Aquecimento da água faça você mesmo: tudo sobre sistemas de aquecimento de água
Se uma casa de campo é operada ativamente não apenas no verão, mas também no frio, a criação de um sistema de aquecimento de alta qualidade é uma necessidade urgente.
Diferentes transportadores de calor podem ser usados em linhas de suprimento de calor: ar aquecido a 60 ° C, vapor de água a 130 ° C e água com temperatura de 95 ° C. Na maioria das vezes, o aquecimento da água é usado.
Uma das principais vantagens deste líquido de refrigeração é a capacidade de equipar vários sistemas de aquecimento de água, dependendo das características do projeto da casa, preferências pessoais e outros fatores.
No artigo, descrevemos uma classificação detalhada dos esquemas de suprimento de calor da água, descrevemos os recursos de cada opção e também fornecemos recomendações para a escolha dos principais componentes do sistema. As informações fornecidas ajudarão a projetar o aquecimento de uma casa particular.
O conteúdo do artigo:
- Classificação de sistemas de aquecimento de água
- Requisitos para o funcionamento do sistema de fornecimento de calor
- Cálculos de potência do equipamento
- Sistemas de aquecimento de água
- Métodos de instalação para sistemas de aquecimento de água
- Sistemas de aquecimento abertos e fechados
- Elementos do sistema de aquecimento
- Sistema de água "Piso quente"
- Sistema de aquecimento rodapé
- Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Classificação de sistemas de aquecimento de água
Dependendo da localização do local de produção de calor, os sistemas de aquecimento de água são divididos em centralizado e local. De maneira centralizada, o calor é fornecido, por exemplo, por prédios de apartamentos, várias instituições, empresas e outras instalações.
Nesse caso, o calor é gerado em usinas termelétricas (usinas de cogeração) ou casas de caldeiras e depois entregue aos consumidores por meio de gasodutos.
Os sistemas locais (autônomos) fornecem calor, por exemplo, casas particulares. É produzido diretamente nas próprias instalações de suprimento de calor. Para esse fim, são utilizados fornos ou unidades especiais que operam com eletricidade, gás natural, materiais combustíveis líquidos ou sólidos.
Dependendo do método pelo qual o movimento das massas de água é garantido, o aquecimento pode ser com movimento forçado (bombeamento) ou natural (gravitacional) do líquido de refrigeração. Os sistemas de circulação forçada podem ser com circuitos em anel e com projetos de circuito primário-secundário.
De acordo com a direção do movimento da água nas tubulações de suprimento e retorno, o suprimento de calor pode ocorrer com o movimento do transportador de calor associado e com impasse. No primeiro caso, a água se move nas rodovias em uma direção e na segunda - em direções diferentes.
Tubos de aquecimento podem ser conectados a dispositivos de aquecimento em diferentes esquemas. Se os aquecedores forem conectados em série, esse esquema será chamado de tubo único, se em paralelo - dois tubos.
Existe também um esquema bifilar no qual, primeiro, todas as primeiras metades dos dispositivos são conectadas em série e, em seguida, para garantir a saída reversa da água, suas segundas metades.
A localização dos tubos que conectam os radiadores deu o nome à fiação: distinguir entre sua variedade horizontal e vertical. De acordo com o método de montagem, distingue-se coletor, tee e tubulações mistas.
Nos edifícios residenciais onde não há porões, mas há um sótão, são utilizados sistemas de aquecimento com uma fiação superior. Neles, a linha de suprimento está localizada acima dos aparelhos de aquecimento.
Para edifícios com porão técnico e teto plano, é usado aquecimento com uma fiação mais baixa, na qual os canos de abastecimento de água e de drenagem estão abaixo dos dispositivos de aquecimento.
Há também uma fiação com uma circulação de líquido de refrigeração "tombada". Nesse caso, a linha de aquecimento de retorno está localizada abaixo dos dispositivos.
Requisitos para o funcionamento do sistema de fornecimento de calor
Com toda a variedade de sistemas de aquecimento de água, vários requisitos gerais são apresentados ao seu trabalho.
Eles devem:
- aqueça uniformemente todo o ar nos quartos;
- ser sustentável;
- Não crie dificuldades durante a operação;
- estar ligado a sistemas de ventilação;
- ser regulamentado.
O princípio de operação do sistema de aquecimento também é comum: a água é aquecida, após a qual circula pela tubulação e libera o calor recebido, aquecendo as instalações.
Cálculos de potência do equipamento
A temperatura interna depende dos seguintes fatores:
- temperatura do ar fora do prédio;
- espessura da parede da casa e a qualidade de seus elementos individuais;
- capacidade térmica de materiaisdos quais a casa é construída.
Ao calcular a demanda de calor da sua casa, é necessário considerar todos os fatores, incluindo a perda de calor através de janelas e portas, paredes e pisos com tetos. Normas especiais necessárias no processo de cálculo devem ser aplicadas levando em consideração as condições climáticas da área em que o imóvel residencial está localizado e o grau de isolamento térmico existente.
A maior perda de calor ocorre através das paredes externas da casa. Com o aumento das diferenças de temperatura dentro da casa e fora do edifício, a perda de calor também aumenta.
Se levarmos em conta o material do qual as paredes externas foram construídas e a espessura dessas paredes, para uma temperatura do ar externo de -30 ° C, a perda de calor será diferente e será:
- tijolo com gesso interno - 89 W / m² (em 2,5 tijolos), 104 W / m² (em 2 tijolos);
- picado com forro interno (250 mm) - 70 W / m²;
- de madeira com revestimento interno - 89 W / m² (180 mm), 101 W / m² (100 mm);
- estrutura com argila expandida no interior (200 mm) - 71 W / m²;
- concreto de espuma com gesso interno (200 mm) - 105 W / m².
No entanto, a perda de calor ocorre não apenas através das paredes externas, mas também através de outros envelopes de construção.
Ao mesmo - 30 ° C, serão para:
- pisos de madeira do sótão - 35 W / m²;
- piso do porão - 26 W / m²;
- portas duplas de madeira sem isolamento - 234 W / m²;
- janelas com vidros duplos - 135 W / m².
Para calcular a perda total de calor de um edifício, é necessário calcular a área de todas as estruturas anexas em metros quadrados, multiplicar pelo padrão de perda de calor para os tipos de estruturas, levando em consideração os materiais a partir dos quais elas são feitas e resumir os resultados.
O cálculo deve ser feito com base na temperatura sazonal mínima de uma área específica. As perdas de calor através das paredes são calculadas separadamente, como é necessário considerar a área de vidros e portas.
As perdas através de pisos sem escotilhas no sótão ou no subsolo são calculadas para toda a área e para elementos estruturais únicos.
A caldeira de aquecimento é escolhida levando em consideração o fato de que sua capacidade deve ser suficiente para compensar a perda de calor com uma margem de 20 a 30%.
O procedimento para calcular a energia térmica do equipamento que será usado para a instalação do sistema de aquecimento é apresentado no videoclipe na parte final do artigo.
Em nosso site, há um bloco de artigos dedicados ao cálculo do aquecimento da água, recomendamos que você leia:
- Cálculo hidráulico do sistema de aquecimento em um exemplo específico
- Cálculo do aquecimento da água: fórmulas, regras, exemplos de implementação
- Cálculo térmico de um sistema de aquecimento: como calcular corretamente a carga em um sistema
Sistemas de aquecimento de água
Com todas as diferenças externas e vários diagramas de fiação, o princípio básico de operação dos sistemas de aquecimento de água é o mesmo. O transportador de calor aquecido na caldeira é transportado através de uma tubulação para dispositivos de aquecimento.
Resfriando, a água transfere calor para o meio ambiente, após o que retorna ao local onde será aquecida. Este ciclo se repete repetidamente.
Circulação natural e forçada
Em casas particulares, são utilizados os seguintes tipos de sistemas de aquecimento:
- com circulação natural;
- com circulação forçada.
Circulação natural. Seu desempenho é baseado na diferença de densidade entre quente e frio. As posições superiores desse sistema são ocupadas por água quente e as inferiores por frio. Arrefecendo, a água quente se move para baixo e aquecendo.
O segundo fator que fornece a circulação natural das massas de água é a inclinação sob a qual os tubos são instalados.
Vantagem circuitos com circulação natural é sua total independência do suprimento de energia.
Ela tem muitas outras desvantagens:
- pequeno raio de açãoI, não superior a 30 m na dimensão horizontal;
- tempo de aquecimento - um longo período de temperatura operacional em todos os pontos do sistema na inicialização, após um longo intervalo;
- risco de desligamento devido à formação de gelo no tanque de expansão aberto.
O diâmetro da tubulação deve ser grande o suficiente devido à baixa pressão de circulação no circuito. Esse fator também afeta a escolha das baterias, porque os radiadores modernos têm uma seção transversal muito estreita, o que cria resistência adicional que neutraliza a circulação da "gravidade".
Para estimular ainda mais o movimento do líquido de refrigeração, a tubulação é construída com uma inclinação, de modo que uma média de 3 mm cai em 1 metro linear. A instalação correta dos tubos no ângulo reto não é uma tarefa fácil, mas sem a sua solução, o sistema funcionará muito mais devagar e com mais eficiência.
O refrigerante vaza para radiadores distantes de sistemas gravitacionais já substancialmente resfriados. Para manter a temperatura do aquecimento, devem ser utilizados radiadores de ferro fundido. Para equilibrar a diferença de temperatura, as baterias distantes devem ter mais seções do que as mais próximas da caldeira.
Circulação forçada fornece uma bomba. O circuito pode conter uma ou várias bombas. É preferível o uso de várias bombas: o desligamento de emergência de uma delas não danifica todo o aquecimento.
O líquido de refrigeração se move ciclicamente ao longo de um circuito fechado, no qual é incluído um tanque de expansão, o que elimina a evaporação da água.
Os benefícios sistemas de circulação forçada:
- para a instalação do aquecimento, você precisará de mais tubos, mas um diâmetro menor;
- Você pode usar diferentes tipos de radiadores e tubos de calor com pequenos diâmetros;
- a temperatura dos aquecedores é mais fácil de controlar
- o alcance da ação é significativamente expandido devido à estimulação artificial do movimento do líquido de refrigeração;
- a possibilidade de usar unidades de aquecimento com características aprimoradas de refrigerante.
A desvantagem dos sistemas forçados depende do suprimento de energia. Para evitar incidentes com total inatividade do aquecimento, recomenda-se estocar um gerador a diesel ou gasolina.
Além disso, as desvantagens incluem:
- a necessidade de cálculo preciso o diâmetro do oleoduto, como canais estreitos demais aumentam acentuadamente a resistência hidráulica e, ao circular por tubos excessivamente largos, o líquido de arrefecimento “faz barulho”;
- custo de construção considerável devido ao comprimento quase dobro do oleoduto, a inclusão de um ou dois bombas de circulação, se necessário, bomba auxiliar;
- uso obrigatório de reguladores caros fluxo de refrigerante, temperatura e pressão no sistema.
A escolha correta do tipo de circulação depende das características individuais e da localização do edifício em que o aquecimento da água será montado. No entanto, esquemas com movimento natural começaram recentemente a recorrer cada vez menos, utilizando-os principalmente em edifícios para residências temporárias.
Na maioria das vezes, as casas particulares são equipadas com sistemas com coerção artificial do movimento do líquido de arrefecimento devido a capacidades significativamente maiores.
Sistemas de Circulação Combinados
O sistema combinado pode funcionar nos modos natural e forçado. Isso significa que, durante a instalação, é necessário, como no caso da circulação natural, prever uma inclinação do tubo de 3-5 mm por metro linear, bem como a instalação de uma bomba, assim como a circulação forçada.
Normalmente, em um circuito de aquecimento, há uma caldeira de combustível sólido.
O objetivo do uso do sistema combinado é que ele continuará funcionando mesmo em caso de falta de energia. Mas uma interrupção repentina do aquecimento no inverno ameaça não apenas diminuir a temperatura na sala.
Os elementos do sistema de aquecimento podem simplesmente falhar, pois a água, expandida durante o congelamento, violará sua estanqueidade.
Métodos de instalação para sistemas de aquecimento de água
Considere dois esquemas principais para a instalação de sistemas de aquecimento.
Sistema de aquecimento de tubo único
O projeto de tubo único da tubulação é caracterizado por uma sequência direta de fornecimento do líquido de arrefecimento aos radiadores. O líquido de refrigeração enche e aquece primeiro a primeira bateria, depois a próxima e assim por diante.
Dois tubos são fornecidos de cada tubo para cada radiador: o primeiro é necessário para fornecer líquido de arrefecimento e o segundo é para drenar a água parcialmente resfriada.
Uma característica desse esquema é o aquecimento relativamente baixo da última bateria em comparação com a primeira, já que a água "chega" a ela, já tendo perdido um pouco de seu calor.
Outro sinal de menos opção de aquecimento de tubo único considera-se que é impossível interromper o fluxo de refrigerante para um radiador específico, em caso de avaria. Terá que desligar todo o sistema.
Sistema de dois tubos e suas variantes
Em um circuito de aquecimento de dois tubos, como o nome indica, não um, mas dois tubos estão envolvidos. Ao mesmo tempo, cada uma das baterias é conectada em um tubo ao tubo principal através do qual o líquido de refrigeração é fornecido e o segundo ao tubo de retorno. Acontece que são fornecidos tubos separados para o líquido de refrigeração quente e resfriado.
Graças a esse projeto de aquecimento, a água em todos os radiadores tem quase a mesma temperatura. A operação desse sistema é mais fácil de controlar, ajustar e automatizar.
O sistema de dois tubos, por sua vez, é dividido em dois tipos:
- com a junta superior do tubo de alimentação, isto é, com fiação superior;
- com a colocação do fundo do tubo de alimentação, isto é, com fiação inferior.
Os principais sistemas de fiação são construídos principalmente em edifícios de vários andares com um sótão. Esquemas com fiação mais baixa são uma prioridade na construção particular de arranha-céus, porque permitem ocultar ao máximo a colocação da tubulação e eliminar ou reduzir o número de risers.
Características comparativas de tubo único e sistema de aquecimento de tubo duplo fornecido no material de vídeo, localizado na parte inferior do artigo.
Sistemas de aquecimento abertos e fechados
Além dos tipos de sistemas de aquecimento de água que já consideramos, existe uma divisão em um projeto aberto e fechado.
Sistema de aquecimento aberto consiste em uma caldeira (qualquer uma usada, exceto elétrica), tubulações, radiadores e um tanque de expansão, que recebe excesso de água quando se expande durante o aquecimento.
O tanque não está estanque, a água do sistema pode evaporar, portanto seu nível deve ser controlado e reabastecido, se necessário.
Bombear sistema de aquecimento aberto não aplicável A caldeira de aquecimento está localizada no ponto mais baixo e o tanque de expansão está no ponto mais alto.
Construção fechada é selada. Inclui todos os mesmos elementos que em campo aberto. Porém, como o movimento do líquido de refrigeração é forçado, a lista obrigatória de elementos é complementada por uma bomba de circulação.
O tanque de expansão, que faz parte de uma estrutura fechada, consiste em duas partes seladas separadas por um diafragma. Se houver excesso de fluido expandido no sistema, ele entra em uma das câmaras do tanque, forçando o diafragma a uma segunda câmara cheia de nitrogênio ou ar.
Com a expansão do líquido de refrigeração, a pressão no sistema aumenta, a parte do tanque cheia de água procura deslocar e comprimir a mistura de gás. Se o valor limite da pressão no tanque for excedido, uma válvula de segurança é ativada, que despeja o excesso de líquido de arrefecimento.
Cada um dos sistemas de aquecimento tem suas próprias vantagens e desvantagens.Eles diferem em várias características e são adequados para vários objetos. Se você precisar aquecer uma pequena casa ou chalé particular, use um design aberto simples e confiável.
Mais difícil de instalar e operar sistema de aquecimento fechado usado com mais frequência em chalés sólidos e em edifícios de vários andares.
Elementos do sistema de aquecimento
Como vamos montar o aquecimento de água na casa com nossas próprias mãos, precisamos ter uma idéia sobre os componentes do projeto proposto.
Determinando uma caldeira adequada
A caldeira é o coração do sistema de aquecimento. É muito importante escolhê-lo corretamente, pois a confiabilidade do suprimento de calor depende dele em muitos aspectos.
Dependendo do combustível utilizado na caldeira, são distinguidos os seguintes tipos destes dispositivos:
- Gás. Esta caldeira é mais popular entre os consumidores. É fácil de instalar, funciona sem nenhum ruído. O gás é relativamente barato e gera muito calor durante a combustão. Porém, para seu uso, é necessário obter permissão, solicitar a instalação da linha de suprimento e organizar a ventilação de exaustão na sala da caldeira.
- Elétrico. Essas caldeiras são as mais seguras. O local da instalação não precisa ser equipado adicionalmente. Durante a operação, não são formados produtos de combustão e chama aberta, que podem ser envenenados. Mas a eficiência deste dispositivo é relativamente pequena, a eletricidade é cara e uma caldeira que consome muita energia requer uma fonte de alimentação confiável.
- Combustível líquido. Ao contrário do gás, essas caldeiras são equipadas com um tipo especial de queimadores. Para este equipamento, você precisa de uma sala de aquecimento especial. O combustível líquido polui rapidamente a caldeira.
- Combustível sólido. Nesses dispositivos, briquetes de carvão e outros tipos de combustível sólido são queimados. Se você estiver pronto para preparar lenha ou carvão para toda a estação fria, poderá usar esta opção.
Caldeiras combinadas são consideradas as mais confiáveis, nas quais diferentes tipos de combustível podem ser usados. Existe apenas uma desvantagem desse equipamento - essas caldeiras são caras.
O que são radiadores de aquecimento
Para não se decepcionar como resultado do trabalho realizado, é necessário abordar com responsabilidade a escolha dos radiadores. Nesse caso, você deve se concentrar não tanto nas qualidades estéticas quanto nas características técnicas das baterias. E as propriedades técnicas dependem em grande parte do material de fabricação desses produtos.
Os radiadores são:
- Aço. Esses produtos baratos são muito suscetíveis à corrosão. Se no verão, quando o aquecimento não for usado, a água do sistema for drenada, a vida útil dos radiadores de aço poderá ser significativamente reduzida.
- Alumínio. Esses radiadores de aparência atraente aquecem com rapidez suficiente. Somente quedas significativas de pressão as afetam negativamente. Em casas particulares, esse perigo não os ameaça.
- Bimetálico. Tais baterias de alumínio têm resistência à corrosão e de aço - alta transferência de calor.
- Ferro fundido. Esses produtos são caros, mas duram muito tempo. Eles aquecem por um longo tempo, mas depois esfriam por um longo período de tempo. Um peso significativo de produtos de ferro fundido não é um obstáculo em sua operação, mas pode retardar o processo de instalação.
Existem novos modelos de radiadores, na superfície interna dos quais é aplicado um revestimento protetor. Essas baterias custam um pouco mais, mas o dinheiro gasto com elas compensa com juros.
Como não cometer um erro com canos
Para instalar o sistema de aquecimento, são necessários muitos tubos.
Qual deles dar preferência:
- De metal. A vida útil desses tubos não é muito longa. Com o tempo, produtos de metal podem enferrujar. Eles são montados usando conexões rosqueadas.
- Polímero. Este é um material barato, mas bastante confiável, caracterizado pela resistência à corrosão. Esses tubos podem ser montados mesmo por um leigo. A tubulação de tubos de polímero vai durar muito tempo.
- Metal-plástico. A composição desses tubos é de alumínio e plástico. O pipeline deles é coletado em juntas rosqueadas ou prensadas. Como subproduto do alto coeficiente de expansão térmica desses tubos, eles podem rachar se houver uma mudança acentuada na temperatura da água.
Se os proprietários da casa não têm limitações de meios, faz sentido organizar uma distribuição de aquecimento a partir de tubos de cobre. Este é um material muito caro, mas o custo dele se justifica. Tais tubos são confiáveis e duráveis.
Eles toleram alta temperatura e pressão também. Para a instalação, use solda - solda de alta temperatura contendo prata.
Tudo o que dissemos acima foi sobre a água do radiador. Mas a água como refrigerante pode ser usada em outros sistemas de aquecimento.
Leia mais sobre as características e a escolha dos tubos para aquecimento, consulte este artigo.
Sistema de água "Piso quente"
O “piso quente” pode complementar com sucesso o aquecimento da água do radiador e se tornar a única fonte de aquecimento do ambiente, se estivermos falando de um prédio baixo. A enorme vantagem da Warm House é que esse sistema fornece condições que atendem plenamente aos padrões sanitários e higiênicos da sala.
O ar aquece desigualmente ao longo da altura da sala: na parte superior das salas é mais frio e na parte inferior é mais quente.
A temperatura do sistema é de apenas 55 ° C, que atende aos padrões de projeto. Exercício instalação de aquecimento de piso gastar toda a área de cada uma das instalações. Este é um trabalho bastante complicado, que só pode ser realizado qualitativamente na fase de construção de uma casa. A operação do sistema também causa várias dificuldades.
Sistema de aquecimento rodapé
Se a instalação da Warm House for difícil e os radiadores estragarem o interior da sala, você poderá usar o sistema de aquecimento do rodapé.
Nesse tipo de aquecimento, a instalação dos tubos é realizada atrás do rodapé, ou seja, ligeiramente acima do nível do piso. Ao mesmo tempo, a sala, como no caso de "Piso quente", está esquentando na seqüência correta.
Ao mesmo tempo, o piso é aquecido, o que cria condições favoráveis em qualquer época do ano. O rodapé do aquecimento está se tornando cada vez mais popular e está gradualmente se tornando moda.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Comparação de sistemas de aquecimento de dois tubos e um tubo:
A casa que você vai morar o ano todo precisa de aquecimento na estação fria. Para tornar suas condições de vida confortáveis, você precisa escolher um sistema de aquecimento de água mais adequado às suas condições individuais.
Esperamos que as informações neste artigo o ajudem a fazer a escolha certa. Afinal, o aquecimento de alta qualidade não é apenas conforto e aconchego. Também é um pré-requisito para manter sua saúde.
Tem algo a complementar ou tem dúvidas sobre os sistemas de aquecimento de água? Você pode deixar comentários sobre a publicação e participar de discussões. O formulário de contato está localizado no bloco inferior.
O sistema de “piso radiante” e o sistema de aquecimento por rodapé são formas realmente maravilhosas, convenientes, práticas e estéticas para aquecer sua casa. Isso é inegável. Mas tudo isso é maravilhoso apenas sob uma condição - design competente e instalação de alta qualidade. Bem como materiais de alta qualidade de tais sistemas. E isto é, pessoas tão inteligentes que fazem um "piso de água quente" não em casas de campo, mas em apartamentos comuns de arranha-céus. Naturalmente, enquanto procura ofertas mais baratas e tenta economizar no que pode. E então os vizinhos de baixo começam a pingar do teto, e o teto do peso desse sistema não é projetado. Aqui estão as alegrias para as pessoas - conhecimentos e tribunais.
A instalação de aquecimento é realmente simples para quem sabe soldar tubos de plástico. Fiz isso de maneira extremamente eficiente - uma caldeira de baixa potência (chinesa Solly18h) foi instalada por encanadores e eu mesma instalei a fiação com radiadores e, como a operação mostrou, foi muito bem-sucedida. Tomei o vídeo de treinamento como base - quase idêntico a essas informações. Fiz tudo - três dias (apartamento de 3 quartos). Economizei muito dinheiro e ganhei experiência útil.