión correcta del equipo de caldera y la instalación de radiadores de calefacción:
En el video, se analiza en detalle un proyecto típico de calefacción y el cálculo de las pérdidas de calor:
Los sistemas modernos de suministro de calor son atributos integrales del funcionamiento de casas privadas, casas de campo y otros proyectos de construcción. El diseño ejecutado profesionalmente es la clave para un funcionamiento eficaz, confiable y sin problemas a largo plazo de un sistema de calefacción individual.
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Hola Tengo una casa privada de un piso. Quiero instalar calefacción de dos tubos desde una caldera de leña. La tubería superior (alimentación) pasará por debajo del techo.
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