Disseny d'un sistema de calefacció obert: requisits bàsics per al circuit, accessoris i instal·lació

El disseny independent, la selecció de components i la instal·lació d’un sistema de calefacció és una de les activitats més difícils. Molt sovint, intenten reduir inicialment la complexitat de realitzar aquestes etapes. Per a això, es dóna preferència a un sistema de calefacció obert. Tancs d’expansió, circuits, bombes: com determinar correctament els paràmetres òptims d’aquests components de subministrament de calor?

Característiques de la disposició de la calefacció oberta

El clàssic sistema de calefacció de tipus obert per a una casa particular difereix d’un sistema tancat en termes de pressió. És igual a l’atmosfèric. Per tant, per a la disposició d’aquest tipus de subministrament de calor, calen molts menys components i càlculs precisos. Però això no vol dir que es pugui elaborar un esquema de calefacció obert de manera poc professional.

Per a l'estabilització automàtica de la pressió del refrigerant a les canonades, es proporciona al tanc un tanc d'expansió obert per a la calefacció oberta. El disseny d’aquest component distingeix l’esquema de subministrament de calor obert del tancat. El moviment del refrigerant es pot dur a terme de dues maneres:

• Expansió tèrmica d’aigua calenta... Això requereix un augment ascendent. Segons aquest esquema, es dissenya un sistema de calefacció obert amb circulació natural;
• Instal·lació d’equips de bombament... Permet augmentar la velocitat de moviment del refrigerant. Es necessita una bomba en un sistema de calefacció obert si la longitud total de les línies supera els 25 m.

A més, cal reduir l’índex de fricció de l’aigua al seu pas per les canonades. Per a això, el diàmetre d'aquest últim ha de ser com a mínim de 30 mm. En cas contrari, augmentarà la resistència hidràulica, cosa que reduirà la circulació natural.

El component que defineix l’esquema és la caldera d’un sistema de calefacció obert. És important no només triar el disseny i el principi de funcionament adequats del dispositiu, sinó també complir totes les normes d’instal·lació.

Tot i que el cost d’un sistema de calefacció obert amb bomba serà significativament inferior al d’un sistema tancat similar, la instal·lació del primer és difícil. Això s’ha de tenir en compte a l’hora de dissenyar el subministrament de calor.

Triar un esquema de subministrament de calor obert

En la primera fase de disseny, és important triar l’esquema adequat per a un sistema de calefacció obert amb bomba. Depèn dels paràmetres de la casa, del mode tèrmic d’operació requerit del subministrament de calor i de les capacitats financeres.

Penseu en els principals paràmetres que afectaran directament l’elecció i el càlcul posterior d’un sistema de calefacció obert:

• Superfície total de locals climatitzats... Si aquesta característica és inferior a 60 m², es pot instal·lar un sistema gravitatori;
• Nombre de plantes de les altures de la casa i del sostre... Per al sistema gravitatori, un requisit previ és la presència d’un flux accelerat. Sense ella, pot aparèixer aire en un sistema de calefacció obert i la circulació es deteriorarà;
• Mode tèrmic d’operació estimat... Per a baixes temperatures, s’utilitza un sistema de calefacció obert amb una bomba de circulació.En cas contrari, una lleugera expansió de l’aigua no crearà la circulació necessària.

Només després d’una anàlisi exhaustiva d’aquests indicadors, així com del càlcul de les pèrdues de calor a la casa, es pot decidir si subministrar calefacció de tipus obert amb o sense bomba.

El millor és calcular la pèrdua de calor d’un edifici mitjançant programes especialitzats. Les seves versions de demostració es distribueixen de forma gratuïta.

Sistema de calefacció per gravetat

La principal diferència entre la gravetat i la resta és l’absència total de mecanismes per al moviment forçat del fluid a través de les canonades. Aquells. aquest procés només es realitza mitjançant l'expansió tèrmica de l'aigua calenta.

Per al correcte funcionament del subministrament de calor, cal instal·lar un ascensor accelerador. Es munta directament després de la caldera i es col·loca verticalment. La seva alçada ha de ser com a mínim de 3,5 m. Si no es compleix aquesta condició, el líquid escalfat procedent de la caldera per a un sistema de calefacció obert no tindrà prou velocitat.

A més d’aquest factor, cal tenir en compte els detalls següents de l’organització d’un sistema de calefacció obert amb circulació natural:

• Pendent obligatori de la canonada. La línia de subministrament des de l’aixecador ha d’estar inclinada cap als escalfadors. Tornar a la caldera. Nivell de pendent: 1 cm per metre;
• La caldera es troba al punt més baix del circuit;
• Per a un funcionament normal, es necessiten tancs d’expansió de tipus obert per als sistemes de calefacció. També es munten per a circuits de circulació forçada.

No es recomana instal·lar una caldera elèctrica per a un sistema de calefacció de gravetat obert. El mateix que la contrapart del gas. Això es deu a l'alta probabilitat de bosses d'aire, que poden provocar un escalfament excessiu de l'intercanviador de calor.

Per augmentar l'eficiència del treball en un circuit de calefacció obert amb circulació natural, el diàmetre de la canonada de reforç ha de ser 1 mida menor que la secció transversal de la línia principal.

Circulació forçada en calefacció

Recentment, els propietaris de cases particulars i cases de camp d’estiu han modernitzat el sistema de calefacció instal·lant només un component: una bomba. Està dissenyat per millorar la circulació del refrigerant.

En general, la disposició d’un sistema de calefacció obert amb una bomba de circulació no és diferent de l’anterior. És important triar la ubicació adequada per a la bomba. Es munta a la canonada de retorn davant de la seva entrada a la caldera de calefacció. La distància òptima ha de ser d’1,5 m.

Per a aquest circuit de calefacció obert, cal tenir en compte els punts següents:

• La bomba s’instal·la a la derivació. Això és necessari per garantir la circulació d’aigua en cas d’avaria o tall de subministrament elèctric;
• Cal instal·lar una vàlvula de retenció. Evitarà l’aparició de l’efecte de circulació inversa;
• Durant la instal·lació es té en compte la direcció de moviment del refrigerant.

L’avantatge d’utilitzar un circuit de calefacció de tipus obert amb una bomba és reduir la inèrcia del sistema. A causa de l’augment de la circulació, les bateries i els radiadors s’escalfaran més ràpidament.

Per a un circuit de calefacció obert amb una bomba de circulació, s’han de calcular els seus paràmetres: pressió i rendiment.

Conjunt complet de sistema de calefacció obert

A més de la bomba en un sistema de calefacció obert, cal seleccionar altres components. El rendiment i l'eficiència de tot el sistema de subministrament de calor dependran de l'elecció correcta.

Per al càlcul correcte d’un sistema de calefacció obert, primer es calcula la seva potència nominal. Si l’aïllament tèrmic de l’edifici és bo, podeu calcular la proporció que es necessita 1 kW d’energia calorífica per a 10 m² de la zona. Per a un càlcul més precís, es recomana utilitzar programes especials.Amb la seva ajuda, podeu elaborar un esquema de subministrament de calor obert correcte, calcular les característiques òptimes dels seus components.

Per a la configuració mínima del sistema de calefacció, necessitareu els elements següents:

• Caldera;
• Tanc d’expansió;
• Conductes;
• Radiadors i bateries.

Els requisits per als dos últims són baixos. Molt sovint, les canonades de polímer s’utilitzen per organitzar el subministrament de calor. Però els experts recomanen utilitzar una canonada d’acer per a la barra elevadora. Això es deu a l’alta temperatura en aquesta part del sistema de calefacció de tipus obert per a una casa particular.

Gairebé tots els models de canonades de polímer estan dissenyats per a una exposició a temperatura no superior a + 90 °. Això s’ha de tenir en compte a l’hora de completar el sistema.

Triar una caldera per a calefacció oberta

En primer lloc, cal advertir que està prohibida la instal·lació de calderes de gas i elèctriques per a un sistema de calefacció obert. Sovint es formen panys d’aire al sistema, que afectaran negativament el funcionament de l’equip i poden provocar situacions d’emergència. Per tant, l’única alternativa són els models de combustible sòlid o les calderes de gasoil.

La caldera s’ha d’instal·lar d’acord amb tots els requisits. Es troba en una habitació independent on no es pot emmagatzemar combustible. La sala de calderes ha de tenir una circulació forçada de l’aire. Per optimitzar el funcionament de l’equip, es recomana instal·lar xemeneies sandvitx.

A més d’aquests factors, hi ha requisits específics per a l’adaptació normal de la caldera d’un sistema de subministrament de calor obert:

• No cal instal·lar calderes de llarga durada. Estan dissenyats per al funcionament del sistema a baixa temperatura. En aquest cas, l'expansió del refrigerant no serà suficient per a la circulació;
• Si no s’instal·la cap grup de bombes al sistema, cal una instal·lació independent d’una vàlvula de retenció;
• Una caldera en un sistema de calefacció de tipus obert per a una casa privada s’hauria de situar al punt més baix del circuit.

Si l’equip no inclou cap sensor de temperatura, s’ha d’instal·lar per separat. Per a una mesura precisa, es munta a la canonada d’alimentació directament després de la caldera.

Per eliminar l’aire d’un sistema de calefacció obert, instal·lar un respirador d’aire no solucionarà el problema. Només funciona si la pressió del sistema és superior a l’atmosfèrica.

Models de tancs d'expansió per a sistema obert

Per compensar l'expansió tèrmica del refrigerant i el control oportú del seu nivell, és necessari instal·lar un dipòsit d'expansió per a calefacció oberta. Es troba al punt més alt del sistema i pot realitzar diverses funcions alhora.

En primer lloc, es calcula el volum òptim d’un vas d’expansió obert per als sistemes de calefacció. Ha de ser com a mínim el 5% de la quantitat de mitjà de calefacció del sistema. En el disseny estàndard, hi ha 3 broquets que compleixen les funcions següents:

• Tub d’entrada... Amb la seva ajuda, el tanc d’expansió es connecta a un sistema de calefacció obert. Normalment, el seu diàmetre és 1 mida menor que el de la barra elevadora a la qual es realitza la instal·lació. Per tant, cal un adaptador;
• Tub de circulació... A través d’ella, l’aigua calenta entra més al llarg de la línia principal;
• Connexió de senyal... Cal notificar una disminució crítica del nivell del refrigerant. Quan obriu l’aixeta, no hi surt aigua; cal tornar a omplir el sistema.

A més, es pot adaptar el recipient d'expansió per a calefacció oberta. En alguns casos, pot actuar com una unitat de maquillatge. Això requereix una canonada addicional que es connecti al subministrament d’aigua. Amb una disminució crítica del volum d’aigua calenta, podeu reposar ràpidament el sistema obrint les vàlvules d’aturada.

Hi ha diversos esquemes d’instal·lació del tanc d’expansió.Per a un subministrament de calor de tipus obert amb bomba, es pot muntar en un elevador distant. Aquesta opció poques vegades s’utilitza, ja que l’eficàcia d’aquest esquema és extremadament baixa. Molt sovint, el dipòsit d’expansió s’instal·la a l’alça propera per controlar de forma adequada l’estat de la calefacció.

Està prohibit l'ús de materials polimèrics per a la fabricació del tanc d'expansió. Per a això, l'acer és el més adequat.

Instal·lació de calefacció oberta de bricolatge

Després del càlcul correcte del sistema de subministrament de calor obert i de la selecció de tots els components, podeu continuar amb la instal·lació. Es recomana preliminarment elaborar un esquema de disposició de tots els elements amb les seves característiques tècniques.

En primer lloc, decidim el disseny de la canonada. Pot ser dels tipus següents:

• Tub únic... En ell, els dispositius es connecten al sistema en sèrie. Avantatges: instal·lació senzilla, un mínim de consumibles. Desavantatges: refredament ràpid del refrigerant;
• De dues canonades... S'instal·la una línia de retorn per drenar l'aigua refrigerada. D’aquesta manera, es pot optimitzar la distribució de la calor a tot el sistema.

En qualsevol cas, cal instal·lar un dipòsit d’expansió de tipus obert per als sistemes de subministrament de calor. Els tees s’instal·len per a derivacions de canonades. No s’utilitzen circuits col·lectors per a un sistema de calefacció obert amb bomba.

La feina es fa millor a l’estiu. La instal·lació de canonades requereix una atenció especial, ja que és imprescindible observar l’angle d’inclinació. Si el valor d’aquest paràmetre és insuficient, és possible un deteriorament important de la circulació d’aigua calenta.

Al vídeo, podeu conèixer els detalls de la calefacció amb circulació natural i forçada: