É um sistema de aquecimento radiante adequado para aquecer uma casa térrea

Descrição do sistema

Existem muitas opiniões sobre a origem do nome do sistema de aquecimento Leningradka. Alguns acreditam que o sistema foi usado pela primeira vez pelas organizações de construção de Leningrado. No entanto, devido à facilidade de instalação, pode ser usado em qualquer região. Outros dizem que nessa cidade foram desenvolvidos regulamentos técnicos para o sistema, que posteriormente passaram a ser utilizados em todo o país. De qualquer forma, durante a construção em massa de casas do tipo quartel e edifícios sociais, o sistema de Leningradka era muito popular. Isso foi explicado pelo baixo custo do sistema e pela facilidade de sua instalação.

Esquema do sistema de aquecimento Leningradka em uma casa particular é um sistema em loop no qual os trocadores de calor são instalados em série.Como resultado, a água quente sai da caldeira ou da entrada do aquecimento central e passa por todas as baterias. No entanto, com a distância da caldeira, o refrigerante esfria, como resultado, os primeiros radiadores aquecem mais do que os localizados no final da linha. As últimas baterias são especialmente privadas de energia térmica.

Nesses sistemas, o refrigerante pode se mover naturalmente ou com o uso de uma bomba, sem grande efeito na localização dos radiadores.

O sistema de aquecimento de tubo único Leningradka com circulação natural é a melhor opção para edifícios de um andar, onde os radiadores são colocados no mesmo nível. Além disso, o sistema de aquecimento de Leningrado envolve a passagem do tubo principal, que fecha o circuito do sistema de aquecimento, próximo o suficiente do piso. Neste caso, torna-se possível escondê-lo o máximo possível sob o revestimento do piso.

No arranjo de aquecimento de acordo com o esquema do sistema aquecendo Leningradka em edifícios de vários andares, é necessária uma instalação adicional de uma bomba de circulação, pois é quase impossível elevar o refrigerante a uma grande altura de maneira natural. Nesse caso, será necessário instalar uma caldeira de alta capacidade e realizar cálculos precisos das seções verticais e horizontais do sistema. No entanto, esta opção colocará em causa a rentabilidade da operação do sistema. Em outras palavras, a instalação de uma bomba de circulação exigirá custos adicionais, mas evitará problemas e aborrecimentos desnecessários.

Único tubo horizontal

A opção mais fácil sistema horizontal de um tubo aquecimento com ligação inferior.

Ao criar um sistema de aquecimento para uma casa particular com suas próprias mãos, um esquema de fiação de tubo único pode ser o mais lucrativo e barato. É igualmente adequado para casas de um andar e casas de dois andares. No caso de uma casa térrea, parece muito simples - os radiadores são conectados em série - para garantir o fluxo consistente do refrigerante. Após o último radiador, o refrigerante é enviado através de um tubo de retorno sólido para a caldeira.

Vantagens e desvantagens do esquema

Para começar, consideraremos as principais vantagens do esquema:

• facilidade de implementação;
• ótima opção para casas pequenas;
• economia de materiais.

Um esquema de aquecimento horizontal de tubo único é uma excelente opção para salas pequenas com um número mínimo de salas.

O esquema é realmente muito simples e compreensível, então mesmo um iniciante pode lidar com sua implementação. Ele prevê uma conexão serial de todos os radiadores instalados. Este é um layout de aquecimento ideal para uma pequena casa particular. Por exemplo, se esta é uma casa de um ou dois cômodos, então “cercar” um sistema de dois tubos mais complexo não faz muito sentido.

Olhando para a foto de tal esquema, podemos notar que o tubo de retorno aqui é sólido, não passa pelos radiadores. Portanto, esse esquema é mais econômico em termos de consumo de material. Se você não tiver dinheiro extra, essa fiação será a mais ideal para você - economizará dinheiro e permitirá que você forneça calor à casa.

Quanto às deficiências, são poucas. A principal desvantagem é que a última bateria da casa será mais fria que a primeira.Isso se deve à passagem sequencial do refrigerante pelas baterias, onde libera o calor acumulado para a atmosfera. Outra desvantagem de um circuito horizontal de tubo único é que, se uma bateria falhar, todo o sistema terá que ser desligado de uma só vez.

Apesar de algumas desvantagens, este esquema de aquecimento continua a ser usado em muitas casas particulares de uma pequena área.

Características da instalação de um sistema horizontal de tubo único

Criando aquecimento de água de uma casa particular com suas próprias mãos, um esquema com fiação horizontal de tubo único será o mais fácil de implementar. Durante o processo de instalação, é necessário montar os radiadores e conectá-los com seções de tubos. Depois de conectar o último radiador, é necessário girar o sistema na direção oposta - é desejável que o tubo de saída corra ao longo da parede oposta.

Um esquema de aquecimento horizontal de tubo único também pode ser usado em casas de dois andares, cada andar é conectado em paralelo aqui.

Quanto maior a sua casa, mais janelas ela tem e mais radiadores ela tem. Assim, as perdas de calor também aumentam, o que torna visivelmente mais frio nos últimos quartos. Você pode compensar a queda de temperatura aumentando o número de seções nos últimos radiadores. Mas é melhor montar um sistema com desvios ou com circulação forçada do refrigerante - falaremos sobre isso um pouco mais tarde.

Um esquema de aquecimento semelhante pode ser usado para aquecer casas de dois andares. Para fazer isso, são criadas duas cadeias de radiadores (no primeiro e segundo andares), que são conectadas em paralelo entre si.Há apenas um tubo de retorno neste esquema de conexão de bateria, ele começa no último radiador no primeiro andar. Um tubo de retorno também está conectado lá, descendo do segundo andar.

maquiagem automática

Para um sistema de aquecimento com circuito fechado, é mais aconselhável equipar uma unidade de compensação automática. Apesar de seu alto custo, o uso de tais equipamentos se justifica economicamente. Caldeiras de combustível sólido, que são usadas em sistemas de aquecimento fechados, têm alto desempenho. Uma diminuição no nível do líquido refrigerante pode levar a um superaquecimento crítico do trocador de calor, do forno e da própria caldeira. Nesse caso, o movimento intenso do refrigerante ao longo do circuito pode levar a uma rápida diminuição em sua quantidade. E a ausência de um dispositivo de segurança diretamente na caldeira não permitirá monitorar rapidamente a quantidade de água nas tubulações e radiadores.

Para o dispositivo da unidade de alimentação automática, vários tipos são usados dispositivos e válvulas. É mais conveniente comprar um dispositivo especializado - um redutor de maquiagem. Combina em um caso todos os elementos funcionais necessários:

• válvula de retenção;
• Filtro;
• Manômetro com válvula;
• Dispositivo de controle de pressão.

Na tampa da caixa de engrenagens há um parafuso que controla a pressão de operação do dispositivo. Recomenda-se configurá-lo para dois bares - a pressão ideal em um sistema de aquecimento fechado autônomo.

Um sistema autônomo de alimentação automática é um dos mais complexos, tecnicamente e caros.Seu uso é economicamente justificado para a manutenção de grandes sistemas de aquecimento para várias casas usando caldeiras a combustível sólido. Tal sistema, na maioria das vezes, tem aplicação comercial e é instalado em locais turísticos, resorts de esqui e centros de recreação, distantes de infraestruturas centralizadas. É composto pelos seguintes elementos:

• Tanque de água com um volume de 50-100 l;
• Bomba submersível;
• Interruptor de pressão;
• Mangueira de sucção;
• Válvula de ar;
• Sensor de nível;
• Encaixe com filtro grosso;
• Sensor de nível de líquido.

Se não for usada água como transportador de calor, mas soluções contendo glicol, o sistema é adicionalmente equipado com um dispositivo de mistura para evitar que o transportador de calor se separe em diferentes frações de densidade.

O princípio de funcionamento do sistema de aquecimento automático para grandes unidades térmicas é o seguinte:

1. O refrigerante é alimentado no recipiente através de uma conexão com um filtro. Isso eliminará a possibilidade de contaminação nas tubulações de aquecimento;
2. Uma bomba volumétrica com capacidade limitada é usada para encher o sistema de aquecimento. Isso possibilitará o enchimento uniforme de tubulações e dispositivos de engenharia de calor com refrigerante na primeira partida;
3. Quando a pressão definida é atingida, o relé desliga a bomba e interrompe o fornecimento de refrigerante. Quando a pressão de operação diminui, o relé liga automaticamente a bomba;
4. O sinal do sensor de nível de líquido localizado no tanque é conectado ao alarme luminoso em circuito aberto;
5. A válvula de ar é instalada na tampa do tanque para equalizar a pressão durante a seleção do refrigerante;
6. Todos os dispositivos de controle voláteis são conectados através de uma fonte de alimentação ininterrupta, que garantirá o controle constante da pressão do refrigerante no sistema de aquecimento.

A situação mais simples é com caldeiras a gás que são usadas em sistemas de aquecimento autônomo para apartamentos. Quase todos os modelos modernos, especialmente caldeiras a gás de circuito duplo, já possuem uma caixa de engrenagens integrada. Liga-se ao tubo de alimentação de DHW. E quando a pressão cai, adiciona refrigerante automaticamente à tubulação. O assistente de instalação não precisa realizar operações especiais e conexões adicionais. Todos os controles e controles necessários já estão incluídos como padrão.

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O dispositivo e princípio de distribuição do refrigerante

O sistema é chamado de tubo único, uma vez que a água aquecida é fornecida e sai dos radiadores de aquecimento através de um único coletor. A tubulação é comum a todas as baterias conectadas ao ramal principal. Ou seja, as conexões de entrada e saída de cada aquecedor são conectadas a um tubo, conforme mostrado no exemplo de um esquema de fornecimento de calor de um edifício de um andar.

A versão clássica de um circuito fechado com movimento forçado do refrigerante conectado a uma caldeira a gás

Como funciona um sistema de aquecimento do radiador de tubo único:

1. O refrigerante aquecido proveniente da caldeira chega à primeira bateria e é dividido por um T em dois fluxos desiguais. A maior parte da água continua a se mover em linha reta ao longo da linha, uma parte menor flui para o radiador (cerca de 1/3).
2. Tendo emitido calor para as paredes da bateria e resfriado em 10-15 ° C (dependendo da potência e do retorno real do radiador), um pequeno fluxo através do tubo de saída retorna ao coletor comum.
3. Misturando-se com o fluxo principal, o refrigerante resfriado reduz sua temperatura em 0,5–1,5 graus. A água misturada é entregue ao próximo aquecedor, onde o ciclo de troca de calor e resfriamento da corrente principal é repetido.
4. Como resultado, cada bateria subsequente recebe um refrigerante com temperatura mais baixa. No final, a água resfriada é enviada de volta à caldeira pela mesma linha.

A cor e o tamanho das setas na figura caracterizam a temperatura e a quantidade de água, respectivamente. Primeiro, os fluxos são separados, depois misturados, esfriando alguns graus

Quanto mais baixa a temperatura da água circulante, menos calor vai para os últimos aquecedores. O problema é resolvido de três maneiras:

• no final da rodovia, são instaladas baterias de maior potência - o número de seções é aumentado ou a área dos radiadores de aço do painel é aumentada;
• aumentando o diâmetro do tubo e o desempenho da bomba, o fluxo de refrigerante através do coletor principal aumenta;
• uma combinação das duas opções anteriores.

A conexão de radiadores a uma única linha de distribuição é a principal diferença entre a fiação de tubo único e outros sistemas de dois tubos, onde o fornecimento e o retorno do refrigerante são organizados em dois ramos separados.

Como calcular o diâmetro do tubo

Ao organizar a fiação sem saída e coletor em uma casa de campo de até 200 m², você pode fazer sem cálculos escrupulosos. Pegue a seção transversal de rodovias e tubulações de acordo com as recomendações:

• para fornecer o refrigerante aos radiadores em um prédio de 100 metros quadrados ou menos, uma tubulação Du15 (dimensão externa de 20 mm) é suficiente;
• as conexões da bateria são feitas com uma seção de Du10 (diâmetro externo 15-16 mm);
• em uma casa de dois andares de 200 quadrados, o riser de distribuição é feito com um diâmetro de Du20-25;
• se o número de radiadores no piso for superior a 5, divida o sistema em várias ramificações que se estendem desde a coluna de Ø32 mm.

O sistema de gravidade e anel é desenvolvido de acordo com cálculos de engenharia. Se você deseja determinar a seção transversal dos tubos, primeiro calcule a carga de aquecimento de cada sala, levando em consideração a ventilação, e descubra a taxa de fluxo de refrigerante necessária usando a fórmula:

• G é a vazão mássica de água aquecida na seção da tubulação que alimenta os radiadores de uma determinada sala (ou grupo de salas), kg/h;
• Q é a quantidade de calor necessária para aquecer uma determinada sala, W;
• Δt é a diferença de temperatura calculada no fornecimento e retorno, tome 20 °С.

Exemplo. Para aquecer o segundo andar a uma temperatura de +21 °C, são necessários 6000 W de energia térmica. O riser de aquecimento que passa pelo teto deve trazer 0,86 x 6000 / 20 = 258 kg / h de água quente da sala da caldeira.

Conhecendo o consumo horário do refrigerante, é fácil calcular a seção transversal da tubulação de abastecimento usando a fórmula:

• S é a área da seção de tubulação desejada, m²;
• V - consumo de água quente por volume, m³/h;
• ʋ – vazão do líquido refrigerante, m/s.

Continuação do exemplo. A vazão calculada de 258 kg / h é fornecida pela bomba, tomamos a velocidade da água de 0,4 m / s. A área da seção transversal da tubulação de abastecimento é de 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 m². Recalculamos a seção em diâmetro de acordo com a fórmula da área do círculo, obtemos 0,02 m - tubo DN20 (externo - Ø25 mm).

Observe que desprezamos a diferença nas densidades da água em diferentes temperaturas e substituímos a vazão mássica na fórmula.O erro é pequeno, com um cálculo artesanal é bastante aceitável.

Diagrama de conexão da fiação do feixe

As tubulações, como regra, são colocadas em uma mesa de cimento feita em um contrapiso. Uma extremidade é conectada ao coletor correspondente, a outra sai do piso sob o radiador correspondente. Um piso de acabamento é colocado em cima da mesa. Ao instalar um sistema de aquecimento radiante em um prédio de apartamentos, uma linha vertical é feita no canal. Cada andar tem seu próprio par de coletores. Em alguns casos, se houver pressão suficiente da bomba e houver poucos consumidores no último andar, eles são conectados diretamente aos coletores do primeiro andar.

Diagrama de um sistema de aquecimento radiante

Para lidar eficazmente com os engarrafamentos, as válvulas de ar são colocadas no coletor e no final de cada feixe.

Trabalho preparatório

Durante a preparação para a instalação, o seguinte trabalho é realizado:

• estabelecer a localização de radiadores e outros consumidores de calor (pisos quentes, toalheiros aquecidos, etc.);
• realizar um cálculo térmico de cada cômodo, levando em consideração sua área, pé direito, número e área de janelas e portas;
• escolha um modelo de radiadores, levando em consideração os resultados dos cálculos térmicos, o tipo de refrigerante, a pressão no sistema, calcule a altura e o número de seções;
• fazer o encaminhamento de tubulações diretas e de retorno do coletor para os radiadores, levando em consideração a localização de portas, estruturas prediais e outros elementos.

Existem dois tipos de rastreamento:

• retangular-perpendicular, os tubos são colocados paralelamente às paredes;
• livre, os tubos são colocados ao longo do caminho mais curto entre a porta e o radiador.

O primeiro tipo tem uma aparência bonita e estética, mas requer um consumo significativamente maior de tubos.Toda essa beleza será coberta com um piso de acabamento e revestimento de piso. Portanto, os proprietários geralmente escolhem o rastreamento gratuito.

É conveniente usar programas de computador gratuitos para rastrear tubos, eles ajudarão você a concluir o rastreamento, permitirão determinar com precisão o comprimento dos tubos e elaborar uma declaração para a compra de acessórios.

Instalação do sistema

A colocação do sistema de vigas no contrapiso exigirá uma série de medidas destinadas a reduzir as perdas de calor no transporte e evitar o congelamento se a água for escolhida como portadora de calor.

Entre o calado e o piso de acabamento, deve ser prevista uma distância suficiente para o isolamento térmico.

Se o contrapiso for um piso de concreto (ou laje de fundação), será necessário colocar uma camada de material isolante de calor sobre ele.

Para o traçado de raios, são utilizados tubos de metal-plástico ou polietileno, que possuem flexibilidade suficiente. Para radiadores com potência térmica de até 1500 watts, são usados ​​tubos de 16 mm, para os mais potentes, o diâmetro é aumentado para 20 mm.

Eles são colocados em mangas corrugadas, que fornecem isolamento térmico adicional e o espaço necessário para deformações térmicas. Após um metro e meio, a manga é fixada com betonilhas ou grampos ao contrapiso para evitar seu deslocamento durante a betonilha de cimento.

Em seguida, é montada uma camada de material isolante de calor com uma espessura de pelo menos 5 cm, feita de lã de basalto densa, espuma de poliestireno ou poliestireno expandido. Esta camada também deve ser fixada ao contrapiso com buchas em forma de prato. Agora você pode derramar a mesa. Se a fiação for realizada no segundo andar ou superior, não é necessário colocar isolamento térmico.

É importante lembrar que nenhuma junta deve permanecer sob o piso inundado. Se houver poucos consumidores no segundo andar do sótão e a pressão criada pela bomba de circulação for suficiente, geralmente é usado um esquema com um par de coletores

As tubulações para os consumidores no segundo andar estendem as tubulações dos coletores do primeiro andar. Os tubos são montados em feixe e transportados ao longo de um canal vertical até o segundo andar, onde são dobrados em ângulo reto e levam aos pontos de acomodação do consumidor.

Se houver poucos consumidores no segundo andar do sótão e a pressão criada pela bomba de circulação for suficiente, geralmente é usado um esquema com um par de coletores. As tubulações para os consumidores no segundo andar estendem as tubulações dos coletores do primeiro andar. As tubulações são montadas em um feixe e transportadas por um canal vertical até o segundo andar, onde são dobradas em ângulo reto e levam aos pontos onde estão localizados os consumidores.

É importante lembrar que ao dobrar, deve-se observar o raio mínimo de dobra para um determinado diâmetro de tubo. Pode ser visto no site do fabricante e, para dobrar, é melhor usar um dobrador de tubos manual

Deve haver espaço suficiente na saída do canal vertical para acomodar a seção arredondada.

Principais elementos estruturais

O componente mais importante da fiação do feixe são os coletores. Ao projetar um sistema de aquecimento radiante para uma casa de dois andares (ou vários andares), um armário coletor precisará ser colocado em cada andar. Coletores e válvulas de controle (manuais ou automatizados) são montados em gabinetes, onde são facilmente acessíveis durante a operação e manutenção periódica ou emergencial.

Um pequeno número de conexões em comparação com uma fiação em T garante maior estabilidade hidrodinâmica de todo o sistema de aquecimento.

O segundo componente é a bomba de circulação, ela proporciona a criação de pressão no sistema para fornecer o refrigerante aquecido através de tubulações até os radiadores e coletar o retorno.

Seleção e instalação de uma bomba circular

Para um sistema de aquecimento radiante, a opção de menor fornecimento de líquido quente aos radiadores é mais frequentemente escolhida. Para garantir sua circulação forçada, é utilizada uma bomba de circulação. Sua potência deve ser suficiente para fornecer uma pressão que permita que o refrigerante alcance os trocadores de calor mais remotos, incluindo o piso radiante.

A circulação forçada acelera a circulação do refrigerante através dos anéis do sistema. Isto reduz a diferença entre a temperatura de entrada e de saída do circuito de aquecimento. Esse aumento na eficiência do aquecimento permite reduzir a capacidade da caldeira ou ter mais potência em caso de clima extremo.

Ao selecionar um dispositivo, são levados em consideração dois parâmetros principais que determinam sua potência e velocidade:

• produtividade, metros cúbicos por hora;
• cabeça, em metros;
• nível de ruído.

Ao escolher uma bomba circular, considere o desempenho e a pressão

Para uma correta seleção, será necessário levar em consideração o diâmetro e comprimento total das tubulações de distribuição, a diferença máxima de altura em relação à altura da instalação da bomba. Ao realizar cálculos de engenharia e encanamento, são usadas tabelas especiais oferecidas pelos fabricantes.

Os especialistas recomendam seguir as seguintes regras para instalar a bomba:

• dispositivos com rotor úmido são montados de modo que o eixo fique na horizontal;
• dispositivos com termostato embutido são montados a menos de 70 cm da caldeira de aquecimento para evitar operação incorreta;
• a bomba de circulação é montada na seção de retorno do sistema de tubulação, pois sua temperatura é menor e o dispositivo durará mais;
• bombas modernas resistentes ao calor também podem ser colocadas na linha de alimentação;
• o circuito de aquecimento deve estar equipado com um dispositivo de liberação de bolsas de ar, pode ser substituído por uma bomba com válvula de ar embutida;
• o dispositivo deve ser colocado o mais próximo possível do tanque de expansão;
• Antes de instalar a bomba, o sistema é lavado de impurezas mecânicas.

Se os parâmetros da rede elétrica no local de instalação não forem estáveis, recomenda-se conectar a bomba e o sistema de controle da caldeira através de um estabilizador de tensão de potência suficiente. Se a falta de energia for frequente, deve ser fornecido um dispositivo de alimentação ininterrupta - operado por bateria ou com um gerador elétrico iniciado automaticamente.

Muitas vezes, ao otimizar o custo de um sistema, há a tentação de prescindir de uma bomba de circulação. Esta opção, em princípio, é aceitável para edifícios de um andar de uma pequena área. Isso reduzirá a eficiência do aquecimento. Ao usar a circulação natural, devem ser usados ​​tubos com seção transversal maior. Além disso, o tanque de expansão deve ser colocado no ponto mais alto do edifício.

A escolha e o papel do coletor de distribuição

Este elemento mais importante do sistema distribui o fluxo de refrigerante quente fornecido pela caldeira para feixes de distribuição individuais. O segundo coletor coleta o líquido que cedeu seu calor e o devolve ao trocador de calor para posterior aquecimento.A válvula de retorno pode desviar parte do fluxo de retorno para o circuito principal se for necessário baixar a temperatura do refrigerante sem alterar o modo de operação da caldeira.

Existem coletores no mercado que suportam de 2 a 18 vigas. Os coletores são equipados com válvulas de fechamento ou controle, ou válvulas termostáticas automáticas. Com a ajuda deles, o regime de temperatura necessário para cada feixe é definido.

Princípio de operação e tipos de gerenciamento de nós

A tarefa mais importante da unidade de compensação é a capacidade de complementar a parte que falta do transportador de calor no sistema de aquecimento, o que normalizará os indicadores de pressão de operação.

Até o momento, algumas opções para reabastecer o volume de transportador de calor perdido estão sendo praticadas:

• O controle manual é mais conveniente ao atender um pequeno sistema de aquecimento, no qual é possível controlar independentemente o nível de pressão em estrita conformidade com o manômetro. Neste caso, o fluxo do transportador de calor ocorre por gravidade ou com a ajuda de equipamentos de bombeamento de reposição.
• O modo de compensação automática liga automaticamente quando o nível de pressão dentro do sistema cai abaixo dos limites definidos. Neste caso, a válvula é acionada para alimentar o sistema de aquecimento e o orifício de fluxo é aberto com o fluxo forçado do transportador de calor. Após a equalização dos indicadores de pressão, a válvula fecha e o desligamento padrão do equipamento de bombeamento também é realizado.

Apesar da conveniência da segunda opção, é muito importante lembrar que o modo de make-up automático implica a inclusão obrigatória de um elemento adicional no sistema que necessita de alimentação elétrica. Em caso de faltas de energia frequentes, é aconselhável duplicar o controle atemático da alavanca de alimentação manual

A instalação por gravidade mais simples na versão manual realiza o conjunto usual de água da torneira até que o excesso saia do tubo de transbordamento no tanque de expansão, e a vantagem da automação é a quase total ausência da necessidade de controlar o processo de alimentação do sistema.