Distribuição ideal de aquecimento em uma casa particular: comparação de todos os esquemas típicos
Ao resolver o problema de aquecimento de uma casa, existem muitas combinações de construção de um sistema de fornecimento e remoção de refrigerante. Cada instalação de aquecimento numa casa privada pode ser classificada de acordo com vários critérios.
Sugerimos compreender as nuances da disposição e operação das opções possíveis. Compreender os princípios de design, prós e contras de cada tipo de fiação ajudará você a planejar a geometria do sistema e seu design, levando em consideração as características individuais da sala.
O conteúdo do artigo:
Modelando a geometria de contorno ideal
Para uma casa particular, podem ser projetados vários circuitos fechados de água que aquecerão diferentes ambientes. Eles podem diferir significativamente entre si no tipo de fiação.
Ao projetar, em primeiro lugar, levam em consideração a operabilidade do sistema, bem como a geometria ideal do ponto de vista da minimização de custos, da facilidade de instalação e da capacidade de encaixar elementos de aquecimento no projeto das instalações.
Circulação natural e forçada de água
O aquecimento do refrigerante para aquecimento da casa ocorre em um ou mais dispositivos localizados no interior. Podem ser fogões, lareiras, bem como caldeiras a gás, elétricas ou a combustível sólido.
A pressão da água no circuito é garantida quer através da utilização de bombas de circulação, quer através da disposição da geometria do sistema para criar condições de circulação natural.
Além disso, a fonte de água quente pode ser um sistema de aquecimento centralizado para várias casas. Em caso de baixa pressão, é possível conectar bombas de circulação para criar pressão adicional e aumentar a velocidade de movimento do fluido nas tubulações.
Ao escolher a opção com circulação natural do refrigerante ou baixa pressão em tubulações com aquecimento centralizado, é necessário considerar cuidadosamente a possibilidade de maximizar o uso de leis físicas que permitem iniciar e manter o movimento do fluido.
Um elemento obrigatório da fiação neste caso é o coletor de aceleração. É um tubo vertical por onde a água quente sobe, depois é distribuída pelos aparelhos de aquecimento e, tendo perdido a temperatura inicial, desce.
Devido às diferentes densidades, ocorre uma diferença na pressão hidrostática entre as colunas de líquido quente e fria, que é a força motriz para a circulação da água.
Fiação vertical e horizontal
A água quente pode ser fornecida aos radiadores de diferentes maneiras. A fiação é convencionalmente dividida em vertical e horizontal, de acordo com a posição dos tubos (risers) que fornecem água diretamente aos radiadores de aquecimento.
Esquemas verticais com abastecimento superior de água quente, aproveitam ao máximo a diferença de pressão hidrostática entre os segmentos quente e frio do circuito, por isso são quase sempre utilizados com circulação natural, bem como com baixa pressão no sistema.
Além disso, tais circuitos estão operacionais em caso de desligamento de emergência da bomba, que pode ocorrer por quebra ou falta de energia elétrica.
A fiação de alimentação inferior praticamente não é utilizada para aquecimento com circulação natural.Havendo boa pressão no sistema, justifica-se a sua utilização, uma vez que tal esquema apresenta duas vantagens significativas em relação à opção alternativa.
Vantagens do esquema:
- menor comprimento total de tubos utilizados;
- não há necessidade de passar a tubulação pelo sótão ou nichos tecnológicos sob o teto do segundo andar.
Diagrama horizontal As distribuições de aquecimento são usadas para casas particulares térreas. Se o edifício tiver dois ou mais andares, é frequentemente usado nos casos em que os risers verticais são indesejáveis do ponto de vista do projeto.
As tubagens horizontais de abastecimento e descarga de água podem ser integradas organicamente no interior das instalações, bem como escondidas debaixo do chão ou em nichos situados ao nível do chão.
Escolha da opção de um ou dois tubos
O abastecimento de água quente e a retirada de água resfriada para o sistema de aquecimento de uma residência particular podem ser feitos por meio de uma ou duas tubulações.Cada opção possui lados positivos e negativos, além de características de uso dependendo do tipo de fiação.
Usando um diagrama de conexão de tubo único
Um esquema de aquecimento de água para uma casa particular usando um tubo para fornecer água quente e descarregar água resfriada é chamado de tubo único. A principal vantagem de tal sistema é minimizar o comprimento dos tubos.
As principais vantagens da opção:
- custos mais baixos para aquisição de elementos do sistema de aquecimento;
- a instalação mais simples e rápida;
- menor risco de acidente.
A principal desvantagem aquecimento de tubo único é uma diminuição gradual da temperatura da água que passa sequencialmente por todos os radiadores do circuito.
Portanto, é necessário utilizar uma área superficial um pouco maior dos radiadores mais recentes (mais cotovelos), o que muitas vezes compensa o custo benefício de minimizar o comprimento dos tubos.
Além disso, devido a esta desvantagem, existem restrições para um circuito quanto ao número de radiadores conectados. Se houver muitos deles, estes praticamente não emitirão calor ao longo do fluxo do refrigerante.
Além disso, surge um problema ao calcular a transferência de calor. Aqui é necessário ter em conta que desligar os primeiros radiadores do sistema de aquecimento conduz a um aumento da temperatura da água que entra nos dispositivos subsequentes.
Não faz sentido utilizar circuitos monotubo com fiação inferior vertical, pois o comprimento dos tubos será igual à versão bitubo, o que elimina todas as vantagens, mas deixa desvantagens.
O dispositivo de aquecimento geralmente é conectado através desviarpoder desligar qualquer um deles sem interromper a circulação da água no circuito.
Para economizar nas torneiras, você não precisa desviar a água da torneira, mas então terá que interromper o funcionamento desta parte do sistema e escoar a água caso seja necessário substituir ou consertar o radiador.
A opção mais econômica é usar um tubo de aço com diâmetro de 1,5-2 polegadas sem radiadores de aquecimento. A ausência de torneiras e acessórios torna este sistema também o mais prático porque minimiza o risco de fugas ou fugas de água.
Leia mais sobre como calcular um sistema de aquecimento de tubo único em Este artigo.
Aplicação da opção de aquecimento de dois tubos
O diagrama do circuito de aquecimento, quando um tubo é usado para fornecer água quente aos dispositivos de aquecimento e o segundo para retornar a água resfriada, é chamado de dois tubos.
Suas principais vantagens:
- a temperatura da água fornecida a todos os radiadores é a mesma;
- desligar um ou mais radiadores não afeta a temperatura da água fornecida aos restantes dispositivos de aquecimento;
- as restrições ao número de radiadores para um circuito de aquecimento dependem apenas do volume de produção dos tubos.
A principal desvantagem dessa fiação é um ligeiro aumento na metragem do tubo.
Isto leva a algumas desvantagens adicionais:
- aumentam os custos de aquisição e instalação de elementos do sistema de aquecimento;
- a integração no interior de uma casa privada torna-se mais difícil.
O número de conexões e torneiras para um sistema de dois tubos é quase o mesmo que para um sistema de tubo único.
Dependendo do movimento relativo da água quente e gelada diagramas de fiação de dois tubos são divididos em dois tipos:
- incidental;
- fim da linha.
Esquema associado. Ambos os fluxos se movem na mesma direção e, portanto, a duração do ciclo de circulação do refrigerante para cada radiador é a mesma. Neste caso, eles aquecem na mesma proporção quando o sistema de aquecimento é iniciado.
Opção de beco sem saída. A direção do movimento da água quente e gelada é contrária. Os radiadores mais próximos da caldeira aquecem mais rapidamente.
Quanto menor for a velocidade da água, mais perceptível será este efeito, portanto, com a circulação natural, o aquecimento de algumas divisões ocorrerá muito mais lentamente do que outras.
Se uma bomba de circulação for usada ou a distância entre o primeiro e o último radiador no circuito for pequena, o efeito do aquecimento desigual com uma fiação de dois tubos sem saída é invisível. Então a escolha por uma ou outra opção é determinada exclusivamente por considerações sobre a conveniência de instalação do tubo de retorno.
Incorporando um coletor de distribuição no sistema
Um método recentemente popular de organizar o aquecimento de água é o chamado “esquema de radiação” usando um coletor de distribuição.
Este método de fiação funciona de forma confiável apenas com boa pressão de água no sistema, portanto não é utilizado com circulação natural.
Sistema de conexão radial do radiador
A divisão mais uniforme e controlada do fluxo do refrigerante entre os dispositivos de aquecimento pode ser alcançada usando coletor de distribuição.
O aparelho inclui dois pentes, um dos quais recebe a água quente da caldeira e a distribui pelos radiadores, e o outro devolve a água resfriada e a envia de volta à caldeira.
Os radiadores são conectados através do coletor de distribuição em paralelo, portanto, com esta fiação, consegue-se uma diferença mínima na temperatura do refrigerante fornecido aos dispositivos de aquecimento.
Isso facilita muito o cálculo dos parâmetros do radiador na fase de projeto e também permite ajustar facilmente a potência de cada dispositivo durante a operação.
A segunda vantagem significativa dessa fiação é a capacidade de controlar os parâmetros do fornecimento de refrigerante para todos os dispositivos em um só lugar. O coletor é colocado em um gabinete especial com acesso a indicadores e controles: válvulas, torneiras e bombas.
Isto é conveniente do ponto de vista da regulação do microclima da casa e facilita a instalação de radiadores no interior da divisão.
As desvantagens dos sistemas com circuito de distribuição de aquecimento coletor incluem o comprimento máximo dos tubos de abastecimento de água e drenagem dos radiadores. Esta opção é a mais cara em termos de custo dos elementos do circuito e a mais difícil de instalar, além de exigir certas qualificações.
Via de regra, os tubos em distribuição de aquecimento radiante instalado na betonilha. Isso significa que é necessário projetar e instalar tal sistema durante a construção ou grande reforma de uma casa particular.
É bastante difícil implementar uma opção múltipla para conectar radiadores ou alterar a geometria dos circuitos em salas com reformas internas já concluídas. Esta é a segunda desvantagem significativa deste tipo de fiação.
Regras para uso de piso aquecido
Uma forma confortável e muito popular de aquecer instalações residenciais - instalação de piso aquecido. Se a área aquecida for pequena, pode-se conviver com um tubo colocado na betonilha.
Para grandes áreas, a utilização de um único tubo não é possível pelos seguintes motivos:
- a quantidade de calor fornecida não será suficiente para aquecer toda a divisão, além disso, este aquecimento será desigual;
- com comprimento longo, ocorre forte resistência hidrodinâmica ao fluxo do fluido, o que leva ao consumo excessivo de energia para criar pressão e aumenta o risco de vazamento de água nas juntas.
Portanto, com uma grande área de piso radiante, a utilização de vários tubos não é um desejo, mas sim uma necessidade.
Neste caso, a ligação é feita através do coletor de distribuição.
Muitas vezes, o coletor está equipado com uma unidade misturadora para regular a temperatura da água fornecida aos tubos do piso radiante.O fato é que para aquecimento de radiadores, via de regra, utiliza-se um líquido com faixa de temperatura de 70-80°C, enquanto para pisos aquecidos são necessários cerca de 40°C.
O controle de temperatura através do misturador é confiável, o que é muito importante, pois o excesso de temperatura pode causar deformações significativas no revestimento do piso: linóleo, laminado ou parquet.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Representação esquemática da fiação de aquecimento em uma casa de dois andares com grande área. Sistema de dois tubos associados e sem saída e pisos aquecidos conectados através de coletores. Eliminando conflitos entre bombas de circulação usando uma seta hidráulica:
Circuito de radiação para aquecimento de edifício de dois andares. Como o acabamento final ainda não foi realizado, toda a fiação está bem visível. As nuances de colocar tubos no chão sob uma mesa de concreto:
Opinião de um instalador de sistemas de aquecimento praticante sobre vários esquemas utilizados em residências particulares. Uma visão geral dos prós e contras da circulação natural, tubo único, tubo duplo associado e beco sem saída, bem como fiação do coletor:
A cablagem apresentada para aquecimento de casas é típica e pode ser modificada tendo em conta a geometria das instalações, os valores de temperatura exigidos ou outros fatores. Ao modificar circuitos, é necessário cumprir as leis e princípios fundamentais da física, hidráulica, ciência dos materiais e outras disciplinas.
No caso de resolver problemas complexos ou atípicos, é preferível recorrer a especialistas, pois a remodelação de sistemas de aquecimento pode ser ainda mais cara do que a sua modelação e instalação.
Se você tiver alguma dúvida ou quiser compartilhar sua experiência pessoal na instalação de aquecimento em sua casa, deixe comentários neste artigo.Você pode complementar sua avaliação com uma foto - o formulário de contato está localizado abaixo.
Fiz a coisa mais simples da minha casa. Depois de instalar a caldeira a gás num nicho, retirei o riser dela e passei o tubo de alimentação por baixo do tecto com uma ligeira inclinação ao longo das paredes de toda a casa. Conectei os tubos do tubo de alimentação por cima aos dispositivos e conectei os radiadores por baixo ao tubo principal, transportando o refrigerante resfriado de volta para a unidade da caldeira. Uma bomba foi instalada na entrada. Apesar da presença de bomba, ainda instalei tubos com inclinação em direção à caldeira. Isso foi feito apenas para evitar o congelamento em caso de queda de energia por algum motivo e a bomba parar de funcionar. Assim, a água aquecida na caldeira pode mover-se de forma independente pela tubulação, sem bomba.
Em vez de uma caldeira a gás, tenho um recuperador de calor com circuito de água. E em vez de declives (em caso de queda de energia) - uma bateria com adaptador para 220 V, e se por muito tempo - um gerador. Tudo parece estar bem, mas há um problema - o volume de líquido no sistema mal chega a 20 litros, e segundo a descrição do fogão são necessários de 40 a 130 litros. Alguém já encontrou esse problema?
Quero conectar um antigo aquecedor de água de 30 litros ao sistema, mas não entendo se isso vai resolver o problema, porque o aquecedor de água, ao contrário das baterias, não vai resfriar a água, só vai aumentar a quantidade de líquido circulante. Ajudem com conselhos, senhores, por favor!
Vyacheslav, você é simplesmente ótimo...! Se você se exibir, significa que nem tudo é tão bom quanto você “desenha”.
Bom dia. Tenho uma opção de aquecimento de dois tubos com circuito sem saída.Mas o problema é que a casa é construída de tal forma que primeiro os tubos centrais chegam ao meio, de onde devem ser encaminhados em diferentes direções, com diferentes números de baterias em ambas as alas.
Diga-me como organizar adequadamente os “tees” para controlar a distribuição uniforme do líquido nas duas asas?
Obrigado