Cálculo de los parámetros de un sistema de calefacción con circulación natural: ¿cómo lograr un funcionamiento ininterrumpido?
Un sistema de calefacción con circulación natural de líquido es un dispositivo cerrado de tipo gravitacional (gravedad), que permite Calentar los locales de una casa particular independientemente del suministro eléctrico.
Esta ventaja de diseño permite su uso en regiones con problemas o ausencia total de red eléctrica central. El sistema económico, pero para su correcto funcionamiento Será necesario hacer cálculos precisos.
Contenido
Descripción del sistema de calefacción de tipo circulación sin bomba.
Dispositivo calentamiento de agua, que funciona por gravedad, enciende el elemento calefactor (caldera), tubería, dispuestos de diferentes maneras, tanque de expansión y radiadores.
Principio de funcionamiento
El refrigerante en el circuito lo desempeña el agua, que circula por las tuberías bajo la influencia de fuerzas termodinámicas. El principio de funcionamiento del sistema se basa en... sobre la diferencia en las propiedades físicas del agua caliente y fría.
Mientras la caldera está en funcionamiento, siempre hay agua caliente en las tuberías, que se va enfriando poco a poco, pasando por el circuito y cediendo calor al ambiente.
La densidad y la masa del agua disminuyen cuando se calienta, por lo que se calienta fácilmente. es forzado hacia arriba por el líquido enfriado.
Tras llegar a la parte superior del circuito, el agua caliente se distribuye a través de tuberías conectadas a radiadores, desprende calor a través del material de las baterías y luego fluye por la parte inferior del circuito hasta la caldera, donde se calienta de nuevo.
Ventajas de la instalación
Los principales ventajas Los circuitos de calefacción del tipo gravedad son:
- Fácil de instalar y utilizar;
- Alta producción de calor y estabilidad microclimática instalaciones;
- eficiencia de los recursos siempre que el edificio esté bien aislado;
- ausencia de ruido;
- completa independencia de la electricidad;
- Averías poco frecuentes y larga vida útil sujeto a medidas preventivas periódicas.
¡Referencia! Es posible diseñar un sistema de calefacción con circulación natural. por cuenta propia. El cálculo correcto de los parámetros, la selección del esquema del circuito y la instalación competente de todos los componentes garantizan la vida útil de la estructura. hasta 35 años.
La principal desventaja es que el diseño sólo puede calentar casas particulares. área no mayor a 100 m2, que tiene un radio unos 30 metros
Hay varios más desventajas, limitando el uso del diseño de flujo gravitacional:
- presencia obligatoria de un ático para instalación de tanque de expansión;
- calentamiento lento instalaciones;
- la necesidad de aislar el circuito en zonas sin calefacción para evitar que el agua se congele en las tuberías.
Tipos de sistemas de calefacción con circulación natural
Los diseños se pueden implementar en versiones de un solo tubo o de dos tubos. Según el tipo de sistema, se distinguen esquemas de instalación cerrados y abiertos. La correcta selección del tipo de esquema garantizará su máxima eficiencia.
Tipo cerrado
El diseño de circulación de tipo cerrado se ha generalizado en los países europeos, y solo en Rusia. Está empezando a ganar popularidad.
Diagrama esquemático
Después del calentamiento, el agua sube bajo presión al tanque de expansión, dividido en 2 partes por una membrana. La parte inferior del tanque se llena de agua, lo que comprime el gas (generalmente nitrógeno o aire) ubicado en la parte superior, por encima de la membrana. Se crea una presión de trabajo adicional que facilita el movimiento del líquido.
Foto 1. Sistema de calefacción de tipo cerrado con circulación natural. Debe estar equipado con un depósito de expansión sellado.
Peculiaridades
La característica principal del diseño de tipo cerrado es la estanqueidad del tanque y la creación de presión adicional en la tubería. En ocasiones, para circuitos cerrados, se utilizan... Bombas de circulación, Funcionan con la red eléctrica. Gracias al bajo consumo de la bomba, un corte de suministro eléctrico temporal no afectará el funcionamiento del sistema.
Pros y contras
Las principales ventajas de los sistemas de calefacción cerrados residen en su estanqueidad. Gracias a ello, el sistema prácticamente no presenta bolsas de aire, es menos susceptible a la corrosión y consume menos refrigerante, que puede ser tanto agua como anticongelante. Esquema No requiere grandes pendientes de tuberías, especialmente si se utiliza una bomba.
¡Atención! La principal desventaja del diseño es la necesidad de instalar un tanque grande, lo que requiere espacio. Los cortes de energía prolongados provocarán... a una disminución de la eficiencia del circuito de la bomba.
Tipo abierto
Un sistema de calefacción de tipo abierto incluye un depósito de expansión abierto y no hermético. Este diseño se utiliza a menudo en edificios antiguos. Aunque está perdiendo popularidad, el sistema abierto se mantiene. confiable y eficiente.
Esquema de trabajo
El sistema de calefacción con circulación natural de tipo abierto se diferencia del tipo cerrado únicamente en el diseño del depósito y No es necesario instalar una unidad que dependa eléctricamente.
Foto 2. Sistema de calefacción por circulación de tipo abierto, equipado con tanque de expansión no hermético, sin bomba eléctrica.
Diferencia de diseño
Tanque para dispositivo abierto se puede hacer con materiales de desecho y de tamaño pequeño. El contenedor no tiene por qué estar necesariamente ubicado en el punto más alto.
Lados positivos y negativos
Las ventajas del diseño incluyen la facilidad de instalación, la seguridad y la independencia de fuentes de alimentación externas. Aspectos negativos de los sistemas de tipo abierto. asociado con la entrada de aire al circuito, lo que provoca la formación de tapones, la evaporación del agua y la necesidad de controlar su cantidad, así como la imposibilidad de utilizar anticongelante por sus efectos nocivos.
Tubo único
El diseño de tubería única utiliza únicamente una línea de tubería. Tiene baja eficiencia, por lo que se utiliza para calentar habitaciones pequeñas.
Circuito
Las tuberías de la caldera de calefacción recorren todo el perímetro de la habitación, conectándose secuencialmente a los registros.
El agua caliente entra al radiador por la conexión superior y se drena por la inferior. Desde el último registro El líquido enfriado fluye de regreso a la caldera por gravedad.
Descripción del diseño
Para que el sistema funcione bien, El contorno se instala debajo del techo.Las tuberías que transportan el líquido refrigerado a la caldera se encuentran bajo el suelo. Al optar por un sistema monotubo, la caldera con baterías puede ubicarse al mismo nivel. El depósito de expansión se instala en el punto más alto del circuito.
Ventajas y desventajas
La indudable ventaja de este diseño es su facilidad de instalación y su rentabilidad gracias al mínimo número de tuberías. Las desventajas de un circuito monotubo incluyen: pérdida de calor de registro a registro. No se recomienda utilizar un sistema de este tipo para calentar edificios de dos plantas.
Tubo doble
Para crear un sistema de dos tubos, se coloca una tubería para el suministro directo y el flujo de retorno del líquido.
Planificación y La instalación de la estructura es bastante complicada., pero proporcionan una calefacción eficiente.
Principio de funcionamiento
El esquema debe ser cuidadosamente pensado y diseñado de la siguiente manera:
- El tubo ascendente principal que sale de la caldera está conectado al tanque de expansión a una distancia de aproximadamente 1/3 desde la altura total del contorno.
- Después del tanque, la tubería principal se conecta a la distribución de tuberías a través de las cuales se suministra el refrigerante caliente.
- Para eliminar el exceso de líquido, el tanque está equipado con un tubo de desbordamiento., conectándolo al sistema de alcantarillado.
- Las tuberías por donde pasará el agua enfriada hasta la caldera, Se instalan en la parte inferior de los registros paralelos a las tuberías que contienen el refrigerante caliente.
Características estructurales
El tubo ascendente principal, así como la habitación en la que se encuentra el tanque, están aislados, lo que evitará la pérdida de calor y la congelación del sistema. La caldera de calefacción se coloca en la parte más baja del hueco o en el sótano.
Ventajas y desventajas
Las principales ventajas de un sistema de calefacción por gravedad de dos tubos son la distribución uniforme del calor entre los nodos del circuito, la facilidad de ajuste, la posibilidad de utilizar tuberías de menor diámetro.
El diseño permite corregir errores de cálculo e instalación sin reducir la eficiencia térmica.
El sistema prácticamente no tiene desventajas, con excepción de actividades preparatorias a largo plazo. Pero vale la pena invertir tiempo y esfuerzo para crear un circuito de calefacción que funcione bien.
Creación de una pendiente adecuada para el flujo por gravedad
Los principales requisitos y normas aplicados a la creación de sistemas de calefacción se presentan en SNiP 41-01-2003.
Para reducir los factores que dificultan el flujo normal del refrigerante en las tuberías (curvas del circuito, bolsas de aire), siga las recomendaciones sobre la pendiente de las tuberías del sistema. Las pendientes se calculan a lo largo del flujo del líquido. del 1 al 5% dependiendo de la longitud de la tubería. Gracias a la correcta pendiente, el aire acumulado en las tuberías pasará al depósito de expansión, donde será liberado.
¡Importante! Independientemente de la pendiente de las tuberías, en un sistema de calefacción por gravedad de tipo abierto se instalan válvulas de purga de aire. Para estructuras de dos tubos La instalación está en progreso teniendo en cuenta la pendiente de ambas partes del contorno.
Cálculo del diámetro de las tuberías del circuito.
Para estructuras con flujo por gravedad es necesario utilizar tuberías de mayor diámetro que para sistemas con circulación forzada.
Lo siguiente le ayudará a calcular correctamente el diámetro: normas:
- Después de calcular la energía térmica necesaria para calentar la habitación, el resultado obtenido se incrementa en un 20%.
- Según las fórmulas dadas en SNiP utilizando una calculadora en línea Calcular la sección transversal de las tuberías.
- Se tiene en cuenta el material de la futura tubería: Los tubos de acero deben tener un diámetro mínimo de 50 mm. Se recomienda conectar este tipo de tubería a la caldera a modo de tubo ascendente.
- Después de cada ramificación del circuito reducir el diámetro de las tuberías en 1 tamaño, por el contrario, en caso de corriente inversa, aumentan.
El cálculo correcto del diámetro de las tuberías utilizadas, así como su pendiente, permite crear un sistema de calefacción que funcione sin problemas.
Vídeo útil
El vídeo ofrece una descripción general del sistema de calefacción, que puede funcionar tanto con circulación natural como con bomba.
Breves conclusiones
Calentar habitaciones en la estación fría con suministro eléctrico inestable es un problema resuelto. Los sistemas de calefacción con circulación natural del refrigerante crean... Condiciones confortables en casas particulares Sin uso de electricidad. Los diseños son económicos, eficientes y seguros si los circuitos se planifican e instalan correctamente.
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