Sistema de calefacción cerrado: esquemas y características de instalación de un sistema de tipo cerrado.

La característica principal en la que un sistema de calefacción cerrado difiere de uno abierto es su aislamiento de las influencias ambientales. Tal circuito incluye una bomba de circulación que estimula el movimiento del refrigerante. El circuito carece de muchas de las desventajas inherentes a un circuito de calefacción abierto.

Aprenderá todo sobre las ventajas y desventajas de los circuitos de calefacción cerrados leyendo nuestro artículo. Desmontó completamente las opciones del dispositivo, los detalles del ensamblaje y la operación de los sistemas cerrados. Para maestros independientes, se da un ejemplo de cálculo hidráulico.

La información presentada para referencia se basa en códigos de construcción. Para optimizar la percepción de un tema difícil, el texto se complementa con esquemas útiles, colecciones de fotos y guías de video.

El principio de funcionamiento de un sistema cerrado.

La expansión térmica en un sistema cerrado se compensa con el uso de un tanque de expansión de membrana, lleno de agua durante el calentamiento. Al enfriar, el agua del tanque nuevamente ingresa al sistema, manteniendo así una presión constante en el circuito.

La presión generada en el circuito de calefacción cerrado durante la instalación se transmite a todo el sistema. El refrigerante circula a la fuerza, por lo tanto, este sistema es volátil. Sin bomba de circulación No habrá movimiento de agua caliente a través de las tuberías hacia los dispositivos y de regreso al generador de calor.

Los elementos principales de un circuito cerrado:

• una caldera
• válvula de salida de aire;
• válvula termostática
• radiadores;
• tubos
• tanque de expansión, no en contacto con la atmósfera;
• válvula de equilibrio
• válvula de bola;
• bomba, filtro;
• válvula de seguridad;
• manómetro
• Herrajes, sujetadores.

Si la fuente de alimentación en el hogar es ininterrumpida, entonces un sistema cerrado funciona de manera eficiente. A menudo, el diseño se complementa con "pisos cálidos", lo que aumenta su eficiencia y disipación de calor.

Esta disposición le permite no adherirse a un cierto diámetro de la tubería, reducir el costo de adquirir materiales y no colocar la tubería en una pendiente, lo que simplifica la instalación. El líquido con baja temperatura debe fluir hacia la bomba, de lo contrario su funcionamiento es imposible.

El circuito de calefacción de circuito cerrado incluye parte de las partes que se utilizan en otros tipos de sistemas.

Esta opción tiene un matiz negativo: mientras que con una pendiente constante, el calentamiento funciona incluso en ausencia de suministro de energía, luego, con una posición estrictamente horizontal de la tubería, un sistema cerrado no funciona. Esta deficiencia se compensa con una alta eficiencia y una serie de aspectos positivos en comparación con otros tipos de sistemas de calefacción.

La instalación es relativamente simple y posible en una habitación de cualquier tamaño. No es necesario aislar la tubería, el calentamiento se produce muy rápidamente, si hay un termostato en el circuito, se puede establecer el régimen de temperatura. Si el sistema está organizado correctamente, no hay pérdidas de refrigerante y, por lo tanto, no hay razones para reponerlo.

Una ventaja indudable del sistema de calefacción cerrado es que la diferencia de temperatura entre el suministro y el retorno permite aumentar la vida operativa de la caldera. La tubería de circuito cerrado es menos susceptible a la corrosión. Es posible subir al circuito anticongelante en lugar de aguacuando la calefacción tiene que estar apagada en el invierno durante mucho tiempo.

Los sistemas de tipo cerrado más comúnmente utilizados son los sistemas de agua, aunque los líquidos no congelantes, el vapor y los gases con las características necesarias también pueden servir como refrigerante.

Sistema de protección contra el aire.

Teóricamente, el aire no debe ingresar a un sistema de calefacción cerrado, pero de hecho todavía está allí. Su acumulación se observa en un momento en que las tuberías y las baterías se llenan de agua. La segunda razón puede ser la despresurización de las articulaciones.

Como resultado de la aparición de atascos de aire, se reduce la transferencia de calor del sistema. Para combatir este fenómeno, se incluyen válvulas y grifos especiales para ventear el aire en el sistema.

Si no se acumula aire en el sistema, el flotador de ventilación bloquea la válvula de escape.Cuando se acumula un tapón de aire en la cámara del flotador, el flotador deja de sostener la válvula de escape, de modo que el aire sale del dispositivo

Para minimizar la probabilidad de atascos de aire, se deben seguir ciertas reglas al llenar un sistema cerrado:

1. Suministre agua de abajo hacia arriba. Para hacer esto, coloque tuberías para que el agua y el aire liberados se muevan en la misma dirección.
2. Deje los grifos para ventilación abiertos y los grifos para drenar el agua en la posición cerrada. Por lo tanto, con un aumento gradual del refrigerante, el aire escapará a través de los respiraderos abiertos.
3. Cierre la válvula de ventilación tan pronto como el agua la atraviese. El proceso continúa sin problemas hasta que el circuito está completamente lleno de refrigerante.
4. Arranca la bomba.

Si en el circuito de calefacción radiadores de aluminio, entonces en cada aire se requieren salidas de aire. El aluminio, en contacto con el refrigerante, provoca una reacción química, acompañada de la liberación de oxígeno. Los radiadores parcialmente bimetálicos tienen el mismo problema, pero se forma mucho menos aire.

Se instala una ventilación de aire automática en el punto superior. Este requisito se explica por el hecho de que las burbujas de aire en las sustancias líquidas siempre suben por la tubería, donde son recogidas por un dispositivo para el escape de aire.

En los radiadores, todo el refrigerante 100% bimetálico no está en contacto con el aluminio, pero los profesionales insisten en la presencia de una ventilación de aire en este caso. El diseño específico de los radiadores de panel de acero ya está equipado con válvulas para la liberación de aire durante el proceso de fabricación.

En los viejos radiadores de hierro fundido, el aire se elimina con una válvula de bola, otros dispositivos son ineficaces aquí.

Los puntos críticos en el circuito de calefacción son las torceduras de las tuberías y los puntos superiores del sistema, por lo que los dispositivos de escape de aire están montados en estos lugares. En un circuito cerrado aplicar Grúas Mayevsky o válvulas de flotador automáticas que permiten la ventilación del aire sin intervención humana.

En el caso de este dispositivo, hay un flotador de polipropileno conectado a través de una viga al carrete. A medida que la cámara del flotador se llena de aire, el flotador desciende y, cuando alcanza la posición más baja, abre una válvula a través de la cual sale el aire.

En el volumen liberado del gas, entra agua, el flotador se precipita y cierra el carrete. Para evitar que entren desechos, este está cubierto con una tapa protectora.

La caja de ventilación manual y automática está hecha de material de alta calidad que no es susceptible a la corrosión. Para quitar el tapón de aire, el cono se gira en sentido antihorario, se libera aire hasta que se detiene el silbido

Hay modificaciones en las que este proceso es diferente, pero el principio es el mismo: el flotador en la posición inferior: se libera gas; el flotador está arriba: la válvula está cerrada, se está acumulando aire. El ciclo se repite automáticamente y no requiere la presencia de una persona.

Cálculo hidráulico para un sistema cerrado.

Para no equivocarse con la selección de tuberías para el diámetro y la potencia de la bomba, es necesario un cálculo hidráulico del sistema.

El funcionamiento efectivo de todo el sistema es imposible sin tener en cuenta los 4 puntos principales:

1. Determinar la cantidad de refrigerante que se debe suministrar a los dispositivos de calefacción para garantizar el equilibrio térmico deseado en la casa, independientemente de la temperatura exterior.
2. Máxima reducción en los costos operativos.
3. Disminuya al mínimo las inversiones financieras, dependiendo del diámetro elegido de la tubería.
4. Funcionamiento estable y silencioso del sistema.

El cálculo hidráulico ayudará a resolver estos problemas, lo que le permite elegir los diámetros de tubería óptimos teniendo en cuenta los caudales económicamente justificados del refrigerante, determinar la pérdida de presión hidráulica en secciones individuales, vincular y equilibrar las ramas del sistema.Esta es una etapa de diseño compleja y lenta, pero necesaria.

Reglas para calcular el flujo de refrigerante

Los cálculos son posibles si hay un cálculo de ingeniería de calor y después de seleccionar radiadores para energía. El cálculo de ingeniería térmica debe contener datos razonables sobre los volúmenes de energía térmica, cargas, pérdidas de calor. Si estos datos no están disponibles, la potencia del radiador se toma sobre el área de la habitación, pero los resultados del cálculo serán menos precisos.

El esquema tridimensional es conveniente de usar. Todos los elementos en él tienen designaciones asignadas, que incluyen el marcado y el número en orden

Comience con el esquema. Es mejor realizarlo en proyección axonométrica y aplicar todos los parámetros conocidos. El caudal de refrigerante está determinado por la fórmula:

G = 860q / ∆t kg / h,

donde q es la potencia del radiador kW, ∆t es la diferencia de temperatura entre las líneas de retorno y suministro. Una vez determinado este valor, la sección transversal de las tuberías se determina a partir de las tablas de Shevelev.

Para usar estas tablas, el resultado del cálculo debe convertirse a litros por segundo de acuerdo con la fórmula: GV = G / 3600ρ. Aquí GV denota la velocidad de flujo del refrigerante en l / s, ρ es la densidad del agua igual a 0.983 kg / l a una temperatura de 60 grados C. De las tablas, simplemente puede elegir la sección transversal de la tubería sin realizar un cálculo completo.

Las tablas de Shevelev simplifican enormemente el cálculo. Estos son los diámetros de las tuberías de plástico y acero, que pueden determinarse conociendo la velocidad del refrigerante y su velocidad de flujo.

La secuencia de cálculo es más fácil de entender con el ejemplo de un esquema simple que incluye una caldera y 10 radiadores. El esquema debe dividirse en secciones donde la sección transversal de la tubería y el caudal de refrigerante sean constantes.

La primera sección es la línea desde la caldera hasta el primer radiador. El segundo es el segmento entre el primer y el segundo radiador. La tercera y subsecuentes secciones se asignan de manera similar.

La temperatura desde el primero hasta el último dispositivo disminuye gradualmente. Si en la primera sección la energía térmica es de 10 kW, cuando pasa el primer radiador, el refrigerante le da una cierta cantidad de calor y el calor residual disminuye en 1 kW, etc.

Puede calcular el caudal de refrigerante mediante la fórmula:

Q = (3.6xQuch) / (cx (tr-to))

Aquí, Quch es la carga de calor de la sección, s es el calor específico del agua, que tiene un valor constante de 4.2 kJ / kg x s., Tr es la temperatura del portador de calor caliente en la entrada, y a es la temperatura del portador de calor enfriado en la salida.

La velocidad óptima de movimiento del fluido caliente a lo largo de la tubería es de 0.2 a 0.7 m / s. En un valor inferior, aparecerán atascos de aire en el sistema. Este parámetro se ve afectado por el material del producto, la rugosidad dentro de la tubería.

Tanto en circuitos de calefacción abiertos como cerrados utilizan tuberías de acero inoxidable y negro, cobre, polipropileno, polietileno de diversas modificaciones, polibutileno, etc.

A una velocidad del refrigerante dentro del rango recomendado de 0.2-0.7 m / s, se observarán pérdidas de presión de 45 a 280 Pa / m en la tubería de polímero, y de 48 a 480 Pa / m en tuberías de acero.

El diámetro interno de las tuberías en la sección (dвн) se determina en función del flujo de calor y la diferencia de temperatura en la entrada y la salida (∆tco = 20 grados C para un circuito de calefacción de 2 tuberías) o la velocidad de flujo del refrigerante. Hay una tabla especial para esto:

Según esta tabla, conociendo la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida, así como el caudal, es fácil determinar el diámetro interno de la tubería.

Para seleccionar un circuito, debe considerar esquemas individuales y de 2 tubos por separado. En el primer caso, se calcula el elevador con la mayor cantidad de equipo, y en el segundo, el circuito cargado. La longitud del sitio se toma del plan, implementado a escala.

Un cálculo hidráulico preciso solo puede ser realizado por un especialista en el perfil apropiado. Existen programas especiales que le permiten realizar todos los cálculos relacionados con las características térmicas e hidráulicas que se pueden utilizar cuando diseño del sistema de calefacción para tu hogar

Selección de bomba de circulación

El propósito del cálculo es obtener el valor de presión que la bomba debe desarrollar para conducir el agua a través del sistema. Para hacer esto, use la fórmula:

P = Rl + Z

En el cual:

• P es la pérdida de presión en la tubería en Pa;
• R es la resistencia específica a la fricción en Pa / m;
• l es la longitud de la tubería en la sección de diseño en m;
• Z - pérdida de presión en las áreas "estrechas" en Pa.

Estos cálculos se simplifican con las mismas tablas de Shevelev, a partir de las cuales se puede encontrar el valor de la resistencia a la fricción, solo habrá que calcular 1000i de acuerdo con la longitud específica de la tubería. Entonces, si el diámetro del tubo interno es de 15 mm, la longitud de la sección es de 5 my 1000i = 28.8, entonces Rl = 28.8 x 5/1000 = 0.144 Bar. Habiendo encontrado los valores Rl para cada parcela, se suman.

El valor de pérdida de presión Z para la caldera y los radiadores está en el pasaporte. Para otras resistencias, los expertos aconsejan tomar el 20% de Rl, seguido de sumar los resultados para secciones individuales y multiplicar por un factor de 1.3. El resultado es el cabezal de bomba deseado. Para sistemas individuales y de 2 tubos, el cálculo es el mismo.

La bomba se instala de modo que su eje ocupe una posición horizontal, de lo contrario no se puede evitar la formación de atascos de aire. Montarlo en mujeres estadounidenses, de modo que, si es necesario, sea fácil de quitar

En el caso cuando bomba de recogida de acuerdo con la caldera existente, luego aplique la fórmula: Q = N / (t2-t1), donde N es la potencia de la unidad de calentamiento en W, t2 y t1 son la temperatura del refrigerante al salir de la caldera y al regresar, respectivamente.

¿Cómo calcular el tanque de expansión?

El cálculo se reduce para determinar la cantidad en la que aumentará el volumen del refrigerante durante su calentamiento desde la temperatura ambiente promedio + 20 grados C hasta la temperatura de trabajo, de 50 a 80 grados. Estos cálculos no son simples, pero hay otra forma de resolver el problema: los profesionales aconsejan elegir un tanque con un volumen igual a 1/10 de la cantidad total de líquido en el sistema.

Un tanque de expansión es un elemento muy importante del sistema. El exceso de refrigerante que recibe en el momento de la expansión de este último evita que la línea y los grifos se rompan

Puede encontrar estos datos en los certificados del equipo, que indican la capacidad de la camisa de agua de la caldera y 1 sección del radiador. Luego calcule el área de la sección transversal de las tuberías de diferentes diámetros y multiplique por la longitud correspondiente.

Se resumen los resultados, se les agregan datos de pasaportes y se toma el 10% del total. Si todo el sistema contiene 200 litros de refrigerante, se necesita un tanque de expansión de 20 litros.

Criterios de selección de tanques

Hacer tanques de expansión De acero. Dentro hay una membrana que divide el tanque en 2 compartimentos. El primero está lleno de gas y el segundo con refrigerante. Cuando la temperatura aumenta y el agua se precipita del sistema al tanque, entonces, bajo su presión, el gas se comprime. El refrigerante no puede ocupar todo el volumen debido a la presencia de gas en el tanque.

La capacidad de los tanques de expansión es diferente. Este parámetro se selecciona para que cuando la presión en el sistema alcance su pico, el agua no suba por encima del nivel establecido. Como protección del tanque contra el desbordamiento, se incluye una válvula de seguridad en el diseño.El llenado normal del tanque es del 60 al 30%.

La mejor solución es instalar el tanque de expansión en el lugar donde el sistema tiene menos curvas. El mejor lugar para él es una sección recta frente a la bomba.

La elección del esquema óptimo

Cuando se calienta en una casa privada, se utilizan dos tipos de esquemas: individual y de 2 tubos. Si los compara, entonces este último es más efectivo. Su principal diferencia en los métodos de conexión de radiadores a tuberías. En un sistema de dos tubos, un elemento indispensable del circuito de calefacción es un elevador individual, a través del cual el refrigerante enfriado se devuelve a la caldera.

La instalación de un sistema de tubería única es más simple y menos costosa en términos financieros. El circuito cerrado de este sistema combina las tuberías de suministro y retorno.

Sistema de calefacción de tubería única

En casas de uno y dos pisos con un área pequeña, el esquema de un circuito de calefacción de circuito cerrado de un solo tubo, que representa el diseño de 1 tubo y varios radiadores conectados en serie, ha demostrado ser bueno.

A veces se le llama popularmente "Leningrado". El refrigerante, que devuelve el calor al radiador, vuelve a la tubería de suministro y luego pasa a través de la siguiente batería. Los últimos radiadores reciben menos calor.

Al instalar un sistema de tubería única, puede hacer 2 opciones para mover el refrigerante: asociado y punto muerto. En el primer caso, el sistema puede ser equilibrado, pero en el segundo no hay

La ventaja de este esquema se llama instalación económica: requiere menos tiempo y material que para un sistema de 2 tubos. En caso de falla de un radiador, el resto funcionará en modo normal cuando se usa bypass.

Las posibilidades de un esquema de una tubería son limitadas: no se puede iniciar por etapas, los radiadores se calientan de manera desigual, por lo que debe agregar secciones a la última de la cadena. Para que el refrigerante no se enfríe tan rápido, es necesario aumentar el diámetro de las tuberías. Se recomienda conectar no más de 5 radiadores para cada piso.

Se conocen dos tipos de sistemas: horizontal y vertical. En un edificio de un piso, se coloca una vista horizontal del sistema de calefacción tanto encima como debajo del piso.Se recomienda que las baterías se monten al mismo nivel, y la tubería de suministro horizontal está ligeramente inclinada a lo largo del flujo del refrigerante.

Con un cableado vertical, el agua de la caldera sube por el tubo ascendente central, ingresa a la tubería, se distribuye en tubos ascendentes individuales y, de ellos, a los radiadores. Enfriando, el líquido que baja por el mismo tubo ascendente desciende, pasando allí a través de todos los dispositivos, está en el tubo de retorno y desde allí la bomba lo bombea de vuelta a la caldera.

Un sistema vertical de un solo tubo incluye un tubo ascendente principal y varios tanques de expansión separados, un tubo de suministro, baterías, un colector de aire, un tubo de retorno y una bomba. Con mayor frecuencia, se utiliza un sistema con secciones desplazadas, donde se utilizan grifos de 3 vías para ajustar el calentamiento de los radiadores.

Al seleccionar un tipo cerrado de sistema de calefacción, la instalación se realiza en la siguiente secuencia:

1. Instalar la caldera. Muy a menudo, se le asigna un lugar en la planta baja o en el primer piso de la casa.
2. Las tuberías están conectadas a las tuberías de entrada y salida de la caldera, se crían a lo largo del perímetro de todas las habitaciones. Las conexiones se seleccionan según el material de las tuberías principales.
3. Instale el tanque de expansión, colocándolo en el punto más alto. Al mismo tiempo, se monta un grupo de seguridad, que lo conecta a la carretera a través de un tee. Arreglan el elevador principal vertical, lo conectan al tanque.
4. Instale radiadores con la instalación de grúas Maevsky. La mejor opción: un bypass y 2 válvulas de cierre, una en la entrada y la otra en la salida.
5. La bomba se instala en el área donde el refrigerante enfriado ingresa a la caldera, habiendo instalado previamente un filtro frente al lugar de su instalación. El rotor se coloca horizontalmente.

Algunos maestros instalan una bomba con un bypass, para no drenar el agua del sistema en caso de reparación o reemplazo del equipo.

Después de montar todos los elementos, abra la válvula, llene la línea con refrigerante y elimine el aire. Verifican que el aire se elimine completamente desenroscando el tornillo ubicado en la cubierta de la carcasa de la bomba. Si el líquido se escapa por debajo, significa que el equipo se puede iniciar apretando previamente el tornillo central previamente desenroscado.

Con diseños probados sistemas de calefacción de tubería única y las opciones de dispositivo que puede encontrar en otro artículo en nuestro sitio.

Sistema de calefacción de dos tubos

Como en el caso de un sistema de tubería simple, hay un cableado horizontal y vertical, pero hay una línea de suministro y una de retorno. Todos los radiadores se calientan igual. Un tipo difiere de otro en que en el primer caso hay un solo tubo ascendente y todos los dispositivos de calefacción están conectados a él.

Los esquemas de dos tubos se encuentran con mayor frecuencia en la construcción de varios pisos, cuando se requiere que una caldera caliente de manera efectiva todo el edificio

El diagrama vertical proporciona la conexión de radiadores a un elevador ubicado verticalmente. Su ventaja es que en un edificio de varios pisos, cada piso está conectado individualmente al elevador.

Una característica del esquema de dos tubos es la presencia de tubos conectados a cada batería: uno directo y el segundo inverso. Hay 2 circuitos para conectar aparatos de calefacción. Uno de ellos es el colector, cuando caben 2 tubos desde los colectores hasta la batería.

El esquema se caracteriza por una instalación compleja, alto consumo de material, pero en cada habitación puede ajustar la temperatura.

El segundo es un circuito paralelo es más simple. Los elevadores se instalan alrededor del perímetro de la casa, los radiadores están conectados a ellos. Una tumbona atraviesa el piso y hay elevadores conectados a ella.

Los componentes de dicho sistema son:

• una caldera
• válvula de seguridad;
• manómetro
• ventilación de aire automática;
• válvula termostática
• baterías
• bomba
• filtro
• dispositivo de equilibrio;
• tanque
• válvula

Antes de continuar con la instalación, el problema del tipo de portador de energía debe resolverse. Luego, instale la caldera en una sala de calderas separada o en el sótano. Lo principal es que debe haber buena ventilación. Instale el colector, si lo proporciona el proyecto y la bomba. El equipo de ajuste y medición está montado cerca de la caldera.

Se lleva una carretera a cada radiador futuro, luego se instalan las baterías. Los radiadores se cuelgan en soportes especiales de tal manera que quedan entre 10 y 12 centímetros en el piso, y entre 2 y 5 cm desde las paredes, y suministran aberturas de instrumentos con dispositivos de cierre y control en la entrada y salida.

El proceso de instalación de un sistema de dos tubos consta de varias etapas. El primero de ellos es la instalación de una caldera. En los lugares de instalación de la batería, primero se suministran tuberías y solo después se montan los radiadores.

Después de la instalación de todos los nodos del sistema, se presiona. Los profesionales deberían participar porque solo ellos pueden emitir el documento correspondiente.

Detalles de las características del dispositivo de un sistema de calefacción de dos tubos descrito aquí, el artículo presenta varios esquemas y ofrece su análisis.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Este video muestra un ejemplo de un cálculo hidráulico detallado de un sistema de calefacción de tipo cerrado de 2 tubos para un edificio de 2 pisos en el programa VALTEC.PRG:

Aquí se describe en detalle sobre el dispositivo de un sistema de calefacción de tubería única:

Es posible instalar una versión cerrada del sistema de calefacción usted mismo, pero no puede hacerlo sin el asesoramiento de expertos. La clave del éxito es un proyecto completado correctamente y materiales de calidad.

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