Cómo funcionan los sistemas de calefacción con circulación por bomba: diagramas de organización
Incluso los artesanos experimentados no siempre pueden garantizar el movimiento natural del refrigerante a lo largo del circuito de calefacción.Sucede que el agua se mueve a través del sistema, pero no ingresa una cantidad suficiente de calor a la casa.
Cada vez más, los propietarios de casas privadas prefieren instalar sistemas de calefacción con circulación por bomba, que son bastante diversos y convenientes. En este artículo, examinamos los esquemas básicos para organizar la calefacción forzada, complementando el material con ilustraciones visuales y fotografías.
También hemos seleccionado videos útiles con recomendaciones de especialistas para la instalación de equipos de bombeo para un sistema de calefacción. Esto le permitirá comprender en detalle el problema de la instalación de la bomba.
El contenido del artículo:
El principio de funcionamiento del sistema bajo coacción.
Una bomba de circulación es un pequeño dispositivo eléctrico extremadamente sencillo. Dentro de la carcasa hay un impulsor que gira y le da al refrigerante que circula por el sistema la aceleración necesaria. El motor eléctrico que proporciona la rotación consume muy poca electricidad, sólo 60-100 W.
La presencia de un dispositivo de este tipo en el sistema simplifica enormemente su diseño e instalación. La circulación forzada del refrigerante permite el uso de tuberías de calefacción de pequeño diámetro y amplía las posibilidades a la hora de elegir una caldera de calefacción y radiadores.
Muy a menudo, un sistema creado originalmente con la expectativa de circulación natural, funciona de manera insatisfactoria debido a la baja velocidad del movimiento del refrigerante a través de las tuberías, es decir. baja presión de circulación. En este caso, instalar una bomba ayudará a solucionar el problema.
Sin embargo, no debes dejarte llevar demasiado por la velocidad del agua en las tuberías, ya que no debe ser excesivamente alta. De lo contrario, con el tiempo, es posible que la estructura simplemente no resista una presión adicional para la que no está diseñada.
Para locales residenciales, se recomiendan los siguientes límites máximos de velocidad para el movimiento del refrigerante:
- con un diámetro nominal de tubería de 10 mm - hasta 1,5 m/s;
- con un diámetro nominal de tubería de 15 mm - hasta 1,2 m/s;
- con un diámetro nominal de tubería de 20 mm o más - hasta 1,0 m/s;
- para cuartos de servicio de edificios residenciales: hasta 1,5 m/s;
- para edificios auxiliares: hasta 2,0 m/s.
En sistemas con circulación natural. Tanque de expansión generalmente se coloca al servicio. Pero si el diseño se complementa con una bomba de circulación, generalmente se recomienda trasladar el tanque de almacenamiento a la línea de retorno.
Además, en lugar de un tanque abierto, conviene instalar uno cerrado.Solo en un apartamento pequeño, donde el sistema de calefacción es corto y tiene una estructura simple, se puede prescindir de dicha reorganización y utilizar el viejo tanque de expansión.
Cálculos para sistemas de calefacción forzada.
Un sistema de circulación forzada debidamente organizado requiere cálculos de ingeniería complejos. Pero algunas fórmulas permiten evaluar el estado del sistema y hacerse una idea más precisa de las modificaciones necesarias, sobre todo si hablamos de una casa o apartamento pequeño. La potencia del equipo de calefacción generalmente se selecciona en función del tamaño de las habitaciones que se supone que deben calentarse.
Los fabricantes suelen recomendar que el caudal de refrigerante, medido en litros por minuto, corresponda al número de kilovatios de potencia de la caldera. Esto significa que para una caldera de 40 W, el caudal de refrigerante más adecuado es 40 l/min.
Del mismo modo, el consumo de agua se calcula para una habitación separada o un grupo de habitaciones. En este caso, se guían por la potencia total de los radiadores instalados en el solar.
El diámetro de las tuberías de calefacción se determina de acuerdo con el consumo de refrigerante establecido:
- con un caudal de 5,7 l/min se requieren tuberías de media pulgada;
- con un caudal de 15 l/min se necesitan tuberías de tres cuartos de pulgada;
- con un caudal de 30 l/min se necesitan tuberías en pulgadas;
- para un caudal de 53 l/min se requieren tuberías de una pulgada y cuarto;
- para un caudal de 83 l/min se requieren tuberías de una pulgada y media;
- para un caudal de 170 l/min se requieren tuberías de dos pulgadas;
- para un caudal de 320 l/min se necesitan tuberías de dos pulgadas y media, etc.
Para determinar los parámetros de una bomba de circulación adecuada, es necesario medir la longitud de todo el circuito de calefacción al que se conectará. Para un sistema de diez metros se necesita una altura de bomba de 0,6 m. Mediante cálculos sencillos encontramos que para un sistema de 60 metros de largo se necesita una bomba de 3,6 m.
Sin embargo, estos parámetros sólo son válidos para un sistema en el que el diámetro de la tubería esté seleccionado correctamente, como se indicó anteriormente. Si se utilizan tuberías demasiado estrechas, se necesitará una bomba más potente para superar el exceso de presión hidráulica que se produce en el sistema debido a una selección incorrecta de las tuberías.
Hemos proporcionado recomendaciones detalladas para elegir una bomba de circulación. En este articulo.
Esta regla también se aplica en la dirección opuesta: si las tuberías son más anchas de lo requerido por la norma, se debe reducir la potencia de diseño de la bomba de circulación.
Un componente importante de los sistemas de calefacción forzada es el grupo de seguridad:
Los expertos recomiendan comprar no uno, sino dos de estos dispositivos a la vez. Uno es el principal y el segundo está en reserva. Se puede instalar en el bypass o guardar en la despensa.
La bomba de circulación suele ser resistente a averías, pero es sensible a la calidad del agua del circuito de calefacción. Para prolongar el funcionamiento de los equipos de calefacción, tiene sentido prever la filtración del refrigerante y tomar medidas oportunas para lavar el sistema.
Esquemas de sistemas con circulación por bomba.
Los sistemas de calefacción de circulación forzada se diferencian de la siguiente manera:
- como monotubo o dos tubos (una opción para conectar tuberías a radiadores);
- con contrahuellas verticales o líneas horizontales;
- callejón sin salida o con movimiento de refrigerante asociado
- con cableado superior o inferior.
Los sistemas monotubo son cada vez menos comunes, ya que sus desventajas superan significativamente sus ventajas. Se trata de una opción muy sencilla en la que los radiadores se conectan en serie.El refrigerante pasa a través de cada dispositivo de calefacción por turno y se enfría gradualmente.
Obviamente, con este esquema, los primeros radiadores calentarán la habitación mejor que los ubicados al final del sistema. Es necesario instalar más radiadores en el tramo final de la línea que al principio para suavizar la diferencia de temperatura.
Un dispositivo de este tipo es extremadamente inconveniente, ya que en caso de avería es imposible apagar solo un radiador, será necesario drenar el refrigerante de todo el circuito. El esquema de dos tubos implica conectar cada radiador en paralelo mediante dos tubos a una línea común.
Por supuesto, para ello tendrás que utilizar más materiales, el coste total y el tiempo de instalación serán mayores que cuando se utiliza una opción de tubería única.
Se instalan válvulas de cierre en cada radiador con conexión de dos tubos. Esto permite, si es necesario, retirar o apagar solo un radiador, mientras que el resto de elementos del sistema siguen funcionando con normalidad.
El calentamiento con este esquema se realiza de manera uniforme, ya que el refrigerante ingresa a cada radiador a través de una línea separada y luego regresa a la caldera para calentarse, en lugar de pasar por los radiadores restantes.
Los elevadores verticales se utilizan en edificios de varios pisos, es conveniente conectarles radiadores ubicados en diferentes pisos.El diseño vertical facilita la rápida eliminación del aire atrapado en el sistema, lo que reduce significativamente la probabilidad de que se formen bolsas de aire.
En los circuitos horizontales, la línea principal a la que se conectan los radiadores en paralelo se encuentra, como su nombre indica, en un plano horizontal. Este tipo de sistema es adecuado para calentar edificios de una sola planta con una gran superficie.
Una opción relativamente económica no es inmune a la formación de atascos de aire. Para evitar este tipo de problemas, se utilizan salidas de aire automáticas. Detallamos las reglas para quitar una esclusa de aire de un sistema de calefacción. revisado aquí.
El calentamiento desigual es típico no solo de los sistemas de una sola tubería, sino también de las opciones de calefacción sin salida, que están bastante extendidas.
En este esquema, el refrigerante fluye en dirección opuesta al flujo de retorno. Como resultado, aparecen radiadores en el sistema, que reciben un refrigerante ligeramente enfriado, que luego fluye hacia la tubería de retorno.
Como resultado, fluye más calor hacia los radiadores primero desde el tubo ascendente y menos calor fluye hacia los radiadores más alejados. En zonas pequeñas este punto puede no ser tan notorio, pero en casas espaciosas sí se notará.En esta situación, se recomienda realizar varias líneas más cortas en lugar de una larga, para que todo el refrigerante circule por los ramales aproximadamente a la misma temperatura.
El esquema asociado se basa precisamente en la misma longitud de anillos de circulación en toda la casa, lo que permite lograr una uniformidad de calefacción extremadamente precisa. Pero implementar esta opción de cableado no es fácil, ya que será necesario instalar una gran cantidad de tuberías.
El cableado superior e inferior llevan el nombre de la ubicación de la tubería de suministro. En el primer caso, el refrigerante ingresa al sistema desde arriba y en el segundo, desde abajo.
Con el cableado superior, el tanque de expansión se instala en el punto más alto del sistema, el refrigerante se esparce por todo el sistema bajo la influencia de la gravedad. La línea de retorno aquí estará debajo de los radiadores. Para implementar un proyecto de este tipo en una casa privada, se necesita un ático en el que se instala el tanque.
Si no hay condiciones para la distribución superior, utilice la segunda opción, cuando el refrigerante se suministra desde abajo y el retorno está instalado encima de los radiadores. La tarea de mover el refrigerante a una velocidad suficientemente alta se asigna principalmente a la bomba de circulación.
Este esquema se instala de forma paulatina, desde el piso inferior al superior, mientras que la línea de suministro se realiza con una ligera pendiente para evitar la aparición de esclusas de aire.
Para eliminar las bolsas de aire, las comunicaciones de calefacción están equipadas con salidas de aire automáticas:
¿Dónde colocar la bomba de circulación?
La mayoría de las veces, la bomba de circulación se instala en el lado de retorno y no en el de suministro. Se cree que existe un menor riesgo de desgaste rápido del dispositivo, ya que el refrigerante ya se ha enfriado. Pero en las bombas modernas esto no es necesario, ya que tienen los llamados cojinetes lubricados por agua. Ya están diseñados específicamente para tales condiciones de funcionamiento.
Esto significa que es posible instalar una bomba de circulación en el lado de suministro, especialmente porque aquí la presión hidrostática del sistema es menor. El lugar de instalación del dispositivo divide convencionalmente el sistema en dos partes: el área de descarga y el área de succión.Una bomba instalada en el suministro, inmediatamente después del tanque de expansión, bombeará agua fuera del tanque de almacenamiento y la bombeará al sistema.
Si la bomba está instalada en la línea de retorno frente al tanque de expansión, bombeará agua al tanque y la bombeará fuera del sistema. Comprender este punto ayudará a tener en cuenta las características de la presión hidráulica en varios puntos del sistema. Cuando la bomba está en funcionamiento, la presión dinámica en un sistema con una cantidad constante de refrigerante permanece constante.
Es importante no solo elegir la ubicación óptima para instalar el equipo de bombeo, sino también instalarlo correctamente. Le recomendamos que se familiarice con los detalles. instalación de bomba de circulación.
El tanque de expansión crea la llamada presión estática. En relación con este indicador, se crea una presión hidráulica aumentada en el área de descarga del sistema de calefacción y una presión reducida en el área de vacío.
El vacío puede ser tan fuerte que alcanzará el nivel de presión atmosférica o incluso será menor, y esto crea las condiciones para que entre aire al sistema desde el espacio circundante.
En el área de mayor presión, el aire puede, por el contrario, ser expulsado del sistema y, a veces, se observa ebullición del refrigerante. Todo esto puede provocar un funcionamiento incorrecto de los equipos de calefacción. Para evitar este tipo de problemas, asegúrese de que exista un exceso de presión en la zona de succión.
Para hacer esto, puede utilizar una de las siguientes soluciones:
- levante el tanque de expansión a una altura de al menos 80 cm desde el nivel de las tuberías de calefacción;
- coloque el variador en el punto más alto del sistema;
- desconectar la tubería de almacenamiento del suministro y transferirla al retorno después de la bomba;
- Instale la bomba no en el retorno, sino en el suministro.
No siempre es posible elevar el depósito de expansión a una altura suficiente. Suele colocarse en el ático si allí hay el espacio necesario. Es importante cumplir con las reglas de instalación de la unidad para garantizar su funcionamiento sin problemas.
Hemos proporcionado recomendaciones detalladas para instalar y conectar el tanque de expansión en nuestro otro artículo.
Si el ático no tiene calefacción, será necesario aislar el tanque de almacenamiento.Es bastante difícil mover el tanque al punto más alto de un sistema de circulación forzada si previamente fue creado como natural.
Será necesario rehacer parte de la tubería para que la pendiente de las tuberías se dirija hacia la caldera. En los sistemas naturales la pendiente suele realizarse hacia la caldera.
Por lo general, no es difícil cambiar la posición de la tubería del tanque desde el suministro hasta el retorno. Y es igual de fácil implementar la última opción: instalar una bomba de circulación en el sistema en la línea de suministro detrás del tanque de expansión.
En tal situación, se recomienda elegir el modelo de bomba más confiable que pueda soportar el contacto con refrigerante caliente durante mucho tiempo.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Puedes encontrar información interesante sobre los sistemas de calefacción forzada en este vídeo:
Puede encontrar información más detallada sobre los cálculos necesarios al elegir una bomba de circulación aquí:
Este video describe en detalle el diseño y el procedimiento de instalación de la bomba de circulación:
Los sistemas de calefacción forzada no son tan complicados como podrían parecer a primera vista. Pero para implementar tal tarea, es necesario realizar cálculos correctamente y elaborar un proyecto competente. Si cumple estas condiciones, podrá proporcionar a su hogar una calefacción fiable y eficiente.
¿Está seleccionando el esquema óptimo para instalar un sistema de calefacción forzada en su hogar? ¿Quizás tenga preguntas que no hemos cubierto en este artículo? Pregúntales a nuestro experto en el bloque de comentarios.
¿O desea complementar el material con consejos prácticos sobre la instalación de equipos de bombeo? Escríbanos: sus comentarios ayudarán a muchos novatos.
En otoño compramos una casa privada, buena, pero resultó que con calefacción problemática. Según pude entender, se trata de un sistema abierto de dos tuberías, el agua fluye por gravedad a través de las baterías. Y en las dos últimas habitaciones hace completamente frío. Aumenté la temperatura de la caldera, escurrí el agua, la volví a llenar y todo siguió igual.
Ahora instalé una bomba de circulación, los radiadores empezaron a calentarse mucho mejor. Pero me encontré con otro problema: no hay luz y las baterías están frías nuevamente. Está bien, al menos las luces rara vez se apagan.
Buenas tardes. Realmente necesito tu consejo. Instalamos una caldera de combustible sólido, todo se hizo según el video. Tomamos 25 tuberías, pero, lamentablemente, surgió un problema: la bomba de circulación se calienta mucho, incluso cuando hace circular agua fría en el sistema. En este caso, la caldera no funciona y la bomba se incendia. ¿Cual podría ser el problema?
Nos devanamos los sesos: lo probamos bombeando agua fría de un tanque a un tanque que se encuentra afuera en caso de un corte de agua en la casa, solo como reserva. En este caso nuestra bomba está fría. El tanque de expansión se encuentra detrás de la estufa en una caja casera.
Hola. Dado que ha comprobado el funcionamiento de la bomba de circulación haciendo correr agua de otro tanque con agua fría, esto elimina varias fuentes de problemas.
Veamos cuáles podrían ser las razones del sobrecalentamiento de la bomba de circulación:
1. La primera razón es una instalación incorrecta, que podría provocar ventilación; el eje del rotor también podría desplazarse;
2.Bloqueos en el sistema de calefacción, que provocan una mayor carga en el equipo y esto, a su vez, provoca un sobrecalentamiento;
3. Presión insuficiente, que se produce cuando la fase se conecta incorrectamente durante una conexión trifásica a un circuito de calefacción, lo que provoca una violación de la dirección de movimiento de las palas y un sobrecalentamiento.
Creo que comprobar uno de los puntos anteriores le permitirá detectar y eliminar la causa del sobrecalentamiento.