Propósito e instalación de una válvula de retención para calefacción.

¿Para qué sirve la circulación forzada?

La circulación natural del refrigerante se produce de acuerdo con las leyes físicas: el agua calentada o el anticongelante sube al punto superior del sistema y, enfriándose gradualmente, desciende y regresa a la caldera. Para una circulación exitosa, es necesario mantener estrictamente el ángulo de inclinación de los tubos rectos y de retorno. Con una pequeña longitud del sistema en una casa de un piso, esto es fácil de hacer y la diferencia de altura será pequeña.

Para casas grandes y edificios de varios pisos. Este sistema suele ser inadecuado: puede formar atascos de aire, perturbar la circulación y, como resultado, sobrecalentar el refrigerante en la caldera. Esta situación es peligrosa y puede causar daños a los componentes del sistema.

Por lo tanto, se instala una bomba de circulación en la tubería de retorno, inmediatamente antes de ingresar al intercambiador de calor de la caldera, lo que crea la presión requerida y la tasa de circulación de agua en el sistema. Al mismo tiempo, el refrigerante calentado se descarga rápidamente en los dispositivos de calefacción, la caldera funciona normalmente y el microclima de la casa permanece estable.

Diagrama: elementos del sistema de calefacción.

• el sistema funciona de manera estable en edificios de cualquier longitud y número de pisos;
• puede usar tuberías de un diámetro menor que con circulación natural, lo que ahorra el costo de comprarlas;
• se permite colocar tuberías sin pendiente y colocarlas ocultas en el piso;
• los pisos de agua caliente se pueden conectar al sistema de calefacción forzada;
• el régimen de temperatura estable prolonga la vida útil de los accesorios, tuberías y radiadores;
• es posible regular la calefacción de cada habitación.

Desventajas de un sistema de circulación forzada:

• se requiere cálculo e instalación de la bomba, conectándola a la red, lo que hace que el sistema sea volátil;
• la bomba hace ruido durante el funcionamiento.

Las desventajas se resuelven con éxito mediante la colocación correcta del equipo: la bomba se coloca en una habitación separada de la sala de calderas junto a la caldera de calefacción y se instala una fuente de energía de respaldo: una batería o un generador.

Ubicación de la instalación de la válvula

Hay puntos en el sistema de calefacción donde necesariamente se recolecta aire. Por lo tanto, los grifos de Mayevsky en el apartamento deben instalarse en cada radiador. En muchos modelos de radiadores modernos, los propios fabricantes instalan los dispositivos de purga de aire en la etapa de fabricación.

Le recomendamos que se familiarice con: Racores para tuberías de electrofusión

¡Nota! Si tiene radiadores clásicos, entonces la válvula de aire debe instalarse en la parte superior, que se encuentra frente a la conexión.

Por lo tanto, siempre puede controlar de forma independiente el funcionamiento normal de sus baterías de calefacción y no depender del deseo de los empleados de la oficina de vivienda o del estado de ánimo de los vecinos desde arriba.

Puntos para instalar válvulas de alivio de aire:

• radiadores, serpentín de baño, parte superior;
• el punto superior de la tubería;
• sistema de seguridad de caldera de calefacción en comunicaciones individuales;
• para ramificación hidráulica;
• sobre los colectores del colector común;
• en cualquier bucle en forma de U en las comunicaciones, en el punto superior;
• para juntas de dilatación en sistemas de calefacción de plástico.

Debe entenderse que el aire siempre se acumula en la parte superior de las comunicaciones. Puede surgir una esclusa de aire en la curva de una tubería de plástico si la instalación se realizó incorrectamente y hubo una deformación de temperatura.

La forma más fácil de deshacerse del tapón de la tubería de forma permanente es cortar una T en la tubería.En la rama vertical libre de la T (cuyo diámetro se selecciona en consecuencia), se instala una válvula para liberar aire.

El principio de funcionamiento de un sistema de calefacción por gravedad.

El principio de funcionamiento de la calefacción parece simple: el agua se mueve a través de la tubería, impulsada por la cabeza hidrostática, que apareció debido a la diferente masa de agua calentada y enfriada. Esta estructura también se llama gravedad o gravedad. La circulación es el movimiento del líquido enfriado en las baterías y el líquido pesado bajo la opresión de su propia masa hasta el elemento calefactor, y el desplazamiento del agua ligera calentada hacia la tubería de suministro. El sistema funciona cuando la caldera de circulación natural se encuentra debajo de los radiadores.

En circuitos abiertos, se comunica directamente con el ambiente externo y el exceso de aire se escapa a la atmósfera. Se elimina el volumen de agua que aumentó por el calentamiento, se normaliza la presión constante.

La circulación natural también es posible en un sistema de calefacción cerrado si está equipado con un vaso de expansión con membrana. A veces, las estructuras de tipo abierto se convierten en cerradas. Los circuitos cerrados son más estables en funcionamiento, el refrigerante no se evapora en ellos, pero también son independientes de la electricidad. Qué afecta la cabeza circulante

La circulación del agua en la caldera depende de la diferencia de densidad entre el líquido frío y caliente y de la diferencia de altura entre la caldera y el radiador más bajo. Estos parámetros se calculan incluso antes de que se inicie la instalación del circuito de calefacción. La circulación natural ocurre porque la temperatura de retorno en el sistema de calefacción es baja. El refrigerante tiene tiempo de enfriarse, moviéndose a través de los radiadores, se vuelve más pesado y, con su masa, empuja el líquido calentado fuera de la caldera, obligándolo a moverse por las tuberías.

Diagrama de circulación de agua de caldera

La altura del nivel de la batería por encima de la caldera aumenta la presión, ayudando al agua a superar más fácilmente la resistencia de las tuberías. Cuanto más altos son los radiadores con respecto a la caldera, mayor es la altura de la columna de retorno enfriada y con mayor presión empuja el agua calentada hacia arriba cuando llega a la caldera.

La densidad también regula la presión: cuanto más se calienta el agua, menor se vuelve su densidad en comparación con el retorno. Como resultado, se empuja hacia afuera con más fuerza y ​​la cabeza aumenta. Por esta razón, las estructuras de calentamiento por gravedad se consideran autorreguladas, porque si cambia la temperatura de calentamiento del agua, la presión sobre el refrigerante también cambiará, lo que significa que su consumo cambiará.

Durante la instalación, la caldera debe colocarse en la parte inferior, debajo de todos los demás elementos, para garantizar una carga suficiente de refrigerante.

Tuberías para sistemas de circulación natural

Al elegir el diámetro de las tuberías, no solo influye el tamaño del sistema y la cantidad de radiadores, sino también el material del que están hechos, o más bien, la suavidad de las paredes. Para los sistemas gravitacionales, este es un parámetro muy importante. La peor situación es con las tuberías de metal ordinarias: la superficie interior es rugosa y después del uso se vuelve aún más desigual debido a los procesos de corrosión y los depósitos acumulados en las paredes. Por lo tanto, tales tuberías toman el diámetro más grande.

Los tubos de acero después de unos años pueden verse así

Desde este punto de vista, son preferibles el metal-plástico y el polipropileno reforzado. Pero en metal-plástico, se utilizan accesorios que reducen significativamente la luz, lo que puede volverse crítico para los sistemas de gravedad. Por lo tanto, el polipropileno reforzado parece más preferible. Pero tienen restricciones en la temperatura del refrigerante: la temperatura de funcionamiento es de 70 ° C, la temperatura máxima es de 95 ° C.Para productos hechos de plástico especial PPS, la temperatura de funcionamiento es de 95 ° C, la temperatura máxima es de hasta 110 ° C.Entonces, dependiendo de la caldera y del sistema en su conjunto, estas tuberías se pueden usar, siempre que sean productos de marca de calidad y no falsos. Lea más sobre las tuberías de polipropileno aquí.

También se pueden utilizar metaloplásticos y polipropileno para la instalación de sistemas de calefacción.

Pero si planea instalar una caldera de combustible sólido. entonces ningún polipropileno puede soportar tales cargas de calor. En este caso, utilice todavía acero o acero galvanizado e inoxidable en las uniones roscadas (no utilice soldadura al instalar acero inoxidable, ya que las uniones gotean muy rápidamente).

El cobre también es adecuado (aquí está escrito sobre tuberías de cobre), pero también tiene sus propias características y debe manejarse con cuidado: no se comportará normalmente con todos los refrigerantes, y es mejor no usarlo en un sistema con radiadores de aluminio. (colapsan rápidamente)

Una característica de los sistemas con circulación natural es que no se pueden calcular debido a la formación de flujos turbulentos que no se pueden calcular. Están diseñados en base a la experiencia y normas y reglas promediadas y derivadas empíricamente. Básicamente, se aplican las reglas:

• eleve el punto de aceleración lo más alto posible;
• no estreche las tuberías de suministro;
• suministrar un número suficiente de secciones de radiador.

Luego se usa uno más: desde el lugar del primer ramal y cada uno posterior se conduce con un tubo de un diámetro menor en un escalón. Por ejemplo, una tubería de 2 pulgadas sale de la caldera, luego de la primera rama 1 ¾, luego 1 ½, etc. La chatarra se recoge de un diámetro menor a uno mayor.

Hay varias características más de la instalación de sistemas gravitacionales. Primero, es recomendable hacer tuberías con una pendiente de 1-5%, dependiendo de la longitud de la tubería. En principio, con una diferencia de temperatura y altura suficiente, también se puede realizar un cableado horizontal, lo principal es que no hay áreas con una pendiente negativa (inclinada en la dirección opuesta), lo que, debido a la formación de atascos de aire en ellas , bloqueará el movimiento del flujo de agua.

Sistema de gravedad monotubo con distribución vertical en dos alas (contornos)

La segunda característica es que se debe instalar un tanque de expansión y / o un respiradero en el punto más alto del sistema. El tanque de expansión puede ser abierto (el sistema también estará abierto) o de membrana (cerrado). Cuando se instala abierto, no hay necesidad de extraer el aire; se acumula en el punto más alto, en el tanque y sale a la atmósfera. Al instalar un tanque de membrana, también se requiere una ventilación de aire automática. Con el cableado horizontal, los grifos "Mayevsky" en cada uno de los radiadores no interferirán; con su ayuda, es más fácil eliminar todos los atascos de aire en la rama.

Diagrama de instalación de sistemas de calefacción por gravedad.

Dado que la circulación de agua en el sistema de calefacción se realiza sin la participación de una bomba, para el flujo libre de líquido a través de las líneas, estas deben tener un diámetro mayor que en un circuito donde la circulación de agua es forzada. El sistema de gravedad funciona reduciendo la resistencia que debe superar el agua: cuanto más lejos está la tubería de la caldera, más ancha es.

El calentamiento de agua con circulación natural puede tener cableado superior o inferior. Cuando se diseña un cableado de dos tuberías, el agua caliente ingresa directamente a cada batería y no las pasa alternativamente, como en un esquema de una tubería.

El cableado superior, en el que el refrigerante sube primero al techo y desde allí desciende a las baterías, es el más adecuado para llevar a cabo la instalación de dicha estructura. Si se planea que el diseño sea más bajo. luego se construye un circuito de aceleración: una diferencia de altura en la que el agua de la caldera primero sube, donde en la parte superior de la tubería ingresa al tanque de expansión y luego desciende a los radiadores de calefacción.

Cuanto más alto esté ubicado el calentador, mayor será la presión dentro de la tubería. Por lo tanto, las baterías de los pisos superiores a menudo se calientan mejor que las de los pisos inferiores. En consecuencia, si realiza un calentamiento de dos tubos con circulación natural, las baterías colocadas al mismo nivel que la caldera o debajo no se calientan lo suficiente.

Para evitar tal situación, la sala de calderas está completamente enterrada, proporcionando una presión suficientemente alta para que el refrigerante pase a través de las tuberías a la velocidad requerida. La caldera se coloca en un sótano, aproximadamente a 3 metros por debajo del centro del elemento calefactor más bajo. Las tuberías con agua caliente, por el contrario, se levantan lo más posible, colocando un tanque de expansión en el punto más alto de la estructura, y luego el agua de la tubería de suministro baja a los radiadores.

Tipos de cableado del sistema de una tubería

En un sistema de una tubería, no hay separación entre una tubería de avance y una de retorno. Los radiadores están conectados en serie y el refrigerante que pasa a través de ellos se enfría gradualmente y regresa a la caldera. Esta característica hace que el sistema sea económico y simple, pero requiere establecer el régimen de temperatura y el cálculo correcto de la potencia de los radiadores.

Una versión simplificada de un sistema de una tubería solo es adecuada para una casa pequeña de un piso. En este caso, la tubería pasa a través de todos los radiadores directamente, sin válvulas de control de temperatura. Como resultado, las primeras baterías a lo largo del curso del refrigerante resultan estar mucho más calientes que las últimas.

Este diseño no es adecuado para sistemas extendidos. después de todo, el enfriamiento del refrigerante será significativo. Para ellos, se utiliza un sistema de tubería única "Leningradka", en el que la tubería común tiene ramas ajustables para cada radiador. Como resultado, el refrigerante en la tubería principal se distribuye de manera más uniforme en todas las habitaciones. El diseño de un sistema de tubería única en edificios de varios pisos se divide en horizontal y vertical.

Enrutamiento horizontal

Con el enrutamiento horizontal, la tubería recta se eleva hasta el piso superior a lo largo del tubo ascendente principal. Un tubo horizontal se extiende desde él en cada piso, pasando secuencialmente a lo largo de todas las baterías en este piso.
Se combinan en una tubería de retorno y se devuelven a la caldera o caldera. Los grifos de control de temperatura están ubicados en cada piso y los grifos Mayevsky están en cada radiador. El cableado horizontal se puede realizar tanto en flujo continuo como de acuerdo con el sistema Leningradka.

Disposición vertical

Con este tipo de cableado, el refrigerante caliente asciende hasta el piso superior o ático, y desde allí, a lo largo de elevadores verticales, pasa por todos los pisos hasta el más bajo. Allí, las bandas se combinan en una línea de retorno. Un inconveniente importante de este sistema es la calefacción desigual en diferentes pisos, que no se puede ajustar con un sistema de flujo continuo.
La elección de un sistema de cableado para una casa privada depende principalmente de su diseño. Con una gran superficie de cada piso y una pequeña cantidad de pisos de la casa, es mejor elegir un cableado vertical, para que puedas lograr una temperatura más uniforme en cada habitación. Si el área es pequeña, es mejor elegir un diseño horizontal, ya que es más fácil de regular. Además, con un tipo de enrutamiento horizontal, no tiene que hacer agujeros innecesarios en los pisos.

Video: sistema de calefacción de una tubería.

Válvula de retención de bola con brida (acoplamiento)

A diferencia del tipo de válvulas de retención descritas anteriormente, la válvula de bola tiene altas características hidráulicas, que son proporcionadas por sus características de diseño.

Válvula de retención de bola de hierro fundido para calefacción Zetkama V401 (Polonia).

La base del diseño es una bola de hierro fundido o aluminio cubierta con una capa de goma que, cuando el refrigerante se mueve directamente, se empuja hacia la parte superior del cuerpo, en un nicho especial.En caso de detener el movimiento directo, la bola rueda por su propio peso hacia la parte inferior del cuerpo, bloqueando el movimiento del refrigerante en la dirección opuesta.

La parte superior del cuerpo de la válvula de hierro fundido tiene una cubierta de hierro fundido extraíble para un servicio y reparación rápidos. La tapa está unida al cuerpo con varios pernos y está equipada con una junta tórica para evitar fugas.

Este diseño impone los siguientes requisitos de instalación:

• Cuando se instala horizontalmente, el "compartimento de la bola" debe dirigirse hacia arriba, solo en este caso la bola rodará libremente hacia abajo;
• Con la instalación vertical, el flujo del medio de calentamiento debe moverse de abajo hacia arriba.

El principio de funcionamiento del sistema con circulación natural.

El esquema de calefacción de una casa privada con circulación natural es popular debido a las siguientes ventajas:

• Instalación y mantenimiento sencillos.
• No es necesario instalar equipos adicionales.
• Independencia energética: no se requieren costos adicionales de electricidad durante el funcionamiento. En caso de un corte de energía, el sistema de calefacción continúa funcionando.

El principio de funcionamiento del calentamiento de agua, utilizando la circulación por gravedad, se basa en leyes físicas. Cuando se calienta, la densidad y el peso del líquido disminuyen, y cuando el medio líquido se enfría, los parámetros vuelven a su estado original.

Al mismo tiempo, prácticamente no hay presión en el sistema de calefacción. En las fórmulas de ingeniería térmica, se toma una relación de 1 atm. por cada 10 m de altura de la columna de agua. El cálculo del sistema de calefacción de un edificio de 2 pisos mostrará que la presión hidrostática no supera 1 atm. en edificios de un piso 0.5-0.7 atm.

Dado que el líquido aumenta de volumen durante el calentamiento, se requiere un tanque de expansión para la circulación natural. El agua que pasa por el circuito de agua de la caldera se calienta, lo que provoca un aumento de volumen. El tanque de expansión debe ubicarse en el suministro de refrigerante, en la parte superior del sistema de calefacción. La tarea del tanque de compensación es compensar el aumento en el volumen de líquido.

Se puede utilizar un sistema de calefacción de autocirculación en viviendas particulares, posibilitando las siguientes conexiones:

• Conexión a calefacción por suelo radiante: requiere la instalación de una bomba de circulación, solo en el circuito de agua tendido en el suelo. El resto del sistema seguirá funcionando con circulación natural. Después de un corte de energía, la habitación seguirá calentándose mediante radiadores instalados.
• Trabajar con una caldera de calentamiento de agua indirecto: es posible la conexión a un sistema con circulación natural, sin la necesidad de conectar equipos de bombeo. Para ello, la caldera se instala en la parte superior del sistema, justo debajo del tanque de expansión de aire cerrado o abierto. Si esto no es posible, entonces la bomba se instala directamente en el tanque de almacenamiento, instalando adicionalmente una válvula de retención para evitar la recirculación del refrigerante.

En sistemas con circulación gravitacional, el movimiento del refrigerante se realiza por gravedad. Debido a la expansión natural, el líquido calentado sube por la sección de refuerzo y luego, en una pendiente, "fluye" a través de las tuberías conectadas a los radiadores de regreso a la caldera.

Levante la válvula de retención

El diseño de este tipo de válvulas consta de un cuerpo (fabricado en acero inoxidable, hierro fundido o bronce) con una brida o conexión de acoplamiento y una tapa extraíble en la rosca, gracias al cual se realiza una rápida reparación y limpieza de la válvula. . El mecanismo de bloqueo consta de una válvula de mariposa de latón (o acero inoxidable) con un eje, que se mantiene en la posición cerrada mediante un resorte de acero. El uso de un resorte permite montar la válvula de elevación en cualquier posición.

Válvula de retención de elevación de hierro fundido Zetkama V277. Max. temperatura hasta + 200 ° C.

¡Nota! Además, hay modelos sin resorte, en tales válvulas, cuando el refrigerante comienza a moverse en la dirección opuesta, el amortiguador cae bajo el peso de su propio peso. Estos modelos solo deben instalarse horizontalmente con la tapa hacia arriba.

Sección del sistema de calefacción por radiadores.

Aumento de temperatura

Otro factor es la diferencia entre la densidad del agua fría y caliente. Observemos el siguiente hecho: el calentamiento con circulación natural pertenece al tipo de autorregulación. Por lo tanto, si se aumenta la temperatura del calentamiento del agua, su caudal cambia y la altura de circulación aumenta.

El fuerte calentamiento del líquido contribuye a una circulación mucho más rápida. Pero esto solo sucede en una habitación fría: cuando la temperatura del aire en ellos alcanza una cierta marca, las baterías se enfrían mucho más lentamente.

La densidad tanto del agua calentada en la caldera como del agua que ya ha entrado en los radiadores será prácticamente igual. La altura disminuirá, la circulación rápida del agua será reemplazada por la circulación medida dentro del sistema.

Tan pronto como la temperatura de las instalaciones de una casa privada vuelva a bajar a cierto nivel, esto servirá como una señal para aumentar la presión. El sistema intentará igualar las condiciones de temperatura. Para hacer esto, deberá reiniciar el proceso de circulación rápida. De ahí proviene la capacidad de autorregulación.

En resumen, la regla es la siguiente: un cambio único en la temperatura y el volumen de agua le permite obtener la producción de calor requerida de las baterías para calentar habitaciones.

Como resultado, se mantienen condiciones agradables de temperatura.

Esquema de acción

El sistema de calefacción de agua caliente incluye una caldera (calentador de agua), tuberías de retorno y suministro, así como equipos de calefacción, un tanque de expansión y una válvula de seguridad. El líquido se calienta a la temperatura deseada en la caldera y sube a la tubería de suministro y sube debido a la expansión.

Desde allí, pasa a los equipos de calefacción: baterías y radiadores, a los que emite algo de calor. Luego, la tubería de retorno dirige el agua a la caldera, donde se calienta nuevamente a la temperatura establecida. El ciclo se repite mientras el sistema esté operativo.

Es importante recordar que los tubos horizontales se montan con una pendiente en relación con el movimiento del entorno de trabajo.

Válvula de retención de lóbulos

En la mayoría de los casos, se utilizan en salas de calderas y grandes puntos de calentamiento con un diámetro de tubería de DN50 y superior.

Válvula de lóbulos Ebro Armaturen (Alemania) tipo DC, tamaños desde DN 50 a DN 300.

El cuerpo de la válvula está disponible en hierro fundido o acero inoxidable. El mecanismo de bloqueo consta de dos pétalos (solapas) unidos a una varilla ubicada en el centro de la estructura. Los pétalos se mantienen cerrados por varios resortes de torsión.

Las desventajas de una válvula de pétalo incluyen un sistema hidráulico "débil". Esto se debe al hecho de que los pétalos en la posición abierta y el tallo están en el centro de la sección, directamente en la trayectoria del flujo de refrigerante.

Diseño de calefacción por circulación forzada

Esquema detallado de calefacción del hogar

La tarea principal en la instalación independiente de calentamiento de agua con una bomba de circulación es dibujar el diagrama correcto. Para hacer esto, necesita un plano de la casa, en el que se aplica la ubicación de tuberías, radiadores, válvulas y grupos de seguridad.

Cálculo del sistema

En la etapa de elaboración de los diagramas, es necesario calcular correctamente los parámetros de la bomba para el sistema de calefacción forzada de una casa privada. Para hacer esto, puede usar programas especiales o hacer los cálculos usted mismo. Hay una serie de fórmulas sencillas que le ayudarán a calcular:

Donde Рн es la potencia nominal de la bomba, kW, р es la densidad del refrigerante, para el agua este indicador es 0,998 g / cm³, Q es el nivel de consumo de refrigerante, l, N es la presión requerida, m.

Programa de ejemplo para calcular la calefacción

Para calcular el indicador de presión en el sistema de calefacción forzada de una casa, es necesario conocer la resistencia total de la tubería y el suministro de calor en su conjunto. Por desgracia, es casi imposible hacerlo usted mismo. Para hacer esto, debe utilizar paquetes de software especiales.

Habiendo calculado la resistencia de la tubería en un sistema de calentamiento de agua caliente con circulación, puede calcular el indicador de presión requerido utilizando la siguiente fórmula:

Donde H es la altura calculada, m, R es la resistencia de la tubería, L es la longitud de la sección recta más grande de la tubería, m, ZF es el coeficiente, que generalmente es 2.2.

En base a los resultados obtenidos, se selecciona el modelo óptimo de la bomba de circulación.

Si los indicadores de potencia de la bomba calculados para un sistema de calefacción de circulación forzada autoinstalado son grandes, se recomienda comprar modelos emparejados.

Instalación de calefacción con circulación

Ejemplo de instalación oculta de calefacción de colectores

Según los datos calculados, se seleccionan las tuberías del diámetro requerido y las válvulas de cierre. Sin embargo, el diagrama no muestra la forma de instalar el maletero. Las tuberías se pueden instalar de forma oculta o abierta. Se recomienda que el primero se use solo con plena confianza en la confiabilidad de todo el sistema de calefacción de una cabaña privada con circulación forzada.

Debe recordarse que la calidad de los componentes del sistema determinará su desempeño y desempeño. Esto es especialmente cierto para el material de fabricación de tuberías y válvulas. Además, para un sistema de calefacción de dos tubos con circulación forzada, se recomienda seguir los consejos de los profesionales:

• Instalación de una fuente de alimentación de emergencia para la bomba de circulación en caso de corte de energía;
• Al usar anticongelante como refrigerante, verifique su compatibilidad con los materiales para la fabricación de tuberías, radiadores y calderas;
• De acuerdo con el esquema de calefacción de una casa con circulación forzada, la caldera debe ubicarse en el punto más bajo del sistema;
• Además de la potencia de la bomba, es necesario calcular el tanque de expansión.

La tecnología de instalación de calefacción por circulación no es diferente de la estándar

Es importante tener en cuenta las características de la casa de contorno: el material para hacer las paredes, sus pérdidas de calor. Este último afecta directamente la potencia de todo el sistema.

El análisis de los parámetros de los sistemas de calefacción con circulación forzada ayudará a formarse una opinión objetiva al respecto:

Lo que es

Si un sistema con circulación forzada requiere una diferencia de presión creada por una bomba de circulación o provisto de una conexión a una tubería de calefacción, entonces la imagen es diferente. El calentamiento por circulación natural utiliza un efecto físico simple: la expansión del líquido cuando se calienta.

Si ignoramos las sutilezas técnicas, el esquema básico de trabajo es el siguiente:

• La caldera calienta un cierto volumen de agua. Entonces, por supuesto, se expande y, debido a la menor densidad, es desplazado hacia arriba por la masa más fría del refrigerante.
• Habiendo subido al punto superior del sistema de calefacción, el agua, enfriándose gradualmente, traza un círculo alrededor del sistema de calefacción por gravedad y regresa a la caldera. Al mismo tiempo, emite calor a los dispositivos de calefacción y cuando está de nuevo en el intercambiador de calor, tiene una densidad más alta que al principio. Entonces se repite el ciclo.

Útil: por supuesto, nada te impide incluir una bomba de circulación en el circuito.En modo normal, proporcionará una circulación de agua más rápida y un calentamiento uniforme, y en ausencia de electricidad, el sistema de calefacción funcionará con circulación natural.

Funcionamiento de la bomba en un sistema de circulación natural.

La foto muestra cómo se resuelve el problema de interacción entre la bomba y el sistema de circulación natural. Cuando la bomba está funcionando, la válvula de retención se activa y toda el agua fluye a través de la bomba. Vale la pena apagarlo: la válvula se abre y el agua circula a través de la tubería más gruesa debido a la expansión térmica.

Variedades de dispositivos de válvula de retención.

En el mercado moderno, se ofrecen válvulas de retención de varios tipos, cada una de las cuales difiere tanto en su diseño como en sus características técnicas.

Válvulas de retención tipo disco

El diseño de tales dispositivos incluye un cuerpo, que puede estar hecho de latón o acero inoxidable, y un mecanismo de bloqueo. Este último consta de los siguientes elementos:

• una válvula de mariposa de metal o plástico, que asegura que el flujo del medio transportado se cierre si comienza a moverse en la dirección incorrecta;
• una junta de estanqueidad, que sirve para un ajuste más ajustado de la válvula de mariposa al asiento;
• resorte de acero, que asegura que la válvula esté en el estado cerrado si el flujo del medio de trabajo se mueve en la dirección incorrecta.

El principio de la válvula de retención de disco.

Las válvulas de retención de disco con resorte, que son ideales para equipar sistemas de calefacción domésticos y no requieren un mantenimiento regular, tienen las siguientes ventajas:

1. tamaño compacto y peso ligero;
2. costo asequible.

Sin embargo, las válvulas de resorte de tipo disco también tienen desventajas:

• Cuando se utilizan este tipo de válvulas de retención en sistemas de calefacción, se crea una resistencia hidráulica significativa, que es especialmente crítica cuando se utiliza una bomba de calor de fuente terrestre en dichos sistemas. Es por eso que en tales casos es necesario realizar cálculos preliminares.
• Las válvulas de retención de tipo disco de resorte, que no requieren mantenimiento, no se pueden reparar.

Válvula de retención de asiento con disco de latón

Válvulas de retención de bola

A diferencia de la válvula de disco, la válvula de bola tiene mejores características hidráulicas, lo que explica su gran popularidad entre los consumidores. El elemento de bloqueo de este dispositivo, como su nombre lo indica, es una bola cubierta con una capa de goma, que puede ser de hierro fundido o aluminio. El principio por el cual funciona una válvula de bola de retención es bastante simple.

• Cuando el refrigerante se mueve a través de la válvula de bola en la dirección requerida, el elemento de cierre - la bola - bajo la presión del medio de trabajo se eleva a la parte superior del dispositivo, abriendo completamente el orificio pasante.
• En el caso de que la presión del flujo del medio de trabajo disminuya o comience a moverse en la dirección incorrecta, la bola, bajo la influencia de su propio peso, desciende a un nicho especial, cerrando la abertura del paso y bloqueando el movimiento del trabajo. Flujo medio a través del dispositivo.

Válvula de retención de calefacción tipo bola

Una válvula de retención de bola generalmente está equipada con una cubierta que se adjunta a su cuerpo con unos pocos pernos. La presencia de dicha cubierta permite realizar rápida y fácilmente la reparación y el mantenimiento de la persiana, si es necesario.

Al instalar válvulas de bola de retención en tuberías para diversos fines, se deben tener en cuenta los siguientes matices.

• La válvula de bola debe colocarse con la tapa hacia arriba cuando se instala en una sección horizontal de la tubería de modo que la bola en el compartimiento de trabajo del dispositivo tenga la capacidad de rodar libremente hacia su parte inferior.
• Al instalar una válvula de bola de retención en una sección vertical de la tubería, debe tenerse en cuenta que el flujo del medio de trabajo que pasa a través del dispositivo debe moverse en la dirección de abajo hacia arriba.

El funcionamiento de esta válvula está asegurado por una bola que se mueve dentro del cuerpo bajo la acción de un refrigerante.

Válvulas de retención tipo lóbulo

La válvula de retención de pétalos, cuyos elementos de bloqueo son dos aletas con resorte (pétalos), ubicadas en un eje especial, se instala en los sistemas de tuberías de las grandes estaciones de calderas y puntos de calefacción. Una de las desventajas más importantes de las válvulas de retención de tipo pétalo es la mala hidráulica. Esto se debe al hecho de que sus aletas, incluso cuando están abiertas, crean un obstáculo significativo para el flujo del medio de trabajo que se mueve a través de la tubería.

Los dispositivos de válvula de pétalo incluyen una válvula de retención gravitacional, cuyo elemento de cierre es una solapa, fijada en un eje especial y que tiene la capacidad de girar libremente. La válvula de retención por gravedad funciona según el siguiente principio.

• La hoja se abre bajo la presión del flujo del medio de trabajo.
• Si la presión del flujo del medio de trabajo cae o comienza a moverse en la dirección incorrecta, la hoja, bajo la influencia de su propia gravedad, baja y cierra el dispositivo.

No hay resorte en la válvula de pétalo horizontal para calentar, lo que hace posible operar la válvula incluso cuando el agua fluye por gravedad.

Válvulas de retención de tipo ascensor

El elemento de cierre de tales dispositivos es un carrete con resorte que se mueve sobre un eje especial. Algunos modelos no están equipados con un resorte; solo se pueden usar para la instalación en secciones de tubería verticales. Al igual que las válvulas de bola, las válvulas de retención giratorias están equipadas con un bonete que les permite ser reparadas y mantenidas si es necesario.

Durante la instalación, las válvulas de retención de resorte de tipo elevador deben instalarse con la tapa hacia arriba, lo que proporcionará acceso a su interior en los casos en que deban ser reparadas o mantenidas.

Dispositivo de válvula de retención de tipo elevador

Caldera para sistemas de gravedad

Dado que estos esquemas se necesitan principalmente para un dispositivo de calefacción independiente de la electricidad, las calderas también deben funcionar sin el uso de electricidad. Pueden ser unidades no automatizadas, excepto de pellet y eléctricas.

Muy a menudo, las calderas de combustible sólido funcionan en sistemas con circulación natural. Todos son buenos, pero en muchos modelos el combustible se quema rápidamente. Y si hay heladas severas fuera de la ventana y la casa no está lo suficientemente aislada, entonces para mantener una temperatura aceptable por la noche, debe levantarse y vomitar combustible. Esta situación es especialmente común cuando se usa leña. La salida es comprar una caldera de larga duración (no volátil, por supuesto). Por ejemplo, en las calderas de combustible sólido de Lituania Stropuva, ​​bajo ciertas condiciones, la leña se quema durante hasta 30 horas y el carbón (antracita) durante varios días. Las características de las calderas Sandle son un poco peores: el tiempo mínimo de combustión para leña es de 7 horas, para el carbón, 34 horas. La empresa alemana Buderus, la checa Viadrus y la polaco-ucraniana Wikchlach, así como la rusa Ogonyok, tienen calderas sin automatización ni bombas.

Caldera no volátil de combustión prolongada Stropuva

Hay calderas de gas no volátiles de fabricación rusa, por ejemplo, "Conord". que se producen en Rostov-on-Don. Se pueden utilizar en sistemas de circulación natural. La misma planta produce calderas universales no volátiles "Don", que también son aptas para funcionar sin electricidad.Las calderas de gas de pie de la empresa italiana Bertta - modelo Novella Autonom y algunas otras unidades de fabricantes europeos y asiáticos operan en sistemas con circulación natural.

La segunda forma, que ayudará a aumentar el tiempo entre hornos, es aumentar la inercia del sistema. Para ello, se instalan acumuladores de calor (TA). Funcionan bien con calderas de combustible sólido, que no tienen la capacidad de regular la intensidad de la combustión: el exceso de calor se desvía a un acumulador de calor, en el que se acumula y consume energía a medida que se enfría el refrigerante del sistema principal. La conexión de dicho dispositivo tiene sus propias características: debe ubicarse en la tubería de suministro en la parte inferior. Además, para una extracción de calor eficiente y un funcionamiento normal, está lo más cerca posible de la caldera. Sin embargo, esta solución está lejos de ser la mejor para los sistemas gravitacionales. Pasan bastante lentamente al modo de circulación normal, pero se autorregulan: cuanto más frío está en la habitación, más se enfría el refrigerante que pasa por los radiadores. Cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas, mayor será la diferencia de densidad y más rápido se moverá el refrigerante. Y el TA instalado hace que la calefacción sea más inercial, y se necesita mucho más tiempo y combustible para acelerar. Es cierto que el calor se emite por más tiempo. En general, tú decides.

Para estabilizar la temperatura en el sistema, se instala un acumulador de calor

Aproximadamente los mismos problemas con la calefacción de estufa de circulación natural. Aquí el papel del acumulador de calor lo desempeña la propia matriz del horno y también requiere mucha energía (combustible) para acelerar el sistema. Pero en el caso de usar TA, generalmente se brinda la posibilidad de su exclusión, y en el caso de un horno, esto no es realista.

De las leyes de la física

Supongamos que en los radiadores y una caldera, la temperatura del líquido cambia en saltos a lo largo de los ejes centrales: las partes superiores contienen líquido caliente y las inferiores contienen líquido frío.

El agua caliente es menos densa, lo que reduce su peso en comparación con el agua fría. Como resultado, el sistema de calefacción consta de dos vasos comunicantes, cerrados entre sí, en los que el líquido se mueve de arriba a abajo.

Un pilar alto, formado por agua enfriada de gran peso, al llegar a los radiadores, empuja el pilar bajo. Como resultado, el líquido caliente se empuja y se produce la circulación.

Válvula de retención oscilante

Disponible en versiones con bridas o acopladas. Cuerpo de válvula rotativa y tapa extraíble, disponible en fundición, bronce o acero inoxidable. Un disco de acero inoxidable sirve como elemento de bloqueo, que se eleva hacia arriba bajo la presión del flujo directo del refrigerante.

Válvula de retención oscilante de hierro fundido Zetkama V302. Max. temperatura hasta + 300 ° C.

Debido a la apertura total del orificio, la válvula giratoria tiene un alto rendimiento hidráulico.

Al igual que las válvulas de retención de bola, las válvulas rotativas también se montan horizontalmente con la tapa hacia arriba y verticalmente para que el flujo del refrigerante se mueva de abajo hacia arriba.

Tipos de sistemas de calefacción por circulación por gravedad

A pesar del diseño simple de un sistema de calentamiento de agua con autocirculación del refrigerante, existen al menos cuatro esquemas de instalación populares. La elección del tipo de cableado depende de las características del edificio en sí y del rendimiento esperado.

Para determinar qué esquema funcionará, en cada caso individual es necesario realizar un cálculo hidráulico del sistema, tener en cuenta las características de la unidad de calefacción, calcular el diámetro de la tubería, etc. Es posible que se requiera ayuda profesional al realizar cálculos.

Sistema cerrado con circulación por gravedad

En los países de la UE, los sistemas cerrados son los más populares entre otras soluciones. En la Federación de Rusia, el esquema aún no ha recibido un uso generalizado.Los principios de funcionamiento de un sistema de calentamiento de agua de tipo cerrado con circulación sin bomba son los siguientes:

• Cuando se calienta, el refrigerante se expande, el agua se desplaza del circuito de calefacción.
• Bajo presión, el líquido ingresa al tanque de expansión de diafragma cerrado. El diseño del contenedor es una cavidad dividida en dos partes por una membrana. La mitad del depósito está lleno de gas (la mayoría de los modelos utilizan nitrógeno). La segunda parte permanece vacía para llenar con un refrigerante.
• Cuando el líquido se calienta, se crea suficiente presión para empujar la membrana y comprimir el nitrógeno. Después de enfriarse, se lleva a cabo el proceso inverso y el gas exprime el agua del tanque.

De lo contrario, los sistemas de tipo cerrado funcionan como otros esquemas de calefacción de circulación natural. Las desventajas son la dependencia del volumen del tanque de expansión. Para habitaciones con una gran área climatizada, deberá instalar un contenedor espacioso, lo que no siempre es recomendable.

Sistema abierto con circulación por gravedad

El sistema de calefacción de tipo abierto difiere del tipo anterior solo en el diseño del tanque de expansión. Este esquema se usó con mayor frecuencia en edificios más antiguos. Las ventajas de un sistema abierto son la capacidad de fabricar contenedores de forma independiente a partir de materiales de desecho. El tanque generalmente tiene un tamaño modesto y se instala en el techo o debajo del techo de la sala de estar.

La principal desventaja de las estructuras abiertas es la entrada de aire en las tuberías y los radiadores de calefacción, lo que conduce a una mayor corrosión y una falla rápida de los elementos de calefacción. La ventilación del sistema también es un "invitado" frecuente en los circuitos de tipo abierto. Por lo tanto, los radiadores se instalan en ángulo; se requieren grifos Mayevsky para purgar el aire.

Sistema monotubo con autocirculación

Esta solución tiene varias ventajas:

1. No hay tubería de par debajo del techo y por encima del nivel del piso.
2. Los fondos se ahorran en la instalación del sistema.

Las desventajas de esta solución son obvias. La transferencia de calor de los radiadores de calefacción y la intensidad de su calefacción disminuye con la distancia a la caldera. Como muestra la práctica, un sistema de calefacción de una tubería de una casa de dos pisos con circulación natural, incluso si se observan todas las pendientes y se selecciona el diámetro de tubería correcto, a menudo se modifica (mediante la instalación de equipos de bombeo).

Sistema de autocirculación de dos tubos

El sistema de calefacción de dos tubos en una casa privada con circulación natural tiene las siguientes características de diseño:

1. El suministro y el retorno pasan por diferentes conductos.
2. La línea de suministro está conectada a cada radiador a través de una rama de entrada.
3. La segunda línea conecta la batería a la línea de retorno.

Como resultado, un sistema de tipo radiador de dos tubos ofrece las siguientes ventajas:

1. Distribución uniforme del calor.
2. No es necesario agregar secciones de radiador para un mejor calentamiento.
3. Es más fácil ajustar el sistema.
4. El diámetro del circuito de agua es al menos un tamaño más pequeño que en los circuitos de un solo tubo.
5. Falta de reglas estrictas para instalar un sistema de dos tubos. Se permiten pequeñas desviaciones con respecto a pendientes.

La principal ventaja de un sistema de calefacción de dos tubos con cableado inferior y superior es la simplicidad y, al mismo tiempo, la eficiencia del diseño, lo que permite neutralizar los errores cometidos en los cálculos o durante los trabajos de instalación.

Como funciona el dispositivo

Se instala una válvula de aire (o varias) en el sistema de calefacción, en los lugares más propensos a la acumulación de burbujas de aire. Esto evita la formación de una gran congestión, la calefacción funciona sin problemas.

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Grúa Mayevsky

Dichos dispositivos recibieron el nombre de su desarrollador.La grúa Mayevsky tiene una rosca y dimensiones para una tubería con un diámetro de 15 mm o 20 mm. Está organizado de manera simple:

• En el cuerpo del cuerpo de la válvula, se hacen 2 orificios pasantes que, en la posición abierta de la grúa Mayevsky, se comunican con el sistema de calefacción.
• Estos orificios están sellados con un tornillo de rosca cónica.
• El aire se descarga a través de una pequeña abertura (2 mm) dirigida hacia arriba.

Para purgar el aire del sistema, desenrosque el tornillo 1,5-2 vueltas. El aire sale con un silbido cuando las comunicaciones están bajo presión. El final de la salida de la esclusa de aire se caracteriza por una caída de presión y la aparición de agua.

¡Nota! La grúa Mayevsky es un dispositivo simple y confiable para purgar acumulaciones de aire. No se obstruye ni se rompe porque no tiene partes móviles. Su diseño es simple y confiable.

En el mercado, puede encontrar varias variedades de grúas Mayevsky, que tienen el mismo diseño, pero difieren en la forma de ajustar el tornillo de bloqueo. Existen:

• con un cómodo mango para desenroscar a mano;
• con una cabeza normal para un destornillador plano;
• con cabeza cuadrada para una llave especial.

Para un adulto, el principio de desenroscar el tornillo de bloqueo no importa. Sin embargo, en un hogar con niños, es más seguro usar dispositivos que deben desenroscarse con un dispositivo especial. Habiendo desenroscado el grifo habitual con un mango cómodo, el niño puede escaldar con agua hirviendo.

Grifo automático

La válvula de alivio de aire automática se basa en el principio de una cámara de flotación, el diseño incluye:

• caja vertical con un diámetro de 15 mm;
• flotar dentro del cuerpo;
• una válvula de resorte con tapa, que está conectada y regulada por un flotador.

La válvula de aire automática para el sistema de calefacción funciona sin intervención humana. Normalmente, cuando no hay aire en el sistema, la presión del llenador de líquido presiona el flotador contra la tapa de la válvula. Al mismo tiempo, la tapa está bien cerrada.

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A medida que el aire se acumula en el cuerpo de la válvula, el flotador desciende. Tan pronto como cae al nivel crítico, la válvula de resorte se abre y purga el aire. Bajo la presión del portador en el sistema, el espacio se llena nuevamente de líquido. El flotador se eleva para cerrar la tapa de la válvula de resorte.

Cuando no hay refrigerante en las comunicaciones, el flotador se encuentra en la parte inferior de la válvula. A medida que el sistema se llena, el aire sale del grifo en un flujo continuo hasta que el refrigerante llega al flotador.

¡Nota! Constantemente hay una pequeña cantidad de aire debajo de la tapa de la válvula automática. Esto es normal y no afecta el trabajo de ninguna manera.

Se hace una distinción entre las siguientes configuraciones de válvulas de aire automáticas para calefacción:

• con descarga de aire vertical;
• con descarga de aire lateral (a través de un chorro especial);
• con conexión inferior;
• con conexión en esquina.

Para el profano, las características de diseño de una grúa automática no importan. Sin embargo, para un profesional, existe una diferencia al elegir entre dispositivos.

Se cree que:

• un dispositivo con una boquilla y un orificio lateral es más confiable en funcionamiento que una válvula automática con una descarga de aire vertical;
• La válvula de conexión inferior es más eficiente para atrapar burbujas de aire que la válvula de montaje lateral.

Si el diseño de la grúa Mayevsky no ha sufrido cambios durante muchos años, entonces el dispositivo de válvulas automáticas se mejora y complementa constantemente.

Los fabricantes ofrecen válvulas automáticas con dispositivos adicionales:

• con una membrana para proteger contra el golpe de ariete;
• con una válvula de cierre, para la conveniencia de desmontar el dispositivo durante la temporada de calefacción;
• mini válvulas.

¡Nota! La desventaja de una válvula automática es que se ensucia rápidamente.Cal, residuos obstruyen las partes internas móviles del dispositivo. Esto conduce a un debilitamiento de la eficiencia de su trabajo o al fracaso total.

Las válvulas de aire automáticas para calefacción necesitan una inspección y limpieza frecuentes. Las indudables ventajas de estos dispositivos incluyen la posibilidad de instalarlos en lugares de difícil acceso.

Cálculo de potencia

La potencia calorífica efectiva de la caldera se calcula de la misma forma que en todos los demás casos.

Por zona

La forma más sencilla es el cálculo del área de la habitación recomendada por SNiP. 1 kW de potencia térmica debe caer en 10 m2 del área de la habitación. Para las regiones del sur, se toma un coeficiente de 0.7 - 0.9, para la zona media del país - 1.2 - 1.3, para las regiones del Extremo Norte - 1.5-2.0.

Como cualquier cálculo aproximado, este método ignora muchos factores:

• La altura de los techos. Está lejos de ser el estándar de 2,5 metros en todas partes.
• El calor se filtra a través de las aberturas.
• La ubicación de la habitación dentro de la casa o contra paredes externas.

Todos los métodos de cálculo dan grandes errores, por lo tanto, la energía térmica generalmente se incluye en el proyecto con un cierto margen.

Por volumen, teniendo en cuenta factores adicionales

Otro método de cálculo proporcionará una imagen más precisa.

• La base es una potencia térmica de 40 vatios por metro cúbico de volumen de aire en la habitación.
• Los coeficientes regionales también se aplican en este caso.
• Cada ventana de tamaño estándar agrega 100 vatios a nuestra estimación. Cada puerta es de 200.
• La ubicación de la habitación contra la pared exterior dará, según su grosor y material, un coeficiente de 1,1 - 1,3.
• Una casa privada con una calle abajo y arriba no es cálida apartamentos vecinos, se calcula con un coeficiente de 1.5.

Sin embargo: este cálculo será MUY aproximado. Baste decir que en las casas particulares construidas con tecnologías de ahorro de energía, se incluye en el proyecto una capacidad de calefacción de 50-60 vatios por metro CUADRADO. Demasiado está determinado por las fugas de calor a través de paredes y techos.

recomendaciones

Entonces, es importante saber

:

• Al elegir un dispositivo, debe tener en cuenta la presión y la temperatura del refrigerante. En las casas particulares, el agua con una temperatura de 95 grados se hace circular a través de tuberías a una presión de aproximadamente 3 bar. Si hay una red de calefacción, debe conocer estos parámetros.
• La instalación de válvulas de cierre debe realizarse de acuerdo con los requisitos especificados en la ficha técnica del producto.
• La bomba responsable de la circulación del agua debe estar ubicada en el circuito hasta las válvulas de cierre.
• El método de conexión se selecciona en función de la presión en la red. La válvula de acoplamiento se usa a una presión que no exceda la marca de 16 bar, la válvula con brida se usa por encima de esta marca.

Válvula de retención en el sistema de calefacción.
Una válvula de retención es un componente indispensable de cualquier sistema de calefacción. En algunas condiciones de operación, es responsable del funcionamiento ininterrumpido y sin problemas del equipo, en otras, aumenta la eficiencia del trabajo. El éxito de la solución de las tareas asignadas depende de la correcta elección del dispositivo. Tienes dudas? Busque ayuda profesional. De lo contrario, existe el riesgo de costos financieros imprevistos asociados con la reparación de la caldera y la restauración del sistema de calefacción.

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Ventajas de instalar un sistema de dos tubos.

Al diseñar el calentamiento de agua con circulación forzada para una casa privada, eligen, según las capacidades materiales del propietario, un esquema de una o dos tuberías. El sistema de una tubería es más barato, más fácil de instalar y el sistema de dos tuberías es más eficiente en su funcionamiento. Al instalar un sistema de calefacción horizontal de dos tuberías, son posibles tres diseños de tuberías: callejón sin salida, asociado y colector.

Tres esquemas para el dispositivo de un sistema de calefacción horizontal de dos tubos en una casa privada: A) callejón sin salida; B) pasar; B) colector (viga)

Inmediatamente, notamos que el último tiene la mayor eficiencia, a saber, la tubería del colector. Sin embargo, su implementación aumenta el consumo de materiales, así como la complejidad del trabajo de instalación.