Sistema de calefacción abierto: diagramas esquemáticos y características de diseño.

Debido a su facilidad de instalación, bajo coste y suficiente eficiencia, el sistema de calefacción abierto sigue teniendo una gran demanda.Una vez que comprenda el principio de funcionamiento, el equipo y las reglas de instalación, podrá organizar usted mismo el suministro de calor a su hogar.

Le diremos cómo crear un circuito de calefacción de tipo abierto viable. Le mostraremos cómo construir un sistema, siguiendo estrictamente los requisitos y estándares tecnológicos al seleccionar y conectar elementos. Teniendo en cuenta nuestras recomendaciones, construirá un circuito eficiente y sin problemas.

Ofrecemos a los artesanos independientes familiarizarse con opciones de montaje probadas en la práctica. La información presentada para su consideración se complementa con diagramas útiles, colecciones de fotografías e instrucciones en video.

Equipo y principio de funcionamiento del sistema.

EN sistema de calentamiento de agua El líquido actúa como intermediario en la transferencia de energía térmica desde la planta de calderas a los radiadores. La circulación del refrigerante se puede realizar a largas distancias, proporcionando calefacción a casas y habitaciones de diferentes tamaños. Esto explica la introducción generalizada del calentamiento de agua.

El funcionamiento de un sistema de calefacción de tipo abierto es posible sin el uso de una bomba. La circulación del refrigerante se basa en los principios de la termodinámica.El movimiento del agua a través de las tuberías se produce debido a la diferencia de densidad de los líquidos fríos y calientes, así como a la pendiente de las tuberías tendidas.

Un elemento indispensable del sistema es un tanque de expansión abierto al que fluye el exceso de refrigerante calentado. Gracias al depósito, la presión del líquido se estabiliza automáticamente. El contenedor se instala encima de todos los componentes del sistema.

Todo el proceso de funcionamiento de la "calefacción abierta" se divide convencionalmente en dos etapas:

1. Entrada. El refrigerante calentado pasa de la caldera a los radiadores.
2. Devolver. El exceso de agua tibia ingresa al tanque de expansión, se enfría y regresa a la caldera.

En sistemas monotubo, la función de suministro y retorno la realiza una línea, en sistemas de dos tubos, las tuberías de suministro y retorno son independientes entre sí.

La densidad del agua tibia es menor que la del agua fría, por lo que se forma presión hidrostática en el sistema. El agua caliente a presión se dirige hacia los radiadores.

Se considera el más sencillo y accesible para la autoinstalación. sistema de tubería única. El diseño del sistema es elemental.

El paquete básico de suministro de calor monotubo incluye:

• caldera;
• radiadores;
• Tanque de expansión;
• tubería.

Algunas personas se niegan a instalar radiadores y colocan un tubo de 8 a 10 cm de diámetro alrededor del perímetro de la casa, pero los expertos señalan que la eficiencia del sistema y la facilidad de uso de esta solución se reducen.

El sistema gravitacional monotubo de tipo abierto es independiente de la energía. Los costos de compra de tuberías, accesorios y equipos son relativamente bajos. Puede funcionar con diferentes tipos de calderas.

Más complejo de diseñar y más caro de implementar opción de calefacción de dos tubos. Sin embargo, los costes y la complejidad de la construcción se compensan totalmente con la eliminación de las desventajas habituales de los sistemas monotubo.

Casi simultáneamente se suministra refrigerante con la misma temperatura a todos los dispositivos; el agua enfriada se recoge en la línea de retorno y no fluye hacia la siguiente batería.

Para dar servicio a cada dispositivo, se instalan una línea de suministro y retorno en un circuito de calefacción de dos tubos, por lo que el sistema de temperatura suministra el refrigerante a la misma temperatura a todos los puntos, y el agua enfriada se recoge y se envía a la caldera mediante un Línea de retorno: una línea independiente del suministro.

Requisitos de disposición y funcionamiento.

Al instalar el suministro de calor a una casa, es importante tener en cuenta una serie de características de un sistema de calefacción abierto:

1. Para garantizar una circulación normal, la caldera se instala en el punto más bajo de la línea y el tanque de expansión en el punto más alto.
2. El lugar óptimo para colocar el tanque de expansión es el ático. Durante la estación fría, el contenedor y el tubo ascendente de suministro dentro del ático sin calefacción deben estar aislados.
3. El tendido de la línea principal se realiza con un número mínimo de vueltas, piezas de conexión y montaje.
4. En un sistema de calentamiento por gravedad, el agua circula lentamente (0,1-0,3 m/s), por lo que el calentamiento debe ocurrir gradualmente. No deje que hierva, esto acelera el desgaste de radiadores y tuberías.
5. Si el sistema de calefacción no se utiliza en invierno, se debe drenar el líquido; esta medida mantendrá intactas las tuberías, los radiadores y la caldera.
6. El nivel de refrigerante en el tanque de expansión debe controlarse y reponerse periódicamente. De lo contrario, aparecerán bolsas de aire en la línea, lo que reducirá la eficiencia de los radiadores.
7. El agua es el refrigerante óptimo.El anticongelante es tóxico y no se recomienda su uso en sistemas que tengan libre contacto con la atmósfera. Se recomienda su uso si no es posible drenar el refrigerante durante un período sin calefacción.

Se presta especial atención al cálculo de la sección transversal y la pendiente de la tubería. Los estándares de diseño están regulados por el SNiP número 2.04.01-85.

En los circuitos con movimiento gravitacional del refrigerante, el tamaño de la sección transversal de la tubería es mayor que en los circuitos de bombeo, pero la longitud total de la tubería es casi la mitad. La pendiente de las secciones horizontales del sistema, igual a 2-3 mm por metro lineal, es adecuada solo cuando se instala un suministro de calor con movimiento natural del refrigerante.

El incumplimiento de la pendiente al instalar sistemas con movimiento natural del refrigerante provoca la ventilación de las tuberías y un calentamiento insuficiente de los radiadores alejados de la caldera. Como resultado, la eficiencia térmica disminuye.

Tipos de esquemas de calefacción abiertos.

En un sistema de calefacción abierto, el refrigerante se mueve de dos maneras diferentes. La primera opción es la circulación natural o gravitacional, la segunda es la estimulación forzada o artificial de una bomba.

La elección del esquema depende del número de pisos y el área del edificio, así como de las condiciones térmicas esperadas.

Circulación natural en calefacción.

EN sistema gravitacional no existe ningún mecanismo que asegure el movimiento del refrigerante. El proceso se lleva a cabo únicamente mediante la expansión de agua caliente. Para el funcionamiento del circuito se prevé una canalización de aceleración, cuya altura es de al menos 3,5 m.

Si no instala un tubo ascendente de tránsito vertical, existe una alta probabilidad de que el refrigerante proveniente de la caldera no desarrolle una velocidad suficiente.

El sistema de calefacción por circulación natural es óptimo para edificios con una superficie de hasta 60 metros cuadrados. m Se considera que la longitud máxima del circuito capaz de proporcionar calor es una línea principal de 30 m. Un factor importante es la altura del edificio y el número de plantas de la casa, lo que permite la instalación de un elevador acelerador.

El esquema de circulación natural no es adecuado para aplicaciones de baja temperatura. Una expansión insuficiente del refrigerante no creará la presión adecuada en el sistema.

Posibilidades del circuito de gravedad:

1. Conexión a suelos radiantes. En el circuito de agua que llega al suelo se monta una bomba de circulación. El resto del sistema funciona como de costumbre. Si se corta la luz, la casa seguirá calentándose.
2. Trabajando con la caldera. El dispositivo de calefacción está montado en la parte superior del sistema, ligeramente debajo del tanque de expansión.

Para garantizar un funcionamiento ininterrumpido, se puede instalar una bomba en la caldera. Entonces, el esquema de suministro de calor y producción de agua caliente se convierte automáticamente en una opción forzada. Además, se instala una válvula de retención para evitar la recirculación del refrigerante.

Sistema forzado con bomba.

Para aumentar la velocidad del refrigerante y reducir el tiempo de calentamiento de la habitación, se incorpora una bomba. El movimiento del flujo de agua aumenta a 0,3-0,7 m/s. La intensidad de la transferencia de calor aumenta y las ramas de la tubería principal se calientan de manera uniforme.

Los circuitos de bombeo se construyen tanto de tipo abierto como cerrado. En circuitos abiertos, el depósito de expansión se instala en el punto más alto del sistema.La presencia de una bomba permite aumentar la tubería entre la caldera de calefacción y las baterías, tanto en altura como en longitud.

Puntos importantes de organización. sistema obligatorio:

1. El circuito con bomba incorporada es volátil. Para que la calefacción de la habitación no se detenga durante un corte de energía, el equipo de bombeo se coloca en el bypass.
2. La bomba se instala delante de la entrada de la caldera en el tubo de retorno. La distancia a la caldera es de 1,5 m.
3. Al instalar la bomba, se tiene en cuenta la dirección del movimiento del agua.

En la línea de retorno se montan dos válvulas de cierre y un codo de derivación con una bomba de circulación. Si hay corriente en la red, los grifos se cierran y el refrigerante pasa a través de la bomba. Si no hay voltaje, entonces se deben abrir las válvulas; el sistema cambiará a circulación natural.

Se debe instalar una válvula de retención en la tubería de suministro. El elemento se coloca inmediatamente después de la caldera y evita la recirculación del refrigerante durante el funcionamiento de la bomba.

Opciones para tuberías en el sistema.

Del diseño dispositivos de calefacción y las tuberías de conexión dependen de la eficiencia, economía y estética del sistema de calefacción. La elección del cableado se determina en función de las características de diseño y el área de la casa.

Detalles específicos de los esquemas monotubo y bitubo.

El agua calentada fluye hacia los radiadores y regresa a la caldera de diferentes maneras. En un sistema de circuito único, el refrigerante se suministra a través de una tubería de gran diámetro. La tubería pasa por todos los radiadores.

Ventajas de un sistema de autocirculación monotubo:

• consumo mínimo de materiales;
• facilidad de instalación;
• número limitado de tuberías dentro del espacio habitable.

La principal desventaja de un esquema con una sola tubería que realiza las tareas de suministro y retorno es el calentamiento desigual de los radiadores de calefacción. La intensidad de calentamiento y la transferencia de calor de las baterías disminuye a medida que se alejan de la caldera.

Con una cadena de cableado larga y una gran cantidad de radiadores, la última batería puede resultar completamente ineficaz. Se recomienda instalar dispositivos de calefacción "calientes" en habitaciones, habitaciones infantiles y dormitorios orientados al norte.

El sistema de calefacción de dos tubos está ganando terreno con confianza. Los radiadores conectan las tuberías de retorno y suministro. Se forman anillos locales entre las baterías y la fuente de calor.

Principales ventajas del sistema:

• todos los dispositivos de calefacción se calientan de manera uniforme;
• la capacidad de ajustar la calefacción de cada radiador por separado;
• confiabilidad del funcionamiento del circuito.

Un sistema de doble circuito requiere grandes inversiones y costes laborales. Será más difícil instalar dos líneas de comunicación a lo largo de las estructuras del edificio.

El sistema de dos tubos se equilibra fácilmente, lo que garantiza el suministro de refrigerante a la misma temperatura a todos los dispositivos de calefacción. Las habitaciones se calientan uniformemente

Suministro de refrigerante superior e inferior

Dependiendo de la ubicación de la tubería principal que suministra refrigerante caliente, se distingue entre conexiones superiores e inferiores.

En sistemas de calefacción abiertos con cableado aéreo, no es necesario utilizar dispositivos de extracción de aire. Su exceso se descarga a través de la superficie del tanque de expansión comunicándose con la atmósfera.

Con distribución aérea, el agua caliente sube a través del tubo ascendente principal y se transfiere a través de tuberías de distribución a los radiadores. La instalación de un sistema de calefacción de este tipo es aconsejable en cabañas y casas privadas de uno y dos pisos.

Un sistema de suministro de calor con cableado inferior es bastante práctico. El tubo de alimentación se encuentra en la parte inferior, al lado del tubo de retorno. Movimiento del refrigerante en dirección de abajo hacia arriba. El agua, después de pasar por los radiadores, se dirige a través de la tubería de retorno a la caldera de calefacción. Las baterías están equipadas grúas mayevsky para eliminar el aire de la línea.

En sistemas de calefacción con cableado inferior, es necesario utilizar dispositivos de extracción de aire, el más simple de los cuales es el grifo Mayevsky.

Contrahuellas verticales y horizontales

Según el tipo de posición de las bandas principales, se distingue entre métodos de tendido de tuberías verticales y horizontales. En la primera opción, los radiadores de todos los pisos están conectados a contrahuellas verticales.

El cableado vertical se utiliza cuando se organizan casas de dos, tres o más pisos con un espacio en el ático, dentro del cual se puede colocar y aislar una tubería.

Características de los sistemas "verticales":

• sin esclusas de aire;
• adecuado para calentar edificios de gran altura;
• conexión del piso a la contrahuella;
• Dificultades para instalar contadores de calor en apartamentos en edificios de varios pisos.

El cableado horizontal implica conectar radiadores en un piso a un solo elevador. La ventaja del esquema es que el dispositivo utiliza menos tuberías y los costos de instalación son menores.

Las contrahuellas horizontales se suelen utilizar en locales de uno y dos pisos. La disposición del sistema es relevante en casas con estructura de paneles y edificios residenciales sin paredes.

Disposición de calefacción por gravedad.

Es mejor confiar el desarrollo de un proyecto de sistema de gravedad a especialistas en calefacción. El documento especifica el tipo de calefacción, el método de conexión de los radiadores y la circulación del refrigerante, los parámetros recomendados del equipo, la cantidad de radiadores y el tamaño de las tuberías.

Cálculo del sistema de suministro de calor.

Es necesario determinar las características hidráulicas del sistema, lo que posteriormente ayudará a seleccionar correctamente el diámetro óptimo de la tubería.

En un sistema de calefacción natural, se recomienda instalar la caldera en el sótano o sótano. Esto le permite aumentar la longitud del elevador de tránsito.

Para calcular el valor de la presión de circulación (radiocontrol) debes tener los siguientes datos:

1. Distancia del centro de la caldera de calefacción al centro del radiador (h). Cuanto mayor sea la distancia entre estos dispositivos, más estable será la circulación.
2. Presión enfriada (ro) y calentado (pr) agua.

La presión de circulación depende únicamente de la diferencia de temperatura del refrigerante. Los indicadores exactos se pueden encontrar en los datos tabulares.

Cuanto mayor sea la diferencia en las temperaturas del refrigerante, mayor será la presión en la línea. Por eso, es importante cuidar la temperatura “de entrada” del líquido.

Al ancho secciones de tubería influenciado por el tipo de material. El diámetro del tubo de acero debe ser de al menos 50 mm. Después de la bifurcación, la sección transversal de la carretera se estrecha en un tamaño. El retorno, por el contrario, se ensambla con posterior ampliación.

Se presta especial atención al volumen del tanque de expansión. El tamaño del depósito no debe ser inferior al 5% del volumen total de refrigerante del sistema. El incumplimiento resultará en el drenaje de agua del sistema o la ruptura de la tubería.

Selección de componentes principales.

Para un sistema abierto, es mejor elegir una caldera que funcione con combustible sólido o fueloil. Instalación de calderas eléctricas. y equipos de gas están prohibidos.A veces se forman atascos de aire en la línea, lo que puede provocar una emergencia.

La potencia del calentador se determina basándose en el cálculo: 1 kW de energía térmica por cada 10 metros cuadrados de casa. Dependiendo de la calidad del aislamiento de la habitación, se añade entre un 10 y un 30% al valor obtenido.

La caldera está ubicada en una habitación separada equipada con circulación de aire forzada. El equipo se instala sobre material resistente al fuego o suelo de hormigón.

El tanque de expansión para un sistema de calefacción por gravedad debe ser de acero. Es muy indeseable utilizar materiales poliméricos. Para calentar una casa pequeña de un piso, es adecuado un tanque de 8 a 15 litros.

Para la construcción de la tubería se utilizan tuberías fabricadas con los siguientes materiales:

1. Acero. Se caracterizan por una alta conductividad térmica y resistencia a alta presión. La desventaja es la complejidad de la instalación y la necesidad de utilizar equipos de soldadura.
2. polipropileno. Principales ventajas: resistencia a las fluctuaciones de temperatura, solidez, estanqueidad y facilidad de instalación. Vida útil – 25 años.
3. metal-plástico. El material no se corroe y evita la obstrucción del circuito. Desventajas de la carretera: vida útil limitada (hasta 15 años) y alto costo.
4. Cobre. Tuberías con máxima transferencia de calor y resistencia a altas temperaturas, hasta +500°C. La principal desventaja es el alto coste del material.

En un circuito de calefacción abierto Los radiadores están instalados.fabricado con metales de alta resistencia.

Los más habituales son los modelos de acero. Tienen un equilibrio óptimo de parámetros clave: apariencia, precio y potencia térmica.

Debido a sus paredes delgadas, su peso ligero y su alto grado de transferencia de calor, los radiadores de acero se comparan con los convectores. El equipo calienta rápidamente las habitaciones gracias al movimiento acelerado del aire.

Pasos de instalación del sistema abierto

Todo el proceso de organización de un sistema de calefacción por gravedad se puede dividir en varias etapas:

1. Instalación de caldera. El equipo se fija al suelo o se cuelga de la pared. La elección del método depende de las dimensiones de la caldera.
2. Diseño de tubería según el esquema elegido y proyecto desarrollado. Es importante respetar el ángulo de inclinación recomendado del circuito de tuberías.
3. Instalación de radiadores calentarlos y conectarlos al sistema.
4. Instalación de tanque de expansión. y su aislamiento.
5. Conectando todos los elementos, comprobando el apriete de las uniones y poniendo en marcha el sistema.

Después de la caldera, en la tubería de suministro, es recomendable instalar un sensor de temperatura para controlar la eficiencia del sistema de calefacción.

La instalación del sistema de calefacción debe realizarse en la estación cálida.La construcción de la autopista y su puesta en servicio durarán aproximadamente una semana.

Características del montaje de un circuito forzado.

Para que el sistema obligatorio se justifique y funcione correctamente, es necesario elegir la forma adecuada bomba de circulación e “incrustarlo” correctamente en la red de calefacción.

Seleccionar una bomba de circulación

Los principales parámetros para elegir equipos de bombeo: potencia y presión del dispositivo. Estas características se determinan en función del área de la habitación con calefacción.

Indicadores indicativos:

• para casas con un tamaño de 250 metros cuadrados, es adecuada una bomba con una potencia de 3,5 metros cúbicos por hora y una presión de 0,4 atm;
• en habitaciones con una superficie de 250 a 350 m2, instale el dispositivo a una velocidad de 4,5 metros cúbicos por hora con una presión de 0,6 atm;
• Si el área de la casa es de 350 a 800 metros cuadrados, es aconsejable comprar una bomba con una capacidad de 11 metros cúbicos por hora, cuya presión sea de al menos 0,8 atm.

En una selección más escrupulosa, los especialistas tienen en cuenta la longitud del sistema de calefacción, el tipo y número de radiadores, el material de fabricación y el diámetro de las tuberías, así como el tipo de caldera.

Instalación de la bomba en la tubería principal.

La bomba se coloca en la línea de retorno para que el refrigerante no demasiado caliente pase a través del dispositivo. Es posible instalar modelos modernos fabricados con materiales resistentes a altas temperaturas en la línea de suministro.

Al insertar la bomba, no se debe interrumpir la circulación del agua. Es importante que en cualquier punto de la tubería cuando la unidad de bombeo esté funcionando, la presión hidrostática siga siendo excesiva.

Cuatro esquemas aceptables para sistemas de calefacción con circulación por bomba y tanque de expansión abierto. La presión hidrostática se mantiene al nivel deseado.

Opción 1. Levantando el tanque de expansión.Una forma sencilla de convertir un sistema de circulación natural a uno forzado. Para implementar el proyecto necesitará un espacio de ático alto.

Opcion 2. Mover el tanque a un elevador distante. El laborioso proceso de reconstrucción del sistema antiguo e instalación de uno nuevo no está justificado. Son posibles métodos más simples y exitosos.

Opción 3. Tubería del tanque de expansión cerca de la boquilla de la bomba. Para cambiar el tipo de circulación, es necesario cortar el tanque de la línea de suministro y luego conectarlo a la línea de retorno, detrás de la bomba de circulación.

Opción 4. La bomba está incluida en la línea de suministro. La forma más sencilla de reconstruir el sistema. La desventaja del método son las condiciones de funcionamiento desfavorables para la bomba. No todos los dispositivos pueden soportar altas temperaturas.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Vídeo #1. Recomendaciones para montar un sistema de calefacción con circulación natural:

Vídeo #2. Procedimiento para instalar la bomba de circulación:

Los aspectos importantes de la disposición de un sistema de calefacción eficaz son la elección de un circuito viable, el cálculo de los parámetros de la línea principal, la selección de componentes y el seguimiento de la tecnología de instalación. La instalación manual es posible si tiene conocimientos de plomería, pero es mejor confiar el desarrollo de un proyecto detallado a profesionales.

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