L'uso di sistemi di riscaldamento con un vettore di calore liquido nelle case private oggi si basa su diversi schemi del sistema. Uno degli schemi più affidabili, semplici e collaudati nel tempo è il sistema di riscaldamento gravitazionale. In base alle leggi della termodinamica, il riscaldamento gravitazionale si è diffuso grazie al numero ridotto di elementi e alla semplicità del lavoro, sia in termini di calcolo del progetto che di installazione pratica. Ma, nonostante l'apparente semplicità, per un corretto funzionamento, è necessario tenere conto di molti punti, che saranno discussi in questo articolo.
Il principio di funzionamento del sistema di riscaldamento gravitazionale di una casa privata
Il sistema di riscaldamento a gravità di una casa privata si basa su due principi fisici. Il primo è che le sostanze hanno densità diverse a temperature diverse. Il secondo è che la pressione nel sistema viene creata a causa della differenza nei livelli del liquido, e maggiore è la differenza tra i punti superiore e inferiore, maggiore è la pressione nel sistema.
Il primo principio di un sistema di riscaldamento gravitazionale si esprime nel fatto che quando si riscalda un vettore di calore liquido, e non deve essere acqua, cambia la sua densità. L'acqua nel suo stato normale a una temperatura di 20 gradi ha una densità maggiore di quella riscaldata a 45 gradi; se riscaldata a 80 gradi, la differenza sarà tale da richiedere un volume aggiuntivo per l'acqua. In questo caso, il liquido di raffreddamento della stessa massa occuperà un volume diverso, a causa del quale inizia ad espandersi e ad essere spostato all'esterno dello scambiatore di calore. In uno spazio chiuso, dopo l'inizio del movimento del liquido di raffreddamento riscaldato, il suo posto viene preso dal liquido di raffreddamento raffreddato. Quindi, sotto l'influenza del riscaldamento, sorge un flusso e il sistema di riscaldamento gravitazionale inizia a funzionare.
Il secondo principio di funzionamento di questo schema inizia a funzionare dal momento in cui il refrigerante inizia a muoversi. Man mano che l'acqua o l'antigelo si riscaldano, la velocità di movimento aumenta, poiché la temperatura aumenta rapidamente e l'espansione del volume costringe il liquido ad essere espulso dalla camicia d'acqua della caldaia a una velocità maggiore. Lasciando il volume della caldaia, il liquido fuoriesce lungo un tubo verticale al vaso di espansione. Raggiunto il livello del ramo, il liquido riempie il volume del tubo e si precipita lungo il circuito di pressione fino alle tubazioni che portano ai radiatori di riscaldamento, creando la pressione necessaria. Considerando la differenza di altezza tra il punto in cui il liquido entra nel circuito di pressione e il punto inferiore di scarico, la pressione creata influisce inoltre sul vettore di calore freddo.
Scaldandosi gradualmente, il sistema riduce la differenza di temperatura tra il liquido di raffreddamento freddo e caldo e, quindi, la velocità di movimento del fluido nel sistema aumenta al massimo e può raggiungere anche 1 metro al secondo.
Tipi di convettori a pavimento
Esistono due tipi di convettori integrati: elettrico e ad acqua. Quelle elettriche sono indipendenti dall'impianto di riscaldamento, ma se manca l'elettricità non funzionano. L'installazione di convettori elettrici integrati nel pavimento è più semplice. Se c'è una nicchia sotto il case, fornire l'alimentazione, inserirla, riempirla con una soluzione, dopo che la soluzione si è asciugata, puoi usarla.
Con una ventola, dissipazione del calore molto di più
I convettori ad acqua incassati nel pavimento sono collegati all'impianto di riscaldamento. Allo stesso tempo, i tubi del riscaldamento sono posati sul pavimento. Il cablaggio delle radiazioni è più efficace - questo è quando una coppia di tubi va a ciascun radiatore - alimentazione e ritorno.Con questo metodo, da qualche parte in un appartamento o in una casa privata, viene installato un collettore d'acqua, i tubi dei radiatori sono collegati ad esso. Con questo schema, un refrigerante della stessa temperatura viene fornito a ciascuno dei dispositivi. L'affidabilità di un tale schema è maggiore: se succede qualcosa, solo un dispositivo non funziona. Meno - costi elevati in fase di installazione - sono necessari più tubi.
Nonostante la complessità dell'installazione e del collegamento, il riscaldamento a pavimento viene spesso eseguito con convettori ad acqua. Tuttavia, i costi di riscaldamento sono inferiori. Investi una volta durante l'installazione, quindi goditi il calore. Ecco la logica approssimativa alla base di questa scelta.
Riscaldamento a gravità i vantaggi di un sistema di riscaldamento a gravità
Prima di considerare le qualità positive dei sistemi di riscaldamento a gravità con circolazione naturale dell'acqua, vale la pena considerare separatamente tutti gli svantaggi del sistema. Per molti, il primo e principale inconveniente del sistema di riscaldamento gravitazionale è il suo arcaismo. In effetti, questo è uno dei più antichi sistemi di riscaldamento che utilizzano un vettore di calore liquido. È stato da questo sistema che sono stati successivamente sviluppati schemi di cablaggio a uno e due tubi, è stato questo sistema che è stato utilizzato per l'installazione di massa, quando l'industria ha dominato il riscaldamento a combustibile solido e, un po 'più tardi, le caldaie per il riscaldamento a gas. D'altra parte, il sistema di riscaldamento gravitazionale è anche uno dei più affidabili: la sua durata è in media di 45-50 anni. Cioè, esattamente il tempo necessario affinché i tubi metallici perdano la loro tenuta sotto l'influenza del liquido di raffreddamento.
Il secondo punto è la bassa efficienza del sistema di riscaldamento gravitazionale. In effetti, lo schema stesso, basato sulla circolazione naturale dell'acqua, implica l'inerzia del processo di riscaldamento della stanza fino a quando la caldaia di riscaldamento non preleva la potenza richiesta e la differenza di temperatura tra il liquido di raffreddamento riscaldato e raffreddato raggiunge un minimo, lo farà impiegare molto tempo. Ma d'altra parte, anche dopo che la caldaia smette di supportare la combustione, il processo di circolazione continua, mentre un grande volume di acqua nel sistema si raffredderà molto più a lungo rispetto a un sistema a circolazione forzata.
Un altro svantaggio può essere scritto nella sua risorsa dal sistema di riscaldamento gravitazionale a causa della sua voluminosità. In pratica, a parità di area della stanza riscaldata, l'impianto a circolazione forzata rispetto alla gravità occuperà molto meno spazio. Nell'impianto di riscaldamento gravitazionale, oltre alle batterie, verranno posizionate anche tubazioni di distribuzione superiori, senza le quali è impossibile creare la necessaria pressione del fluido.
E, naturalmente, il problema del controllo della temperatura nei singoli radiatori e la possibilità di regolarlo. Un sistema di riscaldamento gravitazionale nella forma classica con uno schema di costruzione monotubo non può fornire tale funzione a causa dell'impossibilità di spegnere un radiatore separato.
Ma d'altra parte, è un sistema ideale per l'installazione in case dove non c'è elettricità o ci sono problemi costanti con la sua alimentazione. Il sistema di riscaldamento gravitazionale è in grado di funzionare senza elettricità, poiché la principale forza di movimento del liquido di raffreddamento attraverso il sistema non è la pompa di circolazione, ma l'espansione termica del volume del liquido di raffreddamento.
Un grande volume di refrigerante nel sistema consente un riscaldamento regolare della stanza. D'altra parte, un tale volume di refrigerante riscaldato si raffredda molto più lentamente del volume di un sistema a circolazione forzata. Ciò è particolarmente pronunciato in caso di interruzione di corrente o smorzamento del carburante nel focolare. Un sistema a circolazione forzata si raffredda 3-4 volte più velocemente di un sistema di riscaldamento a gravità così arcaico.
Questa proprietà viene spesso utilizzata quando si soggiorna temporaneamente in casa: al posto della normale acqua, viene versato antigelo nel sistema e, anche dopo il completo raffreddamento, né i tubi né i radiatori sono minacciati di rottura a causa del congelamento dell'acqua.
E, naturalmente, bisogna solo notare che un tale sistema funziona semplicemente senza problemi. Con un corretto funzionamento, può durare circa 50 anni, mentre ha solo due fattori di rischio. Il primo è la minaccia di surriscaldamento della caldaia, ma anche qui dipende principalmente dal fattore umano, e non dall'impianto. Il secondo è il congelamento del liquido di raffreddamento, ma in questo caso l'uso di antigelo riduce quasi a zero il rischio di questo incidente.
Qual è il miglior riscaldamento a pavimento?
Oggi ci sono due tipi principali di riscaldamento a pavimento: acqua ed elettrico. Quest'ultimo, a sua volta, è presentato in tre varianti: asta, cavo e film. Ognuno ha i suoi pro e contro.
La scelta di un'opzione specifica dipende direttamente dalle condizioni e dalla possibilità di installazione. Valutando i principali vantaggi di un pavimento caldo, senza tener conto della sua tipologia specifica, si può notare quanto segue:
- vivibilità dell'impianto. In termini semplici, un pavimento caldo è in grado di mantenere la temperatura più confortevole nella stanza per soggiornarvi. A differenza dei sistemi di riscaldamento tradizionali, non ci sarà spazio per surriscaldamenti locali o aree appena riscaldate;
- estetica del riscaldamento a pavimento. Non sono presenti elementi visibili dell'impianto di riscaldamento. Qui non è necessario collegarlo alla disposizione dei mobili all'interno della stanza. Puoi goderti un pavimento caldo senza termosifoni e ottenere più spazio libero per arredare la tua casa;
- versatilità. È possibile utilizzare qualsiasi fonte di energia (pavimento elettrico o termoisolante), qualsiasi tipo di vettore di calore (nel caso di un pavimento riscaldato ad acqua) e qualsiasi rivestimento per pavimenti;
- sicurezza e salute umana. Un notevole vantaggio del riscaldamento a pavimento è l'assenza di circolazione di polvere all'interno della stanza, che è una vera salvezza per le persone con allergie;
- redditività. Una distribuzione ottimale della temperatura può ridurre notevolmente i costi di riscaldamento. A differenza dei tradizionali sistemi di riscaldamento, il riscaldamento a pavimento non riscalda lo spazio sopra il soffitto, ma il pavimento e la superficie sovrastante. Pertanto, tutte le camere avranno condizioni molto confortevoli.
Consigliamo: come viene installata la sonda per riscaldamento a pavimento?
Una versione semplificata del sistema di riscaldamento con circolazione naturale del vettore di calore
Quando si sceglie un sistema di riscaldamento gravitazionale privato, è necessario eseguire una serie di calcoli per capire come il sistema fornirà il riscaldamento della stanza. In condizioni normali, il volume delle singole stanze e la potenza dei radiatori di riscaldamento in essi installati sono presi in considerazione nella disposizione del layout delle tubazioni. Quando si installano radiatori della stessa potenza, il sistema di riscaldamento gravitazionale riscalderà le stanze in modo non uniforme. Il primo radiatore più vicino alla caldaia si riscalderà di più e nel radiatore più lontano dalla caldaia la temperatura del liquido di raffreddamento sarà notevolmente inferiore. Ecco perché, quando si selezionano i dispositivi di riscaldamento, i primi vengono installati con una potenza inferiore e quelli che sono più lontani devono essere più potenti.
È importante scegliere il giusto vaso di espansione nella scelta degli elementi strutturali. Quando si calcola il volume del vaso di espansione, è consuetudine prendere come base il rapporto 1/10. Cioè, quando il volume dell'acqua nel sistema è di circa 250 litri, il volume del serbatoio deve essere di almeno 25 litri.
Il sistema di riscaldamento gravitazionale è molto esigente sui materiali di costruzione. Prima di tutto, questo vale per tubi e condutture. Il grande volume del liquido di raffreddamento e la bassa pressione nell'impianto richiedono che la circolazione venga effettuata con le perdite più basse, e questo è possibile, sia in tubi di acciaio che in polipropilene. Ma anche qui ci sono alcune limitazioni.Quindi, i tubi in acciaio devono essere collegati o mediante saldatura a gas o elettrica, oppure mediante connessioni filettate. E se il primo tipo consente di fornire una connessione affidabile praticamente senza ottenere una saldatura all'interno del tubo, il metodo filettato può creare un gran numero di irregolarità all'interno della tubazione. Per quanto riguarda il tubo in polipropilene, ha uno svantaggio significativo. Questo svantaggio riguarda la capacità del tubo di resistere alle alte temperature: la temperatura massima che un tale tubo può sopportare è di +95 gradi, che non è adatta per un tubo installato immediatamente dopo la caldaia.
Ma anche con tutti questi avvertimenti, il diagramma semplificato di un sistema di riscaldamento gravitazionale è significativamente diverso da un sistema a circolazione forzata.
Un tale sistema deve necessariamente includere:
- Caldaia di riscaldamento (un prerequisito per tali sistemi è la presenza di una caldaia con un grande volume di una camicia di acqua calda);
- Tubi dell'acqua di grande diametro 11/2 pollici;
- Vaso di espansione con una capacità di 1/10 del volume di liquido nell'impianto;
- Tubi di alimentazione con un diametro di 1 pollice;
- Radiatori di diverse dimensioni per garantire un riscaldamento uniforme dei locali;
- Tubo di ritorno;
- Rubinetto scarico liquido;
- Un termometro e un manometro nella caldaia ei rubinetti di Mayevsky nei radiatori sono installati come dispositivi di controllo nel sistema.
Come puoi vedere, il sistema ha un numero limitato di elementi strutturali ed è abbastanza adatto per l'assemblaggio da solo.
Analisi del circuito
Come hai capito, l'unità è composta da filtri, un ascensore, strumentazione e raccordi. Se prevedi di installare in modo indipendente questo sistema, vale la pena capire il diagramma. Un buon esempio potrebbe essere un grattacielo, nel seminterrato del quale c'è sempre un ascensore.
Sul diagramma, gli elementi del sistema sono contrassegnati da numeri:
1, 2: questi numeri indicano le tubazioni di alimentazione e di ritorno installate nell'impianto di riscaldamento.
3.4 - Condotte di mandata e ritorno installate nel sistema di riscaldamento dell'edificio (nel nostro caso si tratta di un edificio a più piani).
5 - ascensore.
6 - questo numero denota filtri grossolani, noti anche come collettori di fango.
7 - termometri
8 - manometri.
La composizione standard di questo sistema di riscaldamento comprende dispositivi di controllo, collettori di fango, ascensori e valvole. A seconda del design e dello scopo, è possibile aggiungere ulteriori elementi al nodo.
Interessante! Oggi, in condomini e condomini, si possono trovare unità di ascensori dotate di azionamento elettrico. Questo aggiornamento è necessario per regolare il diametro dell'ugello. Il vettore di calore può essere corretto mediante un azionamento elettrico.
Va detto che ogni anno le utenze diventano più care, questo vale anche per le case private. Di conseguenza, i produttori di sistemi forniscono loro dispositivi a risparmio energetico. Ad esempio, ora il circuito può contenere regolatori di portata e pressione, pompe di circolazione, elementi per la protezione delle tubazioni e la depurazione dell'acqua, nonché automazioni volte a mantenere una modalità confortevole.
Un'altra variante dello schema di un ascensore termico per un edificio a più piani.
Inoltre, negli impianti moderni, può essere installata un'unità di misura dell'energia termica. Dal nome si può capire che è responsabile della contabilità del consumo di calore in casa. Se questo dispositivo non è presente, il risparmio non sarà visibile. La maggior parte dei proprietari di case e appartamenti privati tende a installare contatori per l'elettricità e l'acqua, perché con loro devono pagare molto meno.
Schemi di base per il riscaldamento delle case
Oggi esistono diversi tipi di sistemi di riscaldamento gravitazionale. Il più popolare è il sistema più semplice con un circuito di pressione e una pendenza delle tubazioni di alimentazione e ritorno.Qui viene implementato uno schema in cui il liquido di raffreddamento circola in modo naturale e il serbatoio di espansione ha una parte superiore aperta. Lo svantaggio di questo tipo di sistema di riscaldamento gravitazionale è la sua inerzia e complessità nell'implementazione. La complessità dell'implementazione in questo caso significa la necessità di mantenere tutti i parametri delle pendenze dei tubi. Quindi, dopo aver montato il circuito di pressione, la tubazione deve essere eseguita con un'inclinazione di 0,05 gradi sul lato della caldaia. Questa pendenza è sufficiente per fornire il movimento iniziale del fluido. La stessa pendenza è assicurata durante la posa della condotta di ritorno.
Tali schemi implicano opzioni monotubo per la costruzione di un sistema di sicurezza. I sistemi di riscaldamento gravitazionale più avanzati implicano uno schema di tubazioni a due tubi. Ma per questo è necessario garantire la corretta posa della tubazione principale. Per il normale funzionamento di un tale sistema, la lunghezza totale del tubo di alimentazione dovrebbe essere di circa 25 metri, la dimensione massima di tale tubo può essere di 35 metri. Una lunga lunghezza del tubo ridurrà la temperatura della fornitura di refrigerante; per la sua posa, sarà necessaria una pendenza aggiuntiva, che richiederà un volume aggiuntivo dello spazio della soffitta o del volume all'interno della stanza nel progetto.
Cosa cercare quando si progetta un sistema di riscaldamento gravitazionale
Il problema principale del funzionamento efficace del sistema di riscaldamento gravitazionale nelle case private a pochi piani è la posizione errata della caldaia e dei radiatori l'uno rispetto all'altro. Uno dei parametri importanti del sistema è il valore della prevalenza circolante. Mostra la distanza dal centro della stufa al centro della caldaia. Più alto è questo indicatore, più efficiente è il lavoro dell'intero sistema.
L'inefficienza e il basso rendimento delle caldaie per il riscaldamento, sia a combustibile solido che a gas, installate in sistemi gravitazionali sono spesso associate a una piccola differenza di altezza tra il radiatore e la caldaia. Quindi, in condizioni normali, tale differenza è solitamente di soli 0,2-0,3 metri. Questa situazione non consente di risparmiare fino al 25% di carburante. La maggior parte dell'energia viene spesa per surriscaldare il liquido. Allo stesso tempo, se si aumenta la differenza di altezza di 0,5 metri e la si porta a 0,7-0,8 metri, l'efficienza aumenterà del 6-11% e con una differenza di 2,0 metri sarà possibile risparmiare fino a 20 % di energia ... Ecco perché, quando si progettano sistemi di riscaldamento a gravità, il posizionamento della caldaia è pianificato nel punto più basso, il più delle volte nel seminterrato.
Allo stesso tempo, considerando tutte le opzioni e i metodi per l'installazione di sistemi di riscaldamento in una casa privata, nonostante l'apparente semplicità di implementazione di questo progetto, si consiglia di affidarlo a professionisti. L'esperienza e la disponibilità di attrezzature speciali contribuiranno a garantire un'installazione rapida e, soprattutto, facile di tutte le apparecchiature, riducendo al minimo il rischio di errori.
Quale riscaldamento a pavimento scegliere?
Molto dipende da vari parametri e condizioni. Ad esempio, l'area della stanza, così come la sua posizione, è di particolare importanza.
Se parliamo di una casa privata, allora qui puoi considerare qualsiasi tipo di pavimento caldo, ma è comunque meglio valutare preliminarmente la fattibilità di ogni singola opzione per scegliere quella più ottimale. Per quanto riguarda l'appartamento, qui dovrai affrontare delle restrizioni speciali.
È estremamente importante comprendere lo scopo del sistema di riscaldamento a pavimento. Se è necessario un riscaldamento aggiuntivo, puoi dare un'occhiata più da vicino ai tappetini o ai pavimenti in pellicola.
Se il pavimento caldo deve fungere da riscaldamento principale, è logico considerare un sistema idrico o un cavo scaldante ad alta potenza.
Anche la qualità del prodotto dovrebbe essere una priorità. Non dovresti fidarti ciecamente della pubblicità e acquistare sistemi da produttori precedentemente sconosciuti.La tua scommessa migliore è affidarti a prodotti certificati che, se usati correttamente, possono durare per anni.
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