En cases i apartaments privats petits, la calefacció és independent de l'electricitat. Per a pobles i pobles petits, la situació és típica quan, per diverses raons, falla una subestació, es deteriora el cablejat, etc. El sistema de calefacció de circulació natural no inclou un mòdul únic que funcioni des de la xarxa elèctrica.
Característiques del sistema de calefacció de circulació natural
Qualsevol esquema de calefacció inclou diversos elements obligatoris:
- La caldera que escalfa l’aigua: gas, llenya, torba. Un requisit previ és l’encesa a un piezo, en cas contrari, serà impossible iniciar el dispositiu sense electricitat.
- El tub d'alimentació subministra aigua escalfada als radiadors. Les canonades es col·loquen amb una certa pendent: 0,5-1 cm per 1 m, de manera que l'aigua es pugui moure per gravetat. Els conductes d'aigua "calents" es col·loquen amb una inclinació cap als radiadors.
- Dispositius de calefacció: piles de qualsevol tipus. A través d’ells es produeix la transferència de calor principal.
- Tub de retorn: a través d'ell es torna el refrigerant refrigerat a la caldera. Les canonades “fredes” es munten amb una inclinació de 0,5-1 cm per 1 m cap a la caldera.
- Dipòsit d'expansió: situat al punt més alt del sistema. Quan s'escalfa l'aigua, augmenta de volum. El dipòsit compensa aquest excés.
El sistema funciona de la manera següent: l'aigua s'escalfa a la caldera, s'expandeix, la densitat disminueix i el líquid puja al llarg del pont central. El dipòsit d'expansió s'omple per igualar la pressió entre aigua freda i calenta. A continuació, des de dalt, l’aigua es baixa a través de la canonada de subministrament a cada bateria, on es refreda, desprenent calor a l’aire i a les superfícies. El líquid refredat es mou pels tubs de retorn a la caldera. Com que la densitat de l’aigua refredada és menor, tornant a la caldera, esprémer el líquid escalfat menys dens, provocant-ne l’augment.
A més de la funció de compensació de pressió, el tanc d'expansió compleix un altre paper. Junt amb l’aigua, l’aire entra a les canonades. Quan s’acumula, es produeix un tap d’aire, que no permet que el refrigerant es mogui per les canonades. No obstant això, en sistemes convectius, a causa de la ubicació de la canonada sota un talús, les bombolles d'aire pugen al dipòsit d'expansió. Com que aquest dispositiu està obert i està en contacte amb l’aire, les bombolles surten del sistema.
El disseny és senzill, però requereix càlculs molt precisos. L’aigua que es mou al llarg de la canonada crea fricció, s’alenteix i desprèn calor més ràpidament. Quan la direcció canvia (gires, branques, canals a les bateries), augmenta la fricció. Si no es té en compte els càlculs de resistència a l’aigua, el sistema no funcionarà.
La calefacció convectiva funciona bé en zones petites. Així, podeu cremar una casa o apartament privat d’un o dos pisos. Aquesta opció no és adequada per a un edifici de 9 plantes.
Avantatges i desavantatges del sistema
La circulació natural proporciona els avantatges del sistema de calefacció:
- El principal avantatge és la independència de l’electricitat. La calefacció convectiva funciona en totes les condicions.
- Amb una instal·lació i una cura adequades, la versió autofluent dura més de 30 anys.
- La instal·lació és molt senzilla, la inspecció i la reparació rutinàries tampoc causen dificultats.
- Inèrcia tèrmica elevada: hi circula un gran volum d’aigua. Es refreda més lentament i es desprèn més temps.
- La calefacció convectiva de l’aigua és silenciosa: no hi ha bombes elèctriques que generin soroll.
- El consum d’energia és mínim. Tanmateix, això és cert si les canonades i l’edifici estan ben aïllats.
- El cost mínim del sistema i la instal·lació.
No és difícil integrar una bomba al circuit de circulació. Es pot fer durant la instal·lació o posteriorment. Quan hi ha electricitat, la calefacció funciona en mode de circulació forçada, i en la seva absència passa automàticament al moviment natural de l'aigua.
La versió de gravetat té inconvenients importants, cosa que limita significativament l’aplicació:
- El sistema només és servit per petites cases de planta baixa o de dues plantes.
- Per reduir la resistència hidràulica, utilitzeu canonades amb el major diàmetre possible. Això dificulta la instal·lació i el cost de les canonades d'aigua amb un diàmetre més gran és més gran.
- Només es recomanen canonades d’acer. Es permet utilitzar polipropilè. Es prohibeixen altres models no metàl·lics.
- No és possible ajustar la temperatura a cada habitació de forma manual o automàtica.
- No es poden incloure les calderes de calefacció indirectes, que augmenten el cost de producció d’aigua calenta.
- No és possible equipar un pis càlid.
El treball de la calefacció convectiva es veu afectat notablement per les restriccions. No utilitzeu canonades de plàstic metàl·lic, ja que estan connectades per accessoris el diàmetre dels quals és menor.
Tipus de sistemes de calefacció
El circuit de calefacció pot incloure un o més circuits de diferents longituds, amb diferents radiadors. Tanmateix, qualsevol opció és una modificació de només dos models: un tub o dos tubs.
Tub únic
El dispositiu és el més simple possible. La mateixa canonada al seu torn porta el refrigerant a cada radiador i torna a la caldera. L’opció més barata i la més lliure de problemes és escalfar-se només amb canonades, sense radiadors. Si s’inclouen bateries al circuit, hi ha d’haver un mínim de canonades i vàlvules.
L’aigua, passant seqüencialment a l’últim radiador, es refreda cada vegada més. Aquesta funció es té en compte a l’hora de calcular el nombre de seccions.
Hi ha 2 esquemes d’una versió d’un sol tub:
- Amb la connexió superior: l’aigua entra a la bateria des de dalt a través de la boquilla superior, surt per la inferior. L’eficiència del sistema és màxima per escalfar aigua.
- Amb la connexió inferior: el refrigerant entra al radiador per sota i també surt per la canonada inferior. La ruta de l'aigua augmenta, de manera que la transferència de calor del sistema és sensiblement menor. Aquí no podeu posar radiadors amb un gran nombre de seccions. Tot i això, malgrat la menor eficiència, prefereix instal·lar aquest esquema en apartaments, ja que és més estètic.
Es pot millorar la versió clàssica mitjançant la instal·lació de bypass: branques amb vàlvula de tres vies i branques amb grues. Amb la seva ajuda, podeu ajustar el cabal d’aigua a un radiador diferent i apagar-lo si cal.
Sistemes de canonades dobles
L’opció amb un tub de tornada s’anomena dos canonades. L'aigua calenta se subministra al radiador sota una canonada i el refredat, de cada dispositiu de calefacció, es descarrega a través del tub de retorn. El sistema és molt més eficient: cada radiador rep gairebé la mateixa quantitat de calor. El grau de calefacció es pot ajustar a cada bateria, si cal, excloure’l del circuit de calefacció. Un gran avantatge és un càlcul més senzill dels paràmetres del conducte i les bateries.
Realitzeu la connexió tant superior com inferior:
- En el primer cas, les canonades es situen per sobre dels radiadors.
- En el segon, el tub d’alimentació està situat per sota de la bateria.Aquesta opció és més estètica, però la baixada de pressió és massa baixa, de manera que el circuit s’utilitza molt poques vegades.
En els càlculs es té en compte la direcció del drenatge d’aigua. Si coincideix amb la direcció del líquid calent, un esquema de pas, la longitud del cicle és igual. En aquest cas, els radiadors s’escalfen de la mateixa manera. Si s’utilitza aigua freda i freda, es mouen en diferents direccions, les bateries en què el cicle de calor s’escalfa menys s’escalfen més ràpidament.
Com apareix la pressió de circulació
El moviment de l’aigua en calefacció convectiva només proporciona la diferència de la densitat de l’aigua freda i calenta. Quan s'escalfa, la densitat del refrigerant disminueix i augmenta; en refredar-se, augmenta i desplaça un líquid més càlid. Com més gran sigui la diferència de la pressió hidrostàtica d’una columna d’aigua freda i calenta, més alta és la pressió de circulació, millor serà la calefacció.
La tasca principal en l’organització del sistema és aconseguir la màxima caiguda de pressió.
- Un element obligatori del circuit és el col·lector d’acceleració o l’ascensor principal. Es tracta d’una canonada vertical que puja des de l’intercanviador de calor fins a la part superior del sistema. Aquí es munta un dipòsit d'expansió: un diafragma obert o tancat amb una vàlvula d'aire per a la seva sortida.
- El ressalt principal ha de tenir una temperatura màxima, de manera que el col·lector queda aïllat. La seva alçada no és superior a 10 m. L'ideal és que la pujada no entri en contacte amb les canonades de retorn.
- Per crear una baixada de pressió suficient, cal crear una gran columna de líquid fred. Això s’aconsegueix instal·lant la caldera al punt més baix del sistema. En una casa privada, l’aparell es col·loca al soterrani, a l’apartament - al recés. Com més alt sigui el nivell de bateria per sobre de la caldera, més gran és la pressió generada per l’aigua freda i més desplaçarà l’aigua calenta.
Per millorar la pressió de circulació, es seleccionen les bateries amb la superfície de treball més gran. Com millor el transportador de calor transfereix calor i més fred entra l’aigua a la caldera, millor funciona la calefacció.
El principi de construcció d’un sistema de calefacció amb circulació natural
Els principals paràmetres d’escalfament amb circulació natural són la pressió de circulació i la resistència hidrostàtica. El primer indicador es calcula de la manera següent:
P = h (p0-p1) = m (kg / cbm-kg / cbm) = kg / sqm = mmHgon:
- Pàg - pressió al sistema;
- h - diferència d’altura entre el centre de la bateria més baixa i el centre de la caldera;
- p0 - la densitat del líquid escalfat;
- p1- densitat d’aigua freda.
Com més gran sigui la diferència en alçada, més gran serà la caiguda de pressió. Tot i això, l’indicador té una limitació no superior a 3 m.
És pràcticament impossible calcular el valor del segon factor: la resistència hidràulica. El model que el descriu és extremadament complex i inclou moltes variables. Aquí es limiten els càlculs aproximats.
Per millorar l'eficiència del sistema, observeu les recomanacions:
- S'han seleccionat canonades amb el diàmetre més gran. En aquest cas, el cabal disminueix una mica, però la resistència disminueix amb més força.
- Instal·leu el màxim de vàlvules d’apagatge possible. Assegureu-vos que l'esquema inclogui un mínim de voltes i voltes.
- Amb una connexió inferior, els radiadors han d’estar equipats amb aixetes Mayevsky per a desfer l’excés d’aire.
- Per al col·lector s’utilitza una canonada metàl·lica, ja que és important aconseguir un màxim escalfament per crear una caiguda de pressió. Les canonades que serveixen les bateries poden ser de polipropilè.
Un aïllament tèrmic adequat millora el treball de la calefacció. Els tubs de recollida d’acceleració, subministrament i retorn es queden aïllats si passen per habitacions no calentes.
