Principio di funzionamento e schema di riscaldamento per un'abitazione privata a circolazione naturale: caratteristiche di calcolo
La circolazione naturale è il flusso del refrigerante nel sistema di riscaldamento per gravità, senza che la pompa di circolazione sia in funzione.
Come il movimento è generato dalle forze di gravità a causa della proprietà del liquido di espandersi quando riscaldato.
La gravità naturale consente il riscaldamento lavorare senza pompa e costi aggiuntivi di elettricità, in modalità autonoma. Di cosa è fatto un sistema di riscaldamento a gravità e come funziona?
Contenuto
- Il principio della circolazione naturale
- Vantaggi e svantaggi
- Caratteristiche della costruzione
- Schema di un impianto di riscaldamento monotubo in un edificio privato
- Sistema di riscaldamento a due tubi in una casa a due piani
- Video utile
- Sistema monotubo o bitubo: qual è il migliore?
- Commenti (1 opinione)
Il principio della circolazione naturale
Riscaldato in caldaia l'acqua si espande, diventa più leggera, sale verso l'alto e fa spazio all'afflusso del liquido raffreddato.
Al suo posto, l'acqua raffreddata entra nella caldaia. L'acqua del circuito di riscaldamento, quella che è passata attraverso i radiatori, ha ceduto parte del calore all'ambiente circostante e si è raffreddata. Ha un coefficiente di dilatazione inferiore, una densità maggiore e un peso maggiore.
L'acqua raffreddata sposta l'acqua riscaldata dalla caldaia. In questo modo si crea una circolazione costante del liquido nel sistema di riscaldamento, detta circolazione naturale del refrigerante nel circuito.
La velocità del movimento dell'acqua per gravità dipende da diversi fattori:
- la differenza di temperatura tra l'ingresso e l'uscita della caldaia – forma la pressione gravitazionale del liquido;
- diametro dei passaggi interni nell'impianto di riscaldamento – può ridurre la portata;
- movimento indiretto del refrigerante nel sistema – angoli, curve, restringimenti del diametro interno delle tubazioni o degli erogatori – riducono la pressione dell’acqua e ne rallentano il flusso.
Vantaggi e svantaggi
La circolazione naturale del refrigerante in un'abitazione privata presenta innegabili vantaggi in termini di autonomia e bassi costi di esercizio. Ma anche accompagnato da svantaggi, di cui bisogna tenere conto quando lo si organizza.
Vantaggi del flusso gravitazionale:
- Funzionamento autonomo del riscaldamento, indipendentemente dalla disponibilità di energia elettrica.
- Prezzo accessibile, una delle opzioni più economiche per organizzare un sistema.
- Durata – l’utilizzo di radiatori in ghisa e tubi in ghisa di grande sezione garantisce il riscaldamento a lungo termine di una casa a due piani per 40-50 anni o più.
Screpolatura:
- Il sistema di riscaldamento sembra ingombrante - grandi tubi lungo le pareti, radiatori in ghisa.
- Non è possibile utilizzare termostati.
- Quando si installa un collettore di distribuzione in soffitta è necessario un buon isolamento termico – per impedire il raffreddamento e il congelamento dell’acqua.
- Si verificano perdite di calore piuttosto elevate nelle tubature della soffitta e della cantina. Ciò significa maggiori costi per il riscaldamento della casa.
Caratteristiche della costruzione
Per organizzare il movimento del liquido per gravità fare quanto segue:
- La caldaia per il riscaldamento viene posizionata il più in basso possibile: al primo piano o in cantina. Il collettore di distribuzione viene sollevato più in alto: fino al soffitto o alla soffitta dell'edificio.
In questo modo, l'acqua raggiunge la massima altezza di sollevamento consentita per un dato edificio, creando la massima pressione gravitazionale possibile del refrigerante nelle tubazioni.
- Installano dispositivi con ampie aperture interne. Tubi di grande diametro – sezione trasversale non inferiore a 40 mm. I radiatori con ampio passaggio interno sono le tradizionali batterie in ghisa. Se è necessario installare dispositivi di intercettazione, vengono installate valvole a sfera, che in posizione aperta riducono minimamente il gioco interno.
- I tubi vengono posati con un numero minimo di giri, angoli, senza spire e senza spirali.
- Le linee di mandata e di ritorno sono disposte in diagonale.
Attenzione! I principi sopra elencati ci permettono di organizzare pressione naturale dell'acqua e il suo movimento alla velocità richiesta.
Elementi di un sistema a flusso gravitazionale: in cosa consiste
Elenchiamoli dispositivi, da cui viene assemblato un sistema di riscaldamento a gravità:
- Caldaia di riscaldamento – può funzionare con vari tipi di combustibile: gas, legna, carbone, elettricità.
- Radiatori – apparecchi a riscaldamento diretto – irradiano calore nell’ambiente.
- Tubo principale di mandata e ritorno.
- Collettore di distribuzione – si trova sopra la caldaia. L'acqua riscaldata nella caldaia entra in essa, quindi scorre (viene distribuita) nella tubazione principale.
- Vaso di espansione – per lo stoccaggio temporaneo del refrigerante, che si espande e aumenta di volume con il riscaldamento. Si trova nel punto più alto del sistema ed è realizzato in forma aperta.
- Valvole a sfera rotanti – all’ingresso e all’uscita dei radiatori del riscaldamento.
- Rubinetto di scarico dell'acqua (anche palla) – nel punto più basso del sistema.
Ora vediamo più da vicino come viene garantita la massima pressione possibile.
Pendenza del tubo
Per la circolazione naturale del liquido di raffreddamento, vengono adottate diverse misure per facilitarne il movimento all'interno dei radiatori e delle tubazioni. Una di queste misure è posa delle tubazioni di mandata e ritorno con leggera pendenza. La dimensione della pendenza è selezionata - 2-3° per metro lineare.
I gradi di pendenza specificati non interferiscono visivamente con la geometria della posa del tubo, ma garantiscono il movimento dell'acqua per gravità. Consentono inoltre di scaricare il liquido dal sistema in caso di necessità di sostituire la batteria o ripararla.
pressione gravitazionale
La pressione di gravità si genera come differenza nella pressione dell'acqua nei diversi segmenti di una conduttura.
In un sistema con movimento naturale del refrigerante, viene creata una pressione gravitazionale riscaldare l'acqua e portarla fino all'altezza del solaio o al secondo piano della casa. Questo garantisce il flusso gravitazionale e il funzionamento del riscaldamento.
Grandezza della pressione gravitazionale determinato dall'altezza dell'ascensore acqua e la differenza di temperatura.
Attenzione! Come riscaldamento più forte refrigerante nella caldaia, maggiore sarà la differenza di pressionee più velocemente l'acqua scorrerà nei tubi.
Possibili ostacoli
Per garantire un'efficace circolazione naturale, cercano di ridurre il numero di fattori che interferiscono con la pressione gravitazionale.
Il programma è in fase di organizzazione con un numero minimo di angoli e svolte. Invece di piegare i tubi ad angolo retto, si eseguono curve morbide quando possibile. Per evitare che l'acqua incontri ostacoli, questi vengono rimossi. restringimento dei lumi e delle valvole.
Le sezioni interne dei radiatori devono essere sufficientemente grandi. La conseguenza di ampie aperture è aumento del volume del refrigerante, nonché l'inerzia dell'impianto di riscaldamento.
Schema di un impianto di riscaldamento monotubo in un edificio privato
Un sistema monotubo è il modo più semplice e accessibile per organizzare la circolazione naturale del refrigerante nelle tubazioni. Funziona secondo il principio movimento dell'acqua per gravità quando viene riscaldata in una caldaia. Il flusso del refrigerante all'interno della tubazione principale attraversa in successione tutti i radiatori dell'impianto. La tubazione principale del riscaldamento inizia e termina nella caldaia.
Ci sono due opzioni collegamento in serie di batterie in un circuito monotubo:
- L'autostrada passa direttamente attraverso ogni radiatore della stanza.
- L'autostrada passa accanto alle batterie, In questo caso, una linea secondaria che fornisce acqua calda parte da lì davanti a ciascun radiatore. Il liquido di raffreddamento raffreddato viene quindi scaricato dai radiatori nella linea principale.
Foto 1. L'essenza di un sistema di riscaldamento monotubo è il movimento dell'acqua per gravità quando la caldaia si riscalda.
In entrambi gli schemi L'acqua si raffredda gradualmente, passando dal primo radiatore all'ultimo. Ecco perché le prime batterie del circuito saranno significativamente più calde delle ultime. Allo stesso tempo nel primo diagramma la differenza tra la temperatura del liquido nel primo e nell'ultimo radiatore sarà maggiore che nel secondo. Pertanto secondo schema garantisce un riscaldamento più uniforme di tutti gli ambienti.
Riferimento! Il secondo diagramma ha più angoli., curve che riducono la pressione idrodinamica e complicano il movimento del refrigerante.
Vantaggi di un sistema monotubo a circolazione naturale:
- Facile da installare.
- Il prezzo più conveniente – l’installazione è più economica rispetto a tutti gli altri tipi di riscaldamento.
- Accessibilità tecnologica – un sistema monotubo è più facile da installare rispetto a un sistema di riscaldamento a due circuiti. È anche più facile organizzare la circolazione naturale del refrigerante in un sistema monotubo.
Sistema di riscaldamento a due tubi in una casa a due piani
Si distingue il sistema di riscaldamento a due tubi la presenza di due autostrade. L'acqua calda esce dalla caldaia lungo una linea: quella di mandata. E l'acqua raffreddata entra nella caldaia lungo un'altra linea: quella di ritorno.
Il sistema a due tubi presenta un numero maggiore di angoli e curve. In esso è più difficile organizzare un flusso spontaneo refrigerante. Spesso deve essere integrato nella pompa di circolazione.
Il vantaggio principale di un sistema a due tubi è riscaldamento uniforme di tutti gli ambienti. Lo svantaggio è la riduzione della pressione gravitazionale e la difficoltà di circolazione naturale del liquido nelle tubazioni.
Foto 2. Un sistema di riscaldamento a due tubi ha due linee principali e un numero maggiore di angoli e curve.
Per flusso gravitazionale diretto in un sistema a due tubi alta temperatura richiesta riscaldamento dell'acqua. Pertanto, a seconda delle sue dimensioni, il flusso gravitazionale può essere più o meno efficace. Per il trasferimento del refrigerante nel circuito principale hanno inserito una pompa in un circuito paralleloIn modo che non crei ostacoli e consenta il flusso naturale.
Video utile
Il video mostra uno dei sistemi di riscaldamento basati sul flusso gravitazionale dell'acqua in una casa a due piani.
Sistema monotubo o bitubo: qual è il migliore?
Per organizzare la circolazione naturale del liquido refrigerante Il sistema monotubo è la scelta migliore connessioni. Crea una resistenza minima al movimento dell'acqua, riducendo leggermente la pressione. La sua disposizione è più semplice rispetto a un sistema a due tubi.
Doppio tubo Il sistema può essere anche a circolazione naturale. Tuttavia, la sua installazione richiederà conoscenze professionali, calcoli ed esperienza.
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