Para a organização do sistema de fornecimento de calor de uma casa ou apartamento particular, a opção mais adequada é um esquema de aquecimento fechado. É caracterizada por um alto grau de confiabilidade, eficiência e capacidade de controlar os principais parâmetros. No entanto, para criar um esquema profissional, você precisa saber em que consiste um sistema de aquecimento fechado: tanques de expansão, circuitos e o equipamento necessário.
Características do projeto de um sistema de aquecimento fechado
O princípio de operação do suprimento de calor fechado é criar alta pressão. Isso ocorre devido à expansão térmica de água quente ou outro líquido refrigerante. Ao mesmo tempo, a pressão no sistema de aquecimento fechado de uma casa particular contribui para uma melhor circulação e, como resultado, uma distribuição térmica uniforme.
Ao contrário dos esquemas de gravidade, antes da instalação, você precisa aprender em detalhes como funciona um sistema de aquecimento fechado. Quando o líquido de refrigeração é aquecido, ele se expande e aumenta a pressão, o que provoca o início da circulação.
Mas isso pode não ser suficiente. E, portanto, uma bomba é adicionada ao sistema. Permite aumentar a velocidade de movimento da água quente e, assim, reduzir o grau de resfriamento do líquido de arrefecimento no tubo de retorno. Isso leva a uma diminuição no consumo de energia.
Para o projeto, você precisa conhecer o dispositivo de aquecimento de água do tipo fechado, seu equipamento mínimo. Ele deve consistir nos seguintes componentes:
- Um elemento de aquecimento. Pode ser uma caldeira de vários tipos - gás, elétrico, combustível sólido. A principal condição é a segurança do trabalho e um indicador de energia adequado. Um trocador de calor deve ser instalado em seu design para conexão com um circuito de sistema de aquecimento fechado;
- Tubulações. Eles fornecem água quente para radiadores e baterias. O requisito determinante é a capacidade de suportar a pressão máxima e operacional em um sistema de aquecimento de tipo fechado e a exposição à temperatura;
- Radiadores e baterias. Com a ajuda deles, o calor é transferido da água quente para o ar interno;
- Tanque de expansão. Um elemento-chave do esquema, pois foi projetado para estabilizar o suprimento de calor. Se a pressão crítica for excedida, o tanque de expansão para aquecimento do tipo fechado compensa isso, evitando a ocorrência de situações de emergência;
- Grupo de segurança. Ele executa as mesmas funções que o tanque de expansão, mas em uma extensão mais completa. A instalação correta do grupo de segurança em um sistema de aquecimento fechado consiste na instalação de uma ventilação de ar e uma válvula de sangria. É importante determinar a localização desses elementos com antecedência.
Para garantir o controle do trabalho e a capacidade de controlar os parâmetros de fornecimento de calor, é necessária a instalação de sensores de temperatura e pressão. Além disso, um circuito de aquecimento com um tanque de expansão fechado deve incluir a instalação de um sensor de pressão na câmara de ar do dispositivo.
Para grandes áreas, é recomendado um sistema de aquecimento fechado de dois tubos. Apesar dos custos iniciais relativamente grandes no futuro, ele será capaz de garantir uma operação eficiente do suprimento de calor.
Circuitos de aquecimento fechados
A primeira prioridade no projeto de fornecimento de calor de um tipo fechado é a escolha do esquema ideal.Antes de tudo, isso se aplica à tubulação e instalação dos componentes necessários.
Também é necessário que o enchimento do líquido de refrigeração em um sistema de aquecimento fechado funcione no modo automático para garantir segurança e estabilidade.
Para suprimento de calor em pequenas áreas, um sistema de aquecimento fechado de tubo único é mais frequentemente instalado. Seu esquema inclui um oleoduto ao qual os radiadores estão conectados em série.
Ao mesmo tempo, o espaço para instalação de dispositivos é economizado significativamente e os custos iniciais de aquisição de componentes são reduzidos.
No entanto, uma desvantagem significativa de um sistema de aquecimento de tubo único fechado é a pequena área de aquecimento. O comprimento máximo do tronco pode ser de apenas 30 M. Com o aumento desse parâmetro, será observado um desequilíbrio de temperatura do sistema.
Para aumentar a eficiência e a confiabilidade, é montado um sistema de aquecimento fechado de dois tubos. Além da estrada principal, é fornecido um tubo de retorno. Nesse caso, os radiadores são conectados em paralelo. Essa. a base do fluxo de água quente flui através da linha de suprimento e entra nos radiadores através de conexões com tees.
A vantagem definidora desse esquema de sistema de aquecimento em circuito fechado é um aumento na área de suprimento de calor.
Ao mesmo tempo, os indicadores da distribuição térmica dos cômodos da casa não pioram. Porém, para maior eficiência do suprimento de calor, é recomendável instalar termostatos nas baterias, além de conectar o programador à caldeira.
As vantagens de um dispositivo de aquecimento de água de dois tubos do tipo fechado são as seguintes:
- Alta manutenção. Em caso de falha de um dos elementos, basta bloquear o acesso do líquido de refrigeração nesta seção. Devido a isso, a instalação de um grupo de segurança em um sistema de aquecimento fechado pode ser realizada mesmo com suprimento de calor ativo;
- Controle de temperatura em todos os cômodos. Para isso, é necessária a instalação de controladores de temperatura na ligação de radiadores de aquecimento;
- Possibilidade de reabastecimento automático de água. Para isso, é necessário um bloco para encher o líquido de refrigeração em um sistema de aquecimento fechado, instalado no tubo de retorno. Em um sistema fechado de suprimento de calor de um tubo, isso pode levar a choque térmico.
Primeiro você precisa calcular todos os parâmetros de aquecimento. Para isso, é melhor usar programas especializados. Caso contrário, a questão pode surgir - de onde vem o ar em um sistema de aquecimento fechado. Isso geralmente é um fenômeno que está associado ao conteúdo de oxigênio no refrigerante, sua composição e o regime de temperatura do sistema. Para minimizar isso, é necessário instalar um grupo de segurança em um sistema de aquecimento fechado.
Para aquecimento compacto, recomenda-se escolher esquemas para um sistema de fornecimento de calor fechado de dois tubos com layout de tubo horizontal. Mas neste caso, a instalação de uma bomba de circulação é obrigatória.
Tanque de expansão em um sistema de aquecimento fechado
Para controlar a operação do sistema de aquecimento, são necessários dispositivos para garantir sua segurança. Um deles é um tanque de expansão. Compensa o excesso de pressão resultante do superaquecimento do líquido de refrigeração. Porém, antes de sua instalação, é necessário calcular o tanque de expansão para um sistema de aquecimento fechado.
A pressão normal em um sistema de aquecimento fechado de uma casa particular não deve exceder 4-5 atm. Caso contrário, a probabilidade de despressurização de tubos e baterias aumenta. Para estabilizar a pressão de trabalho no sistema de aquecimento fechado, é necessário um tanque de expansão. Estruturalmente, consiste em duas câmaras - ar e água.O primeiro é projetado para compensar a expansão do líquido de refrigeração e o segundo é conectado ao aquecimento. Nos circuitos de aquecimento com um tanque de expansão fechado, é fornecido para sua instalação na linha de retorno em frente à bomba de circulação. Isso se deve ao fato de que vibrações hidráulicas constantes resultantes da operação da bomba não devem afetar a membrana elástica.
Uma das vantagens de usar um sistema de aquecimento fechado é a falta de contato direto com o ar. Mas, para compensar a expansão da água, é necessário espaço de reserva. É para esta tarefa que a instalação de um tanque de expansão para aquecimento de um tipo fechado é feita. Antes disso, você deve calcular corretamente suas características.
Para calcular o tanque de expansão para um sistema de aquecimento fechado, é necessário conhecer os seguintes parâmetros do sistema:
- O coeficiente de expansão térmica do refrigerante - E. Para a água, esse valor é 0,034 a uma temperatura de + 85 ° C;
- O volume total de água no sistema é COM;
- Pressão inicial - Rnach;
- Pressão máxima - Rmax;
- Fator de preenchimento - Kzap.
O último parâmetro pode ser encontrado na tabela. Freqüentemente, a questão de por que a pressão cai em um sistema de aquecimento fechado surge da escolha errada do tanque de expansão.
Suponha que, de acordo com cálculos preliminares do esquema de suprimento de calor com um tanque de expansão fechado, os valores desses parâmetros correspondam aos dados da tabela.
|
Parâmetro |
Valor |
| O coeficiente de expansão térmica do líquido de refrigeração |
0,034 |
| O volume total de água no sistema |
360 |
| Pressão inicial |
1,7 |
| Pressão máxima |
4 |
Com base nisso, encontramos o fator de preenchimento ideal. No nosso caso, será igual a 0,5. O cálculo adicional do tanque de expansão para fornecimento de calor do tipo fechado é realizado de acordo com a fórmula:
V = ((E * C) / (1- (Rmin / Rmax))))
Após os cálculos, encontramos o volume ideal do tanque de expansão. Para estabilizar a pressão em um sistema de aquecimento fechado de uma casa particular, é necessário um modelo com um volume de 40 litros.
A maioria dos tanques de expansão possui uma caixa dobrável. Mas para estruturas grandes, é possível substituir a membrana elástica. Tais modelos têm um flange especial.
Visão geral dos grupos de segurança para aquecimento interno
A seleção dos elementos de segurança é um ponto-chave no projeto de um sistema de aquecimento fechado. Eles devem garantir o funcionamento ininterrupto do aquecimento, bem como evitar a ocorrência de situações perigosas.
Conhecendo o princípio de operação como um sistema de aquecimento fechado, você pode determinar que o maior perigo é o excesso de pressão de trabalho. Com altas taxas desse parâmetro, a operação do tanque de expansão não será suficiente. Portanto, a única saída é remover o excesso de líquido refrigerante do sistema.
Esta função é realizada pela válvula de drenagem. Quando um indicador crítico de pressão é atingido, a haste se abre e parte do líquido refrigerante é drenada para o esgoto. Se o dispositivo estiver configurado incorretamente, sua operação poderá causar uma queda de pressão no sistema de aquecimento fechado
O próximo elemento do suprimento de calor é uma ventilação de ar. Parece, de onde pode vir o ar em um sistema de aquecimento fechado? Se o nível de aquecimento do líquido de refrigeração exceder um nível crítico, a água pode passar de um líquido para um estado gasoso. Nesse caso, congestionamentos de ar são formados, o que afeta negativamente o desempenho do sistema. Para sua remoção oportuna do sistema de suprimento de calor fechado de dois tubos, é necessária a instalação de uma ventilação de ar.
Para estabilizar a pressão de trabalho em um sistema de suprimento de calor do tipo fechado, é necessário instalar elementos de grupos de segurança nas seguintes partes do circuito:
- Saída de ar. É instalado em um conjunto padrão de grupos de segurança imediatamente após a caldeira, na parte mais alta do sistema e em todos os risers;
- Válvula de drenagem. Também é membro de grupos de segurança. Adicionalmente montado em coletores de distribuição e sistemas de ramificação.
A instalação correta do grupo de segurança em um sistema fechado de suprimento de calor é realizada no estágio final da instalação. Somente então o sistema pode ser testado.
As características do grupo de segurança devem ser consistentes com os valores calculados para o aquecimento. Também é necessário verificar o desempenho dos componentes do grupo antes de cada estação de aquecimento.
Problemas com aquecimento fechado
O conhecimento do dispositivo de fornecimento de calor de água do tipo fechado e a seleção correta de seus componentes evitará muitos problemas durante a operação do sistema. Mas alguns deles surgirão em qualquer caso. Considere os desvios mais comuns na operação de aquecimento.
Na maioria das vezes, a causa de situações de emergência é o excesso das características calculadas do sistema. Pode haver várias razões para isso - um grupo de segurança não identificado, violação do modo de operação da caldeira.
Portanto, antes de cada estação de aquecimento, verifique os elementos do sistema e lave-o. Caso contrário, o entupimento de tubulações e radiadores levará a uma diminuição artificial no volume de refrigerante e reduzirá a transferência de calor.
Desvios no funcionamento do sistema de aquecimento e possíveis métodos de eliminação:
- Há ar em um sistema de aquecimento fechado. Isso pode ser devido à composição inadequada do líquido de refrigeração. Ao despejar o líquido de arrefecimento em um sistema fechado de suprimento de calor, recomenda-se o uso de água destilada, pois não contém álcalis e metais;
- Queda de pressão constante no sistema. Isso pode ser devido à presença de microfissuras nos tubos ou radiadores. O vazamento gradual do líquido de refrigeração provoca uma diminuição na pressão e também pode causar a formação de congestionamentos de ar;
- O tanque de expansão não funciona. O motivo é o desgaste da membrana como resultado de uma forte pressão sobre ela. Isso ocorre se o tanque não tiver uma válvula de sangria de segurança para o ar. Para um design não separável, a única saída é comprar um novo. Em um tanque com um flange de montagem, você pode substituir independentemente a membrana.
Para uma resposta rápida a emergências, é recomendável comprar kits de reparo. Com a ajuda deles, você pode bloquear o espaço que apareceu no tubo ou no radiador e, assim, estabilizar a operação de todo o sistema. No futuro, você pode substituir um elemento de aquecimento danificado.
O vídeo mostra um exemplo da ligação de um tanque de expansão para um sistema de aquecimento fechado:
