Sistema de calentamiento de agua de circulación obligatoria: esquemas, opciones de implementación, detalles técnicos.

Muchas soluciones modernas para calentar el agua de las casas requieren el uso de un grupo de bombeo. El diseño e instalación de un sistema de calefacción con circulación forzada debe realizarse teniendo en cuenta los aspectos técnicos derivados del rápido movimiento del refrigerante.

La alta presión en el circuito de calefacción le permite implementar muchos diagramas de cableado. De acuerdo, esta es una ventaja importante de un sistema de calefacción de circulación forzada. Sin embargo, la disposición de tal esquema requiere un diseño competente.

Le diremos para qué características se seleccionan las principales unidades de trabajo del sistema, y ​​también describiremos en detalle las posibles opciones de cableado para el principal y cómo organizar el circuito de calefacción.

Características técnicas de los componentes principales del sistema.

El circuito forzado difiere del natural por la adición de una o más bombas de circulación. Debido al aumento de la presión y la velocidad del refrigerante, las reglas para la formación de nodos y la ubicación de los elementos del circuito cambian.

Este hecho debe tenerse en cuenta para garantizar un calentamiento de alta calidad durante la circulación forzada.

Requisitos generales para el grupo de bombas.

Las bombas de circulación se seleccionan en función de los requisitos para el volumen de agua destilada (metro cúbico por hora) y la presión (metro). El cálculo de ambos parámetros depende de la capacidad cúbica de la carcasa calentada y del método de calentamiento, así como de la longitud del circuito de agua y el diámetro de sus tuberías.

La bomba debe elegirse de modo que sus parámetros no estén "cerca de" los requisitos del sistema. Esto le permitirá agregar, si es necesario, elementos al circuito sin reemplazar la bomba.

Básicamente, las bombas están diseñadas para un voltaje de 220 voltios, pero también son compatibles con 12 voltios. Durante las sobretensiones, es necesario instalar un estabilizador para evitar que el dispositivo falle.

En caso de apagones frecuentes, se debe tener cuidado fuente de alimentación ininterrumpida. No es necesario usar un UPS potente: para calentar casas privadas rara vez se utilizan dispositivos con un consumo de más de 150 vatios por hora.

Las bombas de circulación condicional se pueden dividir en dos tipos según la posición del motor. Los dispositivos con un rotor seco tienen una mayor eficiencia, pero tienen un mayor nivel de ruido y menos recursos que con un rotor húmedo.

Si el cableado del sistema brinda una oportunidad para el movimiento natural del refrigerante a lo largo del circuito, entonces la bomba debe montarse a través del bypass. En este caso, cuando se rompe o es posible un corte de energía, la calefacción puede cambiar al modo de circulación gravitacional.

El agua también puede moverse a través de una bomba inactiva, pero creará una fuerte resistencia a su movimiento.

La elección a favor del modelo de bomba en relación con un sistema de calefacción específico se lleva a cabo determinando el punto de funcionamiento y combinándolo con los valores requeridos del flujo de refrigerante (+)

Particularmente relevante es el problema de detener la bomba cuando se utiliza la calefacción de la estufa o la chimenea. En este caso, el horno continuará calentando el intercambiador de calor y es posible hervir agua y descomponer permanentemente todo el sistema.

Mejor hacer instalación de la bomba en la tubería de retorno, porque una temperatura más baja del agua extenderá su vida útil. Si no es posible instalar la bomba en un lugar que no sea la tubería que sale de la caldera, utilice una bomba con sellos de cerámica.

Aunque pueden soportar temperaturas de hasta 110 ° C, pero cuando el sistema hierve, pueden tener problemas de funcionamiento.

Después de montar la bomba en el circuito a través del bypass, es posible lograr no solo condiciones normales de trabajo según el principio de circulación natural, sino también la posibilidad de quitar la bomba sin drenar el agua

La información útil sobre la selección de bombas de circulación para el sistema de calefacción se encuentra en los artículos:

1. Selección de una bomba de circulación: dispositivo, tipos y reglas para elegir una bomba para calefacción
2. Bomba de circulación para calefacción: los diez mejores modelos y consejos para clientes

Las sutilezas de elegir calderas y hornos

El uso de calderas eléctricas y de gas y hornos de combustión prolongada como generador de calor es atractivo desde el punto de vista de la simplicidad de controlar la entrada de calor a través de un intercambiador de calor.

Solicitud hornos de combustible sólido, especialmente los diseños caseros, están cargados de calor insuficiente o excesivo. Sin embargo, su uso a menudo se justifica desde el punto de vista de la economía y la disponibilidad de combustible.

Muchos modelos de electricidad y calderas de gas Con bomba integrada. Por un lado, el sistema de circulación incorporado se selecciona de acuerdo con la capacidad de la caldera y elimina la necesidad de comprar e instalar una bomba separada. Por otro lado, si la bomba incorporada se descompone, no será tan fácil repararla o reemplazarla como una bomba separada.

La caldera eléctrica con bomba integrada es una solución compacta y preparada para incorporarla a un circuito de circulación forzada.

Los requisitos para la caldera cuando se usa circulación forzada son los mismos que para los naturales:

• Cálculo de la potencia de la caldera. - el indicador debe satisfacer las necesidades de calefacción de la casa en las condiciones más severas para un área en particular. Es aconsejable tener un pequeño margen de potencia (10-20%) debido a posibles circunstancias de fuerza mayor que pueden surgir en el sistema de calefacción.
• Prevención de refrigerante hirviendo en el intercambiador de calor Es más fácil cumplir este requisito cuando se usa la combinación horno-bomba que con el modelo gravitacional de movimiento de fluidos.

Para evitar que hierva agua en el intercambiador de calor de la caldera, es suficiente configurar el control de potencia en función de la temperatura del líquido saliente. Este método funciona con cualquier tipo de circulación.

La unidad de control para el modo de funcionamiento de la caldera de combustible sólido incluye la función de arrancar la bomba cuando se alcanzan temperaturas críticas en la salida del intercambiador de calor.

Para hornos con circulación natural, no hay forma de evitar que el refrigerante hierva en caso de una cantidad excesiva de combustible cargado. La única opción en presencia de una bomba es un aumento en el volumen del líquido que se conduce a través del intercambiador de calor.

Además, un sistema de emergencia de este tipo puede automatizarse utilizando un termostato y una unidad de control de velocidad de la bomba.

Instalación e inspección del circuito de agua.

Con un circuito de calefacción que usa circulación forzada, habrá velocidades de agua más altas que en el modelo de gravedad. Por lo tanto, puede usar un diámetro de tubería más pequeño con los mismos parámetros de calefacción del edificio. Esto reduce el costo del calentamiento del agua en términos de costos de tuberías, accesorios y accesorios.

Además, los elementos de contorno más pequeños son más fáciles de ocultar en nichos tecnológicos o encajar en el interior de las instalaciones.

En comparación con la circulación natural, se agregará una mayor presión hidrodinámica del flujo a la presión hidrostática de la columna de líquido. Por lo tanto, para evitar la formación de fugas o, además, un avance en el sistema, es necesario cumplir con algunas reglas.

En el caso de una transición de la circulación gravitacional a forzada, es necesario eliminar todas, incluso las fugas menores en el circuito. Con el aumento de la presión, aumentará la velocidad de flujo, lo que, además de problemas en la habitación, causará una disminución en la cantidad de refrigerante y su aireación excesiva (saturación de aire).

Antes del inicio del período de calentamiento, es necesario realizar pruebas hidráulicas de la resistencia del circuito con la presión máxima utilizada o incluso ligeramente más alta. Esto le permitirá identificar problemas y eliminarlos antes del inicio del clima frío, cuando no es deseable una larga parada de calentamiento para su reparación.

Los radiadores de calefacción pueden tener fugas en los lugares más inesperados y tomará mucho tiempo solucionar el problema, por lo que es mejor verificar la integridad del sistema con anticipación.

Dado que la velocidad del refrigerante será superior a 0,25 m / s, según SNiP 41-01-2003, no es necesario mantener una pendiente constante en la tubería para eliminar el aire del circuito. Por lo tanto, con circulación forzada, la instalación de tuberías y radiadores es un poco más simple que con un circuito gravitacional.

Opciones de calentamiento por circulación forzada

El uso de circulación forzada le permite alejarse del principio de diseñar el cableado con la tolerancia obligatoria para la diferencia en la presión hidrostática, que es necesaria para funcionar en el esquema gravitacional.

Esto agrega variabilidad en el modelado de la geometría del circuito de agua y hace posible el uso de soluciones como calefacción de colector o calefacción de piso grande.

Cableado superior e inferior

Cualquier esquema de calefacción puede atribuirse condicionalmente al cableado superior o inferior. En el cableado superior, el agua caliente se eleva por encima de los aparatos de calefacción y luego, fluyendo hacia abajo, calienta los radiadores. En la parte inferior, se suministra agua caliente desde abajo. Cada opción tiene sus aspectos positivos.

El cableado superior también se utiliza para la circulación natural. Por lo tanto, los circuitos de calefacción de este tipo le permiten utilizar ambos tipos de circulación. Esto, en primer lugar, ofrece una opción y, en segundo lugar, aumenta la confiabilidad del sistema.

En caso de corte de energía o avería de la bomba, el movimiento del agua a lo largo del circuito continuará, aunque a una velocidad menor.

Una buena presión le permite elegir entre el cableado superior e inferior, teniendo en cuenta la conveniencia de conducir tuberías que suministren refrigerante a los radiadores (+)

Cuando se utiliza el cableado inferior, la longitud total de las tuberías es menor, lo que reduce el costo de crear un sistema. Además, no es necesario colocar elevadores en el piso superior, lo cual es bueno desde el punto de vista del diseño de la sala. La tubería de alimentación de agua caliente inferior se coloca en el sótano o en el nivel del piso del primer piso.

Variedades de esquemas de conexión de tubería única

El esquema de una tubería utiliza la misma tubería para suministrar agua caliente a los radiadores y descargar agua fría a la caldera de calefacción. Con este cableado, la longitud de las tuberías utilizadas se reduce a la mitad, se reduce el número de accesorios y válvulas.

Sin embargo, el calentamiento de los radiadores ocurre secuencialmente, por lo tanto, al calcular el número de secciones, es necesario tener en cuenta una disminución gradual de la temperatura del refrigerante suministrado.

La conexión en serie de radiadores con una sola tubería para el suministro de refrigerante a menudo se usa en hogares modernos para minimizar los costos de materiales y simplificar el trabajo de instalación

Los esquemas de tubería única se pueden implementar en versiones horizontal y vertical.Con circulación forzada, en el caso de utilizar elevadores verticales, es posible suministrar agua caliente no solo desde arriba, sino también desde abajo.

La viabilidad de usar una u otra opción depende no solo de la conveniencia de las tuberías, sino también de la cantidad máxima permitida de radiadores en una tubería ascendente de un circuito de tubería única.

Puede conectar radiadores de calefacción de dos maneras:

• Conexión en serie - El refrigerante fluye a través de todos los radiadores. En este caso, la cantidad mínima de tuberías es necesaria, sin embargo, si es necesario apagar uno de los radiadores, deberá detener toda la rama del sistema.
• Bypass de conexión - El refrigerante puede fluir alrededor del radiador de acuerdo con la descarga instalada. Usando un sistema de grifos, puede redirigir el flujo más allá del radiador, lo que permitirá su reparación o desmantelamiento sin detener el calentamiento.

A menudo se usa un esquema de tubería única para calentar, pero en el caso de una gran cantidad de radiadores, se usa otra opción para calentarlos de manera uniforme.

Los esquemas de tubería única tienen muchas opciones para la circulación forzada, por lo que elegir la solución adecuada para una geometría de habitación particular es bastante fácil (+)

Formas de usar la versión de dos tubos

El diagrama del circuito de calefacción que usa una segunda tubería para drenar el agua enfriada a la caldera se llama sistema de doble tubo. La longitud de la tubería aumenta, al igual que la cantidad de conexiones y dispositivos.

Sin embargo, el sistema tiene una ventaja importante: se suministra un portador de calor de la misma temperatura a cada radiador. Esto hace que la versión de dos tubos sea muy atractiva.

Con calentamiento de agua con circulación forzada, se utilizan cables horizontales y verticales. Además, con la versión vertical, es posible utilizar el suministro de agua caliente superior e inferior.

Un sistema de suministro y drenaje de agua de dos tubos junto con una conexión diagonal del radiador brinda la máxima transferencia de calor a la habitación

Dado que la temperatura del agua suministrada a todos los radiadores es la misma, la geometría de los circuitos depende solo de los siguientes factores:

• ahorro de material - minimizar el metraje de la tubería y el número de conexiones;
• facilidad de contorno calefacción a través de paredes y pisos;
• atractivo estético - la capacidad de colocar elementos calefactores en el interior del local.

Dependiendo del movimiento del agua caliente y fría, los esquemas de dos tubos se dividen en dos tipos:

1. Asociado. El movimiento en ambas tuberías ocurre en una dirección. El ciclo del ciclo de refrigerante tiene la misma longitud para todos los radiadores en esta parte del sistema, por lo que su velocidad de calentamiento es la misma.
2. Callejones sin salida. En el circuito asociado, los radiadores ubicados más cerca de la caldera se calientan más rápido. Sin embargo, para sistemas con circulación forzada, esto no es muy importante debido a la velocidad significativa del agua en el circuito.

Al elegir entre la opción asociada y sin salida, se guían por la condición de la conveniencia de llevar a cabo la tubería de retorno. En los circuitos verticales, con un cableado inferior, se obtiene un sistema sin salida, y con uno superior, un sistema de paso.

Usando un colector de distribución de calefacción

Otra forma popular de organizar la calefacción es ahora diseño de circuito colector. Hasta cierto punto, este esquema se puede llamar una subespecie de dos tubos, aunque también se utiliza en la organización de circuitos de calefacción de un solo tubo.

Solo la distribución de refrigerante caliente y la recolección de refrigerado no se realiza desde el elevador principal, sino desde dispositivos de nodo de distribución especiales: colectores. Tal sistema funciona de manera estable solo con el uso de circulación forzada.

El cableado radial en comparación con un tubo doble requiere un colector, una mayor longitud total del tubo, la cantidad de accesorios y válvulas

La unidad de distribución para el sistema de dos tubos es una combinación compleja de los colectores de suministro y retorno, con la ayuda de la cual el refrigerante se equilibra en temperatura y presión.

Cada rama del dispositivo alimenta un elemento calefactor o un pequeño grupo de ellos. Las sucursales generalmente se encuentran debajo del piso; cada piso de un edificio de varios pisos es atendido por un colector instalado en el centro.

A pesar de las ventajas obvias de esta opción para organizar la calefacción, el sistema colector tiene dos desventajas significativas:

• tuberías más largasPor lo tanto, esta opción de organizar un circuito de agua requiere considerables inversiones financieras;
• dificultad para cambiar el contorno - las tuberías con esta opción generalmente se encuentran debajo del piso o en las paredes, por lo que en el caso de agregar aparatos de calefacción será muy difícil hacer correcciones.

Todos los colectores están montados, como regla, en un gabinete especial, ya que las válvulas de cierre están ubicadas allí y se requiere acceso. Colocar grúas en un lugar es muy conveniente.

En caso de que sea necesario encender o apagar los radiadores o una emergencia, es suficiente tener acceso al gabinete y no hay necesidad de visitar todas las habitaciones.

Los colectores de distribución pueden tener una estructura simple que consta de dos peines y un mínimo de válvulas de cierre. Los conjuntos complejos también pueden incluir termostatos automáticos, válvulas electrónicas, mezcladores, dispositivos automáticos de escape de aire, sensores y unidades de control, una válvula para drenar el agua y una bomba de circulación separada.

Estos sistemas pueden ajustar con mayor precisión la temperatura en la casa, pero requieren una buena comprensión de los conceptos básicos y los matices del trabajo de calentamiento de agua.

Calefacción por suelo radiante

Se considera una de las formas más cómodas de calefacción. organización de piso cálido. Cabe señalar que la instalación de esta opción para calentar salas de estar, duchas, cocinas y otras habitaciones es bastante complicada.

El calentamiento del piso de agua de un área grande solo es posible con la organización de circulación forzada, ya que es necesario crear presión en un sistema largo de tubos estrechos.

Se necesita presión para superar la resistencia de las tuberías estrechas con muchas curvas. Además, es necesario lograr una presión que le permita eliminar el aire de las tuberías del piso cálido, que están ubicadas horizontalmente.

Hay muchas combinaciones de colocación de tubos:

• para habitaciones pequeñas aplique esquemas con una entrada para agua caliente y una salida para agua fría;
• para habitaciones grandes Organice sistemas de calefacción por suelo radiante más complejos utilizando un distribuidor múltiple.

A menudo, para fragmentos de un circuito con un piso cálido, se instalan bombas de circulación separadas.

El uso del colector está justificado para grandes áreas de calefacción por suelo radiante, cuando los cálculos muestran que una tubería puede no soportar la calefacción

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Una presentación detallada de un esquema de calefacción de dos tubos y bastante complejo para una casa de dos pisos:

Sistema cerrado para una casa de tres pisos basado en una caldera de gas:

El uso de bombas para calentar el agua de las instalaciones facilita enormemente el diseño del circuito, haciendo posibles las opciones que no están disponibles para el modelo de gravedad. La selección correcta de equipos resolverá el problema de la calefacción de los hogares, haciendo que este proceso sea conveniente y simple.

¿Tiene algo que complementar o tiene preguntas sobre la organización de un sistema de calefacción con circulación forzada? Por favor, deje comentarios sobre la publicación y participe en las discusiones. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.