Calentamiento de agua de bricolaje: todo sobre sistemas de calentamiento de agua
Si una casa de campo opera activamente no solo en la temporada de verano, sino también en la temporada de frío, la creación de un sistema de calefacción de alta calidad es una necesidad urgente.
Se pueden usar diferentes portadores de calor en las líneas de suministro de calor: aire calentado a 60 ° С, vapor de agua a 130 ° С y agua con una temperatura de 95 ° С. Muy a menudo, se usa calentamiento de agua.
Una de las principales ventajas de este refrigerante es la capacidad de equipar varios sistemas de calentamiento de agua, dependiendo de las características de diseño de la casa, las preferencias personales y otros factores.
En el artículo describimos una clasificación detallada de los esquemas de suministro de calor del agua, describimos las características de cada opción y también proporcionamos recomendaciones para elegir los componentes principales del sistema. La información proporcionada ayudará a diseñar la calefacción de una casa privada.
El contenido del artículo:
- Clasificación de sistemas de calentamiento de agua.
- Requisitos para el funcionamiento del sistema de suministro de calor.
- Cálculos de potencia del equipo.
- Sistemas de calentamiento de agua
- Métodos de instalación para sistemas de calentamiento de agua.
- Sistemas de calefacción abiertos y cerrados.
- Elementos del sistema de calefacción.
- Sistema de agua "Piso cálido"
- Sistema de calefacción
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Clasificación de sistemas de calentamiento de agua.
Dependiendo de la ubicación del lugar de producción de calor, los sistemas de calentamiento de agua se dividen en centralizados y locales. De manera centralizada, el calor es suministrado, por ejemplo, por edificios de apartamentos, diversas instituciones, empresas y otras instalaciones.
En este caso, el calor se genera en plantas de energía térmica (plantas de cogeneración) o salas de calderas, y luego se entrega a los consumidores a través de tuberías.
Los sistemas locales (autónomos) proporcionan calor, por ejemplo, hogares privados. Se produce directamente en las propias instalaciones de suministro de calor. Para este propósito, se utilizan hornos o unidades especiales que funcionan con electricidad, gas natural, materiales combustibles líquidos o sólidos.
Dependiendo del método por el cual se asegura el movimiento de las masas de agua, el calentamiento puede ser con movimiento forzado (bombeo) o natural (gravitacional) del refrigerante. Los sistemas de circulación forzada pueden ser con circuitos en anillo y con diseños de circuito primario-secundario.
De acuerdo con la dirección del movimiento del agua en las tuberías de suministro y retorno, el suministro de calor puede ser con el movimiento del portador de calor asociado y en punto muerto. En el primer caso, el agua se mueve en las carreteras en una dirección y en la segunda, en diferentes direcciones.
Las tuberías de calefacción se pueden conectar a dispositivos de calefacción en diferentes esquemas. Si los calentadores están conectados en serie, este esquema se llama tubo único, si está en paralelo, dos tubos.
También hay un esquema bifilar en el que, al principio, todas las primeras mitades de los dispositivos están conectadas en serie, y luego, para garantizar la salida inversa del agua, sus segundas mitades.
La ubicación de las tuberías que conectan los radiadores dio el nombre al cableado: distinguir entre su variedad horizontal y vertical. De acuerdo con el método de montaje, se distinguen los colectores, las tees y las tuberías mixtas.
En aquellos edificios residenciales donde no hay sótanos, pero hay un ático, se utilizan sistemas de calefacción con un cableado superior. En ellos, la línea de suministro se encuentra por encima de los aparatos de calefacción.
Para edificios con un sótano técnico y un techo plano, se utiliza la calefacción con un cableado más bajo, en el que el suministro de agua y las tuberías de drenaje están debajo de los dispositivos de calefacción.
También hay un cableado con circulación de refrigerante "volcada". En este caso, la línea de suministro de calor de retorno se encuentra debajo de los dispositivos.
Requisitos para el funcionamiento del sistema de suministro de calor.
Con toda la variedad de sistemas de calentamiento de agua, se presentan una serie de requisitos generales para su trabajo.
Deben:
- calentar uniformemente todo el aire en las habitaciones;
- ser mantenible;
- No cree dificultades durante la operación;
- estar vinculado a sistemas de ventilación;
- ser regulado
El principio de funcionamiento del sistema de calefacción también es común: el agua se calienta, después de lo cual circula a través de la tubería y emite el calor recibido, calentando las instalaciones.
Cálculos de potencia del equipo.
La temperatura interior depende de los siguientes factores:
- temperatura del aire fuera del edificio;
- espesor de pared de la casa y la calidad de sus elementos individuales;
- capacidad calorífica de los materialesde los cuales se construye la casa.
Al calcular la demanda de calor de su hogar, debe tener en cuenta todos los factores, incluida la pérdida de calor a través de ventanas y puertas, paredes y pisos con techos. Se deben aplicar normas especiales necesarias en el proceso de cálculo teniendo en cuenta las condiciones climáticas del área en la que se encuentra la propiedad residencial y el grado de aislamiento térmico existente.
La mayor pérdida de calor ocurre a través de las paredes exteriores de la casa. Con el aumento de las diferencias de temperatura dentro de la casa y fuera del edificio, la pérdida de calor también aumenta.
Si tenemos en cuenta el material con el que se construyeron las paredes externas y el grosor de estas paredes, entonces para una temperatura del aire externo de -30 ° C, la pérdida de calor será diferente y será:
- ladrillo con yeso interno - 89 W / m² (en 2.5 ladrillos), 104 W / m² (en 2 ladrillos);
- picado con revestimiento interior (250 mm) - 70 W / m²;
- de madera con revestimiento interno - 89 W / m² (180 mm), 101 W / m² (100 mm);
- marco con arcilla expandida en el interior (200 mm) - 71 W / m²;
- hormigón celular con yeso interno (200 mm) - 105 W / m².
Sin embargo, la pérdida de calor ocurre no solo a través de las paredes exteriores, sino también a través de otras envolturas de edificios.
Al mismo tiempo - 30 ° C serán para:
- suelos de madera del ático - 35 W / m²;
- piso del sótano - 26 W / m²;
- puertas dobles de madera sin aislamiento - 234 W / m²;
- ventanas de doble acristalamiento - 135 W / m².
Para calcular la pérdida de calor total de un edificio, debe calcular el área de todas las estructuras encerradas en metros cuadrados, multiplicar por el estándar de pérdida de calor para los tipos de estructuras teniendo en cuenta los materiales de los que están hechos, y resumir los resultados.
El cálculo debe hacerse en función de la temperatura estacional mínima de un área en particular. Las pérdidas de calor a través de las paredes se calculan por separado, como Es necesario tener en cuenta el área de acristalamiento y puertas.
Las pérdidas a través de pisos sin escotillas en el ático o bajo tierra se calculan para toda el área como para elementos estructurales individuales.
La caldera de calefacción se elige teniendo en cuenta el hecho de que su capacidad debe ser suficiente para compensar la pérdida de calor con un margen de 20-30 por ciento.
El procedimiento para calcular la potencia térmica del equipo que se utilizará para la instalación del sistema de calefacción se encuentra en el video clip en la parte final del artículo.
En nuestro sitio hay un bloque de artículos dedicados al cálculo del calentamiento de agua, le recomendamos que lea:
- Cálculo hidráulico del sistema de calefacción en un ejemplo específico.
- Cálculo del calentamiento de agua: fórmulas, reglas, ejemplos de implementación.
- Cálculo térmico de un sistema de calefacción: cómo calcular correctamente la carga en un sistema
Sistemas de calentamiento de agua
Con todas las diferencias externas y varios diagramas de cableado, el principio básico de funcionamiento de los sistemas de calentamiento de agua es el mismo. El portador de calor calentado en la caldera se transporta a través de una tubería a dispositivos de calefacción.
Al enfriarse, el agua transfiere calor al medio ambiente, luego de lo cual regresa al lugar donde se calentará. Este ciclo se repite una y otra vez.
Circulación natural y forzada.
En casas particulares, se utilizan los siguientes tipos de sistemas de calefacción:
- con circulación natural;
- Con circulación forzada.
Circulación natural. Su rendimiento se basa en la diferencia de densidad entre frío y calor. Las posiciones superiores de dicho sistema están ocupadas por agua tibia, y las inferiores por agua fría. Al enfriarse, el agua tibia baja y se calienta.
El segundo factor que proporciona la circulación natural de las masas de agua es la pendiente bajo la cual se instalan las tuberías.
Ventaja circuitos con circulación natural es su completa independencia del suministro de energía.
Ella tiene muchas más desventajas:
- pequeño radio de acciónI, no superior a 30 m en dimensión horizontal;
- tiempo de calentamiento - un largo período de alcanzar temperaturas de funcionamiento en todos los puntos del sistema al inicio después de un largo descanso;
- riesgo de parada debido a la formación de hielo en el tanque de expansión abierto.
El diámetro de la tubería debe ser lo suficientemente grande debido a la baja presión de circulación en el circuito. Este factor también afecta la elección de las baterías, porque los radiadores modernos tienen una sección transversal demasiado estrecha, lo que crea una resistencia adicional que contrarresta la circulación de la "gravedad".
Para estimular aún más el movimiento del refrigerante, la tubería se construye con una pendiente de manera que un promedio de 3 mm cae en 1 metro lineal. La instalación correcta de las tuberías en el ángulo correcto no es una tarea fácil, pero sin su solución, el sistema funcionará de manera mucho más lenta y eficiente.
El refrigerante se escapa a radiadores distantes de sistemas gravitacionales ya enfriados sustancialmente. Para mantener la temperatura de calentamiento, se deben usar radiadores de hierro fundido. Para equilibrar la diferencia de temperatura, las baterías distantes deben tener más secciones que las más cercanas a la caldera.
Circulación forzada proporciona una bomba El circuito puede contener una o varias bombas. El uso de varias bombas es preferible: el apagado de emergencia de una de ellas no dañará todo el calentamiento.
El refrigerante se mueve cíclicamente a lo largo de un circuito cerrado, en el que se incluye un tanque de expansión, que elimina la evaporación del agua.
Los beneficios sistemas de circulación forzada:
- para la instalación de calefacción, necesitará más tuberías, pero un diámetro más pequeño;
- Puede usar diferentes tipos de radiadores y tuberías de calor con diámetros pequeños;
- la temperatura de los calentadores es más fácil de regular;
- el rango de acción se expande significativamente debido a la estimulación artificial del movimiento del refrigerante;
- La posibilidad de utilizar unidades de calefacción con características mejoradas de refrigerante.
La desventaja de los sistemas forzados depende del suministro de energía. Para evitar incidentes con inactividad total de la calefacción, se recomienda abastecerse de un generador diesel o de gasolina.
Además, las desventajas incluyen:
- la necesidad de un cálculo preciso el diámetro de la tubería, como los canales demasiado estrechos aumentarán drásticamente la resistencia hidráulica y, al circular por tuberías excesivamente anchas, el refrigerante "hará ruido";
- considerable costo de construcción Debido a la longitud casi doble de la tubería, la inclusión de uno o dos bombas de circulación, si es necesario, bomba de refuerzo;
- uso obligatorio de reguladores caros flujo de refrigerante, su temperatura y presión en el sistema.
La elección correcta del tipo de circulación depende de las características individuales y la ubicación del edificio en el que se instalará el calentamiento de agua. Sin embargo, los esquemas con movimiento natural han comenzado recientemente a recurrirse cada vez menos, usándolos principalmente en edificios para residencia temporal.
Muy a menudo, las casas privadas están equipadas con sistemas con coerción artificial del movimiento del refrigerante debido a capacidades significativamente mayores.
Sistemas Combinados de Circulación
El sistema combinado puede funcionar tanto en modo natural como forzado. Esto significa que durante su instalación es necesario, como en el caso del uso de circulación natural, proporcionar una pendiente de tubería de 3-5 mm por metro lineal, así como la instalación de una bomba, como para la circulación forzada.
Por lo general, en dicho circuito de calefacción hay una caldera de combustible sólido.
El punto de usar el sistema combinado es que seguirá funcionando incluso en caso de un corte de energía. Pero un apagado repentino de la calefacción en el invierno amenaza no solo con bajar la temperatura de la habitación.
Los elementos del sistema de calefacción simplemente pueden fallar, ya que el agua, al expandirse durante la congelación, violará su estanqueidad.
Métodos de instalación para sistemas de calentamiento de agua.
Considere dos esquemas principales para instalar sistemas de calefacción.
Sistema de calefacción de tubería única
El diseño de tubería única de la tubería se caracteriza por una secuencia directa de suministro de refrigerante a los radiadores. El refrigerante se llena y calienta primero la primera batería, luego la siguiente y así sucesivamente.
Se suministran dos tuberías de cada tubería a cada radiador: la primera es necesaria para suministrar refrigerante, y la segunda es para drenar el agua parcialmente enfriada.
Una característica de este esquema es el calentamiento relativamente bajo de la última batería en comparación con la primera, ya que el agua "llega" a ella, ya que ha perdido parte de su calor.
Otro menos opción de calentamiento de tubería única Se considera que es imposible detener el flujo de refrigerante a un radiador específico, en caso de avería. Tendrá que apagar todo el sistema.
Sistema de dos tubos y sus variantes.
En un circuito de calefacción de dos tubos, como su nombre lo indica, no hay uno, sino dos tubos involucrados. Al mismo tiempo, cada una de las baterías está conectada en una tubería a la tubería principal a través de la cual se suministra el refrigerante, y la segunda a la tubería de retorno. Resulta que se proporcionan tuberías separadas para el refrigerante caliente y frío.
Gracias a este diseño de calefacción, el agua en todos los radiadores tiene casi la misma temperatura. El funcionamiento de dicho sistema es más fácil de controlar, ajustar y automatizar.
El sistema de dos tubos, a su vez, se divide en dos tipos:
- con la junta superior de la tubería de alimentación, es decir con cableado superior;
- con el tendido inferior de la tubería de suministro, es decir con cableado inferior
Los principales sistemas de cableado se construyen principalmente en edificios de varios pisos con un ático. Los esquemas con cableado más bajo son una prioridad en la construcción privada de baja altura, ya que le permiten ocultar al máximo la colocación de la tubería y eliminar o reducir el número de elevadores.
Características comparativas de tubería simple y sistema de calefacción de doble tubo dado en el material de video, que se encuentra en la parte inferior de nuestro artículo.
Sistemas de calefacción abiertos y cerrados.
Además de los tipos de sistemas de calentamiento de agua que ya hemos considerado, existe una división en un diseño abierto y cerrado.
Sistema de calefacción abierta consiste en una caldera (se usa cualquiera excepto la eléctrica), tuberías, radiadores y un tanque de expansión, que recibe el exceso de agua cuando se expande durante el calentamiento.
El tanque no está apretado, el agua del sistema puede evaporarse, por lo que su nivel debe controlarse y rellenarse si es necesario.
Bomba en sistema de calefacción abierto no aplicable La caldera de calefacción está ubicada en su punto más bajo y el tanque de expansión está en su punto más alto.
La construcción cerrada está sellada.. Incluye todos los mismos elementos que en el abierto. Pero dado que el movimiento del refrigerante en él es forzado, la lista obligatoria de elementos se complementa con una bomba de circulación.
El tanque de expansión, que forma parte de una estructura cerrada, consta de dos partes selladas separadas por un diafragma. Si hay un exceso de fluido expandido en el sistema, ingresa a una de las cámaras del tanque, forzando el diafragma a una segunda cámara llena de nitrógeno o aire.
Con la expansión del refrigerante, la presión en el sistema aumenta, la parte del tanque llena de agua busca desplazar y comprimir la mezcla de gases. Si se excede el valor límite de la presión en el tanque, se activa una válvula de seguridad, que descarga el exceso de refrigerante.
Cada uno de los sistemas de calefacción tiene sus propias ventajas y desventajas.Se diferencian en una serie de características y son adecuados para diversos objetos. Si necesita calentar una pequeña casa privada o cabaña, use un diseño abierto simple y confiable.
Más difícil de instalar y operar sistema de calefacción cerrado Se utiliza con mayor frecuencia en casas de campo sólidas y en edificios de varios pisos.
Elementos del sistema de calefacción.
Dado que vamos a montar la calefacción de agua en la casa con nuestras propias manos, necesitamos tener una idea sobre los componentes del diseño propuesto.
Determinar una caldera adecuada
La caldera es el corazón del sistema de calefacción. Es muy importante elegirlo correctamente, ya que la fiabilidad del suministro de calor depende de ello en muchos aspectos.
Dependiendo del combustible utilizado en la caldera, se distinguen los siguientes tipos de estos dispositivos:
- Gas. Esta caldera es más popular entre los consumidores. Es fácil de instalar, funciona sin ningún ruido. El gas es relativamente económico y genera mucho calor durante la combustión. Pero para su uso, necesita obtener permiso, ordenar la instalación de la línea de suministro y organizar la ventilación de escape en la sala de calderas.
- Electrico. Estas calderas son las más seguras. El lugar de su instalación no necesita estar equipado adicionalmente. Durante su funcionamiento, no se forma una llama abierta y productos de combustión, que podrían estar envenenados. Pero la eficiencia de este dispositivo es relativamente pequeña, la electricidad es cara y una caldera que requiere mucha energía requiere una fuente de alimentación confiable.
- Combustible liquido. A diferencia del gas, estas calderas están equipadas con un tipo especial de quemadores. Para este equipo necesita una sala de calderas especial. El combustible líquido contamina rápidamente la caldera.
- Combustible sólido. En estos dispositivos, se queman briquetas de carbón y otros tipos de combustible sólido. Si está listo para preparar leña o carbón para toda la temporada de frío, puede usar esta opción.
Las calderas combinadas se consideran las más confiables, en las que se pueden usar diferentes tipos de combustible. Solo hay un inconveniente de este tipo de equipo: tales calderas son caras.
¿Qué son los radiadores de calefacción?
Para no decepcionarse como resultado del trabajo realizado, debe abordar de manera responsable la elección de los radiadores. En este caso, no debe centrarse tanto en las cualidades estéticas como en las características técnicas de las baterías. Y las propiedades técnicas dependen en gran medida del material de fabricación de estos productos.
Los radiadores son:
- Acero. Estos productos económicos son demasiado susceptibles a la corrosión. Si en el verano, cuando no se utiliza la calefacción, se drena el agua del sistema, la vida útil de los radiadores de acero se puede reducir significativamente.
- Aluminio. Estos radiadores de aspecto atractivo se calientan lo suficientemente rápido. Solo caídas de presión significativas los afectan negativamente. En casas particulares, este peligro no los amenaza.
- Bimetálico. Dichas baterías de aluminio tienen resistencia a la corrosión y del acero: alta transferencia de calor.
- Hierro fundido. Estos productos son caros, pero durarán mucho tiempo. Se calientan durante mucho tiempo, pero luego se enfrían durante un largo período de tiempo. Un peso significativo de los productos de hierro fundido no es un obstáculo en su funcionamiento, pero puede ralentizar el proceso de instalación.
Hay nuevos modelos de radiadores, en cuya superficie interna se aplica una capa protectora. Dichas baterías cuestan un poco más, pero el dinero gastado en ellas paga con intereses.
Cómo no equivocarse con las tuberías
Para instalar el sistema de calefacción, se requieren muchas tuberías.
A cuál de ellos dar preferencia:
- Metal. La vida útil de tales tuberías no es demasiado larga. Con el tiempo, los productos metálicos pueden oxidarse. Se montan utilizando conexiones roscadas.
- Polímero. Este es un material económico pero bastante confiable, caracterizado por su resistencia a la corrosión. Estas tuberías pueden ser montadas incluso por un laico. La tubería de las tuberías de polímero durará mucho tiempo.
- Metal-plástico. La composición de estos tubos es de aluminio y plástico. La tubería de ellos se recoge en juntas roscadas o de presión. Como subproducto del alto coeficiente de expansión térmica de estas tuberías, pueden romperse si hay un cambio brusco en la temperatura del agua.
Si los propietarios de la casa no tienen limitaciones de medios, tiene sentido organizar una distribución de calefacción a partir de tuberías de cobre. Este es un material muy costoso, pero su costo se justifica. Tales tuberías son confiables y duraderas.
Toleran bien la alta temperatura y la presión. Para su instalación, utilice soldadura: soldadura de alta temperatura que contiene plata.
Todo lo que te contamos arriba era sobre el agua del radiador. Pero el agua como refrigerante se puede usar en otros sistemas de calefacción.
Lea más sobre las características y la elección de las tuberías para calefacción, vea este articulo.
Sistema de agua "Piso cálido"
El “piso cálido” puede complementar con éxito el calentamiento de agua del radiador y convertirse en la única fuente de calefacción de espacios, si hablamos de un edificio de poca altura. La gran ventaja de Warm House es que este sistema proporciona condiciones que cumplen totalmente con los estándares sanitarios e higiénicos de la habitación.
El aire se calienta de manera desigual a lo largo de la altura de la habitación: en la parte superior de las habitaciones es más frío, y en la parte inferior es más cálido.
La temperatura del sistema es de solo 55 ° C, lo que cumple con los estándares de diseño. Ejercicio instalación de suelo radiante Pasar toda el área de cada uno de los locales. Este es un trabajo bastante complicado, que puede realizarse cualitativamente solo en la etapa de construcción de una casa. El funcionamiento del sistema también causa una serie de dificultades.
Sistema de calefacción
Si la instalación de la "Casa caliente" es difícil y los radiadores estropean el interior de la habitación, puede utilizar el sistema de calefacción del zócalo.
En este tipo de calefacción, la instalación de tuberías se realiza detrás del zócalo, es decir, ligeramente por encima del nivel del piso. Al mismo tiempo, la habitación, como en el caso del "piso cálido", se calienta en la secuencia correcta.
Al mismo tiempo, el piso se calienta, lo que crea condiciones favorables en cualquier época del año. El calentamiento del zócalo se está volviendo cada vez más popular y gradualmente se está poniendo de moda.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Comparación de sistemas de calefacción de dos tubos y de un solo tubo:
La casa que va a vivir todo el año necesita calefacción en la temporada de frío. Para que sus condiciones de vida sean cómodas, debe elegir un sistema de calentamiento de agua que sea más adecuado para sus condiciones individuales.
Esperamos que la información de este artículo lo ayude a tomar la decisión correcta. Después de todo, la calefacción de alta calidad no es solo comodidad y comodidad. También es un requisito previo para mantener su salud.
¿Tiene algo que complementar o tiene preguntas sobre los sistemas de calentamiento de agua? Puede dejar comentarios en la publicación y participar en debates. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.
El sistema de "calefacción por suelo radiante" y el sistema de calefacción de zócalo son formas realmente maravillosas, convenientes, prácticas y estéticas de calentar su hogar. Esto es innegable. Pero todo esto es maravilloso solo bajo una condición: diseño competente e instalación de alta calidad. Así como materiales de alta calidad de tales sistemas. Y es que personas tan inteligentes que hacen un "piso de agua caliente" no en casas de campo, sino en apartamentos comunes de edificios de gran altura. Naturalmente, mientras busca ofertas más baratas y trata de ahorrar en lo que puede. Y luego, los vecinos de abajo comienzan a gotear desde el techo, y el techo sobre el peso de dicho sistema no está diseñado. Aquí hay alegrías para las personas: experiencia y tribunales.
La instalación de calefacción es realmente simple para aquellos que saben cómo soldar tuberías de plástico. Lo hice de manera extremadamente eficiente: los plomeros instalaron una caldera de baja potencia (Solly18h chino), y yo mismo instalé el cableado con radiadores, y como lo demostró la operación, fue muy exitoso. Tomé el video de capacitación como base, casi idéntico a esta información. Hizo todo: tres días (apartamento de 3 habitaciones). Ahorré mucho dinero y obtuve experiencia útil.