Sistema de aquecimento aberto: diagramas esquemáticos e características de design

Devido à sua facilidade de instalação, baixo custo e eficiência suficiente, o sistema de aquecimento aberto continua a ser procurado.Depois de compreender o princípio de funcionamento, os equipamentos e as regras de instalação, você mesmo poderá organizar o fornecimento de calor para sua casa.

Diremos a você como criar um circuito de aquecimento de tipo aberto funcional. Mostraremos como construir um sistema, seguindo rigorosamente os requisitos e padrões tecnológicos na seleção e conexão dos elementos. Levando em consideração nossas recomendações, você construirá um circuito eficiente e sem problemas.

Oferecemos artesãos independentes para se familiarizarem com opções de montagem testadas na prática. As informações apresentadas para consideração são complementadas com diagramas úteis, coleções de fotos e instruções em vídeo.

Equipamento e princípio de funcionamento do sistema

EM sistema de aquecimento de água O líquido atua como intermediário na transferência de energia térmica da caldeira para os radiadores. A circulação do refrigerante pode ser realizada em longas distâncias, proporcionando aquecimento para casas e ambientes de diversos tamanhos. Isto explica a introdução generalizada do aquecimento de água.

O funcionamento de um sistema de aquecimento aberto é possível sem o uso de bomba. A circulação do refrigerante é baseada nos princípios da termodinâmica.A movimentação da água pelas tubulações ocorre devido à diferença de densidade dos líquidos quentes e frios, bem como pela inclinação das tubulações colocadas.

Um elemento indispensável do sistema é um tanque de expansão aberto, no qual flui o excesso de líquido refrigerante aquecido. Graças ao reservatório, a pressão do líquido é estabilizada automaticamente. O contêiner é instalado acima de todos os componentes do sistema.

Todo o processo de funcionamento do “aquecimento aberto” é convencionalmente dividido em duas etapas:

1. Entradas. O refrigerante aquecido passa da caldeira para os radiadores.
2. Retornar. O excesso de água quente entra no tanque de expansão, esfria e retorna para a caldeira.

Nos sistemas monotubo, a função de alimentação e retorno é desempenhada por uma linha; nos sistemas bitubo, os tubos de alimentação e retorno são independentes um do outro.

A densidade da água quente é menor que a da água fria, portanto, forma-se pressão hidrostática no sistema. A água quente pressurizada se move em direção aos radiadores

É considerado o mais simples e acessível para auto-instalação sistema de tubo único. O design do sistema é elementar.

O pacote básico de fornecimento de calor de tubo único inclui:

• caldeira;
• radiadores;
• tanque de expansão;
• tubos.

Algumas pessoas se recusam a instalar radiadores e colocam um tubo com diâmetro de 8 a 10 cm em todo o perímetro da casa, mas os especialistas observam que a eficiência do sistema e a facilidade de uso com esta solução são reduzidas.

O sistema gravitacional de tubo único do tipo aberto é independente de energia. Os custos de aquisição de tubos, acessórios e equipamentos são relativamente baixos. Pode funcionar com diferentes tipos de caldeiras

Mais complexo de projetar e mais caro de implementar opção de aquecimento de dois tubos. No entanto, os custos e a complexidade da construção são totalmente compensados ​​pela eliminação das desvantagens padrão dos sistemas de tubo único.

Um refrigerante com temperatura igual é fornecido quase simultaneamente a todos os dispositivos, a água resfriada é coletada pela linha de retorno e não flui para a próxima bateria.

Para atender cada dispositivo, uma linha de alimentação e retorno é instalada em um circuito de aquecimento de dois tubos, devido ao qual o sistema de temperatura fornece o refrigerante a uma temperatura igual a todos os pontos, e a água resfriada é coletada e enviada para a caldeira por um linha de retorno - uma linha independente da fonte

Requisitos para arranjo e operação

Ao instalar o fornecimento de calor em uma casa, é importante levar em consideração uma série de características de um sistema de aquecimento aberto:

1. Para garantir a circulação normal, a caldeira é instalada no ponto mais baixo da linha e o tanque de expansão no ponto mais alto.
2. O local ideal para colocar o tanque de expansão é o sótão. Durante a estação fria, o recipiente e o tubo de abastecimento dentro do sótão sem aquecimento devem ser isolados.
3. O assentamento da linha principal é realizado com um número mínimo de voltas, conectando e encaixando peças.
4. Num sistema de aquecimento por gravidade, a água circula lentamente (0,1-0,3 m/s), pelo que o aquecimento deve ocorrer gradualmente. Não deixe ferver - isso acelera o desgaste de radiadores e tubulações.
5. Se o sistema de aquecimento não for utilizado no inverno, o líquido deve ser drenado - esta medida manterá intactas as tubulações, radiadores e caldeira.
6. O nível do líquido refrigerante no tanque de expansão deve ser monitorado e reabastecido periodicamente. Caso contrário, surgirão bolsas de ar na linha, reduzindo a eficiência dos radiadores.
7. A água é o refrigerante ideal.O anticongelante é tóxico e não é recomendado para uso em sistemas que tenham contato livre com a atmosfera. Seu uso é aconselhável caso não seja possível drenar o líquido refrigerante durante um período sem aquecimento.

É dada especial atenção ao cálculo da seção transversal e da inclinação da tubulação. Os padrões de design são regulamentados pelo SNiP número 2.04.01-85.

Em circuitos com movimento gravitacional do refrigerante, o tamanho da seção transversal do tubo é maior do que nos circuitos de bombeamento, mas o comprimento total da tubulação é quase a metade. A inclinação das seções horizontais do sistema, igual a 2 - 3 mm por metro linear, é adequada apenas na instalação de fornecimento de calor com movimento natural do refrigerante.

O não cumprimento da inclinação na instalação de sistemas com movimento natural do refrigerante provoca arejamento das tubulações e aquecimento insuficiente dos radiadores distantes da caldeira. Como resultado, a eficiência térmica diminui

Tipos de esquemas de aquecimento abertos

Num sistema de aquecimento aberto, o refrigerante se move de duas maneiras diferentes. A primeira opção é a circulação natural ou gravitacional, a segunda é a estimulação forçada ou artificial de uma bomba.

A escolha do esquema depende do número de pisos e área do edifício, bem como das condições térmicas esperadas.

Circulação natural no aquecimento

EM sistema gravitacional não há mecanismo para garantir o movimento do refrigerante. O processo é realizado exclusivamente pela expansão da água quente. Para o funcionamento do circuito é fornecido um riser acelerador, cuja altura é de pelo menos 3,5 m.

Se você negligenciar a instalação de um riser de trânsito vertical, há uma grande probabilidade de que o refrigerante proveniente da caldeira não desenvolva velocidade suficiente

O sistema de aquecimento por circulação natural é ideal para edifícios com área de até 60 metros quadrados. m. O comprimento máximo do circuito capaz de fornecer calor é considerado uma linha principal de 30 m. Um fator importante é a altura do edifício e o número de andares da casa, que permite a instalação de um riser acelerador.

O esquema de circulação natural não é adequado para aplicações de baixa temperatura. A expansão insuficiente do líquido refrigerante não criará a pressão adequada no sistema.

Possibilidades do circuito gravitacional:

1. Conexão a pisos aquecidos. Uma bomba de circulação é montada no circuito de água que leva ao chão. O resto do sistema funciona normalmente. Se faltar energia, a casa continuará a ser aquecida.
2. Trabalhando com a caldeira. O dispositivo de aquecimento é montado na parte superior do sistema - logo abaixo do tanque de expansão.

Para garantir o funcionamento ininterrupto, pode ser instalada uma bomba na caldeira. Então o esquema de fornecimento de calor e produção de água quente torna-se automaticamente uma opção forçada. Além disso, uma válvula de retenção é instalada para evitar a recirculação do líquido refrigerante.

Sistema forçado com bomba

Para aumentar a velocidade do refrigerante e reduzir o tempo de aquecimento do ambiente, é incorporada uma bomba. O movimento do fluxo de água aumenta para 0,3-0,7 m/s. A intensidade da transferência de calor aumenta e os ramos principais aquecem uniformemente.

Os circuitos de bombeamento são construídos em tipos abertos e fechados. Em circuitos abertos, o tanque de expansão é instalado no ponto mais alto do sistema.A presença de uma bomba permite aumentar a tubagem entre a caldeira de aquecimento e as baterias, tanto em altura como em comprimento

Pontos importantes de organização sistema obrigatório:

1. O circuito com bomba embutida é volátil. Para garantir que o aquecimento da sala não pare durante uma queda de energia, o equipamento de bombeamento é colocado no bypass.
2. A bomba é instalada antes da entrada da caldeira no tubo de retorno. A distância até à caldeira é de 1,5 m.
3. Ao instalar a bomba, a direção do movimento da água é levada em consideração.

Duas válvulas de corte e um cotovelo de bypass com bomba de circulação são montados na linha de retorno. Se houver corrente na rede, as torneiras fecham - o refrigerante passa pela bomba. Se não houver tensão, as válvulas deverão ser abertas - o sistema mudará para a circulação natural.

Uma válvula de retenção deve ser instalada na tubulação de abastecimento. O elemento é colocado imediatamente após a caldeira e evita a recirculação do refrigerante durante o funcionamento da bomba

Opções de tubulação no sistema

Do layout dispositivos de aquecimento e os tubos de ligação dependem da eficiência, economia e estética do sistema de aquecimento. A escolha da fiação é determinada com base nas características do projeto e na área da casa.

Especificações dos esquemas de tubo único e de dois tubos

A água aquecida flui para os radiadores e volta para a caldeira de diferentes maneiras. Em um sistema de circuito único, o refrigerante é fornecido através de uma tubulação de grande diâmetro. A tubulação passa por todos os radiadores.

Vantagens de um sistema de autocirculação de tubo único:

• consumo mínimo de materiais;
• facilidade de instalação;
• número limitado de tubos dentro da área residencial.

A principal desvantagem de um esquema com um tubo desempenhando funções de alimentação e retorno é o aquecimento desigual dos radiadores de aquecimento. A intensidade de aquecimento e a transferência de calor das baterias diminuem à medida que se afastam da caldeira.

Com um longo circuito de fiação e um grande número de radiadores, a última bateria pode ser completamente ineficaz. Recomenda-se a instalação de dispositivos de aquecimento “quentes” em salas voltadas para o norte, quartos de crianças e quartos

O esquema de aquecimento de dois tubos está ganhando terreno com segurança. Os radiadores conectam as tubulações de retorno e abastecimento. Anéis locais se formam entre as baterias e a fonte de calor.

Principais vantagens do sistema:

• todos os dispositivos de aquecimento aquecem uniformemente;
• a capacidade de ajustar o aquecimento de cada radiador separadamente;
• confiabilidade de operação do circuito.

Um sistema de circuito duplo requer grandes investimentos e custos trabalhistas. Será mais difícil instalar duas linhas de comunicação ao longo das estruturas dos edifícios.

O sistema de dois tubos é facilmente balanceado, garantindo o fornecimento de refrigerante na mesma temperatura para todos os dispositivos de aquecimento. Os quartos são aquecidos uniformemente

Fornecimento de refrigerante superior e inferior

Dependendo da localização da linha principal que fornece refrigerante quente, é feita uma distinção entre conexões superiores e inferiores.

Em sistemas de aquecimento abertos com fiação aérea, não há necessidade de usar dispositivos de exaustão de ar. Seu excesso é descarregado através da superfície do tanque de expansão comunicando-se com a atmosfera

Com distribuição aérea, a água quente sobe através do riser principal e é transferida através de tubulações de distribuição para os radiadores. A instalação de tal sistema de aquecimento é aconselhável em chalés de um e dois andares e em casas particulares.

Um sistema de fornecimento de calor com fiação inferior é bastante prático. O tubo de alimentação está localizado na parte inferior, próximo ao tubo de retorno. Movimento do refrigerante na direção de baixo para cima. A água, depois de passar pelos radiadores, é direcionada pela tubulação de retorno até a caldeira de aquecimento. As baterias estão equipadas Guindastes Mayevsky para remover o ar da linha.

Em sistemas de aquecimento com fiação inferior, torna-se necessária a utilização de dispositivos de exaustão de ar, sendo o mais simples a torneira Mayevsky

Risers verticais e horizontais

Com base no tipo de posição dos risers principais, é feita uma distinção entre métodos de roteamento de dutos verticais e horizontais. Na primeira opção, os radiadores de todos os andares são conectados a risers verticais.

A fiação vertical é usada na disposição de casas de dois, três ou mais andares com sótão, dentro das quais uma tubulação pode ser colocada e isolada

Características dos sistemas “verticais”:

• sem eclusas de ar;
• adequado para aquecimento de edifícios altos;
• conexão do piso ao riser;
• dificuldades na instalação de medidores de calor em apartamentos em edifícios de vários andares.

A fiação horizontal envolve a conexão de radiadores em um andar a um único riser. A vantagem do esquema é que o dispositivo utiliza menos tubos e os custos de instalação são menores.

Os risers horizontais são geralmente usados ​​​​em instalações de um e dois andares. A disposição do sistema é relevante em casas de painéis e edifícios residenciais sem paredes

Disposição de aquecimento tipo gravidade

É melhor confiar o desenvolvimento de um projeto de sistema gravitacional a especialistas em aquecimento. O documento especifica o tipo de aquecimento, método de conexão dos radiadores e circulação do refrigerante, parâmetros recomendados do equipamento, número de radiadores e metragem da tubulação.

Cálculo do sistema de fornecimento de calor

É necessário determinar as características hidráulicas do sistema, o que posteriormente ajudará a selecionar corretamente o diâmetro ideal da tubulação.

Num sistema de aquecimento natural, recomenda-se a instalação da caldeira na cave ou cave. Isso permite aumentar o comprimento do riser de trânsito

Para calcular o valor da pressão de circulação (RC) você deve ter os seguintes dados:

1. Distância do centro da caldeira de aquecimento ao centro do radiador (h). Quanto maior a distância entre esses dispositivos, mais estável será a circulação.
2. Pressão resfriada (Ro) e aquecido (Pr.) água.

A pressão de circulação depende apenas da diferença de temperatura do refrigerante. Indicadores exatos podem ser encontrados nos dados tabulares.

Quanto maior a diferença nas temperaturas do líquido refrigerante, maior será a pressão na linha. Portanto, é importante cuidar da temperatura de “entrada” do líquido

Para largura seções de pipeline influenciada pelo tipo de material. O diâmetro do tubo de aço deve ser de pelo menos 50 mm. Após a ramificação, a seção transversal da rodovia estreita-se em um tamanho. O retorno, ao contrário, é montado com posterior expansão.

É dada especial atenção ao volume do tanque de expansão. O tamanho do reservatório não deve ser inferior a 5% do volume total de refrigerante no sistema. O não cumprimento resultará na drenagem da água do sistema ou na ruptura da tubulação.

Seleção dos componentes principais

Para um sistema aberto, é melhor escolher uma caldeira que funcione com combustível sólido ou óleo combustível. Instalação de caldeiras elétricas e equipamentos a gás são proibidos.Às vezes, formam-se congestionamentos de ar na linha - isso pode levar a uma emergência.

A potência do aquecedor é determinada com base no cálculo - 1 kW de energia térmica por 10 m² de casa. Dependendo da qualidade do isolamento da sala, acrescenta-se 10-30% ao valor obtido.

A caldeira está localizada em uma sala separada equipada com circulação forçada de ar. O equipamento é instalado em material resistente ao fogo ou piso de concreto

O tanque de expansão para um sistema de aquecimento por gravidade deve ser de aço. É altamente indesejável o uso de materiais poliméricos. Para aquecer uma pequena casa térrea, um tanque de 8 a 15 litros é adequado.

Para construir o gasoduto, são utilizados tubos feitos dos seguintes materiais:

1. Aço. Eles são caracterizados por alta condutividade térmica e resistência a altas pressões. A desvantagem é a complexidade de instalação e a necessidade de utilização de equipamentos de soldagem.
2. Polipropileno. Principais vantagens: resistência às oscilações de temperatura, resistência, estanqueidade e facilidade de instalação. Vida útil – 25 anos.
3. Metal-plástico. O material não corrói e evita o entupimento do circuito. Desvantagens da rodovia: vida útil limitada (até 15 anos) e alto custo.
4. Cobre. Tubos com máxima transferência de calor e resistência a altas temperaturas - até +500°C. A principal desvantagem é o alto custo do material.

Em um circuito de aquecimento aberto radiadores estão instaladosfeito de metais de alta resistência.

Os mais comuns são os modelos de aço. Eles têm um equilíbrio ideal de parâmetros-chave: aparência, preço e potência térmica.

Devido às suas paredes finas, peso leve e alto grau de transferência de calor, os radiadores de aço são comparados aos convectores. O equipamento aquece rapidamente os ambientes devido ao movimento acelerado do ar

Abra as etapas de instalação do sistema

Todo o processo de organização de um sistema de aquecimento por gravidade pode ser dividido em várias etapas:

1. Instalação de caldeira. O equipamento é fixado no chão ou pendurado na parede. A escolha do método depende das dimensões da caldeira.
2. Layout do pipeline de acordo com o esquema escolhido e projeto desenvolvido. É importante observar o ângulo de inclinação recomendado do circuito da tubulação.
3. Instalação do radiador aquecimento e conectá-los ao sistema.
4. Instalação de tanque de expansão e seu isolamento.
5. Conectando todos os elementos, verificando o aperto das juntas e iniciando o sistema.

Após a caldeira, na tubagem de alimentação, é aconselhável instalar um sensor de temperatura para monitorizar o rendimento do sistema de aquecimento.

A instalação do sistema de aquecimento deve ser realizada na estação quente.A construção da rodovia e o comissionamento levarão cerca de uma semana

Características de montagem de um circuito forçado

Para que o sistema obrigatório se justifique e funcione adequadamente, é necessário escolher o direito Bomba de circulação e “incorporá-lo” corretamente na rede de aquecimento.

Selecionando uma bomba de circulação

Os principais parâmetros para a escolha do equipamento de bombeamento: potência e pressão do dispositivo. Estas características são determinadas com base na área da sala aquecida.

Indicadores indicativos:

• para casas de 250 m2, é adequada uma bomba com potência de 3,5 metros cúbicos por hora e pressão de 0,4 atm;
• em salas de 250 a 350 m², instale o aparelho a 4,5 metros cúbicos por hora com pressão de 0,6 atm;
• se a área da casa for 350-800 m2, então é aconselhável adquirir uma bomba com capacidade de 11 metros cúbicos por hora, cuja pressão seja de pelo menos 0,8 atm.

Numa seleção mais escrupulosa, os especialistas levam em consideração o comprimento do sistema de aquecimento, o tipo e número de radiadores, o material de fabricação e o diâmetro dos tubos, bem como o tipo de caldeira.

Instalando a bomba na rede principal

A bomba é colocada na linha de retorno para que o refrigerante não muito quente passe pelo aparelho. É possível instalar modelos modernos feitos de materiais resistentes a altas temperaturas na linha de abastecimento.

Ao inserir a bomba, a circulação da água não deve ser perturbada. É importante que em qualquer ponto da tubulação, quando a unidade de bombeamento estiver operando, a pressão hidrostática permaneça excessiva.

Quatro esquemas aceitáveis ​​​​para sistemas de aquecimento com circulação de bomba e tanque de expansão aberto. A pressão hidrostática é mantida no nível desejado

Opção 1. Elevando o tanque de expansão.Uma maneira simples de converter um sistema de circulação natural em forçado. Para implementar o projeto será necessário um sótão alto.

Opção 2. Movendo o tanque para um riser distante. O processo trabalhoso de reconstrução do sistema antigo e instalação de um novo não se justifica. Métodos mais simples e mais bem-sucedidos são possíveis.

Opção 3. Tubo do tanque de expansão próximo ao bico da bomba. Para alterar o tipo de circulação, é necessário desligar o tanque da linha de alimentação e depois conectá-lo à linha de retorno - atrás da bomba de circulação.

Opção 4. A bomba está incluída na linha de abastecimento. A maneira mais simples de reconstruir o sistema. A desvantagem do método são as condições operacionais desfavoráveis ​​​​para a bomba. Nem todo dispositivo pode suportar altas temperaturas.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Recomendações para montagem de sistema de aquecimento com circulação natural:

Vídeo nº 2. Procedimento para instalação da bomba de circulação:

Aspectos importantes da organização de um sistema de aquecimento eficaz são a escolha de um circuito funcional, o cálculo dos parâmetros da linha principal, a seleção de componentes e o acompanhamento da tecnologia de instalação. A instalação manual é possível se você tiver conhecimentos de encanamento, mas é melhor confiar o desenvolvimento de um projeto detalhado a profissionais.

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