Nelle piccole case e appartamenti privati, il riscaldamento è indipendente dall'elettricità. Per le piccole città e villaggi, una situazione è tipica quando, per vari motivi, una sottostazione si guasta, il cablaggio è danneggiato, ecc. Il sistema di riscaldamento a circolazione naturale non include un singolo modulo che funzionerebbe dalla rete.
Caratteristiche del sistema di riscaldamento a circolazione naturale
Qualsiasi schema di riscaldamento include diversi elementi obbligatori:
- La caldaia che riscalda l'acqua - gas, legna, torba. Un prerequisito è l'accensione piezoelettrica, altrimenti sarà impossibile avviare il dispositivo senza elettricità.
- Il tubo di alimentazione fornisce acqua riscaldata ai radiatori. I tubi vengono posizionati con una certa pendenza - 0,5-1 cm per 1 m, in modo che l'acqua possa muoversi per gravità. I condotti dell'acqua "caldi" sono posizionati con una pendenza verso i radiatori.
- Dispositivi di riscaldamento - batterie di qualsiasi tipo. Attraverso di essi, si verifica il principale trasferimento di calore.
- Tubo di ritorno: attraverso di esso il refrigerante raffreddato viene restituito alla caldaia. I tubi "a freddo" sono montati con una pendenza di 0,5-1 cm per 1 m verso la caldaia.
- Vaso di espansione - situato nel punto più alto del sistema. Quando l'acqua viene riscaldata, aumenta di volume. Il serbatoio compensa questo eccesso.
Il sistema funziona come segue: l'acqua si riscalda nella caldaia, si espande, la sua densità diminuisce e il liquido sale lungo il montante centrale. Il serbatoio di espansione viene riempito per equalizzare la pressione tra acqua fredda e acqua calda. Quindi, dall'alto, l'acqua viene abbassata attraverso il tubo di alimentazione di ciascuna batteria, dove viene raffreddata, emettendo calore nell'aria e nelle superfici. Il liquido raffreddato si sposta attraverso i tubi di ritorno verso la caldaia. Poiché la densità dell'acqua raffreddata è più bassa, tornando alla caldaia, spreme fuori il liquido riscaldato meno denso, facendolo salire.
Oltre alla funzione di compensazione della pressione, il vaso di espansione svolge un altro ruolo. Insieme all'acqua, l'aria entra nei tubi. Quando si accumula, si verifica una presa d'aria, che non consente al liquido di raffreddamento di muoversi attraverso i tubi. Tuttavia, nei sistemi convettivi, le bolle d'aria aumentano nel serbatoio di espansione a causa della posizione della tubazione sotto una pendenza. Poiché questo dispositivo è aperto e in contatto con l'aria, le bolle lasciano il sistema.
Il design è semplice, ma richiede calcoli molto precisi. L'acqua che si muove lungo il tubo crea attrito, rallenta e rilascia calore più velocemente. Quando la direzione cambia - svolte, rami, canali nelle batterie - l'attrito aumenta. Se la resistenza all'acqua non viene presa in considerazione nei calcoli, il sistema non funzionerà.
Il riscaldamento convettivo funziona bene in piccole aree. Pertanto, puoi bruciare una casa o un appartamento privati a uno o due piani. Per un edificio di 9 piani, questa opzione non è adatta.
Vantaggi e svantaggi del sistema
La circolazione naturale fornisce al sistema di riscaldamento i seguenti vantaggi:
- Il vantaggio principale è l'indipendenza dall'elettricità. Il riscaldamento convettivo funziona in tutte le condizioni.
- Con una corretta installazione e cura, la versione auto-scorrevole dura più di 30 anni.
- L'installazione è molto semplice, l'ispezione e la riparazione di routine non causano difficoltà.
- Elevata inerzia termica - qui circola un grande volume di acqua. Si raffredda più lentamente e rilascia calore più a lungo.
- Il riscaldamento convettivo dell'acqua è silenzioso: non ci sono elettropompe che generano rumore.
- Il consumo energetico è minimo. Tuttavia, questo è vero se i tubi e l'edificio sono ben isolati.
- Il costo minimo del sistema e dell'installazione.
Non è difficile integrare una pompa nel circuito di circolazione. Questo può essere fatto durante l'installazione o successivamente. Quando c'è elettricità, il riscaldamento funziona in modalità di circolazione forzata e, in sua assenza, passa automaticamente al movimento naturale dell'acqua.
La versione a gravità presenta notevoli svantaggi, che limita in modo significativo l'applicazione:
- Il sistema è servito solo da piccoli cottage a un piano o due piani.
- Per ridurre la resistenza idraulica, utilizzare tubi con il diametro maggiore possibile. Ciò rende l'installazione difficile e il costo dei tubi dell'acqua con un diametro maggiore è maggiore.
- Si raccomandano solo tubi in acciaio. È consentito l'uso di polipropilene. Altri modelli non metallici sono vietati.
- Non è possibile regolare la temperatura in ogni stanza manualmente o automaticamente.
- Le caldaie a riscaldamento indiretto non possono essere incluse nello schema, il che aumenta il costo di produzione di acqua calda.
- Non è possibile equipaggiare un pavimento caldo.
Il lavoro di riscaldamento convettivo è significativamente influenzato dalle costrizioni. Non utilizzare tubi in metallo-plastica, poiché sono collegati da raccordi il cui diametro è inferiore.
Tipi di sistemi di riscaldamento
Il circuito di riscaldamento può includere 1 o più circuiti di diverse lunghezze, con radiatori diversi. Tuttavia, qualsiasi opzione è una modifica di solo due modelli: un tubo o due tubi.
Tubo singolo
Il dispositivo è il più semplice possibile. Lo stesso tubo a sua volta porta il refrigerante a ciascun radiatore e ritorna alla caldaia. L'opzione più economica e senza problemi è il riscaldamento solo con tubi, senza radiatori. Se le batterie sono incluse nel circuito, dovrebbero esserci almeno tubi e valvole.
L'acqua, spostandosi in sequenza verso l'ultimo radiatore, si raffredda sempre di più. Questa funzione viene presa in considerazione nel calcolo del numero di sezioni.
Esistono 2 schemi di una versione a tubo singolo:
- Con la connessione superiore - l'acqua entra nella batteria dall'alto attraverso l'ugello superiore, esce attraverso la parte inferiore. L'efficienza del sistema è massima per il riscaldamento dell'acqua.
- Con l'attacco inferiore: il refrigerante entra nel radiatore dal basso e fuoriesce anche attraverso il tubo inferiore. Il percorso dell'acqua aumenta, quindi il trasferimento di calore del sistema è notevolmente inferiore. Qui non è possibile posizionare radiatori con un gran numero di sezioni. Tuttavia, nonostante la bassa efficienza, preferisce installare un tale schema negli appartamenti, poiché è più estetico.
La versione classica può essere aggiornata installando bypass - rami con una valvola a tre vie e rami con gru. Con il loro aiuto, è possibile regolare il flusso d'acqua verso un altro radiatore e spegnerlo se necessario.
Sistemi a doppio tubo
L'opzione con un tubo di ritorno si chiama a due tubi. L'acqua calda viene fornita al radiatore sotto un tubo e il raffreddamento, da ciascun dispositivo di riscaldamento, viene scaricato attraverso il tubo di ritorno. Il sistema è molto più efficiente: ogni radiatore riceve quasi la stessa quantità di calore. Il grado di riscaldamento può essere regolato su ogni batteria, se necessario, escluderlo dal circuito di riscaldamento. Un grande vantaggio è un calcolo più semplice dei parametri della tubazione e delle batterie.
Eseguire la connessione superiore e inferiore:
- Nel primo caso, i tubi si trovano sopra i radiatori.
- Nel secondo, il tubo di alimentazione si trova sotto la batteria.Questa opzione è più estetica, ma la caduta di pressione è troppo bassa, quindi il circuito viene utilizzato molto raramente.
Nei calcoli prendere in considerazione la direzione del drenaggio dell'acqua. Se coincide con la direzione del liquido caldo, uno schema di passaggio, la durata del ciclo è uguale. In questo caso, i radiatori si riscaldano allo stesso modo. Se si usano acqua calda, fredda e calda, si muovono in direzioni diverse, le batterie in cui il ciclo si rivela più veloce vengono riscaldate.
Come appare la pressione di circolazione
Lo spostamento dell'acqua nel riscaldamento convettivo fornisce solo la differenza nella densità dell'acqua calda e fredda. Quando riscaldato, la densità del liquido di raffreddamento diminuisce e aumenta; al raffreddamento, aumenta e sposta un liquido più caldo. Maggiore è la differenza nella pressione idrostatica di una colonna di acqua fredda e calda, maggiore è la pressione di circolazione, migliore è il riscaldamento.
Il compito principale nell'organizzazione del sistema è ottenere la massima caduta di pressione.
- Un elemento obbligatorio del circuito è il collettore di accelerazione o il montante principale. Questo è un tubo verticale che sale dallo scambiatore di calore alla parte superiore del sistema. Qui è montato un vaso di espansione: un diaframma aperto o chiuso con una valvola dell'aria per lo sfiato.
- Il montante principale deve avere una temperatura massima, quindi il collettore è isolato. La sua altezza non supera i 10 m. Idealmente, il montante non viene a contatto con i tubi di ritorno.
- Per creare una caduta di pressione sufficiente, è necessario creare una grande colonna di liquido freddo. Ciò si ottiene installando la caldaia nel punto più basso del sistema. In una casa privata, il dispositivo è collocato nel seminterrato, nell'appartamento - nella nicchia. Maggiore è il livello della batteria sopra la caldaia, maggiore è la pressione generata dall'acqua fredda e più attivamente sostituisce il caldo.
Per migliorare la pressione di circolazione, vengono selezionate le batterie con la maggiore superficie di lavoro. Migliore è il trasferimento del calore da parte del portatore di calore e più fredda è l'acqua che entra nella caldaia, migliore è il riscaldamento.
Il principio di costruzione di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale
I principali parametri del riscaldamento con circolazione naturale sono la pressione di circolazione e la resistenza idrostatica. Il primo indicatore viene calcolato come segue:
P = h (p0-p1) = m (kg / cbm-kg / cbm) = kg / mq = mmHgdove:
- P - pressione nel sistema;
- h - differenza di altezza tra il centro della batteria più bassa e il centro della caldaia;
- p0 - la densità del liquido riscaldato;
- p1- densità dell'acqua fredda.
Maggiore è la differenza di altezza, maggiore è la caduta di pressione. Tuttavia, l'indicatore ha una limitazione non superiore a 3 m.
È praticamente impossibile calcolare il valore del secondo fattore: la resistenza idraulica. Il modello che lo descrive è estremamente complesso e include molte variabili. Qui sono limitati a calcoli approssimativi.
Per migliorare l'efficienza del sistema, osservare le raccomandazioni:
- Vengono selezionati i tubi con il diametro maggiore. In questo caso, la portata diminuisce leggermente, ma la resistenza diminuisce più fortemente.
- Installare il minor numero possibile di valvole di intercettazione. Assicurarsi che lo schema includa un minimo di colpi di scena.
- Con una connessione inferiore, i radiatori devono essere dotati di rubinetti Mayevsky per eliminare l'aria in eccesso.
- Per il collettore viene utilizzato un tubo metallico, poiché è importante ottenere il massimo riscaldamento per creare una caduta di pressione. I tubi che servono le batterie possono essere realizzati in polipropilene.
Un adeguato isolamento termico migliora il lavoro di riscaldamento. Il collettore di accelerazione, i tubi di alimentazione e di ritorno sono isolati se passano attraverso locali non riscaldati.
