Calcolo dei parametri di un impianto di riscaldamento a circolazione naturale: come ottenere un funzionamento senza interruzioni?
Un sistema di riscaldamento a circolazione naturale di liquido è un dispositivo chiuso di tipo gravitazionale (a gravità), che consente riscaldare i locali di un'abitazione privata indipendentemente dalla fornitura di energia elettrica.
Questo vantaggio progettuale ne consente l'utilizzo in regioni con problemi o totale assenza di una rete elettrica centrale. Il sistema economico, ma per il suo corretto funzionamento sarà necessario fare calcoli precisi.
Contenuto
Descrizione dell'impianto di riscaldamento del tipo a circolazione senza pompa
Dispositivo riscaldamento dell'acqua, funzionante per gravità, accende l'elemento riscaldante (caldaia), tubi, disposti in modi diversi, vaso di espansione e radiatori.
Principio di funzionamento
Il ruolo del refrigerante nel circuito è svolto dall'acqua, che si muove attraverso i tubi sotto l'influenza di forze termodinamiche. Il principio di funzionamento del sistema si basa su sulla differenza nelle proprietà fisiche dell'acqua calda e fredda.
Durante il funzionamento della caldaia, nei tubi è sempre presente acqua calda, che gradualmente si raffredda, percorrendo il circuito e cedendo calore all'ambiente.
La densità e la massa dell'acqua diminuiscono quando viene riscaldata, quindi è facile viene spinta verso l'alto dal liquido raffreddato.
Dopo aver raggiunto la parte superiore del circuito, l'acqua calda viene distribuita attraverso tubi collegati ai radiatori, cede calore attraverso il materiale delle batterie e poi scorre nella parte inferiore del circuito fino alla caldaia, dove viene nuovamente riscaldata.
Vantaggi dell'installazione
I principali vantaggi I circuiti di riscaldamento del tipo a gravità sono:
- facile da installare e utilizzare;
- elevata resa termica e stabilità del microclima locali;
- efficienza delle risorse a condizione che l'edificio sia ben isolato;
- assenza di rumore;
- completa indipendenza dall'elettricità;
- guasti rari e lunga durata soggetti a periodiche misure preventive.
Riferimento! È possibile progettare un sistema di riscaldamento a circolazione naturale da soli. Il calcolo corretto dei parametri, la selezione dello schema elettrico e l'installazione competente di tutti i componenti garantiscono la durata della struttura. fino a 35 anni.
Lo svantaggio principale è che il progetto può riscaldare solo le case private superficie non superiore a 100 m2, avente un raggio circa 30 metri
Ce ne sono molti altri svantaggi, limitando l'uso della progettazione a flusso gravitazionale:
- presenza obbligatoria di un sottotetto per l'installazione del vaso di espansione;
- riscaldamento lento locali;
- la necessità di isolare il circuito in zone non riscaldate per evitare che l'acqua congeli nei tubi.
Tipologie di impianti di riscaldamento a circolazione naturale
I progetti possono essere implementati nelle versioni monotubo o bitubo. In base al tipo di sistema, si distinguono schemi di installazione chiusi e aperti. La scelta corretta del tipo di schema garantirà la massima efficienza.
Tipo chiuso
Il design a circolazione di tipo chiuso è diventato diffuso nei paesi europei e solo in Russia sta iniziando a guadagnare popolarità.
Diagramma schematico
Dopo il riscaldamento, l'acqua sale sotto pressione nel vaso di espansione, diviso in 2 parti da una membrana. La parte inferiore del serbatoio viene riempita d'acqua, che comprime il gas (solitamente azoto o aria) presente nella parte superiore, sopra la membrana. Si crea così una pressione di esercizio aggiuntiva, che facilita il movimento del liquido.
Foto 1. Impianto di riscaldamento di tipo chiuso a circolazione naturale. Deve essere dotato di vaso di espansione sigillato.
Peculiarità
La caratteristica principale del design di tipo chiuso è la tenuta del serbatoio e la creazione di pressione aggiuntiva nella tubazione. A volte, per i circuiti chiusi, si utilizzano Pompe di circolazione, che funzionano tramite la rete elettrica. Grazie al basso consumo energetico della pompa, un'interruzione temporanea della corrente non compromette il funzionamento del sistema.
Pro e contro
I principali vantaggi degli impianti di riscaldamento chiusi sono legati alla loro tenuta stagna. Grazie a ciò, il sistema non soffre quasi per niente di sacche d'aria, è meno soggetto a corrosione e consuma meno refrigerante, che può essere non solo acqua, ma anche antigelo. Schema non richiede grandi pendenze delle condotte, soprattutto se si utilizza una pompa.
Attenzione! Lo svantaggio principale del progetto è la necessità di installare un serbatoio di grandi dimensioni, che richiede spazio. Le lunghe interruzioni di corrente porteranno a ad una diminuzione dell'efficienza del circuito della pompa.
Tipo aperto
Un sistema di riscaldamento di tipo aperto include un vaso di espansione aperto e non ermetico. Questa soluzione è spesso utilizzata negli edifici più vecchi. Sebbene stia perdendo popolarità, lo schema aperto rimane affidabile ed efficiente.
Schema di lavoro
Il sistema di riscaldamento a circolazione naturale di tipo aperto differisce da quello chiuso solo per la conformazione del serbatoio e non è necessario installare un'unità elettricamente dipendente.
Foto 2. Sistema di riscaldamento a circolazione aperta, dotato di vaso di espansione non ermetico, senza pompa elettrica.
Differenza di progettazione
Serbatoio per dispositivo aperto può essere realizzato con materiali di scarto e di piccole dimensioni. Il contenitore non deve necessariamente essere posizionato nel punto più alto.
Lati positivi e negativi
I vantaggi del progetto includono facilità di installazione, sicurezza e indipendenza da fonti di alimentazione esterne. Aspetti negativi dei sistemi di tipo aperto associato all'aria che entra nel circuito, che è la causa della formazione di ostruzioni, dell'evaporazione dell'acqua e della necessità di controllarne la quantità, nonché dell'impossibilità di utilizzare l'antigelo a causa dei suoi effetti nocivi.
Tubo singolo
Il design a tubo singolo utilizza solo una conduttura. Ha una bassa efficienza, quindi viene utilizzato per riscaldare piccoli ambienti.
Circuito
I tubi della caldaia di riscaldamento corrono lungo tutto il perimetro della stanza, collegandosi in sequenza alle valvole di scarico.
L'acqua calda entra nel radiatore attraverso il raccordo superiore e defluisce da quello inferiore. Dall'ultimo registro Il liquido raffreddato ritorna alla caldaia per gravità.
Descrizione del progetto
Affinché il sistema funzioni bene, il contorno è installato sotto il soffittoe le tubazioni che trasportano il liquido raffreddato alla caldaia sono sotto la superficie del pavimento. Scegliendo un sistema monotubo, la caldaia con le batterie può essere posizionata allo stesso livello. Il vaso di espansione è installato nel punto più alto del circuito.
Vantaggi e svantaggi
L'indubbio vantaggio di questo progetto è la facilità di installazione e la convenienza dovuta al numero minimo di tubi. Gli svantaggi di un circuito monotubo includono: perdita di calore da un registro all'altro. Si sconsiglia di utilizzare questo sistema per riscaldare edifici a due piani.
Doppio tubo
Per realizzare un sistema a due tubi, viene posata una condotta per l'alimentazione e il ritorno diretti del liquido.
Pianificazione e l'installazione della struttura è piuttosto complicata, ma garantiscono un riscaldamento efficiente.
Principio di funzionamento
Lo schema deve essere attentamente pensato e progettato come segue:
- La colonna montante principale proveniente dalla caldaia è collegata al vaso di espansione ad una distanza di circa 1/3 dall'altezza totale del contorno.
- Dopo il serbatoio, la tubazione principale è collegata alla rete di distribuzione attraverso la quale viene immesso il liquido di raffreddamento caldo.
- Per eliminare il liquido in eccesso, il serbatoio è dotato di un tubo di troppo pieno., collegandolo alla rete fognaria.
- I tubi attraverso i quali l'acqua raffreddata si sposterà verso la caldaia, sono installati nella parte inferiore dei registri parallelamente alle tubazioni contenenti il liquido refrigerante caldo.
Caratteristiche strutturali
La colonna montante principale, così come il locale in cui si trova il serbatoio, sono isolati, il che impedirà la perdita di calore e il congelamento del sistema. La caldaia per il riscaldamento si trova nella parte più bassa, nella nicchia o nel seminterrato.
Vantaggi e svantaggi
I principali vantaggi di un sistema di riscaldamento a gravità a due tubi sono la distribuzione uniforme del calore tra i nodi del circuito, la facilità di regolazione, la possibilità di utilizzare tubi di diametro inferiore.
La progettazione consente di correggere errori di calcolo e di installazione senza ridurre l'efficienza termica.
Il sistema non presenta praticamente alcuno svantaggio, ad eccezione di attività preparatorie a lungo termine. Ma vale la pena dedicare tempo e impegno alla creazione di un circuito di riscaldamento ben funzionante.
Creazione di una pendenza adatta al flusso gravitazionale
In questa pubblicazione vengono presentati i principali requisiti e norme applicati alla realizzazione degli impianti di riscaldamento. SNiP 41-01-2003.
Per ridurre i fattori che ostacolano il normale flusso del refrigerante nelle tubazioni (curve del circuito, sacche d'aria), seguire le raccomandazioni per la pendenza delle tubazioni dell'impianto. Le pendenze vengono realizzate lungo il flusso del liquido in base al calcolo. dall'1 al 5% a seconda della lunghezza della condotta. Grazie alla giusta pendenza, l'aria accumulata nelle tubazioni passerà al vaso di espansione, da dove verrà rilasciata.
Importante! Indipendentemente dalla pendenza delle tubazioni, negli impianti di riscaldamento a gravità di tipo aperto vengono installate valvole di sfiato dell'aria. Per strutture a due tubi l'installazione è in corso tenendo conto della pendenza di entrambe le parti del contorno.
Calcolo del diametro delle tubazioni del circuito
Per le strutture a flusso gravitazionale è necessario utilizzare tubazioni di diametro maggiore rispetto ai sistemi a circolazione forzata.
Per calcolare correttamente il diametro, ecco i passaggi seguenti: regole:
- Dopo aver calcolato l'energia termica necessaria per riscaldare la stanza, il risultato ottenuto viene aumentato del 20%.
- Secondo le formule fornite in SNiP utilizzando un calcolatore online calcolare la sezione trasversale dei tubi.
- Si tiene conto del materiale della futura conduttura: I tubi in acciaio devono avere un diametro di almeno 50 mm. Si consiglia di collegare questo tipo di tubo alla caldaia come colonna montante.
- Dopo ogni ramificazione del circuito ridurre il diametro dei tubi di 1 misura, per corrente inversa, al contrario, aumentano.
Il calcolo corretto del diametro delle tubazioni utilizzate, nonché della loro pendenza, consente di realizzare un impianto di riscaldamento che funzioni senza problemi.
Video utile
Il video fornisce una panoramica dell'impianto di riscaldamento, che può funzionare sia a circolazione naturale che con pompa.
Brevi conclusioni
Riscaldare gli ambienti nella stagione fredda con un'alimentazione elettrica instabile è un problema risolto. I sistemi di riscaldamento con circolazione naturale del refrigerante creano condizioni confortevoli nelle case private Senza l'uso di elettricità. I progetti sono economici, efficienti e sicuri se i circuiti sono progettati e installati correttamente.
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