Diagramas estándar y reglas para diseñar un sistema de calefacción para una casa privada de un piso.
El sistema de calefacción en una casa de un piso se puede instalar de acuerdo con varios esquemas. A la hora de elegir la opción óptima se tiene en cuenta el presupuesto del proyecto y la disponibilidad de combustibles.
Además de las características de los elementos estructurales de un edificio residencial privado: el área de la instalación, los materiales utilizados en la construcción, la presencia de un almacén para la instalación de equipos de calderas.
Averigüemos qué reglas se deben seguir al diseñar un sistema de calefacción y qué acciones se deben evitar para evitar problemas de calefacción en el futuro.
El contenido del artículo:
- Requisitos para calefacción individual.
- Clasificación de sistemas de suministro de calor.
- Características de la circulación del refrigerante.
- Sistema de calefacción monotubo
- Sistema de calefacción de dos tubos.
- Diagrama de cableado inferior y superior.
- Tipos de sistema de disposición horizontal de dos tubos.
- Reglas para diseñar un sistema de calefacción.
- ¿Qué información necesitan los artesanos?
- Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Requisitos para calefacción individual.
La unidad de calefacción debe planificarse de manera que coincida con el diseño arquitectónico del edificio. La ubicación de todos los elementos funcionales debe ser lo más conveniente posible para la operación y la realización de reparaciones programadas sin comprometer la integridad estructural de la casa.
Requisitos básicos para los sistemas de calefacción modernos:
- eficiencia energética;
- fácil instalación y mantenimiento;
- altas tasas de transferencia de calor;
- Independencia total/parcial de la electricidad.
Antes de comenzar a diseñar un suministro de calor, debe seleccionar el más adecuado y fuente económica de energía térmica - estufa o chimenea, agua, vapor, aire o calefacción eléctrica.
Y todavía tenemos que decidir sobre el diagrama básico de tuberías para calentar una casa privada de un piso, calcular con precisión la potencia y evaluar objetivamente la carga en el sistema, teniendo en cuenta todas las características.
Una línea de distribución de calefacción correctamente instalada permite organizar un calentamiento uniforme del aire en todas las habitaciones de una casa privada en un tiempo mínimo.
Clasificación de sistemas de suministro de calor.
En edificios, cabañas y casas de un piso, se instalan sistemas de calefacción autónomos o que dependen de fuentes de energía externas. Los primeros funcionan con gas licuado, diésel y combustible sólido. Los segundos requieren conexión a la red eléctrica o gasoducto principal.
Otra diferencia entre las opciones de suministro de calor es la necesidad de participación humana en el funcionamiento del equipo.
Los sistemas automatizados no requieren monitoreo 24 horas al día, 7 días a la semana ni configuración manual. El mantenimiento de una temperatura confortable en el interior del edificio está garantizado por termostatos y sensores de temperatura.
Estos dispositivos controlan periódicamente los cambios en los indicadores de temperatura, lo que permite que el sistema de calefacción tenga en cuenta todos los factores que afectan directamente la temperatura de la habitación: calor solar, radiación de los electrodomésticos, calefacción de lámparas, etc.
La automatización permite cambiar la temperatura de la casa en diferentes momentos del día.
Al clasificar los sistemas de calefacción se tienen en cuenta las siguientes características:
- tipo de refrigerante — aire, agua o vapor combinados;
- tipo de combustible utilizado — gas, electricidad, turba, madera, pellets, carbón;
- método de transporte del fluido de trabajo — con circulación natural y forzada;
- Progreso del movimiento del refrigerante. — paso y callejón sin salida;
- método de conexión del equipo de caldera — disposición monotubo y dos tubos;
- diagrama de cableado - con línea de distribución vertical u horizontal, superior o inferior, combinadas.
En los edificios de varios apartamentos, domina el patrón de cableado vertical, mientras que en los edificios de un solo piso se encuentra un diseño horizontal. En los edificios nuevos de gran altura prevalecen los métodos combinados de suministro de calor.
Características de la circulación del refrigerante.
Es eficaz instalar sistemas de calefacción en edificios privados de poca altura. con refrigerante líquido. Para ello, las tuberías se llenan con anticongelante o agua.
El movimiento del fluido de trabajo a lo largo del circuito de calefacción se puede realizar de forma natural o forzada. El agua calentada por el generador de calor ingresa a la tubería de distribución y luego a los radiadores. Esta parte del contorno se llama trazo de avance.
Después de ingresar a las baterías, el líquido refrigerante se enfría y se envía rápidamente a la caldera para calentarse. Este intervalo se llama carrera de retorno. Para acelerar el transporte de refrigerante, se instala una bomba de circulación dentro del sistema.
Movimiento de fluido natural
En el circuito de calefacción, las tuberías horizontales están inclinadas, creando así las condiciones para el movimiento del fluido de trabajo bajo la influencia de la gravedad.
También se instala un tanque de expansión abierto, un tanque especial para recibir el exceso de agua para garantizar el funcionamiento adecuado y seguro de todos los componentes de la red de servicios públicos.
Los sistemas de calefacción funcionan con circulación natural debido a las diferentes densidades del refrigerante frío y calentado. Según las leyes de la física, el agua caliente corre hacia arriba.
En un circuito cerrado, los flujos fríos inevitablemente desplazan a los calientes, obligándolos a moverse en la dirección opuesta a la fuente de calor. Un fluido en movimiento con potencial de energía cinética pasa a través de todas las baterías y desprende calor. Después de regresar al equipo de caldera, el ciclo se repite.
Para que el diseño de flujo por gravedad funcione completamente, la caldera se instala debajo del eje central del circuito principal. Normalmente, el generador de calor se monta en un hueco del suelo, pero a veces en el sótano, a excepción de las unidades de gas.
La tubería de suministro desde la caldera se eleva verticalmente hasta el punto más alto posible. Esto crea espacio adicional en un circuito cerrado para la aceleración del fluido de trabajo.
El número de válvulas de cierre necesarias en sistemas de calefacción por gravedad se reduce al mínimo. Se imponen requisitos estrictos al diámetro de las tuberías instaladas: debe ser de al menos 32 mm.Dado que la velocidad del movimiento del agua en el circuito es insignificante, para aumentar la eficiencia de calefacción solo se instalan tuberías de gran diámetro.
El más sencillo es un sistema de calefacción autónomo, cuyo principio de funcionamiento se basa en la circulación natural del líquido refrigerante. Un proyecto de calefacción doméstica de este tipo es fácil de implementar en la práctica. Sin embargo, esta opción sólo es adecuada para pequeños edificios privados, ya que la longitud del circuito de calefacción está limitada a 30 metros.
La principal ventaja de los sistemas de gravedad es la total independencia de la electricidad. Lea más sobre los sistemas de calefacción con circulación natural del refrigerante Más.
Circulación forzada en el sistema.
Para edificios privados con una superficie total superior a 60 metros cuadrados. m Diseñan calefacción con transporte forzado de fluido de trabajo. Instalar en circuito cerrado bomba de circulaciónpara asegurar el movimiento acelerado del refrigerante caliente a los radiadores y del refrigerante enfriado al generador de calor.
La instalación de tuberías en el sistema se puede realizar sin pendiente en el plano horizontal. El agua se mueve debido a la diferencia de presión que se produce en la sección de la línea entre el flujo directo e inverso del líquido.
Un inconveniente importante de un sistema coercitivo es su dependencia energética. Para la circulación constante de agua en el circuito, es necesario el funcionamiento continuo de la bomba y su rendimiento depende directamente del suministro de energía.
En caso de un corte de energía repentino, el equipo simplemente no podrá bombear líquido. Por lo tanto, los expertos recomiendan instalar adicionalmente generadores de respaldo que puedan proporcionar un suministro de calor estable e ininterrumpido incluso en situaciones imprevistas.
Estos esquemas se pueden utilizar al instalar calefacción en edificios de cualquier tamaño. Solo necesita seleccionar una bomba de circulación con la potencia adecuada y proporcionar suministro eléctrico.
Sistema de calefacción monotubo
En la casa sólo se instala una línea principal, debajo o encima del piso, con baterías conectadas en serie. En un circuito de calefacción de este tipo no existe distribución entre el tubo de alimentación y el tubo de retorno.
A lo largo del perímetro de un edificio de un piso, solo se instala un tubo redondo con un diámetro de al menos 32 mm, que convencionalmente se divide por la mitad. La mitad que sale del generador de calor se llama suministro y la segunda parte de la línea se llama retorno. Utilizando un tubo soldado o sin costura de pequeño diámetro, se montan radiadores/convectores en el circuito.
El circuito monotubo incluye los siguientes elementos funcionales:
- fuente de suministro de calor (caldera);
- radiadores de calefacción;
- Tanque de expansión;
- elementos de enrutamiento de tuberías.
El líquido calentado fluye alternativamente hacia los radiadores de calefacción, emitiendo cada vez parte de su calor. Después de esto, ya se enfría y se devuelve a la caldera para el siguiente ciclo de calentamiento. Cada batería pierde calor y el último elemento de la cadena sigue siendo el más frío en comparación con los demás.
Hay varias formas de optimizar el funcionamiento de un sistema monotubo.Además, se pueden instalar válvulas termostáticas especiales para intercambiadores de calor, válvulas de equilibrado con resistencia hidráulica regulable o válvulas de bola compactas. Este equipo ayuda a normalizar el suministro de calor a las baterías.
Otra forma es aumentar el número de secciones de cada radiador posterior en el circuito de calefacción. También puede instalar una bomba de circulación. El dispositivo de bombeo está conectado al final de la línea de retorno, el lugar donde el fluido de trabajo tiene la temperatura más baja.
La opción de calefacción monotubo es fácil de instalar y poner en funcionamiento. La pérdida de calor se minimiza, ya que absolutamente todas las comunicaciones se encuentran dentro de las salas de estar de una casa privada.
Dicho esquema se puede organizar como un sistema con cableado horizontal y movimiento forzado del refrigerante o una red de calefacción vertical con movimiento natural, forzado o combinado del fluido de trabajo.
También recomendamos leer nuestro otro material, donde discutimos en detalle. sistema de calefacción de un solo tubo para una casa particular.
Método de cableado horizontal
La instalación de la tubería de suministro en un plano horizontal se realiza con la pendiente requerida en la dirección del movimiento del agua calentada. En este caso, todas las baterías alrededor del perímetro de la casa deben instalarse al mismo nivel. Para liberar aire de los radiadores utilice grifos Mayevsky o dispositivos de ventilación automáticos.
La línea horizontal puede instalarse en la propia estructura del suelo o montarse encima de ella. Para evitar pérdidas de calor, en el primer caso es necesario aislar las tuberías.
Opción de cableado vertical
En un sistema de este tipo, el transporte del líquido refrigerante se garantiza mediante un modo de circulación natural y, por lo tanto, no es necesario instalar una bomba adicional. La independencia energética es la principal ventaja de un sistema de calefacción residencial monotubo vertical.
Con este método de cableado, el fluido de trabajo, calentado a una temperatura determinada, sube por el tubo ascendente y luego ingresa a las baterías a través de las tuberías de distribución. La eficiencia operativa de un sistema monotubo ubicado verticalmente se logra instalando la línea principal en pendiente, así como instalando tuberías de gran diámetro.
Por supuesto, una tubería masiva no decorará el interior de las salas de estar. Pero este inconveniente obvio se puede evitar instalando equipos de circulación en el sistema.
Sistema de calefacción de dos tubos.
La principal diferencia entre un sistema de calefacción de una casa de dos tubos es la presencia de un tubo para suministrar agua y otro para devolverla. Además, el primero recibe líquido caliente, mientras que el segundo envía el refrigerante ya enfriado a la caldera.
Cada batería cuenta con un tubo ascendente de suministro y de retorno. Esto permite regular la cantidad de calor que reciben los radiadores individuales. Si no tenemos en cuenta el enfriamiento del refrigerante en las tuberías, resulta que todos los elementos calefactores reciben líquido a la misma temperatura.
El circuito de calefacción de dos tubos incluye:
- generador de calor;
- baterías;
- Tanque de expansión;
- tubería;
- válvulas de cierre y dispositivos especiales para la liberación de aire.
Una tubería con agua caliente va desde la caldera hasta el depósito de expansión. Luego se conecta a la línea de distribución del circuito de calefacción. Además, se corta una tubería de desbordamiento en el tanque para drenar rápidamente el exceso de refrigerante al sistema de alcantarillado.
Desde la parte inferior de los intercambiadores de calor salen tuberías, combinadas en una línea de retorno. A través de él, el refrigerante enfriado regresa a la caldera. La tubería de retorno se coloca estrictamente paralela a las tuberías superiores. Debe pasar por todas las estancias donde esté instalada la línea de suministro de agua caliente.
Los sistemas forzados de dos tubos se consideran los más eficientes para casas y cabañas de un piso, pero también pueden proporcionar calor para edificios grandes de dos pisos.
Y esto le permite calentar la habitación de manera uniforme y muy rápida y mantener diferentes condiciones de temperatura en las habitaciones. Además, el diseño de doble circuito permite organizar no solo la calefacción de la casa, sino también el suministro de agua caliente.
Los sistemas de calefacción cerrados con circulación forzada se instalan en dos versiones: con cableado horizontal y vertical.
El primer método se implementa en casas de un piso con una tubería larga. En tales situaciones, la solución óptima es conectar radiadores de agua a un circuito de calefacción con cableado horizontal.
Con la segunda opción de cableado, el elevador se ubica verticalmente, lo que permite utilizar el esquema incluso en edificios de varios pisos. En tales sistemas, el aire no se acumula, ya que las burbujas resultantes se elevan instantáneamente en dirección vertical, directamente al tanque de expansión.
Diagrama de cableado inferior y superior.
Al distribuir el sistema en la parte inferior, la línea principal se coloca en el sótano o sótano. También es posible instalar tuberías debajo del suelo. El refrigerante ingresa al equipo de calefacción de abajo hacia arriba.
La mezcla de gases se elimina a través de una línea de aire especial conectada a los elevadores. En caso de situaciones de emergencia imprevistas, los elevadores de retorno y suministro están equipados con válvulas de cierre especiales.
Para implementar un esquema con una línea de distribución superior, el tanque de expansión se monta en el punto más alto de la tubería. La red está ramificada en el mismo lugar.
Tipos de sistema de disposición horizontal de dos tubos.
La opción más común para calentar un edificio residencial de una sola planta es un sistema de calefacción de dos tubos con cableado horizontal.
Para organizar dicho circuito de calefacción, se utilizan los siguientes esquemas:
- tee o de otro modo perímetro;
- colector, en caso contrario radial.
De acuerdo con el esquema en T, las tuberías están conectadas mediante T, las tuberías se colocan alrededor del perímetro de la habitación y se conectan en serie a los dispositivos. El refrigerante en el sistema perimetral fluye de una batería a otra, enfriándose un poco a lo largo del camino.
Según el movimiento del refrigerante calentado y enfriado, las opciones en T se dividen en asociadas y contrarias. En un circuito sin salida, el agua caliente y fría se mueven en diferentes direcciones. En el refrigerante calentado y residual asociado fluye en una dirección.
EN circuito colector Desde el órgano central del sistema, el colector, se conducen tuberías a cada uno de los radiadores, por lo que el refrigerante ingresa a todos los dispositivos simultáneamente.
El principio del dispositivo se asemeja a los rayos del sol que emanan de un distribuidor de flujo de calor generalmente ubicado en el centro. En los tipos de cableado radial, el refrigerante se mueve solo en diferentes direcciones.
Reglas para diseñar un sistema de calefacción.
Un proyecto bien diseñado le permite poner en marcha el sistema de suministro de calor más eficiente y multifuncional.
Debe funcionar sin problemas en las condiciones climáticas características del área específica donde se ubica la casa de un piso y ser fácil de operar.
La elaboración de un proyecto de alta calidad para calentar una casa de un piso y el cálculo preciso de los parámetros del sistema se llevan a cabo de acuerdo con un plan específico:
- En la primera etapa, es necesario formular un proyecto técnico teniendo en cuenta todos los requisitos y detalles del sistema de calefacción.
- El segundo paso es recopilar información sobre una propiedad privada. Los especialistas deben tomar todos los indicadores para elaborar un diagrama del circuito de calefacción.
- La siguiente etapa es el cálculo de la transferencia térmica. Para hacer esto, es necesario realizar cálculos y seleccionar el esquema de calefacción óptimo que cumpla con los estándares básicos de construcción y los requisitos individuales del cliente.
- Cuando se completan todos los cálculos, se realizan los dibujos.
- La última etapa es el diseño y entrega del proyecto del sistema de calefacción terminado al cliente.
La principal tarea de diseño es calcular el área correcta del equipo de calefacción y seleccionar los diámetros de tubería adecuados. Y también determine el rendimiento de los dispositivos de bombeo, calcule los puntos de inserción de válvulas y componentes del sistema. Por tanto, es recomendable confiar el proceso a profesionales.
Si realmente quieres realizar los cálculos tú mismo, te recomendamos leer el material donde realizamos un ejemplo. cálculo del sistema de calefacción para una casa particular.
¿Qué información necesitan los artesanos?
Antes de comenzar los trabajos de instalación, conviene discutir todos los matices con especialistas y mostrar su visión del sistema de calefacción.
Los másteres deben proporcionar:
- información completa sobre los materiales con los que están hechos el techo, los revestimientos de paredes y las estructuras de ventanas del edificio;
- plano de casa de un piso;
- dibujos donde se marcan las ubicaciones de las unidades de plomería.
La vida útil de un sistema de suministro de calor está influenciada no solo por la calidad del diseño de ingeniería y la instalación hábil, sino también por los materiales seleccionados, el equipo de caldera instalado y el uso racional de los elementos calefactores.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El video muestra un diagrama 3D, diseño e instalación de un sistema de calefacción de tubería única en una casa privada de un piso:
En el video se muestra una representación esquemática de un sistema de calefacción de polipropileno de dos tubos, la conexión correcta de los equipos de caldera y la instalación de radiadores de calefacción:
El vídeo describe en detalle un proyecto de calefacción típico y el cálculo de las pérdidas de calor:
Los sistemas modernos de suministro de calor son atributos integrales del funcionamiento de casas privadas, cabañas y otros proyectos de construcción. El diseño ejecutado profesionalmente es la clave para un funcionamiento eficiente, confiable y sin problemas a largo plazo de una red de calefacción individual.
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Hola.Tengo una casa particular de un piso. Quiero instalar calefacción bitubular procedente de una caldera de leña. La tubería superior (suministro) pasará por debajo del techo.
¿Cuáles son los matices de instalación y dónde se debe instalar un tanque de expansión tipo membrana? ¿Se necesitan válvulas de descarga y de retención y dónde se instalan? ¿También es necesaria una válvula para purgar el aire en el punto V.M.? Gracias de antemano.