Per crear una temperatura confortable a la casa, s’utilitzen diversos sistemes de calefacció. Proporcionar una circulació forçada del refrigerant és eficaç, però no sempre és possible. Si hi pot haver talles elèctriques o manca d'electricitat en una casa de camp (residència d'estiu), un altre sistema seria la millor opció. Un sistema de calefacció gravitatòria de tipus tancat de disseny tancat i autoinstal·lat realitzarà les seves funcions sense instal·lar cap bomba ni cap altre equipament elèctric.
Característiques del sistema de calefacció gravitatòria
El principi de funcionament es basa en la propietat de l’aigua d’expandir-se amb l’augment de la temperatura. La creació d’una diferència de pressió en un bucle tancat de canonades és la base per a la circulació del fluid. Gràcies a aquest efecte, el sistema de calefacció gravitacional tancat va rebre un altre nom: gravetat.
Estructuralment, hauria de constar dels elements següents:
- Caldera... Dispositiu dissenyat per transferir l’energia del combustible cremat (fusta, carbó, gas, etc.) a un portador de calor (aigua, anticongelant). En un sistema de calefacció per gravetat tancat, es fa mitjançant un intercanviador de calor situat el més a prop possible de la cambra de combustió de la caldera;
- Conductes... Necessari per al transport de líquid escalfat des de l'intercanviador de calor fins a dispositius de calefacció;
- Radiadors... Són la principal font de calor de l'habitació. La seva àmplia superfície garanteix el màxim intercanvi de calor entre l'aigua i l'aire calent a l'habitació;
- Dispositius de control i seguretat... Aquests inclouen un vas d’expansió, una vàlvula de gravetat per a la calefacció, vàlvules i gas.
Durant l’escalfament de l’aigua de l’intercanviador de calor, s’expandeix, cosa que genera un excés de pressió. Al seu torn, el portador de calor fred del tub de retorn té una densitat més alta i comença a desplaçar el líquid amb una temperatura elevada. Com a resultat, es produeix una circulació.
Un dels elements principals del sistema és el col·lector de reforç: un tub de derivació vertical connectat a la caldera. Si es fabrica un sistema d’escalfament gravitatori de bricolatge, ha de prestar especial atenció, començant pel material per fer les canonades i acabant amb el seu diàmetre.
Com més gran sigui el volum del col·lector d’augment, major serà la velocitat del refrigerant. Per fer-ho, heu de calcular la seva secció i alçada òptimes.
El sistema de calefacció gravitatòria d’una casa de dos pisos s’ha de dissenyar de manera que el refrigerant es pugui distribuir el més uniformement possible a través de diversos circuits.
Descripció detallada del sistema
En el procés d’escalfament de l’aigua, part d’ella s’evapora inevitablement en forma de vapor. Per treure-la a temps, s’instal·la un tanc d’expansió a la part superior del sistema. Realitza dues funcions: l'excés de vapor s'elimina pel forat superior i la pèrdua de volum de líquid es compensa automàticament. Aquest esquema s’anomena obert.
No obstant això, té un inconvenient significatiu: l’evaporació relativament ràpida de l’aigua. Per tant, per a sistemes ramificats grans, prefereixen fer un sistema de calefacció gravitatòria de tipus tancat amb les seves pròpies mans. Les principals diferències entre el seu esquema són les següents.
- En lloc d’un tanc d’expansió obert, s’instal·la una sortida d’aire automàtica al punt més alt de la canonada. Un sistema de calefacció gravitatòria de tipus tancat, en procés d’escalfament del refrigerant, produeix una gran quantitat d’oxigen a partir de l’aigua que, a més de l’excés de pressió, és una font d’oxidació d’elements metàl·lics. Per a l’eliminació oportuna del vapor amb un alt contingut d’oxigen, s’instal·la un respirador d’aire automàtic;
- Per compensar la pressió del refrigerant ja refrigerat, es munta un tanc d’expansió de membrana de tipus tancat davant de la capçalera d’entrada de la caldera. Si la pressió gravitatòria del sistema de calefacció supera la norma permesa, la membrana elàstica ho compensa augmentant el volum total.
En cas contrari, en dissenyar i instal·lar un sistema de calefacció gravitatòria només amb les vostres mans, podeu complir les regles i recomanacions habituals.
Esquemes de calefacció gravitacional per a una casa d’un o dos pisos
Si està previst que la calefacció gravitatòria a pressió s'instal·li en una casa d'un pis, podeu utilitzar l'esquema d'una sola canonada "Leningrad".
Una característica d’aquest esquema és una canonada a la qual es connecten diversos dispositius de calefacció en paral·lel. Tanmateix, això condueix a una distribució desigual de la calor: com més lluny es troba el radiador de la caldera, menor serà la temperatura de l’aigua que hi entra. Per solucionar aquest problema, podeu actualitzar el sistema de calefacció gravitatòria de tipus tancat:
- Instal·lació de vàlvules. Amb la seva ajuda, podeu reduir el volum del refrigerant per a dispositius de calefacció situats més a prop de la caldera. Així, la producció de calor de l'energia en les primeres seccions del sistema disminuirà;
- Augmenteu el nombre de seccions del radiador amb la distància de la caldera;
- Instal·leu canonades de diàmetre més gran en el punt on es connecten les canonades de derivació als aparells de calefacció. D’aquesta manera es reduirà la pressió gravitatòria del sistema de calefacció en aquesta zona, la qual cosa reduirà la velocitat de circulació de l’aigua al radiador.
Aquest esquema és acceptable per a una petita longitud de la carretera. Tot i això, no es recomana instal·lar-lo per a una casa de dues plantes. En aquest cas, caldrà un sistema de calefacció gravitatòria ramificat de dues canonades, el càlcul del qual es realitzi en seccions separades.
La seva peculiaritat rau en el fet que circuits separats condueixen al tub central situat a la part superior de la línia. Hi ha aparells de calefacció connectats a cadascun d’ells. És important que tinguin la mateixa longitud. En cas contrari, tot el líquid es precipitarà cap a la zona de menys resistència, cap a un curtcircuit.
Per evitar el moviment del refrigerant cap a la sortida de la caldera, s’instal·la una vàlvula de retenció de gravetat per escalfar. Aquest és un element indispensable per al sistema de calefacció gravitatòria d’una casa de dos pisos.
Càlcul del sistema de calefacció gravitatòria
Abans de procedir a la instal·lació de canonades i dispositius de calefacció, cal calcular els paràmetres de tot el sistema. Per a això, es calculen les característiques hidràuliques, que afectaran posteriorment la selecció del diàmetre òptim de la canonada. Abans de calcular un sistema de calefacció gravitacional, heu de conèixer els paràmetres bàsics. Hauran de calcular el valor real del capçal de circulació (Рц):
- Distància des del centre de la caldera fins al centre de l’escalfador (h). Com més gran sigui, millor serà la circulació del fluid. Per tant, quan instal·leu un sistema de calefacció gravitatòria amb les vostres mans, es recomana muntar la caldera al punt més baix de la casa: el soterrani;
- Pressió de circulació del refrigerant escalfat (Pr) i refrigerat (Po).
Independentment de si el sistema de calefacció gravitatòria es calcula per a cases de dos pisos o d’un pis, el valor d’aquests darrers paràmetres depèn directament de la diferència de temperatura de l’aigua. Aquestes dades es poden extreure de dades tabulars.
Per exemple, amb un valor d’h-4 m i una diferència de temperatura de 20 ° (80/60), l’escalfament gravitatori tindrà una pressió de 4 * 112 = 448 Pa. Per a més càlculs, es recomana utilitzar sistemes informàtics especialitzats que tinguin en compte tots els paràmetres d’un sistema de calefacció gravitatòria de tipus tancat.
Sovint el diàmetre de la canonada connectada a la sortida de la caldera ha de ser DN 40 o DN 50. Això assegurarà les pèrdues mínimes derivades de la fricció de l’aigua contra les parets de la canonada.
Una altra característica és la diferència de temperatures del refrigerant. Com més gran és, més gran és la pressió de circulació. Per tant, a més de la distribució uniforme de la calor entre els dispositius de calefacció, durant el disseny del sistema de calefacció gravitacional, és necessari assegurar de forma independent la temperatura mínima del líquid abans d’entrar a l’intercanviador de calor de la caldera.
Selecció de components i material de fabricació
Després de l’aparició de les canonades de polímer, el sistema de calefacció gravitatòria de polipropilè (PP) es va fer molt popular. Aquest material és fàcil de processar; es requereix un equip mínim per connectar seccions individuals.
No obstant això, no tots els tipus d’aquestes canonades estan destinades a la instal·lació com a element de calefacció. Penseu en els principals criteris de selecció:
- La presència d’una capa de reforç... El sistema de calefacció gravitatiu de polipropilè es pot veure afectat per temperatures elevades de fins a 95 ° C. Per conservar la forma original de la canonada, cal un enduriment, que és una capa de làmina o fibra de vidre;
- gruix de paret... En un sistema de calefacció gravitacional amb un recipient d’expansió tancat, es pot acumular una pressió elevada. Per evitar danys a la línia, les canonades de polipropilè han de ser PN20 o superiors. El gruix de les seves parets depèn del diàmetre.
Aquesta canonada es pot utilitzar per equipar un col·lector de reforç. No obstant això, per aconseguir la diferència de temperatura, es recomana que la línia de retorn sigui d’acer. A més de reduir la temperatura del refrigerant abans d’entrar a la caldera, aquest material ajuda a reduir la resistència hidràulica.
Recomanacions d'instal·lació
Després de completar el càlcul per a un sistema de calefacció gravitatòria de tubs de polipropilè o acer, podeu començar a instal·lar-lo. Per aconseguir una eficiència òptima, els experts recomanen fer petits però importants canvis a l'esquema estàndard:
- Pendent de les autopistes... La pressió gravitatòria òptima per al sistema de calefacció es pot aconseguir mitjançant el pendent de les canonades després de la sortida d’aire i a la línia de retorn després de l’últim dispositiu de calefacció;
- Instal·lació d’una bomba de circulació a la derivació... Ajudarà a reduir la inèrcia del sistema. El temps per escalfar el refrigerant pot ser molt llarg, de manera que la bomba pot augmentar la velocitat del seu moviment al llarg de la línia fins que s’assoleixi el règim de temperatura desitjat;
- Punts mínims d'inflexió a la canonada... Creen una resistència hidràulica innecessària, que afecta la disminució de la velocitat del moviment de l’aigua;
- Instal·lació d’elements de protecció... Instal·lant una vàlvula de retenció per escalfar per gravetat, és possible evitar la circulació d’aigua en la direcció equivocada. Això és especialment necessari per a un sistema amb enrutament superior i circuits múltiples.
Els components principals d’un escalfament a pressió per gravetat adequadament realitzat són càlculs preliminars calculats professionalment, la selecció dels materials adequats i l’adherència a la tecnologia d’instal·lació. Això permetrà crear un sistema eficaç per mantenir una temperatura confortable a la casa.
Al vídeo es poden veure consells per disposar i utilitzar una vàlvula de gravetat per escalfar en instal·lar un terra càlid, elements addicionals:
