Distribución óptima de calefacción en una casa privada: comparación de todos los esquemas típicos
Al resolver el problema de calentar una casa, existen muchas combinaciones para construir un sistema de suministro y extracción de refrigerante. Cada instalación de calefacción en una casa particular se puede clasificar según varios criterios.
Sugerimos comprender los matices de la disposición y operación de posibles opciones. Comprender los principios de diseño, los pros y los contras de cada tipo de cableado le ayudará a planificar la geometría del sistema y su diseño, teniendo en cuenta las características individuales de la habitación.
El contenido del artículo:
Modelado de la geometría de contorno óptima
Para una casa particular, se pueden diseñar varios circuitos de agua cerrados que calentarán diferentes estancias. Pueden diferir significativamente entre sí en el tipo de cableado.
Al diseñar, en primer lugar, se tiene en cuenta la operatividad del sistema, así como la geometría óptima en términos de minimización de costes, la facilidad de instalación y la posibilidad de encajar elementos calefactores en el diseño del local.
Circulación de agua natural y forzada.
El calentamiento del refrigerante para calentar una casa se produce en uno o más dispositivos ubicados en el interior. Pueden ser estufas, chimeneas, así como calderas de gas, eléctricas o de combustible sólido.
La presión del agua en el circuito se garantiza mediante el uso de bombas de circulación o organizando la geometría del sistema para crear las condiciones para la circulación natural.
Además, la fuente de agua caliente puede ser un sistema de calefacción centralizado para varias casas. En caso de baja presión, es posible conectar bombas de circulación para crear presión adicional y aumentar la velocidad del movimiento del fluido a través de las tuberías.
Al elegir la opción con circulación natural del refrigerante o baja presión en tuberías con calefacción centralizada, es necesario considerar cuidadosamente la posibilidad de maximizar el uso de leyes físicas que permitan iniciar y mantener el movimiento del fluido.
Un elemento obligatorio del cableado en este caso es el colector de aceleración. Se trata de una tubería vertical por la que sube el agua caliente, luego se distribuye entre los aparatos de calefacción y, habiendo perdido su temperatura inicial, desciende.
Debido a las diferentes densidades, se produce una diferencia en la presión hidrostática entre las columnas de líquido fría y caliente, que es la fuerza impulsora de la circulación del agua.
Cableado vertical y horizontal
El agua caliente se puede suministrar a los radiadores de diferentes formas. El cableado se divide convencionalmente en vertical y horizontal, según la posición de las tuberías (ascendentes) que suministran agua directamente a los radiadores de calefacción.
Esquemas verticales con suministro superior de agua caliente, aprovechan al máximo la diferencia de presión hidrostática entre los segmentos cálido y frío del circuito, por lo que casi siempre se utilizan con circulación natural, así como con baja presión en el sistema.
Además, dichos circuitos están operativos en caso de parada de emergencia de la bomba, que puede ocurrir debido a su avería o falta de electricidad.
El cableado de suministro inferior prácticamente no se utiliza para calefacción con circulación natural.Si hay buena presión en el sistema, su uso está justificado, ya que dicho esquema tiene dos ventajas significativas en relación con la opción alternativa.
Ventajas del esquema:
- menor longitud total de tuberías utilizadas;
- no es necesario pasar la tubería a través del ático o nichos tecnológicos debajo del techo del segundo piso.
diagrama horizontal Las distribuciones de calefacción se utilizan para casas privadas de un piso. Si el edificio tiene dos o más pisos, a menudo se usa en los casos en que las contrahuellas verticales no son deseables desde el punto de vista del diseño.
Las tuberías horizontales de suministro y descarga de agua se pueden integrar orgánicamente en el interior del local, así como ocultarlas debajo del piso o en nichos ubicados al nivel del piso.
Elección de opción de uno o dos tubos
El suministro de agua caliente y la extracción de agua enfriada para el sistema de calefacción de una casa privada se pueden realizar mediante una o dos tuberías.Cada opción tiene lados positivos y negativos, así como características de uso según el tipo de cableado.
Usando un diagrama de conexión de una tubería
Un esquema de calentamiento de agua para una casa privada que utiliza una tubería para suministrar agua caliente y descargar agua enfriada se llama tubería única. La principal ventaja de este sistema es minimizar la longitud de las tuberías.
Las principales ventajas de la opción:
- costos más bajos para la compra de elementos del sistema de calefacción;
- la instalación más sencilla y rápida;
- menor riesgo de accidente.
La principal desventaja calefacción monotubo Es una disminución gradual de la temperatura del agua que pasa secuencialmente por todos los radiadores del circuito.
Por lo tanto, es necesario utilizar una superficie ligeramente mayor de los radiadores más modernos (más codos), lo que a menudo compensa el beneficio económico de minimizar la longitud de las tuberías.
Además, debido a esta desventaja, existen restricciones para un circuito en el número de radiadores conectados. Si hay demasiados, estos últimos prácticamente no emitirán calor a lo largo del flujo del refrigerante.
Además, surge un problema al calcular la transferencia de calor. Aquí es necesario tener en cuenta que desconectar los primeros radiadores del sistema de calefacción provoca un aumento de la temperatura del agua entrante para los dispositivos posteriores.
No tiene sentido utilizar circuitos monotubo con cableado inferior vertical, ya que la longitud de las tuberías será la misma que la de la versión bitubo, lo que elimina todas las ventajas, pero deja desventajas.
El dispositivo de calefacción generalmente se conecta a través de derivaciónpara poder cerrar cualquiera de ellos sin detener la circulación del agua por el circuito.
Para ahorrar en grifos, no es necesario pasar el agua por el grifo, pero luego tendrás que detener el funcionamiento de esta parte del sistema y drenar el agua si es necesario reemplazar o reparar el radiador.
La opción más económica es utilizar un tubo de acero con un diámetro de 1,5 a 2 pulgadas sin radiadores de calefacción. La ausencia de grifos y accesorios hace que este sistema sea también el más práctico porque minimiza el riesgo de fugas o irrupciones de agua.
Lea más sobre cómo calcular un sistema de calefacción de una sola tubería en Este artículo.
Aplicación de la opción de calefacción de dos tubos.
El diagrama del circuito de calefacción, cuando se utiliza una tubería para suministrar agua caliente a los dispositivos de calefacción y la segunda para devolver agua enfriada, se denomina dos tuberías.
Sus principales ventajas:
- la temperatura del agua suministrada a todos los radiadores es la misma;
- apagar uno o más radiadores no afecta la temperatura del agua suministrada a los dispositivos de calefacción restantes;
- Las restricciones en el número de radiadores para un circuito de calefacción dependen únicamente del volumen de rendimiento de las tuberías.
La principal desventaja de dicho cableado es un ligero aumento en el metraje de la tubería.
Esto lleva a algunas desventajas adicionales:
- aumentan los costos de compra e instalación de elementos del sistema de calefacción;
- La integración en el interior de una casa privada se vuelve más difícil.
El número de accesorios y grifos para un sistema de dos tubos es casi el mismo que para un sistema de un solo tubo.
Dependiendo del movimiento relativo del agua caliente y fría. diagramas de cableado de dos tubos se dividen en dos tipos:
- incidental;
- callejón sin salida.
Esquema asociado. Ambos flujos se mueven en la misma dirección y, por tanto, la duración del ciclo de circulación del refrigerante para cada radiador es la misma. En este caso, se calientan a la misma velocidad cuando se pone en marcha el sistema de calefacción.
Opción de callejón sin salida. La dirección del movimiento del agua caliente y fría es contraria. Los radiadores más cercanos a la caldera se calientan más rápido.
Cuanto menor es la velocidad del agua, más notable es este efecto, por lo que con la circulación natural, el calentamiento de algunas habitaciones se producirá mucho más lentamente que otras.
Si se utiliza una bomba de circulación o la distancia entre el primer y el último radiador del circuito es pequeña, entonces el efecto del calentamiento desigual con un cableado de dos tubos sin salida es invisible. Entonces, la elección a favor de una u otra opción está determinada únicamente por consideraciones sobre la conveniencia de instalar la tubería de retorno.
Incorporación de un colector de distribución al sistema.
Un método recientemente popular para organizar el calentamiento de agua es el llamado "esquema de radiación" que utiliza un colector de distribución.
Este método de cableado funciona de manera confiable solo con una buena presión de agua en el sistema, por lo que no se utiliza con circulación natural.
Sistema de conexión de radiadores radiales.
La división más uniforme y controlada del flujo de refrigerante entre los dispositivos de calefacción se puede lograr utilizando colector de distribución.
El dispositivo incluye dos peines, uno de los cuales recibe agua caliente de la caldera y la distribuye a los radiadores, y el otro devuelve agua enfriada y la envía de regreso a la caldera.
Los radiadores se conectan a través del colector de distribución en paralelo, por lo que con este cableado se consigue una diferencia mínima en la temperatura del refrigerante suministrado a los dispositivos de calefacción.
Esto facilita enormemente el cálculo de los parámetros del radiador en la etapa de diseño y también permite ajustar fácilmente la potencia de cada dispositivo durante el funcionamiento.
La segunda ventaja importante de este tipo de cableado es la capacidad de controlar los parámetros del suministro de refrigerante a todos los dispositivos desde un solo lugar. El colector se coloca en un gabinete especial con acceso a indicadores y controles: válvulas, grifos y bombas.
Esto es conveniente desde el punto de vista de regular el microclima de la casa y facilita la instalación de radiadores en el interior de la habitación.
Las desventajas de los sistemas con un circuito colector de distribución de calefacción incluyen la longitud máxima de las tuberías de suministro de agua y drenaje a los radiadores. Esta opción es la más cara en cuanto al coste de los elementos del circuito y la más difícil de instalar, y además requiere determinadas cualificaciones.
Como regla general, las tuberías en cableado de calefacción radiante instalado en la solera. Esto significa que es necesario diseñar e instalar dicho sistema durante la construcción o renovación importante de una casa privada.
Es bastante difícil implementar una opción múltiple para conectar radiadores o cambiar la geometría de los circuitos en habitaciones con renovaciones internas ya completadas. Ésta es la segunda desventaja importante de este tipo de cableado.
Reglas para usar pisos con calefacción.
Una forma cómoda y muy popular de calentar locales residenciales: instalación de pisos calentados. Si el área calentada es pequeña, puede arreglárselas con un tubo colocado en la regla del piso.
Para áreas grandes, no es posible utilizar una sola tubería por las siguientes razones:
- la cantidad de calor suministrada no será suficiente para calentar toda la habitación, además, este calentamiento será desigual;
- con una longitud larga, se produce una fuerte resistencia hidrodinámica al flujo de fluido, lo que conduce a un consumo excesivo de energía para crear presión y aumenta el riesgo de que entre agua en las juntas.
Por tanto, con una gran superficie de suelo radiante, el uso de varias tuberías no es un deseo, sino una necesidad.
En este caso la conexión se realiza a través del colector de distribución.
A menudo, el colector está equipado con una unidad mezcladora para regular la temperatura del agua suministrada a las tuberías de calefacción por suelo radiante.El hecho es que para calentar radiadores se suele utilizar un líquido con una temperatura de entre 70 y 80°C, mientras que para la calefacción por suelo radiante se necesita alrededor de 40°C.
El control de temperatura a través del mezclador es fiable, lo cual es muy importante, ya que el exceso de temperatura puede provocar deformaciones importantes del revestimiento del suelo: linóleo, laminado o parquet.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Representación esquemática del cableado de calefacción en una casa grande de dos pisos. Sistema bitubular asociado y sin salida y calefacción por suelo radiante conectados mediante colectores. Eliminación de conflictos entre bombas de circulación mediante una flecha hidráulica:
Circuito de radiación para calefacción de un edificio de dos plantas. Dado que aún no se ha realizado el acabado final, todo el cableado es claramente visible. Los matices de colocar tuberías en el piso debajo de una regla de concreto:
Opinión de un instalador de sistemas de calefacción en ejercicio sobre los distintos esquemas utilizados en viviendas particulares. Una descripción general de los pros y los contras de la circulación natural, monotubo, dos tubos asociados y sin salida, así como el cableado del colector:
El cableado presentado para calentar casas es típico y puede modificarse teniendo en cuenta la geometría del local, los valores de temperatura requeridos u otros factores. A la hora de modificar circuitos es necesario cumplir con las leyes y principios fundamentales de la física, la hidráulica, la ciencia de los materiales y otras disciplinas.
En caso de resolver problemas complejos o atípicos, es mejor recurrir a especialistas, porque remodelar los sistemas de calefacción puede resultar incluso más costoso que modelarlos e instalarlos.
Si tiene alguna pregunta o desea compartir su experiencia personal en la instalación de calefacción en su hogar, deje comentarios sobre este artículo.Puede complementar su reseña con una foto; el formulario de contacto se encuentra a continuación.
En mi casa hice lo más simple. Después de instalar la caldera de gas en un nicho, le quité el tubo ascendente y pasé la tubería de suministro debajo del techo con una ligera pendiente a lo largo de las paredes por toda la casa. Conecté tuberías desde la tubería de suministro desde arriba a los dispositivos y conecté los radiadores desde abajo a la tubería principal que transportaba el refrigerante enfriado de regreso a la unidad de caldera. Se instaló una bomba en la entrada. A pesar de la presencia de una bomba, todavía instalé tuberías con pendiente hacia la caldera. Esto se hizo solo para evitar la congelación en caso de un corte de energía por algún motivo y la bomba deja de funcionar. Luego, el agua calentada en la caldera puede moverse de forma independiente a través de la tubería sin bomba.
En lugar de una caldera de gas, tengo una estufa a leña con circuito de agua. Y en lugar de pendientes (en caso de un corte de energía), una batería con un adaptador de 220 V y, si es por mucho tiempo, un generador. Todo parece estar bien, pero hay un problema: el volumen de líquido en el sistema apenas alcanza los 20 litros y, según la descripción de la estufa, se necesitan de 40 a 130 litros. ¿Alguien ha encontrado tal problema?
Quiero conectar un viejo calentador de agua de almacenamiento de 30 litros al sistema, pero realmente no entiendo si esto resolverá el problema, porque el calentador de agua, a diferencia de las baterías, no enfriará el agua, solo aumentará la cantidad de líquido circulante. ¡Ayuda con consejos, señores, por favor!
¡Vyacheslav, eres simplemente genial...! Si presumes, significa que no todo es tan bueno como “dibujas”.
Buen día. Tengo una opción de calefacción de dos tubos con circuito sin salida.Pero el problema es que la casa está construida de tal manera que los tubos centrales llegan primero al centro, desde donde deben tenderse en diferentes direcciones, con diferente número de baterías en ambas alas.
¿Dime cómo organizar adecuadamente los "tees" para controlar la distribución uniforme del líquido en ambas alas?
Gracias