Como funcionam os sistemas de aquecimento com circulação por bomba: diagramas de organização
Mesmo artesãos experientes nem sempre conseguem garantir o movimento natural do refrigerante ao longo do circuito de aquecimento.Acontece que a água circula pelo sistema, mas não entra calor suficiente na casa.
Cada vez mais, os proprietários de casas particulares preferem instalar sistemas de aquecimento com circulação por bomba, que são bastante diversos e convenientes. Neste artigo examinamos os esquemas básicos para organizar o aquecimento forçado, complementando o material com ilustrações visuais e fotos.
Também selecionamos vídeos úteis com recomendações de especialistas para instalação de equipamentos de bombeamento para sistema de aquecimento. Isso permitirá que você entenda detalhadamente a questão da instalação da bomba.
O conteúdo do artigo:
O princípio de funcionamento do sistema sob coação
Uma bomba de circulação é um pequeno dispositivo elétrico extremamente simples. Dentro da carcaça existe um impulsor que gira e dá ao refrigerante que circula pelo sistema a aceleração necessária. O motor elétrico que fornece rotação consome muito pouca eletricidade, apenas 60-100 W.
A presença de tal dispositivo no sistema simplifica muito seu projeto e instalação. A circulação forçada do refrigerante permite a utilização de tubos de aquecimento de pequeno diâmetro e amplia as possibilidades na escolha de caldeira de aquecimento e radiadores.
Muitas vezes, um sistema originalmente criado com a expectativa de circulação natural, funciona de forma insatisfatória devido à baixa velocidade de movimento do refrigerante através dos tubos, ou seja, baixa pressão de circulação. Neste caso, a instalação de uma bomba ajudará a resolver o problema.
Porém, não se deve deixar levar muito pela velocidade da água nas tubulações, pois ela não deve ser excessivamente alta. Caso contrário, com o tempo, a estrutura pode simplesmente não suportar pressões adicionais para as quais não foi projetada.
Para instalações residenciais, são recomendados os seguintes limites máximos de velocidade para movimento do refrigerante:
- com diâmetro nominal de tubo de 10 mm - até 1,5 m/s;
- com diâmetro nominal de tubo de 15 mm - até 1,2 m/s;
- com diâmetro nominal de tubo igual ou superior a 20 mm - até 1,0 m/s;
- para despensas de edifícios residenciais - até 1,5 m/s;
- para edifícios auxiliares - até 2,0 m/s.
Em sistemas com circulação natural tanque de expansão geralmente colocado no saque. Mas se o projeto for complementado com uma bomba de circulação, geralmente é recomendado mover o tanque de armazenamento para a linha de retorno.
Além disso, em vez de um tanque aberto, deve-se instalar um fechado.Somente em um apartamento pequeno, onde o sistema de aquecimento é curto e tem uma estrutura simples, você pode prescindir dessa reorganização e usar o antigo tanque de expansão.
Cálculos para sistemas de aquecimento forçado
Um sistema de circulação forçada devidamente organizado requer cálculos de engenharia complexos. Mas algumas fórmulas permitem avaliar o estado do sistema e ter uma ideia mais precisa das alterações necessárias, principalmente se se trata de uma pequena casa ou apartamento. A potência do equipamento de aquecimento é geralmente selecionada com base no tamanho das salas que devem ser aquecidas.
Os fabricantes geralmente recomendam que a vazão do refrigerante, medida em litros por minuto, corresponda ao número de quilowatts de potência da caldeira. Isto significa que para uma caldeira de 40 W, o caudal de refrigerante mais adequado é de 40 l/min.
Da mesma forma, o consumo de água é calculado para uma sala separada ou grupo de salas. Neste caso, eles são guiados pela potência total dos radiadores instalados no local.
O diâmetro dos tubos de aquecimento é determinado de acordo com o fluxo de refrigerante estabelecido:
- a uma vazão de 5,7 l/min, são necessários tubos de meia polegada;
- a uma vazão de 15 l/min, são necessários tubos de três quartos de polegada;
- a uma vazão de 30 l/min, são necessários tubos em polegadas;
- a uma vazão de 53 l/min, são necessários tubos de uma polegada e um quarto;
- a uma vazão de 83 l/min, são necessários tubos de uma polegada e meia;
- a uma vazão de 170 l/min, são necessários tubos de duas polegadas;
- a uma vazão de 320 l/min, são necessários tubos de duas polegadas e meia, etc.
Para determinar os parâmetros de uma bomba de circulação adequada, é necessário medir o comprimento de todo o circuito de aquecimento ao qual será ligada. Para um sistema de dez metros é necessária uma cabeça de bomba de 0,6 m. Por cálculos simples, descobrimos que para um sistema de 60 metros de comprimento é necessária uma bomba de 3,6 m.
No entanto, estes parâmetros só são válidos para um sistema em que o diâmetro do tubo esteja corretamente selecionado, conforme indicado acima. Se forem utilizados tubos muito estreitos, será necessária uma bomba mais potente para superar o excesso de pressão hidráulica que ocorre no sistema devido à seleção incorreta do tubo.
Fornecemos recomendações detalhadas para a escolha de uma bomba de circulação Neste artigo.
Esta regra também se aplica na direção oposta: se os tubos forem mais largos do que o exigido pela norma, a potência projetada da bomba de circulação deve ser reduzida.
Um componente importante dos sistemas de aquecimento forçado é o grupo de segurança:
Os especialistas recomendam comprar não um, mas dois desses dispositivos ao mesmo tempo. Um é o principal e o segundo está na reserva. Pode ser instalado no bypass ou guardado na despensa.
A bomba de circulação costuma ser resistente a avarias, mas é sensível à qualidade da água do circuito de aquecimento. Para prolongar a operação do equipamento de aquecimento, faz sentido fornecer filtração do refrigerante e medidas oportunas para lavando o sistema.
Esquemas de sistemas com circulação de bomba
Os sistemas de aquecimento por circulação forçada diferem da seguinte forma:
- como um ou dois tubos (opção para conectar tubos a radiadores);
- com risers verticais ou linhas horizontais;
- beco sem saída ou com movimento de refrigeração associado
- com fiação superior ou inferior.
Os sistemas de tubo único estão se tornando cada vez menos comuns, pois suas desvantagens superam significativamente suas vantagens. Esta é uma opção muito simples em que os radiadores são ligados em série.O refrigerante passa por cada dispositivo de aquecimento, esfriando gradualmente.
Obviamente, com tal esquema, os primeiros radiadores aquecerão melhor a sala do que aqueles localizados no final do sistema. É necessário instalar mais radiadores no trecho final da linha do que no início para suavizar a diferença de temperatura.
Tal dispositivo é extremamente inconveniente, pois é impossível desligar apenas um radiador em caso de avaria, será necessário drenar o líquido refrigerante de todo o circuito. O esquema de dois tubos envolve conectar cada radiador em paralelo usando dois tubos a uma linha comum.
Claro que para isso será necessário utilizar mais materiais, o custo total e o tempo de instalação serão maiores do que na opção monotubo.
Válvulas de corte são instaladas em cada radiador com conexão de dois tubos. Isto permite, se necessário, retirar ou desligar apenas um radiador, enquanto os restantes elementos do sistema continuam a funcionar normalmente.
O aquecimento com este esquema é realizado de maneira uniforme, pois o refrigerante entra em cada radiador por uma linha separada e depois retorna à caldeira para aquecimento, em vez de passar pelos demais radiadores.
Os risers verticais são usados em edifícios de vários andares, sendo conveniente conectar a eles radiadores localizados em andares diferentes.O design vertical facilita a rápida remoção do ar preso no sistema, o que reduz significativamente a probabilidade de formação de bloqueios de ar.
Nos circuitos horizontais, a linha principal, à qual os radiadores são conectados em paralelo, está localizada, como o nome indica, em um plano horizontal. Este tipo de sistema é adequado para aquecimento de edifícios térreos com grande área.
Uma opção relativamente barata não está imune à formação de congestionamentos de ar. Para evitar esse tipo de problema, são utilizadas saídas de ar automáticas. Detalhamos as regras para remover uma eclusa de ar de um sistema de aquecimento. revisado aqui.
O aquecimento irregular é típico não apenas para sistemas de tubo único, mas também para opções de aquecimento sem saída, que são bastante difundidas.
Neste esquema, o refrigerante flui na direção oposta ao fluxo de retorno. Como resultado, radiadores aparecem no sistema, recebendo refrigerante um tanto resfriado, que então flui para o tubo de retorno.
Como resultado, mais calor flui primeiro para os radiadores a partir do riser, e menos calor flui para os radiadores mais distantes. Em áreas pequenas esse ponto pode não ser tão perceptível, mas em casas espaçosas será perceptível.Nesta situação, recomenda-se fazer várias linhas mais curtas em vez de uma longa, para que todo o refrigerante circule pelos ramais aproximadamente na mesma temperatura.
O esquema associado baseia-se precisamente no mesmo comprimento dos anéis de circulação em toda a casa, o que permite obter uma uniformidade de aquecimento extremamente precisa. Mas implementar esta opção de fiação não é fácil, pois será necessário instalar um grande número de tubos.
A fiação superior e inferior recebem o nome da localização do tubo de alimentação. No primeiro caso, o refrigerante entra no sistema por cima e no segundo - por baixo.
Com a fiação superior, o tanque de expansão é instalado no ponto mais alto do sistema, o refrigerante se espalha por todo o sistema sob a influência da gravidade. A linha de retorno aqui estará abaixo dos radiadores. Para implementar tal projeto em uma casa particular, é necessário um sótão, onde está instalado o tanque.
Caso não haja condições de distribuição superior, utilize a segunda opção, quando o refrigerante é fornecido por baixo e o retorno é instalado acima dos radiadores. A tarefa de mover o refrigerante a uma velocidade suficientemente alta é atribuída principalmente à bomba de circulação.
Este esquema é instalado de forma gradual, do piso inferior ao superior, enquanto a linha de alimentação é feita com ligeira inclinação para evitar a ocorrência de congestionamentos de ar.
Para remover bolsas de ar, as comunicações de aquecimento são equipadas com saídas de ar automáticas:
Onde colocar a bomba de circulação?
Na maioria das vezes, a bomba de circulação é instalada no lado de retorno e não no lado de alimentação. Acredita-se que haja menor risco de desgaste rápido do aparelho, uma vez que o refrigerante já esfriou. Mas para as bombas modernas isso não é necessário, pois elas possuem os chamados rolamentos lubrificados a água. Eles já foram projetados especificamente para tais condições operacionais.
Isso significa que é possível instalar uma bomba de circulação no lado da alimentação, principalmente porque aqui a pressão hidrostática do sistema é menor. O local de instalação do dispositivo divide convencionalmente o sistema em duas partes: a área de descarga e a área de sucção.Uma bomba instalada na alimentação, imediatamente após o tanque de expansão, bombeará a água para fora do tanque de armazenamento e a bombeará para o sistema.
Se a bomba estiver instalada na linha de retorno em frente ao tanque de expansão, ela bombeará água para o tanque, bombeando-a para fora do sistema. A compreensão deste ponto ajudará a levar em consideração as características da pressão hidráulica em vários pontos do sistema. Quando a bomba está funcionando, a pressão dinâmica em um sistema com uma quantidade constante de refrigerante permanece constante.
É importante não apenas escolher o local ideal para a instalação do equipamento de bombeamento, mas também instalá-lo corretamente. Recomendamos que você se familiarize com os detalhes instalação de bomba de circulação.
O tanque de expansão cria a chamada pressão estática. Em relação a este indicador, é criada uma pressão hidráulica aumentada na área de descarga do sistema de aquecimento e uma pressão reduzida na área de vácuo.
O vácuo pode ser tão forte que atingirá o nível de pressão atmosférica ou até mesmo menor, e isso cria condições para que o ar do espaço circundante entre no sistema.
Na área de aumento de pressão, o ar pode, ao contrário, ser expelido do sistema e, às vezes, é observada a ebulição do refrigerante. Tudo isso pode levar ao funcionamento incorreto do equipamento de aquecimento. Para evitar tais problemas, garanta excesso de pressão na área de sucção.
Para fazer isso, você pode usar uma das seguintes soluções:
- elevar o tanque de expansão a uma altura de pelo menos 80 cm do nível dos tubos de aquecimento;
- coloque o drive no ponto mais alto do sistema;
- desconecte o tubo de armazenamento da alimentação e transfira-o para o retorno após a bomba;
- instale a bomba não no retorno, mas na alimentação.
Nem sempre é possível elevar o tanque de expansão a uma altura suficiente. Geralmente é colocado no sótão se houver espaço necessário. É importante seguir as regras de instalação da unidade para garantir seu funcionamento sem problemas.
Fornecemos recomendações detalhadas para instalação e conexão do tanque de expansão em nosso outro artigo.
Se o sótão não for aquecido, o tanque de armazenamento deverá ser isolado.É muito difícil mover o tanque até o ponto mais alto de um sistema de circulação forçada se ele foi previamente criado como natural.
Parte da tubulação deverá ser refeita para que a inclinação das tubulações fique voltada para a caldeira. Em sistemas naturais, a inclinação costuma ser feita em direção à caldeira.
Alterar a posição do tubo do tanque de alimentação para retorno geralmente não é difícil de fazer. E a última opção é igualmente fácil de implementar: instale uma bomba de circulação no sistema na linha de abastecimento atrás do tanque de expansão.
Em tal situação, é recomendável escolher o modelo de bomba mais confiável que possa suportar o contato com o líquido refrigerante quente por um longo período.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Você pode encontrar informações interessantes sobre sistemas de aquecimento forçado neste vídeo:
Informações mais detalhadas sobre os cálculos necessários na escolha de uma bomba de circulação podem ser encontradas aqui:
Este vídeo descreve detalhadamente o projeto e o procedimento de instalação da bomba de circulação:
Os sistemas de aquecimento forçado não são tão complicados como podem parecer à primeira vista. Mas para implementar tal tarefa é necessário realizar cálculos corretamente e traçar um projeto competente. Sujeito a estas condições, você pode fornecer à sua casa um aquecimento confiável e eficiente.
Você está selecionando o esquema ideal para instalar um sistema de aquecimento forçado em sua casa? Talvez você tenha dúvidas que não abordamos neste artigo? Pergunte ao nosso especialista no bloco de comentários.
Ou deseja complementar o material com conselhos práticos sobre a instalação de equipamentos de bombeamento? Escreva para nós - seus comentários ajudarão muitos novatos.
No outono compramos uma casa particular, boa, mas, como se viu, com aquecimento problemático. Pelo que consegui entender, trata-se de um sistema aberto de dois tubos, a água flui por gravidade através das baterias. E nos dois últimos quartos estão completamente frios. Aumentei a temperatura da caldeira, escoei a água, enchi de novo, ficou tudo igual.
Agora que instalei uma bomba de circulação, os radiadores começaram a esquentar muito melhor. Mas encontrei outro problema: não há baterias leves e frias novamente. É bom, pelo menos as luzes raramente são apagadas.
Boa tarde. Eu realmente preciso do seu conselho. Instalamos uma caldeira a combustível sólido, tudo foi feito conforme o vídeo. Pegamos os canos 25, mas infelizmente surgiu um problema - a bomba de circulação esquenta muito, mesmo quando circula água fria no sistema. Neste caso a caldeira não funciona e a bomba pega fogo. Qual poderia ser o problema?
Nós quebramos a cabeça - testamos bombeando água fria de um tanque para um tanque que fica do lado de fora em caso de falta de água na casa, apenas como reserva. Neste caso, nossa bomba está fria. O tanque de expansão está localizado atrás do fogão em uma caixa artesanal.
Olá. Como você verificou o funcionamento da bomba de circulação drenando água de outro tanque com água fria, isso elimina diversas fontes de problemas.
Vejamos quais poderiam ser os motivos do superaquecimento da bomba de circulação:
1. O primeiro motivo é a instalação inadequada, que pode levar à ventilação; o eixo do rotor também pode mudar;
2.Bloqueios no sistema de aquecimento, que levam ao aumento da carga do equipamento, o que por sua vez leva ao superaquecimento;
3. Pressão insuficiente, que ocorre quando a fase está conectada incorretamente durante uma conexão trifásica a um circuito de aquecimento, o que leva à violação do sentido de movimento das pás e ao superaquecimento.
Acho que verificar um dos pontos acima permitirá detectar e eliminar a causa do superaquecimento.