Sviluppo autonomo e installazione di un impianto di riscaldamento per una casa privata a circolazione naturale

La progettazione e l'installazione del riscaldamento a circolazione naturale è considerata il modo più semplice ed economico per riscaldare una casa. Tuttavia, per l'implementazione pratica di un tale progetto, dovresti conoscere tutte le sfumature e le regole per la scelta dei componenti. Pertanto, l'impianto di riscaldamento di una casa privata a circolazione naturale deve essere calcolato correttamente e deve essere elaborato uno schema per la sua installazione.

Come funziona il riscaldamento a circolazione naturale

Per il funzionamento di qualsiasi sistema di riscaldamento dell'acqua, è necessario garantire la circolazione del liquido di raffreddamento attraverso i tubi. Quando riscaldata in una caldaia, l'acqua calda deve fluire nelle batterie e nei radiatori per trasferire il calore ai locali della casa. Il sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale non fa eccezione.

Il movimento del liquido di raffreddamento si verifica a causa della differenza di densità nello stato normale e riscaldato. Quando una caldaia funzionante entra nello scambiatore di calore, la temperatura dell'acqua aumenta e, di conseguenza, la densità diminuisce. Poiché il peso specifico del liquido di raffreddamento freddo è maggiore, si legge per sostituire quello riscaldato. Di conseguenza, si forma il movimento delle masse.

Prima di effettuare il riscaldamento dell'acqua con circolazione naturale con le proprie mani, è necessario leggere attentamente le caratteristiche tecniche e le specifiche di funzionamento:

• Alto grado di affidabilità... L'assenza di elementi in movimento (girante della pompa di circolazione) e la pressione pari a quella atmosferica, garantiscono il funzionamento a lungo termine del sistema di riscaldamento naturale di una casa privata;
• Inerzia del sistema... La circolazione naturale in un sistema di riscaldamento chiuso è assicurata da una piccola differenza di pressione. Pertanto, la portata dell'acqua calda ai radiatori sarà minima;
• Obbligatoria osservanza della pendenza delle autostrade... Per il normale funzionamento, la pendenza dell'impianto di riscaldamento a circolazione naturale deve corrispondere ai dati calcolati. I tubi sono installati con una pendenza dalla caldaia e per la linea di ritorno alla caldaia. Ciò garantisce prestazioni ottimali del sistema.

Va inoltre notato che l'installazione di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale è raccomandata per schemi con una lunghezza della tubazione non superiore a 30 m. Altrimenti, un grande volume di refrigerante raffreddato ridurrà significativamente la sua velocità.

Lo schema di riscaldamento tradizionale per una casa a due piani con circolazione naturale può prevedere l'installazione di una caldaia a gas, combustibile solido o elettrica. È importante che il loro design preveda un sistema di protezione dal surriscaldamento in caso di movimento inverso del liquido di raffreddamento o di inceppamenti d'aria.

Schemi di riscaldamento a circolazione naturale

Prima di tutto, è necessario scegliere il layout corretto di tubazioni, radiatori e caldaia. Poiché il riscaldamento con circolazione naturale può essere eseguito correttamente solo secondo un piano prestabilito, è necessario prestare la massima attenzione a questa fase del lavoro.

Nella prima fase viene eseguita un'analisi primaria della stanza (casa), dove si prevede di dotare il sistema di fornitura di calore. Si tiene conto della zona giorno, del grado di isolamento termico delle pareti esterne e del tipo di caldaia per il riscaldamento dell'acqua.Attualmente, ci sono molti schemi con cui è possibile effettuare il riscaldamento di autocircolazione con le proprie mani. I più popolari sono:

• Tubo singolo... L'opzione migliore per piccole case e appartamenti;
• a due tubi... È selezionato per fornire riscaldamento dell'aria in case con un'area media e grande, edifici a due piani.

Tuttavia, dato il principio di funzionamento di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, si dovrebbero ricordare le principali restrizioni: la lunghezza totale della linea, il numero minimo di nodi di svolta. Pertanto, questo schema non può essere utilizzato per le tubazioni del collettore o a T. Perdite idrauliche troppo grandi influenzeranno negativamente la velocità di movimento del liquido di raffreddamento.

Quando si calcola un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, è necessario tenere presente che in questo sistema può essere utilizzata solo acqua. L'antigelo è troppo denso da non poter fornire la pressione richiesta nelle tubazioni.

Un sistema di tubi

Per le piccole case di campagna e le case di campagna, nel calcolo di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, vengono prese in considerazione non solo le caratteristiche tecniche (operative), ma anche il costo totale del progetto. Di conseguenza, dovrebbe essere ottenuto un sistema di riscaldamento affidabile ed economico. Pertanto, molto spesso in queste case viene realizzato un sistema di riscaldamento monotubo con circolazione naturale.

Una caratteristica di questo sistema è la presenza di un'autostrada. Radiatori e batterie sono collegati in parallelo ad esso, formando un unico circuito. I principali vantaggi di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale monotubo sono il numero minimo di componenti, il basso consumo di materiale e la facilità di installazione. Tuttavia, va tenuto presente che la velocità di raffreddamento del liquido di raffreddamento in questo sistema è piuttosto elevata a causa del trasferimento sequenziale di calore a ciascun radiatore nel circuito.

Per ottimizzare il regime termico nell'impianto di riscaldamento naturale di un'abitazione privata è necessario prevedere la presenza dei seguenti componenti:

• Bypass nelle tubazioni di ogni radiatore... Permetterà di limitare il flusso di liquido di raffreddamento nella batteria senza modificare i parametri dell'intero sistema. Con il suo aiuto, puoi spegnere completamente il dispositivo di riscaldamento per la sostituzione o la riparazione, senza interrompere la fornitura di calore;
• Termostati a batteria. Sono installati in un impianto di riscaldamento a circolazione naturale abbinato a un bypass. Un elemento termico automatico modificherà la sezione del diametro di flusso del tubo del radiatore, regolando così il grado di riscaldamento del dispositivo;
• Gru Mayevsky... Componente obbligatorio nel rivestimento del radiatore. Poiché non è sempre preciso calcolare un impianto di riscaldamento a circolazione naturale, si dovrebbe considerare un sistema per la rimozione dell'aria. È per questo che è destinata la gru Mayevsky.

Un altro vantaggio del sistema di riscaldamento monotubo a circolazione naturale è l'ingombro ridotto. L'installazione della linea può essere eseguita sia aperta che chiusa. È importante solo garantire il collegamento dei radiatori ad esso.

Per un sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale con una tubazione, la caldaia e i radiatori possono essere posizionati allo stesso livello, il che è vietato per altri schemi.

Sistema a due tubi

Il funzionamento stabile del riscaldamento in case di medie e grandi dimensioni può essere garantito solo separando i flussi d'acqua calda e fredda. In questo caso, l'opzione migliore sarebbe un sistema di riscaldamento a circolazione naturale a due tubi.

Per il normale funzionamento dell'impianto è necessario prevedere l'installazione della caldaia al di sotto del livello dei radiatori. Ciò è necessario per creare una pressione di acqua raffreddata, che crea una circolazione naturale in un sistema di riscaldamento chiuso. Per la migliore pressione, è necessario effettuare un montante accelerante subito dopo la caldaia. Un vaso di espansione è installato nel suo punto più alto.Da esso, un tubo di colata è montato ad angolo, a cui sono collegati i radiatori.

Un sistema di riscaldamento a due tubi correttamente calcolato e installato con circolazione naturale funzionerà anche con una differenza di temperatura minima tra il liquido di raffreddamento raffreddato e riscaldato. Per implementare un tale progetto, è necessario tenere conto delle seguenti sfumature:

• Posizione della caldaia riscaldamento dell'acqua fai-da-te con circolazione naturale. Molto spesso si trova in un seminterrato o in un seminterrato. È necessario fornire un normale regime di temperatura, ventilazione e luce naturale;
• Collegamento di prova sul vaso di espansione... Anche se si calcola correttamente l'impianto di riscaldamento con circolazione naturale, ci sarà comunque la probabilità di una diminuzione critica del volume d'acqua. Con l'aiuto di un tubo di controllo, puoi monitorare questo indicatore;
• Gruppi di reintegro e scarico acqua... Sono nel punto più basso - sul tubo di ritorno. Per effettuare correttamente il riscaldamento con circolazione naturale, è necessario prevedere in anticipo i metodi di rifornimento automatico (semiautomatico) dell'impianto, nonché il drenaggio operativo dell'acqua.

Grazie all'emergere di nuovi materiali, puoi realizzare un sistema di riscaldamento a due tubi con circolazione naturale con le tue mani da tubi in acciaio o polimeri. Tutto dipende dal budget, dalla disponibilità degli strumenti e dei materiali appropriati.

In un impianto di riscaldamento a circolazione naturale a due tubi, non è necessaria l'installazione di bypass. È importante solo prevedere l'installazione di valvole di intercettazione per l'eventuale disconnessione del dispositivo dalla linea comune.

Calcolo della potenza termica a circolazione naturale

Per calcolare i parametri di base della fornitura di calore, si consiglia di utilizzare programmi specializzati. Con il loro aiuto, puoi calcolare il sistema di riscaldamento con circolazione naturale nel modo più accurato possibile. Ma se ciò non è possibile, vengono utilizzati altri metodi semplificati.

Il modo più semplice è calcolare la potenza della caldaia richiesta utilizzando il rapporto di 1 kW di energia termica per 10 m² di superficie. In questo caso, il risultato ottenuto deve essere moltiplicato per un coefficiente che dipende dalle condizioni climatiche della regione.

I suoi valori per un sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione naturale sono riportati nella tabella. Questi coefficienti sono consigliati e possono essere sostituiti con altri a seconda delle effettive caratteristiche della casa. Ma in ogni caso, questo metodo ti consentirà di determinare i parametri approssimativi del sistema di riscaldamento. Pertanto, la sua applicazione è un passaggio obbligatorio nella progettazione della fornitura di calore.

Tuttavia, ciò non tiene conto del grado di isolamento termico dell'edificio, del numero e delle caratteristiche delle strutture di porte e finestre. Pertanto, è meglio utilizzare un metodo diverso per calcolare un sistema di fornitura di calore con circolazione naturale. Fasi di calcolo:

1. 1 m³ di un edificio residenziale richiede 400 W di calore. Moltiplicando la potenza per il volume dell'edificio, otteniamo il valore iniziale dell'energia termica.
2. Per compensare le perdite di calore attraverso le finestre, moltiplichiamo il numero di strutture per 100 W. La stessa tecnica viene utilizzata per le porte esterne, ma con una compensazione di 200 W ciascuna.
3. Se la stanza ha una parete esterna, per il normale funzionamento del sistema di riscaldamento naturale di una casa privata, il risultato viene moltiplicato per un fattore di correzione di 1,2.
4. Per le case private, le perdite di calore attraverso il tetto e il pavimento vengono prese in considerazione utilizzando un coefficiente di 1,5.

Va notato che anche questo calcolo sarà approssimativo. Quando si pianifica l'installazione della fornitura di calore a circolazione naturale con le proprie mani per una grande casa, si consiglia di contattare uno specialista per calcolare con precisione le caratteristiche principali del sistema.

Per ridurre al minimo le perdite di calore in un edificio, è necessario un buon isolamento termico delle pareti esterne, del soffitto e del tetto.Ciò ridurrà i costi di gestione del riscaldamento dell'acqua calda a circolazione naturale fai-da-te.

Regole per l'elaborazione di uno schema di riscaldamento con circolazione naturale

Conoscendo i principi di base del sistema di fornitura di calore con circolazione naturale e scegliendo lo schema ottimale, è possibile procedere all'assemblaggio. Questa fase non è meno importante delle precedenti, poiché l'ulteriore funzionamento del riscaldamento dipenderà dai parametri tecnici dei componenti.

È necessario prendere in considerazione tutte le funzionalità di questo sistema. Negli schemi con circolazione forzata, la compensazione delle perdite idrauliche avviene a causa del funzionamento della pompa di circolazione. Per i sistemi a circolazione naturale in riscaldamento chiuso, tale meccanismo non esiste. Pertanto, per ridurre al minimo le perdite, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti di progettazione e selezione dei componenti:

• Tubi di riscaldamento... Il loro diametro dovrebbe essere compreso tra DN32 e DN40. Questo compensa l'attrito dell'acqua contro la superficie interna. Si consiglia inoltre di scegliere prodotti polimerici con una parete liscia. Il loro diametro esterno effettivo è compreso tra 40 e 50 mm;
• Schema elettrico autostrada... È necessario evitare nodi rotanti che aumentano la resistenza idraulica nel sistema;
• Altezza rialzo booster... Nello schema di riscaldamento di una casa a due piani con circolazione naturale, dovrebbe essere più alto del soffitto del secondo piano. Il vaso di espansione si trova in mansarda;
• Caratteristiche della valvola di intercettazione... La sua presenza non dovrebbe influenzare i parametri del sistema.

Per una migliore comprensione dei principi di funzionamento dello schema di riscaldamento di una casa a due piani a circolazione naturale, si può fare un'analogia con i noti vasi comunicanti. In questo caso la caldaia sarà al di sotto del livello dei radiatori, quindi il flusso di liquido circolerà verso di essa. Ecco perché, quando si sviluppa uno schema e si installa un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, è necessario posizionarlo il più in basso possibile.

Per evitare una variazione del flusso d'acqua, sul tubo di ritorno è installata una valvola speciale. Questo fenomeno può verificarsi al primo avvio dell'impianto, quando la differenza di temperatura tra il mezzo di riscaldamento è piccola.

Pendenza riscaldamento a circolazione naturale

L'installazione di un sistema di fornitura di calore con circolazione naturale non è praticamente diversa da uno schema tecnologico standard. Per questo, vengono utilizzati gli stessi materiali e strumenti. La differenza sta nella pendenza obbligatoria del sistema di riscaldamento a circolazione naturale.

Per garantire il funzionamento del sistema, la tubazione di alimentazione dal montante del booster deve essere inclinata verso i radiatori del riscaldamento. Il grado di variazione della posizione dei punti superiore e inferiore della linea di alimentazione è determinato da un rapporto di 1:10. quelli. per ogni metro di tubo è richiesta una pendenza di 10 mm.

Per la linea di ritorno, modificare la posizione della direzione della pendenza. In questa sezione dell'impianto deve andare dai radiatori verso la caldaia. Pertanto, viene creata una condizione aggiuntiva per l'effetto gravitazionale sul liquido di raffreddamento.

Uno dei vantaggi di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale è la sua manutenibilità. Il proprietario della casa può riparare da solo la perdita o sostituire il radiatore difettoso. Ma per questo è necessario acquistare in anticipo i kit di riparazione.

Il materiale video mostra un circuito di riscaldamento a circolazione naturale con una descrizione dettagliata del suo funzionamento e delle sue attrezzature: