Sistema di riscaldamento chiuso: schemi e caratteristiche di installazione di un sistema di tipo chiuso
La caratteristica principale in cui un sistema di riscaldamento chiuso differisce da uno aperto è il suo isolamento dalle influenze ambientali. Tale circuito include una pompa di circolazione che stimola il movimento del refrigerante. Il circuito è privo di molti svantaggi insiti in un circuito di riscaldamento aperto.
Imparerai tutto sui pro e contro dei circuiti di riscaldamento chiusi leggendo il nostro articolo. Ha completamente smontato le opzioni del dispositivo, i dettagli dell'assemblaggio e il funzionamento dei sistemi chiusi. Per i master indipendenti, viene fornito un esempio di calcolo idraulico.
Le informazioni presentate per riferimento si basano su codici di costruzione. Per ottimizzare la percezione di un argomento difficile, il testo è integrato con schemi utili, raccolte di foto e guide video.
Il contenuto dell'articolo:
Il principio di funzionamento di un sistema chiuso
L'espansione termica in un sistema chiuso è compensata dall'uso di un serbatoio di espansione a membrana, riempito d'acqua durante il riscaldamento. Durante il raffreddamento, l'acqua dal serbatoio entra nuovamente nel sistema, mantenendo così una pressione costante nel circuito.
La pressione generata nel circuito di riscaldamento chiuso durante l'installazione viene trasmessa all'intero sistema. Il refrigerante viene fatto circolare forzatamente, quindi questo sistema è volatile. senza pompa di circolazione non vi sarà alcun movimento di acqua riscaldata attraverso i tubi verso i dispositivi e il ritorno al generatore di calore.
Gli elementi principali di un circuito chiuso:
- una caldaia;
- valvola di uscita dell'aria;
- valvola termostatica;
- radiatori;
- tubi;
- vaso di espansione, non a contatto con l'atmosfera;
- valvola di bilanciamento;
- valvola a sfera;
- pompa, filtro;
- valvola di sicurezza;
- manometro;
- raccordi, elementi di fissaggio.
Se l'alimentazione elettrica a casa è ininterrotta, un sistema chiuso funziona in modo efficiente. Spesso il design è integrato da "pavimenti caldi", aumentandone l'efficienza e la dissipazione del calore.
Questa disposizione consente di non aderire a un certo diametro della tubazione, ridurre i costi di acquisizione dei materiali e non posizionare la tubazione in pendenza, il che semplifica l'installazione. Il liquido a bassa temperatura deve fluire verso la pompa, altrimenti il suo funzionamento è impossibile.
Questa opzione ha una sfumatura negativa: mentre con una pendenza costante, il riscaldamento funziona anche in assenza di alimentazione, quindi con una posizione strettamente orizzontale della tubazione, un sistema chiuso non funziona. Questa carenza è compensata dall'alta efficienza e da una serie di aspetti positivi rispetto ad altri tipi di sistemi di riscaldamento.
L'installazione è relativamente semplice e possibile in una stanza di qualsiasi dimensione. Non è necessario isolare la tubazione, il riscaldamento avviene molto rapidamente, se nel circuito è presente un termostato, è possibile impostare il regime di temperatura. Se il sistema è organizzato correttamente, non ci sono perdite di liquido di raffreddamento e quindi non ci sono motivi per rifornirlo.
Un indubbio vantaggio del sistema di riscaldamento chiuso è che la differenza di temperatura tra l'alimentazione e il ritorno consente di aumentare la durata operativa della caldaia. Le tubazioni a circuito chiuso sono meno suscettibili alla corrosione. È possibile caricare sul circuito antigelo anziché acquaquando il riscaldamento deve essere spento per lungo tempo in inverno.
Protezione del sistema contro l'aria
Teoricamente, l'aria non dovrebbe entrare in un sistema di riscaldamento chiuso, ma in realtà è ancora lì. Il suo accumulo viene osservato in un momento in cui i tubi e le batterie vengono riempiti con acqua. Il secondo motivo potrebbe essere la depressurizzazione delle articolazioni.
A seguito della comparsa di inceppamenti d'aria, il trasferimento di calore del sistema è ridotto. Per combattere questo fenomeno, nel sistema sono incluse valvole e rubinetti speciali per lo sfiato dell'aria.
Per ridurre al minimo la probabilità di inceppamenti d'aria, è necessario seguire alcune regole quando si riempie un sistema chiuso:
- Fornire acqua dal basso verso l'alto. Per fare questo, posare i tubi in modo che l'acqua e l'aria rilasciate si muovano nella stessa direzione.
- Lasciare i rubinetti per lo sfiato in posizione aperta e i rubinetti per lo scarico dell'acqua in posizione chiusa. Pertanto, con un graduale aumento del liquido di raffreddamento, l'aria fuoriesce attraverso le aperture di ventilazione.
- Chiudere la valvola di sfiato non appena l'acqua la attraversa. Il processo continua senza intoppi fino a quando il circuito è completamente riempito di liquido di raffreddamento.
- Avviare la pompa.
Se nel circuito di riscaldamento radiatori in alluminio, quindi su ciascuna presa d'aria sono richiesti. L'alluminio, a contatto con il liquido di raffreddamento, provoca una reazione chimica, accompagnata dal rilascio di ossigeno. I radiatori parzialmente bimetallici hanno lo stesso problema, ma si forma molta meno aria.
Nei radiatori, tutto il refrigerante bimetallico al 100% non è in contatto con l'alluminio, ma i professionisti insistono sulla presenza di una presa d'aria in questo caso. Il design specifico dei radiatori a pannello in acciaio è già dotato di valvole per il rilascio dell'aria durante il processo di fabbricazione.
Sui vecchi radiatori in ghisa, l'aria viene rimossa usando una valvola a sfera, qui altri dispositivi sono inefficaci.
I punti critici nel circuito di riscaldamento sono i nodi dei tubi e i punti superiori del sistema, quindi i dispositivi di scarico dell'aria sono montati in questi punti. In un ciclo chiuso si applicano Gru Mayevsky o valvole a galleggiante automatiche che consentono lo sfiato dell'aria senza intervento umano.
Nel caso di questo dispositivo è presente un galleggiante in polipropilene collegato attraverso una trave alla bobina. Quando la camera del galleggiante si riempie di aria, il galleggiante si abbassa e quando raggiunge la posizione più bassa, apre una valvola attraverso la quale l'aria fuoriesce.
Nel volume liberato dal gas, entra l'acqua, il galleggiante si precipita e chiude la bobina. Per impedire l'ingresso di detriti in quest'ultimo, è coperto da un cappuccio protettivo.
Ci sono modifiche in cui questo processo va diversamente, ma il principio è lo stesso: il galleggiante nella posizione inferiore - il gas viene rilasciato; il galleggiante è sollevato - la valvola è chiusa, l'aria si sta accumulando. Il ciclo si ripete automaticamente e non richiede la presenza di una persona.
Calcolo idraulico per un sistema chiuso
Per non commettere errori nella selezione dei tubi per il diametro e la potenza della pompa, è necessario un calcolo idraulico del sistema.
Il funzionamento efficace dell'intero sistema è impossibile senza tenere conto dei 4 punti principali:
- Determinazione della quantità di refrigerante che deve essere fornita ai dispositivi di riscaldamento al fine di garantire l'equilibrio termico desiderato in casa, indipendentemente dalla temperatura esterna.
- Massima riduzione dei costi operativi.
- Ridurre al minimo gli investimenti finanziari, a seconda del diametro scelto della conduttura.
- Funzionamento stabile e silenzioso del sistema.
Il calcolo idraulico aiuterà a risolvere questi problemi, che consente di scegliere i diametri di tubo ottimali tenendo conto delle portate del refrigerante economicamente giustificate, determinare la perdita di pressione idraulica nelle singole sezioni, collegare e bilanciare i rami del sistema.Questa è una fase di progettazione complessa e che richiede tempo, ma necessaria.
Regole per il calcolo del flusso di refrigerante
I calcoli sono possibili se esiste un calcolo di ingegneria termica e dopo aver selezionato i radiatori per l'alimentazione. Il calcolo dell'ingegneria del calore dovrebbe contenere dati ragionevoli sui volumi di energia termica, carichi, perdite di calore. Se questi dati non sono disponibili, la potenza del radiatore viene assorbita dall'area della stanza, ma i risultati del calcolo saranno meno precisi.
Inizia con lo schema. È meglio eseguirlo in proiezione assonometrica e applicare tutti i parametri noti. La portata del liquido di raffreddamento è determinata dalla formula:
G = 860q / ∆t kg / h,
dove q è la potenza del radiatore kW, ∆t è la differenza di temperatura tra le linee di ritorno e di alimentazione. Avendo determinato questo valore, la sezione trasversale dei tubi è determinata dalle tabelle di Shevelev.
Per utilizzare queste tabelle, il risultato del calcolo deve essere convertito in litri al secondo secondo la formula: GV = G / 3600ρ. Qui GV indica la portata del refrigerante in l / s, ρ è la densità dell'acqua pari a 0,983 kg / l ad una temperatura di 60 gradi C. Dalle tabelle, è possibile semplicemente scegliere la sezione trasversale del tubo senza eseguire un calcolo completo.
La sequenza di calcolo è più facile da capire con l'esempio di uno schema semplice che include una caldaia e 10 radiatori. Lo schema deve essere diviso in sezioni in cui la sezione trasversale del tubo e la portata del refrigerante sono costanti.
La prima sezione è la linea dalla caldaia al primo radiatore. Il secondo è il segmento tra il primo e il secondo radiatore. La terza e le successive sezioni assegnano in modo simile.
La temperatura dal primo all'ultimo dispositivo diminuisce gradualmente. Se nella prima sezione l'energia termica è di 10 kW, quindi quando passa il primo radiatore, il liquido di raffreddamento fornisce una certa quantità di calore e il calore di scarico diminuisce di 1 kW, ecc.
È possibile calcolare la portata del liquido di raffreddamento con la formula:
Q = (3.6xQuch) / (cx (tr-to))
Qui, Quch è il carico termico della sezione, s è il calore specifico dell'acqua, che ha un valore costante di 4,2 kJ / kg x s., Tr è la temperatura del portatore di calore caldo all'ingresso e la temperatura del portatore di calore raffreddato all'uscita.
La velocità ottimale di movimento del fluido caldo lungo la tubazione va da 0,2 a 0,7 m / s. A un valore inferiore, nel sistema verranno visualizzati degli inceppamenti dell'aria. Questo parametro è influenzato dal materiale del prodotto, dalla rugosità all'interno del tubo.
Sia nei circuiti di riscaldamento aperti che in quelli chiusi utilizzare tubi in acciaio nero e inossidabile, rame, polipropilene, polietilene di varie modifiche, polibutilene, ecc.
Ad una velocità del refrigerante nell'intervallo raccomandato di 0,2-0,7 m / s, si osserveranno perdite di pressione da 45 a 280 Pa / m nella tubazione del polimero e da 48 a 480 Pa / m nei tubi di acciaio.
Il diametro interno dei tubi nella sezione (dвн) è determinato in base al flusso di calore e alla differenza di temperatura all'ingresso e all'uscita (cotco = 20 gradi C per un circuito di riscaldamento a 2 tubi) o alla portata del refrigerante. C'è una tabella speciale per questo:
Per selezionare un circuito, è necessario considerare separatamente schemi a 2 tubi singoli. Nel primo caso viene calcolato il montante con la maggior quantità di attrezzatura e nel secondo il circuito caricato. La lunghezza del sito è presa dal piano, eseguito su una scala.
Un calcolo idraulico accurato può essere eseguito solo da uno specialista nel profilo appropriato. Esistono programmi speciali che consentono di eseguire tutti i calcoli relativi alle caratteristiche termiche e idrauliche che è possibile utilizzare quando progettazione del sistema di riscaldamento per la tua casa.
Selezione della pompa di circolazione
Lo scopo del calcolo è quello di ottenere il valore di pressione che la pompa deve sviluppare per guidare l'acqua attraverso il sistema. Per fare ciò, usa la formula:
P = Rl + Z
In cui:
- P è la perdita di carico nella tubazione in Pa;
- R è la resistenza all'attrito specifica in Pa / m;
- l è la lunghezza del tubo nella sezione di progettazione in m;
- Z - perdita di pressione nelle aree "strette" in Pa.
Questi calcoli sono semplificati dalle stesse tabelle di Shevelev, dalle quali è possibile trovare il valore della resistenza all'attrito, sarà necessario calcolare solo 1000i in base alla lunghezza specifica del tubo. Quindi, se il diametro del tubo interno è 15 mm, la lunghezza della sezione è 5 m, e 1000i = 28,8, quindi Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. Dopo aver trovato i valori Rl per ogni grafico, vengono sommati.
Il valore di perdita di pressione Z sia per la caldaia che per i radiatori è nel passaporto. Per altre resistenze, gli esperti consigliano di prendere il 20% di Rl, seguito dalla somma dei risultati per le singole sezioni e moltiplicando per un fattore di 1,3. Il risultato è la testa della pompa desiderata. Per i sistemi a singolo e 2 tubi, il calcolo è lo stesso.
Nel caso in cui pompa di raccolta secondo la caldaia esistente, quindi applicare la formula: Q = N / (t2-t1), dove N è la potenza dell'unità di riscaldamento in W, t2 e t1 sono la temperatura del liquido di raffreddamento all'uscita dalla caldaia e al ritorno, rispettivamente.
Come calcolare il vaso di espansione?
Il calcolo viene ridotto per determinare la quantità di aumento del volume del liquido di raffreddamento durante il suo riscaldamento dalla temperatura media della stanza + 20 ° C a quella di lavoro - da 50 a 80 gradi. Questi calcoli non sono semplici, ma esiste un altro modo per risolvere il problema: i professionisti consigliano di scegliere un serbatoio con un volume pari a 1/10 della quantità totale di liquido nel sistema.
Puoi trovare questi dati dai certificati delle apparecchiature, che indicano la capacità della camicia d'acqua della caldaia e 1 sezione del radiatore. Quindi calcola l'area della sezione trasversale di tubi di diverso diametro e moltiplica per la lunghezza corrispondente.
I risultati sono riepilogati, oltre ai dati dei passaporti aggiunti e viene prelevato il 10% del totale. Se l'intero sistema contiene 200 litri di refrigerante, è necessario un serbatoio di espansione di 20 litri.
Criteri di selezione del serbatoio
make vasi di espansione dall'acciaio. All'interno è presente una membrana che divide il serbatoio in 2 scomparti. Il primo è pieno di gas e il secondo con liquido di raffreddamento. Quando la temperatura sale e l'acqua scorre dal sistema al serbatoio, quindi sotto la sua pressione il gas viene compresso. Il liquido di raffreddamento non può occupare l'intero volume a causa della presenza di gas nel serbatoio.
La capacità dei vasi di espansione è diversa. Questo parametro viene selezionato in modo tale che quando la pressione nel sistema raggiunge il suo picco, l'acqua non supera il livello impostato. Come protezione del serbatoio da trabocco, nel design è inclusa una valvola di sicurezza.Il normale riempimento del serbatoio va dal 60 al 30%.
La scelta dello schema ottimale
Quando si riscalda in una casa privata, vengono utilizzati due tipi di schemi: singolo e 2 tubi. Se li confronti, quest'ultimo è più efficace. La loro principale differenza nei metodi di collegamento dei radiatori alle tubazioni. In un sistema a due tubi, un elemento indispensabile del circuito di riscaldamento è un singolo montante, attraverso il quale il refrigerante raffreddato viene restituito alla caldaia.
L'installazione di un sistema a tubo singolo è più semplice e meno costosa in termini finanziari. Il circuito chiuso di questo sistema combina sia le tubazioni di alimentazione che quelle di ritorno.
Sistema di riscaldamento monotubo
In case a uno o due piani con una piccola area, lo schema di un circuito di riscaldamento a circuito chiuso a tubo singolo, che rappresenta la disposizione di 1 tubo e un numero di radiatori collegati in serie, si è dimostrato valido.
Talvolta viene popolarmente chiamato "Leningrado". Il liquido di raffreddamento, che restituisce calore al radiatore, ritorna al tubo di alimentazione, quindi passa attraverso la batteria successiva. Gli ultimi radiatori ricevono meno calore.
Il vantaggio di un tale schema si chiama installazione economica: richiede meno tempo e materiale rispetto a un sistema a 2 tubi. In caso di guasto di un radiatore, il resto funzionerà in modalità normale quando si utilizza il bypass.
Le possibilità di uno schema monotubo sono limitate: non può essere avviato in più fasi, i radiatori si riscaldano in modo non uniforme, quindi è necessario aggiungere sezioni all'ultimo della catena. Affinché il refrigerante non si raffreddi così rapidamente, è necessario aumentare il diametro dei tubi. Si consiglia di collegare non più di 5 radiatori per ogni piano.
Sono noti due tipi di sistemi: orizzontale e verticale. In un edificio a un piano, una vista orizzontale del sistema di riscaldamento è posta sia sopra che sotto il pavimento.Si consiglia di montare le batterie allo stesso livello e che il tubo di alimentazione orizzontale sia leggermente inclinato lungo il flusso del liquido di raffreddamento.
Con un cablaggio verticale, l'acqua della caldaia sale sul montante centrale, entra nella tubazione, viene distribuita nei singoli montanti e, di questi, ai radiatori. Raffreddandosi, il liquido nello stesso riser scende, passando lì attraverso tutti i dispositivi, è nel tubo di ritorno e da esso la pompa lo rimanda alla caldaia.
Selezionando un tipo chiuso di sistema di riscaldamento, l'installazione viene eseguita nella seguente sequenza:
- Installa la caldaia. Molto spesso, gli viene assegnato un posto al piano terra o al primo piano della casa.
- I tubi sono collegati ai tubi di ingresso e uscita della caldaia, sono allevati lungo il perimetro di tutte le stanze. Le connessioni vengono selezionate in base al materiale dei tubi principali.
- Installare il vaso di espansione, posizionandolo nel punto più alto. Allo stesso tempo, viene montato un gruppo di sicurezza, che lo collega all'autostrada attraverso una maglietta. Fissano il montante principale verticale, lo collegano al serbatoio.
- Installa i radiatori con l'installazione di gru Maevsky. L'opzione migliore: un bypass e 2 valvole di intercettazione: una all'ingresso, l'altra all'uscita.
- La pompa è installata nell'area in cui il refrigerante raffreddato entra nella caldaia, avendo precedentemente installato un filtro davanti al luogo della sua installazione. Il rotore è posizionato orizzontalmente.
Alcuni maestri installano una pompa con un bypass, in modo da non scaricare l'acqua dal sistema in caso di riparazione o sostituzione delle apparecchiature.
Dopo aver montato tutti gli elementi, aprire la valvola, riempire la linea di refrigerante e rimuovere l'aria. Controllano che l'aria sia così completamente rimossa svitando la vite situata sul coperchio dell'involucro della pompa. Se il liquido fuoriesce da sotto, significa che l'apparecchiatura può essere avviata serrando in precedenza la vite centrale precedentemente svitata.
Con design collaudati sistemi di riscaldamento monotubo e le opzioni del dispositivo che puoi trovare in un altro articolo sul nostro sito.
Sistema di riscaldamento a due tubi
Come nel caso di un sistema a tubo singolo, esiste un cablaggio orizzontale e verticale, ma c'è sia una linea di alimentazione che una di ritorno. Tutti i radiatori si riscaldano allo stesso modo. Un tipo differisce da un altro in quanto nel primo caso esiste un solo montante e tutti i dispositivi di riscaldamento sono collegati ad esso.
Lo schema verticale prevede il collegamento dei radiatori a un montante posizionato verticalmente. Il suo vantaggio è che in un edificio a più piani, ogni piano è collegato individualmente al montante.
Una caratteristica dello schema a due tubi è la presenza di tubi collegati a ciascuna batteria: uno diretto e il secondo contrario. Ci sono 2 circuiti per il collegamento di apparecchi di riscaldamento. Uno di questi è il collettore, quando 2 tubi si adattano dai collettori alla batteria.
Lo schema è caratterizzato da un'installazione complessa, un elevato consumo di materiale, ma in ogni stanza è possibile regolare la temperatura.
Il secondo è un circuito parallelo è più semplice. I riser sono installati attorno al perimetro della casa, i radiatori sono collegati ad essi. Un lettino corre attraverso il pavimento e le bretelle sono collegate ad esso.
I componenti di un tale sistema sono:
- una caldaia;
- valvola di sicurezza;
- manometro;
- sfiato automatico;
- valvola termostatica;
- batteria;
- pompa;
- Filtro;
- dispositivo di bilanciamento;
- serbatoio;
- valvola.
Prima di procedere con l'installazione, è necessario risolvere il problema relativo al tipo di vettore energetico. Quindi, installare la caldaia in un locale caldaia separato o nel seminterrato. La cosa principale è che dovrebbe esserci una buona ventilazione. Installare il collettore, se fornito dal progetto e dalla pompa. Le apparecchiature di regolazione e misurazione sono montate vicino alla caldaia.
Un'autostrada viene portata ad ogni futuro radiatore, quindi vengono installate le batterie stesse. I radiatori sono appesi su apposite staffe in modo tale che 10-12 centimetri rimangano a terra e 2-5 cm dalle pareti e forniscono alle aperture degli strumenti dispositivi di arresto e controllo all'ingresso e all'uscita.
Dopo l'installazione di tutti i nodi del sistema, viene premuto. I professionisti dovrebbero essere coinvolti in esso perché solo loro possono rilasciare il documento corrispondente.
Dettagli caratteristiche del dispositivo di un sistema di riscaldamento a due tubi descritto qui, l'articolo presenta vari schemi e fornisce la loro analisi.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Questo video mostra un esempio di un calcolo idraulico dettagliato di un sistema di riscaldamento di tipo chiuso a 2 tubi per un edificio a 2 piani nel programma VALTEC.PRG:
Qui è descritto in dettaglio sul dispositivo di un sistema di riscaldamento a tubo singolo:
È possibile installare una versione chiusa del sistema di riscaldamento da soli, ma non è possibile fare a meno di un parere di esperti. La chiave del successo è un progetto correttamente completato e materiali di qualità.
Hai domande sulle specifiche del circuito di riscaldamento interno? Ci sono informazioni sull'argomento che sono interessanti per i visitatori del sito e per noi? Si prega di scrivere commenti nel blocco sottostante.
Ma non per ogni tipo di casa è adatto, vale anche la pena considerare. Il sistema, ovviamente, è estremamente efficace, ma cerca di installarlo in case che hanno già "undici" anni e sono semplicemente progettate per un'altra rete di riscaldamento. Vale la pena considerare che questa opzione è adatta solo per edifici moderni in cui anche la costruzione stessa della casa è stata concepita in modo originale. Anche se non escludo che potrei sbagliarmi, ma nelle vecchie case non lo rischierei.
Nelle vecchie case non vi è alcun rischio, ma è comunque consigliabile rifare l'intero sistema, insieme a tubi e radiatori. Ad esempio, quando si sostituisce la caldaia. In realtà, le moderne caldaie murali sono tutte dotate di pompe integrate e serbatoi di espansione. Quindi, rimane solo da cambiare i tubi e preferibilmente i radiatori. Meglio ancora, installare il riscaldamento a pavimento. Il guadagno sarà sia nel design che nell'efficienza.