Sistemas de calentamiento de agua: cómo diseñar una red
Los ingenieros de calefacción modernos conocen muchas maneras de calentar hogares. La temperatura agradable en la casa puede ser creada por ventiladores de calor, convectores eléctricos, estufas de leña tradicionales, etc. Pero los más económicos y eficientes son los sistemas de calentamiento de agua con caldera y radiadores.
Continuando con la lectura, aprenderá mucha información útil sobre las variedades de estas redes de ingeniería y las particularidades de su instalación a mano.
Variedades de redes de calentamiento de agua.
La eficiencia del sistema de ingeniería climática de un apartamento o casa no solo depende de la potencia de la unidad de calefacción o del coeficiente de transferencia de calor del radiador. Es igualmente importante qué tipo de tubería se elige para la entrega del refrigerante, cómo se organiza el flujo de fluido y muchos otros parámetros.
En la tabla se proporciona una clasificación más completa y detallada de los sistemas de calentamiento de agua según diversos criterios.
| Ver | Descripción |
| Por autonomia | |
| Dependiente | El refrigerante se calienta en una sala de calderas centralizada y se alimenta a los radiadores de calefacción con la ayuda de las tuberías principales. Este tipo de calefacción está instalada en todos los apartamentos de ciudad de edificios antiguos. |
| Independiente | La unidad de calefacción está instalada en la propia vivienda. Calienta el agua, que fluye a través de las tuberías hacia los radiadores, donde el calor se intercambia con el aire. Luego, el líquido enfriado regresa al calentador a través del tubo de retorno y comienza el siguiente ciclo. Sistemas de calefacción similares equiparon a la gran mayoría de las casas privadas. |
| Por contacto con el medio ambiente. | |
| Abierto | Dicho sistema de calentamiento de agua se instaló en casas privadas equipadas con calderas de combustible sólido del diseño antiguo. Sin embargo, hay ahora. La peculiaridad de la red de ingeniería considerada es que el refrigerante circula a través de tuberías sin presión excesiva. Parte del sistema de calefacción es un tanque de expansión de tipo abierto, que se fija en el punto más alto. |
| Cerrado | Se utiliza un tanque de expansión sellado de tipo cerrado, instalado en la sala de calderas en el tubo de retorno. El sistema de calefacción se bombea con fluido a presión. Para casas privadas, este indicador es igual a 1 atmósfera, en redes de calefacción dependientes con suministro centralizado de refrigerante, la presión puede alcanzar hasta 6 atmósferas. |
| Según el método de organización de la corriente de refrigerante. | |
| Gravitacional | Sistemas de calentamiento de agua, donde la circulación del agua ocurre naturalmente debido a la diferencia de presión y densidad. La masa de agua calentada es menor, por lo que se expulsa al punto superior del sistema. Luego, enfriándose, fluye a través de los radiadores, dándoles energía térmica. Después de eso, el tubo de retorno, ubicado en una pendiente, regresa a la caldera. |
| Forzado | En este caso, uno de los elementos de la red climática es una bomba de circulación. Tales sistemas son más eficientes y rentables. En la instalación no es necesario observar una polarización obligatoria de las tuberías. El único inconveniente es la dependencia de calefacción en la disponibilidad de electricidad. Sin ella, la bomba no funcionará (como, de hecho, cualquiera de las calderas modernas). |
| Por el número de tuberías que alimentan y descargan el refrigerante. | |
| Solo tubo | En todas las habitaciones, se coloca un anillo de un tubo en el que los radiadores de calefacción funcionan en un método paralelo o secuencial. Las ventajas incluyen el bajo costo, las desventajas: la complejidad de la reparación y la incapacidad de regular con precisión la temperatura en diferentes habitaciones de la casa. |
| Tubo gemelo | Dicho sistema de calefacción, como su nombre lo indica, tiene dos tuberías: una se suministra, una se retira y la otra se retira. La ventaja es la capacidad de regular la temperatura en los radiadores con la ayuda de los termostatos y la facilidad de reparación (al bloquear el acceso del agua a una batería, no interrumpirá su corriente en otros radiadores). Sin embargo, el precio de su fabricación será mayor, ya que la instalación necesitará el doble de tuberías. |
| Por medio de la colocación de tuberías. | |
| Vertical | En tal esquema de calefacción, el refrigerante se alimenta al piso superior, después de lo cual fluye hacia abajo, pasando a través de un radiador de calefacción en cada piso. |
| Horizontal | Aquí, el agua también fluye hacia arriba a través de una tubería vertical, luego se hace una salida horizontal a través de la cual el líquido llega a todas las baterías ubicadas en el mismo piso. |
| Combinados | Dicho sistema de calentamiento de agua tiene elementos tanto del primer como del segundo tipo. |
| Por la presencia de un callejón sin salida. | |
| Punto muerto | Con este esquema, la colocación de la tubería de suministro llega al radiador más lejano, se cierra con un puente con la línea de retorno, a través de la cual se devuelve el agua. |
| Anillo | En este caso, dos tuberías para el refrigerante forman una especie de anillo, que pasa gradualmente a través de todas las habitaciones y baterías. Tal esquema se considera más efectivo. |
| Rayo | El refrigerante fluye desde la caldera hasta el gabinete colector, que está conectado por un par de tuberías (suministro y descarga) con cada radiador en la casa. Por lo tanto, puede controlar con precisión el microclima en todo el edificio desde un punto. |
Presta atencion Elegir el sistema de calefacción adecuado depende de una gran cantidad de factores diferentes. Estos incluyen el área de la casa, el número de pisos, el diámetro de los tubos utilizados, etc.
Es mejor dejar los cálculos y la selección de un esquema adecuado para los sistemas de calentamiento de agua a un ingeniero profesional. Realizará un cálculo hidráulico, sin el cual se puede olvidar el funcionamiento normal de la red climática.
Veamos con más detalle la descripción de los sistemas de calefacción con circulación natural y forzada.
Tipos de calentamiento por el método de circulación de agua.
Sistema de gravedad
Características especiales
El sistema de circulación natural de fluidos en la red climática opera únicamente debido a leyes naturales.
El esquema es el siguiente:
- cuando se calienta, el agua se vuelve más liviana y sube a la parte superior del sistema de calefacción;
- Al enfriarse, el líquido se vuelve más denso y pesado, como resultado de lo cual desciende, al mismo tiempo que calienta las habitaciones.
El calentamiento descrito fue efectivo solo si la red de ingeniería se montó de tal manera que asegurara la circulación intensiva de fluido en ella. De lo contrario, el refrigerante no realizará la función de transporte que se le ha confiado y la energía térmica generada por la caldera instalada se desperdiciará.
Al construir y operar un sistema de calefacción por gravedad, es necesario cumplir con los siguientes requisitos:
- Seleccione correctamente el diámetro de los tubos que conectan la caldera con las baterías, calcule su resistencia hidráulica, establezca la longitud total en el plano vertical y horizontal. Los datos iniciales necesarios se pueden obtener de la documentación adjunta para equipos climáticos.
- No permita el sobrecalentamiento del refrigerante. El agua puede hervir, por lo que la presión en las tuberías y los radiadores aumentará significativamente, y esto provocará una rotura. Para evitar esto, el tanque de expansión, que se instala en la parte superior del sistema, ayuda.
Presta atencion No importa cuán bien pienses, calentar una casa de más de 200 metros cuadrados. metros o monte tuberías de más de 30 metros y asegúrese de que la circulación natural del refrigerante no funcione. Será necesario instalar bombas eléctricas, y esto ya es un sistema de calefacción con flujo de agua forzado.
Procedimiento de instalación
Las instrucciones para diseñar un sistema de calentamiento por gravedad son simples y consisten en los siguientes puntos:
- Primero necesitas instalar la caldera.. Por razones obvias, debe instalarse en el punto más bajo de las tuberías, donde fluye todo el líquido refrigerado de los radiadores.
- Un elevador vertical se coloca hacia arriba desde la caldera. Cuanto más alto sea este tubo, más eficiente será el funcionamiento del sistema de calefacción. Más a menudo, su final conduce al ático de la casa.
- Un tanque de expansión abierto se coloca en la parte superior.. Si se instala en el ático, no olvide aislar cuidadosamente el contenedor para evitar una pérdida significativa de calor y la congelación del líquido. El tanque de membrana se puede montar en la sala de calderas, en el tubo de retorno.
- Luego se hace el trazado de la tubería.. Aquí se debe garantizar que no se encuentre ningún radiador de calefacción en el punto debajo de la caldera. Cuanto mayor sea la diferencia de altura, más eficiente será el trabajo de la red de ingeniería instalada.
- El material de la tubería se puede seleccionar libremente.. Recuerde que si se instala una caldera de combustible sólido en el sistema, el refrigerante puede calentarse a temperaturas muy altas a las que no se pueden usar tuberías de polímero. En este caso, se recomienda permanecer en acero.
- En otros casos, el plástico es más adecuado, ya que no son susceptibles a la corrosión y tienen un menor coeficiente de resistencia hidráulica.. Asegúrese de que la sección interna de las tuberías y los tubos de la caldera utilizados sean los mismos. Queda prohibido el uso de tuberías de menor diámetro.
Sugerencia Nadie prohíbe montar los tubos de entrada y salida de un diámetro mayor que la boquilla. Para un sistema de calefacción gravitacional, es incluso útil.
Sistema de circulación forzada.
Características especiales
Probablemente ya comprendió que la eficiencia del calentamiento depende en gran medida del caudal del refrigerante a través de todos los elementos del sistema. Por lo tanto, las redes climáticas con bombas de bombeo de agua son ahora más populares.
Estos son pequeños dispositivos que consumen un mínimo de electricidad y trabajan casi en silencio. Las bombas de circulación modernas pueden cambiar la velocidad de rotación del motor eléctrico, gracias a lo cual es posible controlar con precisión el volumen de agua caliente que fluye y, en consecuencia, la temperatura en las habitaciones.
La bomba aumenta la eficiencia del sistema climático descrito, por lo que el combustible para mantener una temperatura normal en las habitaciones se gastará menos.
Además, el refrigerante bombeado por la bomba, es más fácil superar la resistencia hidráulica. En consecuencia, para la instalación del sistema de calefacción, puede utilizar tuberías de menor diámetro (pero no menos que la boquilla de la caldera).
Procedimiento de instalación
La disposición de un sistema de calefacción con circulación forzada es diferente de la instalación de una red de gravedad en la dirección de simplificación.
En particular:
- La bomba se instala en el tubo de retorno para que el líquido que ingresa tenga la temperatura más baja posible.
- La caldera de calefacción se puede colocar al mismo nivel que los radiadores.
- Solo un tanque de expansión de membrana puede ser parte del sistema (a menudo ya está integrado en la caldera). Por lo tanto, el fluido en las tuberías circulará bajo una presión de 1-1.5 atmósferas.
- Tenga en cuenta que la inclinación prescrita de la tubería SNIP en el caso no es necesaria
Sistema de calefacción combinado
En la construcción de casas particulares a menudo se utiliza el llamado esquema de calefacción combinada. En este caso, las tuberías, los radiadores y la caldera se montan de acuerdo con las reglas de la red de gravedad, pero se coloca una bomba de circulación con una derivación (bypass) en el tubo de retorno.
Esto garantiza la operatividad del calentamiento incluso en el caso de un corte de energía o una avería temporal de la bomba de circulación.
Sugerencia Cualquier equipo debe estar conectado a tuberías a través de válvulas. También una válvula o válvula de derivación debe estar equipada con una derivación. En este caso, puede desmontar el equipo para repararlo o reemplazarlo sin quitar el refrigerante de las tuberías.
De la misma manera, se modernizan los sistemas de calefacción obsoletos. Solo necesita hacer una barra lateral con una bomba y la eficiencia de la red climática aumentará significativamente.
Tipos de calentamiento por el método de distribución de tuberías.
Solo tubo
Un sistema de calefacción de este tipo permite la instalación de un único tubo a través del cual se suministra refrigerante a los radiadores y vuelve a la caldera. En esta línea troncal, los radiadores de calefacción están conectados en serie o en paralelo, donde se produce el intercambio de calor.
La ventaja de tal esquema es la baratura. Necesitará un número mínimo de tuberías y varios accesorios.
Pero no puede llamar a un sistema eficaz y conveniente, ya que tiene varios inconvenientes importantes:
- es imposible manualmente o con la ayuda de válvulas térmicas para ajustar el volumen de refrigerante que cae en cada batería, por lo tanto, establecer la temperatura deseada en cada habitación individual no funcionará;
- La cantidad de energía térmica transferida a los radiadores disminuirá a medida que las baterías se alejen de la caldera, por lo tanto, las habitaciones más alejadas (más bajas) se calentarán peor.
Para evitar algunas de las limitaciones del sistema descrito, instale un bypass (un tubo de bypass) que conecte las boquillas de entrada y salida del radiador directamente. En este caso, al abrir y cerrar las válvulas de cierre y regulación, no solo puede ajustar una temperatura agradable de la batería, sino que también puede (si es necesario) desmontarla y repararla sin detener el funcionamiento de toda la red de calefacción.
Tubo vertical doble con cableado inferior.
La principal diferencia entre una disposición de una sola tubería y una de dos tuberías es la presencia de dos tuberías: la primera se suministra con fluido de transferencia de calor a los radiadores, la segunda agua se drena y se devuelve a la caldera.
Gracias a este esquema, es posible regular el volumen de líquido que ingresa a cada batería y lograr la temperatura más cómoda en las habitaciones.
Una de las opciones es un sistema de dos tuberías con elevadores verticales y una disposición inferior de tuberías de alimentación.
Sus características son las siguientes:
- En el nivel más bajo del sistema, desde la caldera de calefacción, las tuberías conectadas al dispositivo de calefacción.
- Desde estas carreteras, dejan elevar los elevadores que elevan el refrigerante hasta el punto más alto del sistema y lo entregan a los radiadores de calefacción en cada piso.
- Luego, a través de la otra tubería, el líquido enfriado se devuelve para repetir el ciclo de calentamiento.
La desventaja de tal solución es el peligro de ventilar el sistema.
Es necesario proporcionar dispositivos para eliminar el aire de las tuberías y el radiador:
- tubo de aire que sube a la parte superior del sistema;
- Tanque de expansión de tipo abierto o dispositivo de diafragma con válvula de aire especial;
- Grúas de Mayevsky montadas en la parte superior de cada batería.
Tubo vertical doble con cableado superior
En este caso, la distribución del fluido se produce en el punto más alto del sistema, en el ático o debajo del techo del piso superior. El refrigerante se entrega allí mediante una tubería vertical, luego fluye a través de las tuberías horizontales hacia las baterías.
Aquí también se necesita un tanque de expansión, pero es mejor usar uno hermético para que se pueda aumentar la presión del agua que para aumentar la eficiencia del calentamiento.
Tubo gemelo horizontal
Este tipo de distribución de líquidos a través de tuberías es más común en la construcción de casas privadas y casas de campo. La peculiaridad aquí es que para garantizar el flujo de agua, es imperativo instalar una bomba de circulación, ya que no será posible lograr la velocidad deseada de movimiento de agua de manera natural.
Los tubos se colocan de acuerdo a uno de varios esquemas:
- Punto muerto. La ventaja de este método es el uso bastante económico de las tuberías. Menos: una longitud significativa del sistema, lo que complica su ajuste preciso.
- Pasando. En un sistema de este tipo, la longitud de los circuitos de calefacción es más corta, lo que facilita su ajuste. Sin embargo, el costo de compra de tuberías y trabajos de instalación aumenta significativamente.
- Coleccionista. En este caso, cada radiador está conectado a través de tuberías a dos troqueles: suministro y descarga. La red más efectiva, pero el costo de su instalación es más alto que todos los demás. Además, debe proporcionar un tendido de tubería oculta, ya que no es estético colocar tal número a lo largo de las paredes.
Conclusión
Como puede ver, hay una gran selección de diferentes opciones para organizar el sistema climático. La elección del esquema deseado depende no solo de su deseo y la cantidad de dinero, sino también de las capacidades de ingeniería. Por lo tanto, el cálculo técnico de las redes climáticas es tan importante.
Este número está dedicado al video en este material.