Sistema di riscaldamento a gravità: progettazione e consigli per la disposizione

Vari schemi di riscaldamento vengono utilizzati per creare una temperatura confortevole in casa. Fornire una circolazione forzata del liquido di raffreddamento è efficace, ma non sempre possibile. Se ci possono essere interruzioni di corrente o mancanza di elettricità in una casa di campagna (residenza estiva), un altro schema sarebbe l'opzione migliore. Un sistema di riscaldamento gravitazionale di tipo chiuso autoprogettato e autoinstallato svolgerà le sue funzioni senza installare una pompa e altre apparecchiature elettriche.

Caratteristiche del sistema di riscaldamento gravitazionale

Il principio di funzionamento si basa sulla proprietà dell'acqua di espandersi con l'aumentare della temperatura. La creazione di una differenza di pressione in un circuito chiuso di tubi è la base per la circolazione del fluido. Grazie a questo effetto, il sistema di riscaldamento chiuso gravitazionale ha ricevuto un altro nome: gravità.

Strutturalmente, dovrebbe consistere dei seguenti elementi:

• Caldaia... Un dispositivo progettato per trasferire l'energia del combustibile bruciato (legna, carbone, gas, ecc.) A un vettore di calore (acqua, antigelo). In un impianto di riscaldamento chiuso gravitazionale, ciò avviene utilizzando uno scambiatore di calore posto il più vicino possibile alla camera di combustione della caldaia;
• Condutture... Necessario per il trasporto di liquido riscaldato dallo scambiatore di calore ai dispositivi di riscaldamento;
• Radiatori... Sono la principale fonte di calore nella stanza. La loro ampia superficie garantisce il massimo scambio termico tra l'acqua riscaldata e l'aria dell'ambiente;
• Dispositivi di controllo e sicurezza... Questi includono un vaso di espansione, una valvola a gravità per il riscaldamento, valvole e farfalle.

Durante il riscaldamento dell'acqua nello scambiatore di calore, si espande, creando una pressione eccessiva. A sua volta, il vettore di calore freddo dal tubo di ritorno ha una densità maggiore e inizia a spostare il liquido ad alta temperatura. Di conseguenza, si verifica la circolazione.

Uno degli elementi principali del sistema è il collettore booster, un tubo di diramazione verticale collegato alla caldaia. Se un sistema di riscaldamento gravitazionale è realizzato con le tue mani, deve prestare particolare attenzione - dal materiale per la fabbricazione dei tubi e terminando con il loro diametro.

Maggiore è il volume del collettore di sovralimentazione, maggiore è la velocità del liquido di raffreddamento. Per fare ciò, è necessario calcolare la sezione e l'altezza ottimali.

Il sistema di riscaldamento gravitazionale di una casa a due piani dovrebbe essere progettato in modo tale che il liquido di raffreddamento possa essere distribuito il più uniformemente possibile su più circuiti.

Descrizione dettagliata del sistema

Nel processo di riscaldamento dell'acqua, parte di essa evaporerà inevitabilmente sotto forma di vapore. Per la rimozione tempestiva, un vaso di espansione è installato nella parte superiore del sistema. Svolge 2 funzioni: il vapore in eccesso viene rimosso attraverso il foro superiore e la perdita di volume del liquido viene automaticamente compensata. Questo schema è chiamato aperto.

Tuttavia, ha uno svantaggio significativo: l'evaporazione relativamente rapida dell'acqua. Pertanto, per grandi sistemi ramificati, preferiscono realizzare un sistema di riscaldamento gravitazionale di tipo chiuso con le proprie mani. Le principali differenze tra il suo schema sono le seguenti.

• Invece di un vaso di espansione aperto, nel punto più alto della tubazione è installato uno sfiato automatico dell'aria. Un sistema di riscaldamento gravitazionale di tipo chiuso, nel processo di riscaldamento del liquido di raffreddamento, produce una grande quantità di ossigeno dall'acqua, che, oltre alla pressione eccessiva, è una fonte di ruggine degli elementi metallici. Per la rimozione tempestiva del vapore con un alto contenuto di ossigeno, è installata una presa d'aria automatica;
• Per compensare la pressione del liquido di raffreddamento già raffreddato, davanti al collettore di ingresso della caldaia è montato un vaso di espansione a membrana di tipo chiuso. Se la pressione gravitazionale nell'impianto di riscaldamento supera la norma consentita, la membrana elastica lo compensa aumentando il volume totale.

Altrimenti, quando si progetta e si installa un sistema di riscaldamento gravitazionale solo con le proprie mani, è possibile attenersi alle solite regole e raccomandazioni.

Schemi di riscaldamento gravitazionale per una casa a un piano e a due piani

Se è previsto che il riscaldamento gravitazionale sotto pressione venga installato in una casa a un piano, è possibile utilizzare lo schema monotubo "Leningrado".

Una caratteristica di questo schema è un tubo a cui sono collegati diversi dispositivi di riscaldamento in parallelo. Tuttavia, ciò porta a una distribuzione non uniforme del calore: più il radiatore è lontano dalla caldaia, minore è la temperatura dell'acqua che vi entra. Per risolvere questo problema, è possibile aggiornare il sistema di riscaldamento gravitazionale di tipo chiuso:

• Installazione di valvole. Con il suo aiuto, puoi ridurre il volume del liquido di raffreddamento per i dispositivi di riscaldamento situati più vicino alla caldaia. Pertanto, la potenza termica dell'energia nelle prime sezioni del sistema diminuirà;
• Aumentare il numero delle sezioni del radiatore con la distanza dalla caldaia;
• Installare tubi di diametro maggiore nel punto in cui i tubi di derivazione sono collegati ai dispositivi di riscaldamento. Ciò ridurrà la pressione gravitazionale del sistema di riscaldamento in quest'area, riducendo la velocità di circolazione dell'acqua nel radiatore.

Questo schema è accettabile per una piccola lunghezza dell'autostrada. Tuttavia, non è consigliabile installarlo per una casa a due piani. In questo caso, sarà necessario un sistema di riscaldamento gravitazionale ramificato a due tubi, il cui calcolo viene eseguito per singole sezioni.

La sua particolarità risiede nel fatto che circuiti separati portano al tubo centrale situato nella parte superiore della linea. I dispositivi di riscaldamento sono collegati a ciascuno di essi. È importante che siano della stessa lunghezza. Altrimenti, tutto il liquido si precipiterà nell'area di minor resistenza - in un cortocircuito.

Per impedire il movimento del liquido di raffreddamento all'uscita della caldaia, è installata una valvola di ritegno a gravità per il riscaldamento. Questo è un elemento indispensabile per il sistema di riscaldamento gravitazionale di una casa a due piani.

Calcolo del sistema di riscaldamento gravitazionale

Prima di procedere con l'installazione di tubi e dispositivi di riscaldamento, è necessario calcolare i parametri dell'intero sistema. Per questo, vengono calcolate le caratteristiche idrauliche, che influenzeranno successivamente la selezione del diametro ottimale della tubazione. Prima di calcolare un sistema di riscaldamento gravitazionale, è necessario conoscere i parametri di base. Saranno necessari per calcolare il valore effettivo della prevalenza (Рц):

• Distanza dal centro della caldaia al centro del riscaldatore (h). Più è grande, migliore sarà la circolazione del fluido. Pertanto, quando si installa un sistema di riscaldamento gravitazionale con le proprie mani, si consiglia di montare la caldaia nel punto più basso della casa - il seminterrato;
• Pressione di circolazione del liquido di raffreddamento riscaldato (Pr) e raffreddato (Po).

Indipendentemente dal fatto che il sistema di riscaldamento gravitazionale sia calcolato per case a due piani o a un piano, il valore di questi ultimi parametri dipende direttamente dalla differenza di temperatura dell'acqua. Questi dati possono essere presi da dati tabulari.

Ad esempio, con un valore di h-4 m e una differenza di temperatura di 20 ° (80/60), il riscaldamento gravitazionale avrà una pressione di 4 * 112 = 448 Pa. Per ulteriori calcoli, si consiglia di utilizzare sistemi software specializzati che tengano conto di tutti i parametri di un sistema di riscaldamento gravitazionale di tipo chiuso.

Spesso il diametro del tubo collegato all'uscita della caldaia deve essere DN 40 o DN 50. Ciò garantirà perdite minime derivanti dall'attrito dell'acqua contro le pareti del tubo.

Un'altra caratteristica è la differenza di temperatura del liquido di raffreddamento. Più è grande, maggiore è la pressione di circolazione. Pertanto, oltre alla distribuzione uniforme del calore tra i dispositivi di riscaldamento, in fase di progettazione del sistema di riscaldamento gravitazionale, è necessario garantire autonomamente la temperatura minima del liquido prima dell'ingresso nello scambiatore di calore della caldaia.

Selezione dei componenti e del materiale di fabbricazione

Dopo l'avvento dei tubi in polimero, il sistema di riscaldamento gravitazionale in polipropilene (PP) è diventato molto popolare. Questo materiale è facile da lavorare, è necessaria un'attrezzatura minima per collegare le singole sezioni.

Tuttavia, non tutti i tipi di questi tubi sono destinati all'installazione come elemento riscaldante. Considera i principali criteri di selezione:

• La presenza di uno strato di rinforzo... Il sistema di riscaldamento gravitazionale in polipropilene può essere influenzato da alte temperature - fino a 95 ° C. Per preservare la forma originale del tubo, è necessario un rinforzo, che è uno strato di lamina o fibra di vetro;
• spessore del muro... In un impianto di riscaldamento gravitazionale con vaso di espansione chiuso, può formarsi alta pressione. Per evitare danni alla tubazione, i tubi in polipropilene devono essere PN20 o superiori. Lo spessore delle loro pareti dipende dal diametro.

Questo tubo può essere utilizzato per equipaggiare un collettore booster. Tuttavia, per ottenere la differenza di temperatura, si consiglia che la linea di ritorno sia in acciaio. Oltre ad abbassare la temperatura del liquido di raffreddamento prima di entrare in caldaia, questo materiale aiuta a ridurre la resistenza idraulica.

Consigli per l'installazione

Dopo aver completato il calcolo per un sistema di riscaldamento gravitazionale realizzato con tubi in polipropilene o acciaio, puoi iniziare a installarlo. Per ottenere un'efficienza ottimale, gli esperti raccomandano di apportare piccole ma importanti modifiche allo schema standard:

• Pendenza delle autostrade... La pressione gravitazionale ottimale per l'impianto di riscaldamento può essere ottenuta dalla pendenza dei tubi dopo lo sfiato dell'aria e sul tubo di ritorno dopo l'ultimo dispositivo di riscaldamento;
• Installazione di una pompa di circolazione sul bypass... Aiuterà a ridurre l'inerzia del sistema. Il tempo di riscaldamento dell'agente riscaldante può essere molto lungo, quindi la pompa può aumentare la velocità di avanzamento lungo la linea fino al raggiungimento del regime di temperatura richiesto;
• Punti di svolta minimi in cantiere... Creano una resistenza idraulica non necessaria, che influisce sulla diminuzione della velocità del movimento dell'acqua;
• Installazione di elementi di protezione... Installando una valvola di ritegno per il riscaldamento a gravità, è possibile evitare la circolazione dell'acqua nella direzione sbagliata. Ciò è particolarmente necessario per un sistema con routing superiore e circuiti multipli.

I componenti principali di un riscaldamento a gravità sotto pressione correttamente realizzato sono calcoli preliminari calcolati professionalmente, selezione dei materiali giusti e aderenza alla tecnologia di installazione. Ciò consentirà di creare un sistema efficace per mantenere una temperatura confortevole in casa.

Suggerimenti per l'organizzazione e l'utilizzo di una valvola a gravità per il riscaldamento durante l'installazione di un pavimento caldo, elementi aggiuntivi, possono essere visualizzati nel video: