Sistema de calefacción de circulación natural: reglas del dispositivo + análisis de esquemas típicos.

No importa cómo los ingenieros y constructores predijeron en los años ochenta, el sistema de calefacción con circulación natural vive y vive en el siglo XXI, y también calienta nuestros hogares. El equipo de bombeo aumenta significativamente el costo de la caldera y la hace dependiente de la red eléctrica, por lo que muchos lo rechazan. El sistema de gravedad es el más barato y fácil de diseñar. Por supuesto, tiene sus inconvenientes, el principal de los cuales es la restricción en el área del edificio. Debido a la baja inercia, es adecuado para casas de hasta cien metros cuadrados.

¿Cómo funciona el principio de circulación natural?

El refrigerante, que con frecuencia es agua corriente, se mueve a lo largo de los contornos desde la caldera hasta los radiadores y viceversa debido a un cambio en sus características termodinámicas. Cuando, cuando se calienta, la densidad del líquido disminuye y el volumen aumenta, es expulsado por una corriente fría que regresa y sube a través de las tuberías. A medida que el refrigerante se distribuye por gravedad a lo largo de las ramas horizontales, la temperatura desciende y vuelve a la caldera. Entonces el ciclo se cierra.

Diagrama de un sistema de calefacción con circulación natural: 1 - caldera de combustible sólido, 2 - tubo ascendente principal, 3 - tuberías de distribución, 4 - tanque de expansión, 5 - tanque de agua para reponer el expansor, 6 - tubería que elimina el exceso de refrigerante a la alcantarilla (capacidad), 7 - intercambiadores de calor, 8 - válvulas de bola, 9 - caldera, 10 - retorno, 11 - elevador inverso

Si se eligió el calentamiento de agua con circulación natural para la casa, entonces todas las secciones horizontales de las tuberías se colocan con una pendiente que va a lo largo de la dirección del líquido. Esto le permite tratar con eficacia "ventilación»Baterías. El aire es más ligero que el agua, por lo que se precipita por las tuberías, ingresa al tanque de expansión y luego, en consecuencia, a la atmósfera.

El tanque recibe agua, cuyo volumen aumenta con el aumento de la temperatura y crea una presión constante.

¿Qué determina la presión de circulación?

La creación de la presión de circulación deseada debe calcularse al diseñar un sistema de calefacción. Depende de cómo difieren los niveles del medio de la caldera y el radiador más bajo. Cuanto mayor es la diferencia de elevación, mejor se mueve el fluido a través del sistema. También se ve afectado por la diferencia de densidad entre agua caliente y fría.

La presión de circulación en el sistema de calefacción, en primer lugar, depende de la diferencia en la altura de la caldera y el radiador inferior.Cuanto mayor es esta diferencia (h), mayor es la presión

El calentamiento por circulación natural se caracteriza por un cambio cíclico de temperatura en los intercambiadores de calor y en la caldera, que se produce a lo largo del eje central de los dispositivos. El agua caliente está en la parte superior, el agua fría está en la parte inferior. Bajo la influencia de la gravedad, el refrigerante enfriado baja por las tuberías.

La presión de circulación depende directamente de la altura de las baterías. Su aumento se ve facilitado por el ángulo de inclinación de la línea de suministro, dirigido hacia los radiadores, y la inclinación del tubo de retorno hacia la caldera. Esto permite que el refrigerante supere más fácilmente la resistencia local de las tuberías.

Al instalar un sistema de calefacción con circulación natural en una casa privada, la caldera se instala en el punto más bajo para que todos los radiadores estén más altos.

En la cabaña, al instalar un sistema de calefacción con circulación natural, la caldera se instala en el punto más bajo. Todos los intercambiadores de calor (radiadores) deben ser más altos.

Para edificios de apartamentos, los circuitos de calefacción con circulación natural se usan muy raramente, ya que cuando se instala en un apartamento, la caldera se hunde en el "agujero", directamente sobre la losa del piso. El piso a su alrededor está recortado, y el receso y el perímetro a su alrededor deben estar protegidos con materiales ignífugos.

Esquemas de tales sistemas de calefacción.

El esquema del sistema de calefacción, independientemente de la forma en que circula el refrigerante, depende de varios factores:

• Un método para conectar radiadores a las tuberías ascendentes. Aquí se distinguen los sistemas de uno y dos tubos;
• lugares para tender una línea de suministro de agua caliente. Debe elegir entre el cableado inferior y superior;
• esquemas de tendido de carreteras: sistema de punto muerto o movimiento de refrigerante asociado en las carreteras;
• La ubicación de los elevadores, que pueden ser horizontales o verticales.

Sistema monotubo: ¿como regular la temperatura?

Sistema de calefacción de tubería única Tiene solo una opción de cableado: la superior. No hay elevador de retorno, por lo que el refrigerante enfriado en las baterías regresa a la línea de suministro. El movimiento del líquido es proporcionado por la diferencia de temperatura del líquido en los radiadores inferior y superior.

Para garantizar la misma temperatura en habitaciones en diferentes pisos, la superficie de los dispositivos de calefacción en el primer piso debe ser ligeramente mayor que en el segundo y los subsiguientes. Una mezcla de agua fría y caliente en los intercambiadores de calor superiores ingresa a los radiadores inferiores.

En un sistema de tubería simple puede haber dos opciones de movimiento. refrigerante: en la primera una parte va al radiador, la otra, más abajo en el elevador a los electrodomésticos más bajos.

Con el cableado paralelo de una tubería, los intercambiadores de calor en los pisos superiores reciben agua caliente y los pisos más bajos, ya refrigerados. Por lo tanto, el área de este último debe aumentarse para igualar el calentamiento de todas las habitaciones.

En el segundo caso, todo el volumen de agua pasa a través de cada intercambiador de calor, comenzando por los más superiores. La característica principal de este cableado es que los radiadores en el primer y el sótano reciben solo agua fría.

Con una versión de flujo continuo de un cableado de tubería única, no puede apagar o limitar el flujo de refrigerante a un radiador separado. La superposición de uno de ellos detendría la circulación en todo el sistema

Y si en el primer caso es posible controlar la temperatura en las habitaciones con la ayuda de grifos, en el segundo no se pueden usar, ya que esto conducirá a una disminución en el suministro de líquido a todos los intercambiadores de calor posteriores. Además, un cierre completo del grifo significaría detener la circulación de agua en el sistema.

Al instalar un sistema de tubería única, es mejor detenerse en el cableado, lo que permite ajustar el suministro de agua a cada radiador. Esto le permitirá ajustar la temperatura en habitaciones individuales y, por supuesto, hace que el sistema de calefacción sea más flexible y, por lo tanto, más eficiente.

Dado que el cableado de una sola tubería solo puede ser superior, su instalación solo es posible en edificios con un ático. Aquí es donde debe ubicarse la tubería de alimentación. La principal desventaja es que el inicio del calentamiento solo es posible en todo el edificio a la vez. El sistema también tiene ventajas, por supuesto. Los principales son una instalación simple y de menor costo. En términos de estética, cuanto más pequeñas son las tuberías, más fácil es ocultarlas.

¿Cómo se debe organizar un sistema de dos tubos?

Esta versión del esquema de calefacción supone la presencia de una línea de suministro y salida. El refrigerante caliente circula en la parte superior del sistema y se enfría en la parte inferior.

El sistema de calefacción de dos tubos es más flexible con respecto al control de temperatura en habitaciones individuales. Sin embargo, requiere más materiales que una sola tubería.

Se conecta una tubería desde la caldera conectada al tanque de expansión. Desde el tanque hay una tubería de la línea caliente del circuito, que luego se conecta al cableado. Dependiendo del tamaño del tanque y del volumen de agua en el sistema, una tubería de desbordamiento puede salir del tanque. En él, el exceso de agua se descarga en la alcantarilla.

Las tuberías que salen del fondo de los intercambiadores de calor se combinan en una línea de retorno. En él, el refrigerante enfriado ingresa nuevamente a la caldera. La devolución debe pasar por las mismas habitaciones que la tubería de suministro.

Cableado vertical o horizontal?

El sistema de calefacción con un elevador vertical implica conectar radiadores desde diferentes pisos. Su ventaja: menor riesgo de "aireación" del sistema, la desventaja es un mayor costo.

Cuando los intercambiadores de calor de un piso están conectados a la tubería de suministro, este es un sistema de elevador horizontal. Esta opción le costará a los propietarios una cantidad menor, pero tendrá que resolver el problema de la congestión de aire. Como regla, es suficiente instalar rejillas de ventilación.

Pros y contras de organizar este tipo de calefacción

En cuanto a las ventajas de un sistema de calefacción con circulación de agua natural, hay varias de ellas:

• falta de dificultades durante la instalación, puesta en marcha y operación;
• Estabilidad térmica del sistema. Basado en la circulación gravitacional del portador de calor, proporciona la máxima transferencia de calor y mantiene el microclima en las instalaciones en el nivel dado;
• rentabilidad (con aislamiento adecuado del edificio);
• trabajo tranquilo Sin bomba, sin ruidos ni vibraciones;
• independencia de los cortes de energía. Naturalmente, en el caso en que la caldera instalada pueda funcionar sin electricidad;
• Largo plazo de funcionamiento. Con un mantenimiento oportuno sin reparaciones importantes, el sistema puede funcionar durante 35 años o más.

La principal desventaja del sistema de calefacción gravitacional son las restricciones en el área del edificio y el radio de acción. Se instala en casas, cuya superficie generalmente no supera los 100 metros cuadrados. Debido a la pequeña presión de circulación, el radio del sistema está limitado a treinta metros horizontalmente. Un requisito obligatorio es la presencia de un ático en el edificio en el que se instalará el tanque de expansión.

Una desventaja significativa es el calentamiento lento de toda la casa. Con un sistema con circulación natural, es necesario aislar las tuberías que pasan en habitaciones sin calefacción, ya que existe el riesgo de congelar el agua.

Por lo general, se utiliza un poco de material para dicho cableado, pero cuando se necesita reducir la resistencia local de la tubería, los costos aumentan debido a la necesidad de tuberías más grandes.