Sistema de aquecimento monotubo para uma casa particular: diagramas + visão geral das vantagens e desvantagens

Já pensou em instalar aquecimento de água em sua casa? Não é surpreendente, porque um sistema de aquecimento monotubo para uma casa privada pode ser tradicional e totalmente independente de energia ou, pelo contrário, muito moderno e totalmente automático.

Mas você ainda tem dúvidas sobre a confiabilidade desta opção - não sabe qual esquema escolher e quais armadilhas o aguardam? Ajudaremos a esclarecer essas questões - o artigo discute esquemas para organizar um sistema de tubo único, os prós e os contras que aguardam o proprietário de uma casa com esse sistema de aquecimento.

O artigo é fornecido com diagramas detalhados e fotografias visuais representando elementos individuais usados ​​na montagem de aquecimento. Além disso, foi selecionado um vídeo com uma análise das nuances da instalação de um sistema monotubo com piso aquecido.

Princípio de funcionamento do aquecimento de água

Na construção baixa, o mais difundido é um projeto simples, confiável e econômico com uma rodovia. O sistema de tubo único continua sendo a forma mais popular de organizar o fornecimento de calor individual. Funciona devido à circulação contínua do líquido refrigerante.

Movendo-se através de tubos desde a fonte de energia térmica (caldeira) até os elementos de aquecimento e vice-versa, libera sua energia térmica e aquece o edifício.

O refrigerante pode ser ar, vapor, água ou anticongelante, que é utilizado em residências periódicas. Mais comum circuitos de aquecimento de água.

O aquecimento tradicional é baseado nos fenômenos e leis da física - expansão térmica da água, convecção e gravidade. Quando aquecido pela caldeira, o refrigerante se expande e cria pressão na tubulação.

Além disso, torna-se menos denso e, consequentemente, mais leve. Empurrado de baixo por água fria mais pesada e densa, ele sobe, de modo que a tubulação que sai da caldeira é sempre direcionada o mais alto possível.

Sob a influência da pressão criada, das forças de convecção e da gravidade, a água flui para os radiadores, aquece-os e esfria-se.

Assim, o refrigerante libera energia térmica, aquecendo o ambiente. A água volta para a caldeira já fria e o ciclo recomeça.

Os equipamentos modernos que fornecem calor a uma casa podem ser muito compactos. Você nem precisa alocar uma sala especial para instalá-lo.

sistema aquecimento com circulação natural também chamado de gravidade e gravidade. Para garantir a movimentação do líquido, é necessário observar o ângulo de inclinação dos ramos horizontais da tubulação, que deve ser igual a 2 - 3 mm por metro linear.

Quando aquecido, o volume do refrigerante aumenta, criando pressão hidráulica na linha.No entanto, como a água não é comprimida, mesmo um ligeiro excesso pode levar à destruição das estruturas de aquecimento.

Portanto, em qualquer sistema de aquecimento é instalado um dispositivo de compensação - um tanque de expansão.

Num sistema de aquecimento por gravidade, a caldeira é montada no ponto mais baixo da linha e o tanque de expansão no mais alto. Todas as tubulações são feitas em declive para que o líquido refrigerante possa se mover por gravidade de um elemento do sistema para outro

A diferença entre sistemas de tubo único e de dois tubos

Os sistemas de aquecimento de água são divididos em dois tipos principais - tubo único e tubo duplo. A diferença entre esses esquemas está no método de conexão das baterias de transferência de calor à linha principal.

Uma rede de aquecimento de tubo único é um circuito anular fechado. A tubulação é colocada a partir da unidade de aquecimento, os radiadores são conectados a ela em série e conduzem de volta à caldeira.

O aquecimento com uma linha é simples de instalar e não possui um grande número de componentes, o que permite economizar significativamente na instalação.

Os circuitos de aquecimento de tubo único com movimento natural do refrigerante são instalados apenas com fiação aérea. Uma característica é que os diagramas possuem risers de alimentação, mas não possuem risers de retorno

Movimento do refrigerante aquecimento de dois tubos realizado ao longo de duas rodovias. O primeiro serve para fornecer refrigerante quente do dispositivo de aquecimento para os circuitos de transferência de calor, o segundo serve para drenar a água resfriada para a caldeira.

As baterias de aquecimento são conectadas em paralelo - o líquido aquecido entra em cada uma delas diretamente do circuito de alimentação e, portanto, tem quase a mesma temperatura.

No radiador, o refrigerante libera energia e, ao ser resfriado, vai para o circuito de saída - o “retorno”.Este esquema requer o dobro do número de acessórios, tubos e acessórios, mas permite organizar estruturas ramificadas complexas e reduzir os custos de aquecimento devido ao ajuste individual dos radiadores.

O sistema de dois tubos aquece efetivamente grandes áreas e edifícios de vários andares. Em edifícios baixos (1-2 pisos) com área inferior a 150 m², é mais aconselhável instalar aquecimento monotubo, tanto do ponto de vista estético como económico.

O esquema de conexão do radiador de dois tubos não é amplamente utilizado em sistemas de aquecimento individuais de residências particulares, pois é mais difícil de instalar e manter. Além disso, dobrar o número de tubos parece antiestético

Opções para dispositivos de aquecimento de tubo único

Elementos de qualquer sistema de aquecimento:

• fonte de calor – caldeira (combustível sólido, elétrica, caldeira a gás;)
• dispositivos de dissipação de calor – radiadores, contornos de pisos aquecidos;
• dispositivo que circula refrigerante – trecho especial de aceleração da rodovia, bomba de água;
• um dispositivo que compensa o excesso de pressão do refrigerante na linha – tanque de expansão tipo aberto ou tipo fechado;
• tubos, acessórios e acessórios de encanamento relacionados.

Dependendo do tipo de dispositivos utilizados, o esquema de fornecimento de calor também dependerá.

Sistemas com circulação natural e forçada

A circulação do refrigerante no sistema de aquecimento pode ser realizada naturalmente - sob a influência de fenômenos físicos, ou forçada - através de uma bomba de circulação.

No primeiro caso, o movimento de aquecimento pelo sistema é espontâneo e denominado natural, no segundo - forçado ou artificial.

Com base nas características do projeto, os esquemas de aquecimento de tubo único são divididos em dois tipos. O primeiro é um circuito de fluxo desatualizado, mas simples, o segundo é um circuito aprimorado com bypasses

Para garantir o movimento do fluido no sistema gravitacional, é necessária uma seção de aceleração. Este é um tubo vertical que sai da caldeira através do qual sobe o refrigerante aquecido.

No ponto superior, a tubulação é suavemente virada para baixo, de modo que a água corre ao longo da tubulação com aceleração.

Para um esquema de aquecimento com cablagem aérea, bem como para casas de dois pisos, o tubo de alimentação serve como tal troço, uma vez que atinge um nível suficiente.

Para aquecer um edifício térreo com fiação horizontal inferior, é instalado um coletor acelerador, cuja altura não deve ser inferior a 1,5 m do nível do primeiro radiador.

A seção de aceleração é um dispositivo que garante a circulação do refrigerante em um sistema de aquecimento por gravidade. O diâmetro do furo dos tubos desta seção da tubulação principal deve ser maior que sua parte principal.

Por exemplo, se o diâmetro do tubo principal for 25-32 mm, um tubo com diâmetro de 40 mm é escolhido para o coletor de aceleração.

O ponto superior do coletor de aceleração está localizado em um local conveniente próximo à caldeira. Abaixe o tubo coletor de forma a garantir uma diferença de altura suficiente entre a saída inferior do coletor de aceleração e o ponto mais baixo do coletor principal para manter uma inclinação constante da tubulação

As principais vantagens do sistema gravitacional são a total independência energética (em combinação com uma caldeira a combustível sólido), a simplicidade e a ausência de instrumentos complexos.

Existem muitas desvantagens:

• Para minimizar a resistência hidráulica, os diâmetros dos tubos devem ser suficientemente grandes.
• Cada dispositivo e dispositivo embutido cria obstáculos à movimentação do líquido, portanto o sistema possui um número mínimo de válvulas de corte. Isso cria dificuldades durante os reparos, pois requer o desligamento completo do sistema e a drenagem do líquido refrigerante da linha principal.
• Para uma operação confiável, o sistema de gravidade deve ser cuidadosamente calculado e balanceado, selecionando os diâmetros ideais dos tubos e o número de seções do radiador. Os radiadores mais externos do sistema devem ser maiores do que aqueles para os quais o refrigerante flui após sair da caldeira.

A instalação de uma bomba de circulação no sistema neutraliza quase todas as suas deficiências. O dispositivo dá ao refrigerante um impulso adicional, permitindo superar a resistência hidráulica dos elementos da tubulação.

Os esquemas de aquecimento forçado de tubo único são mais frequentemente implementados em residências particulares.

Graças à modernização do sistema de fluxo através da instalação de bypasses, o refrigerante na temperatura operacional é fornecido a todos os dispositivos quase simultaneamente

A bomba pode ser instalada em qualquer lugar da tubulação.Mas vale considerar que a água quente reduz sua vida útil ao afetar as peças de borracha (juntas e vedações).

Portanto, é mais aconselhável instalar a unidade na tubulação de retorno, por onde circula o refrigerante resfriado. Antes disso é obrigatório incluir um filtro grosso para proteção contra possíveis contaminantes.

É aconselhável conectar todos os dispositivos e dispositivos dos sistemas de aquecimento através de válvulas de corte e bypasses.

Esta instalação permitirá a reparação e manutenção de elementos individuais sem a necessidade de parar todo o sistema e drenar completamente a água.

O bypass pode ser não regulamentado ou ajustável. No primeiro caso, trata-se de uma tubulação simples que conecta as tubulações de abastecimento e descarga. No segundo - equipado com válvula de corte de três vias

Vantagens de um sistema de aquecimento com circulação forçada:

• Você pode implementar circuitos mais complexos e ramificados, aumentar o comprimento dos circuitos;
• Não há necessidade de aumentar o diâmetro dos tubos - a bomba cria pressão na linha suficiente para movimentação e distribuição uniforme do líquido;
• A circulação é realizada a uma determinada velocidade e não depende do grau de aquecimento do refrigerante e da presença de uma seção aceleradora;
• Não há necessidade de observar ângulos de inclinação no assentamento da tubulação, pois... o movimento do refrigerante é estimulado pela bomba.

Além disso, você pode instalar dispositivos de controle em cada radiador e manter o modo de aquecimento ideal, reduzindo o consumo de energia e os custos de aquecimento.

Existem apenas três desvantagens do aquecimento forçado de tubo único:

• dependência do fornecimento de eletricidade;
• barulho — algum zumbido produzido por uma bomba em funcionamento;
• preço - maior custo do aparelho em relação ao esquema gravitacional.

Neutralizá-los é bastante simples. A dependência energética é resolvida com a instalação de um gerador elétrico autônomo ou com a passagem do sistema para o modo de circulação natural.

Para tornar o funcionamento da bomba quase inaudível, basta instalá-la em área não residencial - banheiro, lavabo, sala de caldeira.

Nos pontos mais altos da linha, principalmente no caso de aquecimento forçado com tanque de expansão fechado, é necessário prever a possibilidade de purga do ar liberado da água. Para radiadores, são saídas de ar automáticas ou válvulas Mayevsky, para tubulações - um separador de ar

Sistema de aquecimento aberto ou fechado?

Para evitar aumentos excessivos da pressão hidráulica no sistema e seus picos, é instalado um tanque de expansão. Aceita o excesso de água durante a expansão e depois a devolve à linha principal quando esfria, restaurando o equilíbrio do sistema.

Existem dois designs fundamentalmente diferentes que determinam a aparência de todo o sistema.

Um tanque de expansão de tipo aberto é um recipiente parcial ou totalmente aberto que se conecta à linha principal em seu ponto mais alto, logo após a caldeira.

Para evitar que o líquido transborde pelas bordas em determinado nível, é fornecido um ralo por onde o excesso de água será escoado para o esgoto ou para a rua.

Nas casas térreas, o tanque de compensação costuma ser colocado no sótão - neste caso deve ser isolado.

Para não monitorar constantemente o nível do líquido refrigerante, o abastecimento de água é conectado ao tanque de expansão e uma válvula flutuante simples é instalada

Um sistema de aquecimento com tal dispositivo de compensação é denominado aberto. É usado na instalação de fornecimento de calor independente de energia ou combinado.

Envolve o contato direto do refrigerante quente com o ar, resultando em sua evaporação natural e saturação com oxigênio.

Com base nisso, o esquema aberto de fornecimento de calor é caracterizado pelas seguintes desvantagens:

1. Ao instalar a tubulação dos sistemas gravitacionais, é necessário observar inclinações - neste caso, o ar liberado no sistema será liberado para o tanque e para a atmosfera.
2. É necessário monitorar regularmente e reabastecer o volume de água do recipiente em tempo hábil, evitando sua evaporação excessiva.
3. O anticongelante não pode ser usado como refrigerante, pois quando ele evapora são liberadas substâncias tóxicas.

O oxigênio contido no fluido circulante causa danos por corrosão nas peças de aço dos dispositivos de aquecimento, reduzindo sua vida útil.

No entanto, também tem suas vantagens:

• Não há necessidade de monitorar constantemente a pressão na linha;
• Mesmo com pequenos vazamentos, o sistema aquecerá adequadamente a casa desde que haja quantidade suficiente de líquido na linha;
• Você pode até reabastecer o líquido refrigerante no sistema com um balde - basta despejar o tanque de expansão na água até o nível necessário.

O tanque de expansão fechado é uma caixa durável e selada, cujo volume interno é dividido em duas partes por uma membrana. Uma cavidade é preenchida com ar, a segunda é conectada à linha principal.

Ao ser aquecido, o refrigerante, aumentando de volume, empurra a membrana em direção à câmara de ar, que desempenha o papel de amortecedor. À medida que a água esfria, a pressão hidráulica diminui e o ar comprimido equilibra o sistema, comprimindo o excesso de água de volta para a tubulação.

Todos os tanques fechados estão equipados com válvula de ar.No modo de emergência, quando a pressão na câmara de ar ultrapassa o limite permitido, ela libera o gás e protege o dispositivo contra destruição

Um sistema com tanque de expansão tipo membrana é denominado fechado. Esta é uma linha hidráulica fechada completamente desprovida de acesso aéreo.

Um tanque de compensação pode ser construído em qualquer lugar do sistema, mas na maioria das vezes é instalado na tubulação de retorno próximo à caldeira para facilitar a manutenção.

Um sistema de aquecimento fechado é caracterizado pela presença de um ligeiro excesso de pressão. Portanto, um elemento obrigatório da rodovia passa a ser grupo de segurança.

A unidade é composta por um respiradouro, um manômetro e uma válvula de segurança para descarga do líquido refrigerante em modo de emergência. Montado com válvulas de corte na tubulação de abastecimento para permitir o desligamento em caso de reparo.

Se houver um aumento no gasoduto, ele estará localizado em seu ponto mais alto.

Projeto eficiente de sistema de tubo único

Ao projetar o aquecimento, muitos fatores são levados em consideração - a disponibilidade de uma fonte de alimentação estável e uma sala separada para equipamentos (sala da caldeira, sala da caldeira), o número de andares e layout, a estética da futura estrutura, etc.

Em cada caso individual, a localização do equipamento e os métodos de conexão serão diferentes.

Para uma sala muito pequena - uma casa de campo - o mais eficaz será um esquema simples de fluxo por gravidade para conectar sequencialmente as baterias diretamente na tubulação principal.

Ao instalar dois ou três radiadores, não é necessário instalar um grande número de válvulas de corte - neste caso é mais fácil escoar a água do sistema, se necessário.

Em edifícios com maior área, o sistema de fornecimento de calor é uma estrutura complexa, por vezes ramificada. Neste caso, a melhor opção é forçada aquecimento de acordo com o esquema de Leningradka com conexão diagonal de baterias dissipadoras de calor e ajustável ignora.

Este esquema garante o máximo aquecimento da área do radiador e a possibilidade de ajustar e configurar o modo de operação. Para desconectar qualquer um dos elementos do sistema, não é necessário drenar a água de toda a linha

Métodos para conectar um radiador à linha principal

A transferência de calor dos radiadores depende do método de conexão à linha principal.

Existem três tipos principais de conexão:

• Diagonal;
• Lateral;
• Mais baixo.

Vejamos os recursos de cada um desses métodos com mais detalhes.

Conexão diagonal ou cruzada

A conexão diagonal ou cruzada é a mais eficaz. O aquecimento máximo da área da bateria é alcançado e praticamente não há perda de calor.

De acordo com este esquema, a tubulação de alimentação é conectada ao tubo superior do radiador e a tubulação de saída é conectada ao tubo inferior localizado no lado oposto do dispositivo. Para dispositivos com grande número de seções, apenas o tipo de conexão diagonal é utilizado.

Conexão lateral ou unilateral

A conexão lateral ou unilateral permite o aquecimento uniforme de todas as seções do dispositivo.

Para a conexão, as tubulações de alimentação e descarga são conectadas de um lado. Na maioria das vezes, esta conexão é usada para instalações de aquecimento com fiação aérea.

A transferência de calor do aquecimento quando os radiadores são conectados lateralmente, com alimentação de cima para baixo, é de 97%. Com o movimento reverso do refrigerante - de baixo para cima - esse número é de 78%

Conexão inferior do radiador com tubulação

A conexão inferior não é o esquema de aquecimento mais eficiente. No entanto, isso acontece com bastante frequência, especialmente quando a tubulação principal está escondida sob o piso.

Os tubos de entrada e saída são conectados aos tubos inferiores localizados em lados diferentes do radiador.

A taxa de transferência de calor com conexão inferior de radiadores é de 88%

Vantagens e desvantagens de um sistema de tubo único

O aquecimento de tubo único ganhou grande popularidade no campo da construção privada.

Os principais motivos são o custo relativamente baixo da estrutura e a possibilidade de instalá-la por conta própria, sem o envolvimento de especialistas.

Mas um sistema de aquecimento de tubo único tem outras vantagens:

• Estabilidade hidráulica - a transferência de calor de outros elementos do sistema não muda quando os circuitos individuais são desconectados, os radiadores são substituídos ou as seções são ampliadas;
• A construção da linha principal requer um número mínimo de tubos;
• É caracterizado por baixa inércia e tempo de aquecimento devido à menor quantidade de refrigerante na linha do que em um sistema de dois tubos;
• Tem um aspecto esteticamente agradável e não prejudica o interior da divisão, principalmente se o tubo principal estiver escondido;
• A instalação de válvulas de corte de última geração - por exemplo, termostatos automáticos e manuais - permite ajustar com precisão o modo de funcionamento de toda a estrutura, bem como de seus elementos individuais;
• Design simples e confiável;
• Fácil instalação, manutenção e operação.

Ao conectar dispositivos de controle e monitoramento ao sistema de aquecimento, ele pode ser alterado para um modo de operação totalmente automático.

Possível integração com Sistema "Casa Inteligente" - neste caso, você pode definir programas para modos de aquecimento ideais dependendo da hora do dia, estação do ano e outros fatores decisivos.

Uma linha de aquecimento de tubo único pode ser completamente ocultada com acabamento. Tal dispositivo não apenas não prejudica a aparência do ambiente, mas também se torna seu detalhe - um item de interior.

A principal desvantagem do fornecimento de calor de tubo único é o desequilíbrio no aquecimento das baterias de transferência de calor ao longo da linha principal.

O refrigerante esfria à medida que se move ao longo do circuito. Por isso, os radiadores instalados longe da caldeira aquecem menos do que os localizados próximos a ela. Portanto, é recomendável instalar aparelhos de ferro fundido com resfriamento lento.

A instalação de uma bomba de circulação permite que o refrigerante aqueça os circuitos de aquecimento de maneira mais uniforme, porém, se a tubulação tiver comprimento suficiente, é observado um resfriamento significativo.

Os efeitos negativos deste fenómeno podem ser reduzidos de duas maneiras:

1. Nos radiadores afastados da caldeira, o número de seções é aumentado.Isto aumenta a área condutora de calor e a quantidade de calor emitida, permitindo que os ambientes sejam aquecidos de maneira mais uniforme.
2. Eles elaboram um projeto com uma disposição racional dos dispositivos emissores de calor nos quartos - os mais potentes são instalados em quartos de crianças, quartos e quartos “frios” (norte, canto). À medida que o refrigerante esfria, a sala e a cozinha prosseguem, terminando com salas não residenciais e de serviço.

Tais medidas minimizam as desvantagens de um sistema monotubo, principalmente para edifícios de um e dois andares com área de até 150 m². Para essas casas, o aquecimento de tubo único é o mais lucrativo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Não só os radiadores, mas também os circuitos de piso radiante estão ligados à rede de aquecimento de tubo único. O vídeo mostra como realizar essa instalação.

O aquecimento de tubo único é um sistema simples e confiável. No entanto, para um aquecimento eficaz, é necessário selecionar cuidadosamente os seus elementos individuais. Para isso, é aconselhável consultar um especialista, que o ajudará a realizar o cálculo da avaliação.

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