Sistema de aquecimento fechado: esquemas e características de instalação de um sistema do tipo fechado

A principal característica em que um sistema de aquecimento fechado difere de um aberto é o isolamento das influências ambientais. Esse circuito inclui uma bomba de circulação que estimula o movimento do líquido de refrigeração. O circuito é desprovido de muitas das desvantagens inerentes a um circuito de aquecimento aberto.

Você aprenderá tudo sobre os prós e contras dos circuitos de aquecimento fechados lendo nosso artigo. Desmontou completamente as opções do dispositivo, as especificidades da montagem e operação de sistemas fechados. Para mestres independentes, é apresentado um exemplo de cálculo hidráulico.

As informações apresentadas para referência são baseadas em códigos de construção. Para otimizar a percepção de um tópico difícil, o texto é complementado com esquemas úteis, coleções de fotos e guias de vídeo.

O princípio de operação de um sistema fechado

A expansão térmica em um sistema fechado é compensada pelo uso de um tanque de expansão de membrana, cheio de água durante o aquecimento. Ao resfriar, a água do tanque entra novamente no sistema, mantendo assim uma pressão constante no circuito.

A pressão gerada no circuito fechado de aquecimento durante a instalação é transmitida para todo o sistema. O líquido de arrefecimento é circulado à força, portanto, este sistema é volátil. Sem bomba de circulação não haverá movimento da água aquecida através dos tubos para os dispositivos e de volta para o gerador de calor.

Os principais elementos de um loop fechado:

• uma caldeira;
• válvula de saída de ar;
• válvula termostática;
• radiadores;
• canos;
• tanque de expansão, sem contato com a atmosfera;
• válvula de balanceamento;
• válvula de esfera;
• bomba, filtro;
• válvula de segurança;
• manômetro;
• acessórios, fixadores.

Se a fonte de alimentação em casa for ininterrupta, um sistema fechado funcionará com eficiência. Muitas vezes, o design é complementado por "pisos quentes", aumentando sua eficiência e dissipação de calor.

Esse arranjo permite não aderir a um determinado diâmetro da tubulação, reduzir o custo de aquisição de materiais e não colocar a tubulação em uma inclinação, o que simplifica a instalação. Líquidos com baixa temperatura devem fluir para a bomba, caso contrário, sua operação é impossível.

O circuito de aquecimento em circuito fechado inclui parte das partes que são usadas em outros tipos de sistemas

Esta opção possui uma nuance negativa - enquanto com uma inclinação constante, o aquecimento funciona mesmo na ausência de fonte de alimentação e, em seguida, com uma posição estritamente horizontal da tubulação, um sistema fechado não funciona. Essa deficiência é compensada pela alta eficiência e vários aspectos positivos em comparação com outros tipos de sistemas de aquecimento.

A instalação é relativamente simples e possível em uma sala de qualquer tamanho. A tubulação não precisa ser isolada, o aquecimento ocorre muito rapidamente, se um termostato estiver presente no circuito, o regime de temperatura pode ser definido. Se o sistema estiver organizado corretamente, não haverá perdas de líquido de refrigeração e, portanto, não há motivos para reabastecê-lo.

Uma vantagem indiscutível do sistema de aquecimento fechado é que a diferença de temperatura entre a alimentação e o retorno permite aumentar a vida útil da caldeira. A tubulação de circuito fechado é menos suscetível à corrosão. É possível fazer o upload para o circuito anticongelante em vez de águaquando o aquecimento for desligado no inverno por um longo período de tempo.

Os sistemas de tipo fechado mais comumente usados ​​são os sistemas de água, embora líquidos, vapor e gases não congelantes com as características necessárias também possam servir como refrigerante

Proteção do sistema contra o ar

Teoricamente, o ar não deve entrar em um sistema de aquecimento fechado, mas na verdade ainda está lá. Seu acúmulo é observado no momento em que tubos e baterias são cheios de água. A segunda razão pode ser a despressurização das articulações.

Como resultado do aparecimento de congestionamentos de ar, a transferência de calor do sistema é reduzida. Para combater esse fenômeno, válvulas e torneiras especiais para ventilação de ar estão incluídas no sistema.

Se não houver acúmulo de ar no sistema, a bóia de ventilação de ar bloqueia a válvula de escape.Quando um bujão de ar se acumula na câmara da bóia, a bóia para de segurar a válvula de escape, de modo que o ar saia para fora do dispositivo

Para minimizar a probabilidade de congestionamentos de ar, certas regras devem ser seguidas ao preencher um sistema fechado:

1. Forneça água de baixo para cima. Para fazer isso, coloque canos para que a água e o ar liberados se movam na mesma direção.
2. Deixe as torneiras para ventilação na posição aberta e as torneiras para drenar a água na posição fechada. Assim, com um aumento gradual do líquido de arrefecimento, o ar escapará através das saídas de ar.
3. Feche a válvula de ventilação assim que a água passar por ela. O processo continua sem problemas até que o circuito esteja completamente cheio de líquido de refrigeração.
4. Ligue a bomba.

Se no circuito de aquecimento radiadores de alumínio, em seguida, em cada ventilação é necessária. O alumínio, em contato com o líquido de refrigeração, provoca uma reação química, acompanhada pela liberação de oxigênio. Radiadores parcialmente bimetálicos têm o mesmo problema, mas muito menos ar é formado.

Um respiradouro de ar automático é instalado no ponto superior. Esse requisito é explicado pelo fato de que bolhas de ar em substâncias líquidas sempre correm pelo cano, onde são coletadas por um dispositivo de exaustão de ar

Nos radiadores, todo o líquido de refrigeração bimetálico a 100% não está em contato com o alumínio, mas os profissionais insistem na presença de uma ventilação de ar nesse caso. O design específico dos radiadores de painel de aço já está equipado com válvulas para liberação de ar durante o processo de fabricação.

Nos radiadores antigos de ferro fundido, o ar é removido usando uma válvula de esfera, outros dispositivos são ineficazes aqui.

Os pontos críticos no circuito de aquecimento são as dobras dos tubos e os pontos superiores do sistema, de modo que os dispositivos de exaustão de ar são montados nesses locais. Em um circuito fechado, aplique Guindastes Mayevsky ou válvulas de bóia automáticas que permitem a ventilação do ar sem intervenção humana.

No caso deste dispositivo, existe um flutuador de polipropileno conectado através de uma viga ao carretel. À medida que a câmara da bóia se enche de ar, a bóia abaixa e, quando atinge a posição mais baixa, abre uma válvula pela qual o ar sai.

No volume liberado do gás, a água entra, a bóia sobe e fecha a bobina. Para impedir que detritos entrem no último, ele é coberto com uma tampa protetora.

A caixa de ventilação manual e automática é feita de material de alta qualidade que não é suscetível à corrosão. Para remover o bujão de ar, o cone é girado no sentido anti-horário, o ar é liberado até o silvo parar

Existem modificações nas quais esse processo é diferente, mas o princípio é o mesmo: o flutuador na posição inferior - o gás é liberado; a bóia está aberta - a válvula está fechada, o ar está se acumulando. O ciclo se repete automaticamente e não requer a presença de uma pessoa.

Cálculo hidráulico para um sistema fechado

Para não se enganar com a seleção de tubos para o diâmetro e a potência da bomba, é necessário um cálculo hidráulico do sistema.

A operação eficaz de todo o sistema é impossível sem levar em conta os quatro pontos principais:

1. Determinar a quantidade de líquido refrigerante que deve ser fornecida aos dispositivos de aquecimento para garantir o equilíbrio térmico desejado na casa, independentemente da temperatura externa.
2. Redução máxima nos custos operacionais.
3. Diminua para um mínimo de investimentos financeiros, dependendo do diâmetro escolhido do pipeline.
4. Operação estável e silenciosa do sistema.

O cálculo hidráulico ajudará a resolver esses problemas, o que permite escolher os diâmetros ideais para os tubos, levando em consideração as vazões economicamente justificadas do líquido de arrefecimento, determinar a perda de pressão hidráulica em seções individuais, vincular e equilibrar as ramificações do sistema.Esse é um estágio de projeto complexo e demorado, mas necessário.

Regras para calcular o fluxo de refrigerante

Os cálculos são possíveis se houver um cálculo de engenharia de calor e após a seleção de radiadores para potência. O cálculo da engenharia de calor deve conter dados razoáveis ​​sobre os volumes de energia térmica, cargas, perdas de calor. Se esses dados não estiverem disponíveis, a energia do radiador será tomada sobre a área da sala, mas os resultados do cálculo serão menos precisos.

Esquema tridimensional é conveniente de usar. Todos os elementos nele recebem designações, que incluem a marcação e o número em ordem

Comece com o esquema. É melhor executá-lo em projeção axonométrica e aplicar todos os parâmetros conhecidos. O caudal do líquido de refrigeração é determinado pela fórmula:

G = 860q / ∆t kg / h,

onde q é a potência do radiador kW, ist é a diferença de temperatura entre as linhas de retorno e de alimentação. Tendo determinado esse valor, a seção transversal dos tubos é determinada a partir das tabelas de Shevelev.

Para usar essas tabelas, o resultado do cálculo deve ser convertido em litros por segundo, de acordo com a fórmula: GV = G / 3600ρ. Aqui GV denota a vazão do líquido de arrefecimento em l / s, ρ é a densidade da água igual a 0,983 kg / l a uma temperatura de 60 graus C. Nas tabelas, você pode simplesmente escolher a seção transversal do tubo sem realizar um cálculo completo.

As tabelas Shevelev simplificam bastante o cálculo. Aqui estão os diâmetros dos tubos de plástico e aço, que podem ser determinados sabendo a velocidade do líquido de refrigeração e sua taxa de fluxo

A sequência de cálculo é mais fácil de entender com o exemplo de um esquema simples, incluindo uma caldeira e 10 radiadores. O esquema deve ser dividido em seções nas quais a seção transversal do tubo e a vazão do líquido de refrigeração são constantes.

A primeira seção é a linha da caldeira ao primeiro radiador. O segundo é o segmento entre o primeiro e o segundo radiadores. As terceiras seções e subsequentes se alocam da mesma forma.

A temperatura do primeiro ao último dispositivo diminui gradualmente. Se na primeira seção a energia térmica é de 10 kW, quando o primeiro radiador passa, o líquido de refrigeração fornece uma certa quantidade de calor e o calor residual diminui em 1 kW, etc.

Você pode calcular a vazão do líquido refrigerante pela fórmula:

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

Aqui, Quch é a carga de calor da seção, s é o calor específico da água, que tem um valor constante de 4,2 kJ / kg x s., Tr é a temperatura do transportador de calor quente na entrada e a é a temperatura do transportador de calor resfriado na saída.

A velocidade ideal de movimento do fluido quente ao longo da tubulação é de 0,2 a 0,7 m / s. Em um valor mais baixo, os congestionamentos de ar aparecerão no sistema. Este parâmetro é afetado pelo material do produto, rugosidade dentro do tubo.

Tanto em circuitos de aquecimento abertos quanto fechados, use tubos de aço preto e inoxidável, cobre, polipropileno, polietileno de diversas modificações, polibutileno, etc.

A uma velocidade de refrigerante dentro da faixa recomendada de 0,2-0,7 m / s, serão observadas perdas de pressão de 45 a 280 Pa / m na tubulação de polímero e de 48 a 480 Pa / m em tubulações de aço.

O diâmetro interno dos tubos na seção (d) é determinado com base no fluxo de calor e na diferença de temperatura na entrada e na saída (∆tco = 20 graus C para um circuito de aquecimento de 2 tubos) ou na vazão do líquido de refrigeração. Há uma tabela especial para isso:

De acordo com esta tabela, sabendo a diferença de temperatura entre a entrada e a saída, bem como a taxa de fluxo, é fácil determinar o diâmetro interno do tubo

Para selecionar um circuito, considere os esquemas de um e dois tubos separadamente. No primeiro caso, o riser com a maior quantidade de equipamento é calculado e, no segundo, o circuito carregado. O comprimento do site é obtido do plano, executado em uma escala.

Um cálculo hidráulico preciso só pode ser realizado por um especialista no perfil apropriado. Existem programas especiais que permitem executar todos os cálculos relacionados às características térmicas e hidráulicas que podem ser usados ​​quando projeto do sistema de aquecimento para sua casa.

Seleção da bomba de circulação

O objetivo do cálculo é obter o valor da pressão que a bomba deve desenvolver para conduzir a água através do sistema. Para fazer isso, use a fórmula:

P = Rl + Z

Em que:

• P é a perda de pressão na tubulação em Pa;
• R é a resistência específica ao atrito em Pa / m;
• l é o comprimento do tubo na seção de projeto em m;
• Z - perda de pressão nas áreas "estreitas" do Pa.

Esses cálculos são simplificados pelas mesmas tabelas de Shevelev, a partir das quais é possível encontrar o valor da resistência ao atrito, apenas 1000i terá que ser calculado de acordo com o comprimento específico do tubo. Portanto, se o diâmetro do tubo interno é de 15 mm, o comprimento da seção é de 5 me 1000i = 28,8, então Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. Tendo encontrado os valores de Rl para cada gráfico, eles são somados.

O valor de perda de pressão Z para a caldeira e os radiadores está no passaporte. Para outras resistências, os especialistas recomendam tomar 20% de Rl, seguido pela soma dos resultados para seções individuais e multiplicando por um fator de 1,3. O resultado é a cabeça da bomba desejada. Para sistemas de um e dois tubos, o cálculo é o mesmo.

A bomba é instalada de forma que seu eixo ocupe uma posição horizontal, caso contrário, a formação de congestionamentos de ar não pode ser evitada. Monte-o em mulheres americanas, para que, se necessário, seja fácil remover

No caso em que pick up da bomba de acordo com a caldeira existente, aplique a fórmula: Q = N / (t2-t1), em que N é a potência da unidade de aquecimento em W, t2 e t1 são a temperatura do líquido de arrefecimento ao sair da caldeira e no retorno, respectivamente.

Como calcular o tanque de expansão?

O cálculo é reduzido para determinar a quantidade pela qual o volume do líquido de refrigeração aumentará durante o aquecimento, desde a temperatura média da sala + 20 graus C até a temperatura de trabalho - de 50 a 80 graus. Esses cálculos não são simples, mas há outra maneira de resolver o problema: os profissionais aconselham a escolha de um tanque com um volume igual a 1/10 da quantidade total de líquido no sistema.

Um tanque de expansão é um elemento muito importante do sistema. O excesso de líquido de refrigeração que recebe no momento da expansão deste último evita que a linha e torneiras se rasguem

Você pode descobrir esses dados em certificados de equipamentos, que indicam a capacidade da camisa de água da caldeira e de uma seção do radiador. Em seguida, calcule a área da seção transversal de tubos de diferentes diâmetros e multiplique pelo comprimento correspondente.

Os resultados são resumidos, mais dados dos passaportes são adicionados a eles e 10% do total é obtido. Se todo o sistema contiver 200 litros de refrigerante, será necessário um tanque de expansão de 20 litros.

Critérios de seleção de tanque

Fazer tanques de expansão de aço. No interior, há uma membrana que divide o tanque em 2 compartimentos. O primeiro é preenchido com gás e o segundo com refrigerante. Quando a temperatura aumenta e a água corre do sistema para o tanque, sob pressão, o gás é comprimido. O líquido de refrigeração não pode ocupar todo o volume devido à presença de gás no tanque.

A capacidade dos tanques de expansão é diferente. Este parâmetro é selecionado para que, quando a pressão no sistema atinja seu pico, a água não suba acima do nível definido. Como proteção do tanque contra transbordamento, uma válvula de segurança é incluída no projeto.O enchimento normal do tanque é de 60 a 30%.

A melhor solução é instalar o tanque de expansão no local em que o sistema tiver menos curvas. O melhor lugar para ele é uma seção reta na frente da bomba.

A escolha do esquema ideal

Ao aquecer em uma casa particular, dois tipos de esquemas são usados: simples e 2 tubos. Se você compará-los, o último é mais eficaz. Sua principal diferença nos métodos de conexão de radiadores a tubulações. Em um sistema de dois tubos, um elemento indispensável do circuito de aquecimento é um riser individual, através do qual o refrigerante resfriado é devolvido à caldeira.

A instalação de um sistema de tubo único é mais simples e menos onerosa em termos financeiros. O circuito fechado deste sistema combina a tubulação de suprimento e retorno.

Sistema de aquecimento de tubo único

Em casas de um e dois andares com uma área pequena, o esquema de um circuito de aquecimento em circuito fechado de tubo único, representando o layout de 1 tubo e vários radiadores conectados em série, comprovou-se bem.

Às vezes é popularmente chamado de "Leningrado". O líquido de arrefecimento, devolvendo o calor ao radiador, retorna ao tubo de suprimento e passa pela próxima bateria. Os radiadores mais recentes recebem menos calor.

Ao instalar um sistema de tubo único, você pode fazer 2 opções para mover o refrigerante - associado e impasse. No primeiro caso, o sistema pode ser equilibrado, mas no segundo não há

A vantagem desse esquema é chamada de instalação econômica - leva menos tempo e material do que em um sistema de 2 tubos. No caso de falha de um radiador, o restante funcionará no modo normal ao usar o desvio.

As possibilidades de um esquema de um tubo são limitadas - ele não pode ser iniciado em etapas, os radiadores aquecem desigualmente, portanto, é necessário adicionar seções à última da cadeia. Para que o líquido de refrigeração não esfrie tão rapidamente, é necessário aumentar o diâmetro dos tubos. Recomenda-se conectar no máximo 5 radiadores para cada andar.

Dois tipos de sistemas são conhecidos: horizontal e vertical. Em um prédio de um andar, uma vista horizontal do sistema de aquecimento é colocada acima e abaixo do piso.Recomenda-se que as baterias sejam montadas no mesmo nível e o tubo de alimentação horizontal esteja ligeiramente inclinado ao longo do fluxo do líquido de refrigeração.

Com uma fiação vertical, a água da caldeira sobe pelo riser central, entra na tubulação, é distribuída em risers individuais, e deles - para os radiadores. Ao esfriar, o líquido que passa pelo mesmo riser desce, passando por todos os dispositivos, está no tubo de retorno e, a partir dele, a bomba o bombeia de volta para a caldeira.

Um sistema vertical de tubo único inclui um riser principal e vários tanques de expansão separados, um tubo de suprimento, baterias, um coletor de ar, um tubo de retorno e uma bomba. Mais frequentemente, é utilizado um sistema com seções deslocadas, em que são utilizadas torneiras de 3 vias para ajustar o aquecimento dos radiadores.

Selecionando um tipo fechado de sistema de aquecimento, a instalação é realizada na seguinte sequência:

1. Instale a caldeira. Na maioria das vezes, um lugar é alocado para ele no térreo ou no primeiro andar da casa.
2. Os tubos são conectados aos tubos de entrada e saída da caldeira e são criados ao longo do perímetro de todos os cômodos. As conexões são selecionadas dependendo do material dos tubos principais.
3. Instale o tanque de expansão, colocando-o no ponto mais alto. Ao mesmo tempo, um grupo de segurança é montado, conectando-o à rodovia através de um tee. Eles fixam o riser principal vertical, conectam-no ao tanque.
4. Instale radiadores com a instalação de guindastes Maevsky. A melhor opção: um desvio e 2 válvulas de fechamento - uma na entrada e a outra na saída.
5. A bomba é instalada na área em que o líquido refrigerante entra na caldeira, tendo instalado previamente um filtro na frente do local da instalação. O rotor é colocado horizontalmente.

Alguns mestres instalam uma bomba com desvio, para não drenar a água do sistema em caso de reparo ou substituição de equipamento.

Após montar todos os elementos, abra a válvula, encha a linha com líquido de arrefecimento e remova o ar. Eles verificam se o ar está completamente removido, desaparafusando o parafuso localizado na tampa do corpo da bomba. Se o líquido escapar por baixo, significa que o equipamento pode ser iniciado apertando previamente o parafuso central anteriormente desaparafusado.

Com projetos comprovados sistemas de aquecimento de tubo único e opções de dispositivos que você pode encontrar em outro artigo em nosso site.

Sistema de aquecimento de dois tubos

Como no caso de um sistema de tubo único, há uma fiação horizontal e vertical, mas há uma linha de alimentação e uma de retorno. Todos os radiadores aquecem da mesma forma. Um tipo difere do outro, pois no primeiro caso existe um único riser e todos os dispositivos de aquecimento estão conectados a ele.

Os esquemas de dois tubos são encontrados com mais frequência na construção de vários andares, quando é necessário que uma caldeira aqueça efetivamente todo o edifício

O diagrama vertical permite a conexão de radiadores a um riser localizado na vertical. Sua vantagem é que, em um edifício de vários andares, cada andar é conectado individualmente ao riser.

Uma característica do esquema de dois tubos é a presença de tubos conectados a cada bateria: um direto e o segundo reverso. Existem 2 circuitos para conectar aparelhos de aquecimento. Um deles é o coletor, quando dois tubos se encaixam entre os coletores e a bateria.

O esquema é caracterizado por instalação complexa, alto consumo de material, mas em cada sala você pode ajustar a temperatura.

O segundo é um circuito paralelo é mais simples. Os tirantes são instalados ao redor do perímetro da casa, os radiadores são conectados a eles. Uma espreguiçadeira atravessa o chão e risers estão conectados a ela.

Os componentes desse sistema são:

• uma caldeira;
• válvula de segurança;
• manômetro;
• ventilação de ar automática;
• válvula termostática;
• pilhas
• bombear
• filtrar
• dispositivo de balanceamento;
• tanque;
• válvula.

Antes de prosseguir com a instalação, o problema do tipo de transportador de energia deve ser resolvido. Em seguida, instale a caldeira em uma sala separada ou no porão. O principal é que deve haver boa ventilação. Instale o coletor, se for fornecido pelo projeto e pela bomba. O equipamento de ajuste e medição é montado perto da caldeira.

Uma rodovia é levada para cada radiador futuro e as próprias baterias são instaladas. Os radiadores são pendurados em suportes especiais de forma que 10 a 12 centímetros permaneçam no chão e a 2 a 5 cm das paredes, e fornecem aberturas para instrumentos com dispositivos de fechamento e controle na entrada e na saída.

O processo de instalação de um sistema de dois tubos consiste em várias etapas. O primeiro deles é a instalação de uma caldeira. Nos locais de instalação das baterias, os tubos são fornecidos primeiro e só então os radiadores são montados

Após a instalação de todos os nós do sistema, ele é pressionado. Os profissionais devem participar, pois somente eles podem emitir o documento correspondente.

Detalha as características do dispositivo de um sistema de aquecimento de dois tubos descrito aqui, o artigo apresenta vários esquemas e faz sua análise.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Este vídeo mostra um exemplo de cálculo hidráulico detalhado de um sistema de aquecimento de 2 tubos para um edifício de 2 andares no programa VALTEC.PRG:

Aqui é descrito em detalhes sobre o dispositivo de um sistema de aquecimento de tubo único:

É possível instalar uma versão fechada do sistema de aquecimento, mas você não pode prescindir de um especialista. A chave do sucesso é um projeto corretamente concluído e materiais de qualidade.

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