Parecería, ¿qué podría ser difícil en el diseño de la red climática? En opinión de la mayoría, este es un punto de calentamiento del sistema de calefacción o una caldera individual que calienta un portador de calor líquido. Luego, el agua o el anticongelante fluye a través de las tuberías hacia los radiadores de calefacción, donde tiene lugar un intercambio secundario de energía térmica con el aire de la habitación.
Pero detrás de la simplicidad externa, se esconden soluciones de ingeniería muy complejas, cuyas instrucciones de operación y mantenimiento toman más de una docena de páginas.
El calor de la casa depende de la correcta instalación y el mantenimiento periódico del sistema de calefacción.
Calentamiento de agua
Más extendido, a pesar de la aparición de sistemas más modernos. La división principal es calefacción dependiente e independiente. Tipos de cableado:
- One-pipe (este sistema también se llama bifilar)
- Circuito múltiple: uno de los cables, de dos tubos, es un sistema común en esta categoría, junto con los sistemas de calefacción de cuatro y tres tubos.
- Un cableado llamado colector
Operación del sistema de un solo tubo
El portador de calor en este sistema es el agua. Después del calentamiento, el refrigerante pasa a través de los tubos guía. En términos del nivel de temperatura de funcionamiento, las condiciones de este sistema son diferentes. Un ejemplo básico: el circuito de calefacción de un sistema ascendente será de una tubería con conexión hidráulica y de dos tuberías en el contexto de los dispositivos de calefacción (radiadores) que operan en él. El esquema de conexión es dependiente o abierto, es decir, tiene una contrahuella vertical u horizontal, como en el caso de un sistema bifilar. El refrigerante se calienta mediante elementos energéticos autónomos, que se dividen en bobinas. La conexión se realiza de manera óptima a la sección ascendente o descendente de la tubería.
Los sistemas bifilares horizontales tienen dispositivos de calefacción tubulares (convectores, tubos de calefacción con aletas o tubos lisos, radiadores de acero o hierro fundido, etc.) Cuando se utiliza un sistema de calefacción horizontal, es imposible ajustar las temperaturas de uno o más dispositivos de calefacción, los que necesitan calefacción en este momento. El ajuste solo es posible para todo el circuito de calefacción. Estos sistemas se utilizan principalmente para calentar instalaciones agrícolas.
Según el método de movimiento del refrigerante, los sistemas de calefacción internos se dividen en sistemas con circulación natural y forzada (la presión en el sistema se mantiene mediante una bomba de circulación). En el caso de la circulación natural, hay subespecies: con relleno superior y con relleno inferior. Las instalaciones con llenado superior funcionan según el esquema: levantar el refrigerante calentado hacia arriba a lo largo del tubo vertical de suministro y distribuirlo en tuberías horizontales y luego a los radiadores. Una vez que la energía térmica se transfiere a los dispositivos y más al aire de la habitación, el agua enfriada más pesada va a la unidad de caldera.
A través de la tubería principal, el refrigerante se puede dirigir de varias maneras, en un callejón sin salida o en un esquema de paso. Cuando se usa un esquema de callejón sin salida, el refrigerante calentado de la caldera tiene la dirección opuesta en relación con el agua enfriada. El "signo" de este sistema es la presencia de uno o más bucles o anillos de circulación. En el caso de que los radiadores de calefacción estén ubicados junto a la caldera, las longitudes de los bucles se reducen. En consecuencia, con la distancia del tubo ascendente principal, las longitudes de los anillos de circulación aumentan.Por lo tanto, el esquema más apropiado es en el que los anillos de circulación se eliminan mínimamente de la unidad de caldera autónoma. Idealmente, este no es un sistema extendido, sino varios más cortos.
Tubería
¿Qué tuberías se pueden utilizar para calefacción y suministro de agua caliente?
Separemos, por así decirlo, las moscas de las chuletas: los sistemas de ingeniería centralizados (con nodos elevadores) y autónomos presentan requisitos completamente diferentes para los materiales.
Para la calefacción central, la temperatura normal es de hasta + 95 ° C a una presión de 4-5 atmósferas, que ya está muy cerca de los límites de las posibilidades de los materiales poliméricos. En el suministro de agua caliente, la temperatura nominal es más baja (75 ° C), pero la presión es más alta (hasta 6 kgf / cm2). El panorama se ve agravado por la alta probabilidad de desviaciones de los valores estándar y la aparición de golpes de ariete.
Rotura de tubería durante el golpe de ariete
En los sistemas de calefacción autónomos, la presión se mantiene hasta 2,5 kgf / cm2 a temperaturas de hasta 75-80 ° C, en el suministro autónomo de agua caliente, hasta 4,5 kgf / cm2 a 60-75 ° C. Los parámetros son estables, se excluye el golpe de ariete (más precisamente, solo pueden ser creados por el propietario de la casa, lo que no le conviene).
En este video, aprenderá sobre tuberías para calefacción y suministro de agua.
Para el suministro de agua caliente central y la calefacción, se utilizan los siguientes:
| Fotografía | Descripción |
| Galvanizado (tubo de acero revestido de zinc). A diferencia del acero negro, no crece demasiado con depósitos y no se corroe. Solo para montaje en roscas: la soldadura rompe el revestimiento anticorrosión. |
| Tubo de cobre. Se monta en racores soldados, a presión y engarzados. La resistencia a la tracción supera las 200 atmósferas, la resistencia al calor alcanza los 150-250 grados, según el tipo de accesorios utilizados. |
| Tubería de acero inoxidable corrugada. Con características cercanas al cobre, es 2-3 veces más económico y mucho más fácil de instalar: la conexión en el racor se ensambla con dos llaves ajustables en 30 segundos. |
Para sistemas de ingeniería autónomos, se puede utilizar lo siguiente:
| Fotografía | Descripción |
| Tuberías de polipropileno (generalmente con una capa de refuerzo: papel de aluminio o polímero mezclado con fibra). Sus ventajas son el bajo costo de las tuberías y los propios accesorios para la soldadura a baja temperatura. |
| El polietileno resistente al calor y reticulado (PERT y PEX) son tuberías ideales para calefacción y suministro de agua en el suelo para sistemas de cableado de colectores: se venden en bobinas de hasta 200 metros de longitud, lo que permite sacar todas las conexiones fuera de la regla. (ver Tuberías de polietileno para suministro de agua). |
| Los tubos de metal-polímero (en accesorios de engarzado y prensado) también se venden en bobinas y se suministran con un núcleo soldado de aluminio pegado entre dos capas de PERT o PEX. Sus ventajas son la rigidez de la pared y una resistencia a la tracción relativamente alta (hasta 16 kgf / cm2). |
Los sistemas de calentamiento de agua caliente se distinguen:
a) de acuerdo con el esquema para conectar tuberías con dispositivos de calefacción:
- monotubo con conexión en serie de dispositivos;
- dos tubos con conexión en paralelo de dispositivos;
- bifilar con conexión en serie primero de todas las primeras mitades de los dispositivos, luego para el flujo de agua en la dirección opuesta de todas sus segundas mitades;
b) según la posición de las tuberías que conectan los dispositivos de calefacción vertical u horizontalmente, vertical y horizontal;
c) por la ubicación de las carreteras:
- con cableado superior al colocar la línea de suministro por encima de los dispositivos de calefacción;
Las principales ventajas de un sistema de calefacción monotubo.
Diagrama del sistema de un solo tubo
El sistema de calefacción descrito tiene varias ventajas importantes:
- La capacidad de transportar el refrigerante calentado por todo el perímetro de un edificio residencial en un círculo a través de las tuberías de calefacción. Un sistema de dos tubos solo puede hacer esto en dos o incluso tres veces;
- La posibilidad de organizar el sistema de calefacción debajo del nivel del piso y debajo de las puertas de entrada, lo que simplifica enormemente los trabajos de organización y reparación;
- La presencia de una sola tubería con refrigerante genera grandes ahorros en el presupuesto de construcción;
- Posibilidad de un control bastante sencillo sobre la calefacción de todos los radiadores juntos y por separado.
Estas cualidades de un sistema de calefacción de una tubería permiten un sistema de calefacción confiable y de alta calidad en edificios de varios pisos.
Colector de aceleración
A pesar de todos los aspectos positivos de este tipo de sistemas de calefacción, vale la pena considerar una dificultad en su funcionamiento.
Un sistema de calefacción de una sola tubería de una casa de un piso funciona bastante mal sin el uso de una bomba, lo que contribuirá a la correcta circulación del refrigerante a través de la tubería y los radiadores. Para organizar el funcionamiento correcto y confiable de dicho sistema, es necesario instalar un colector de aceleración.
Esto determina la temperatura constante del refrigerante en cada radiador y el nivel de ruido que es inevitable cuando se utilizan sistemas de calentamiento de agua.
En el caso de que este sistema de calefacción se organice en un edificio de dos pisos, no es necesario instalar un colector de aceleración. Debido al hecho de que la tubería de calefacción está ubicada bastante alta, lo que contribuye a la creación de una gran presión natural, prácticamente no se requiere el uso de bombas de refuerzo y un colector.
10.3. Secuencia de diseño del sistema de calefacción
Datos iniciales para el diseño: propósito y tecnología, diseño y estructuras de construcción del edificio; condiciones climáticas y la posición del edificio en el suelo; fuente de suministro de calor; temperatura ambiente.
Cálculo del régimen térmico. Cálculo térmico de cercos externos de estructuras, cálculo de condiciones térmicas en habitaciones, determinación de cargas térmicas para calefacción (ver sección I y capítulo 8)
Selección de sistema. La elección de los parámetros del refrigerante y la presión hidráulica en el sistema, el tipo de dispositivos de calefacción y el diagrama del sistema (con un estudio de viabilidad, si es necesario).
Diseño de sistemas. Colocación de dispositivos de calefacción, contrahuellas, carreteras y otros elementos del sistema. División del sistema en partes de acción constante y periódica, para regulación zonales y frontales. Designación de la pendiente de las tuberías; esquemas de movimiento, recolección y remoción de aire; compensación por alargamiento y aislamiento de tuberías; lugares de descenso y llenado de contrahuellas y sistemas con agua. La elección del tipo de válvulas de cierre y control, su ubicación.
El diseño se completa dibujando un diagrama del sistema con la aplicación de cargas térmicas de dispositivos de calefacción y áreas de diseño.
Cálculo termohidráulico del sistema. Cálculo hidráulico del sistema. Cálculo térmico de tuberías y dispositivos (ver Capítulo 9).
Sistema de cuatro tubos
El sistema de cuatro tubos tiene dos circuitos independientes: uno hace circular agua fría y otro caliente. Una bobina de expulsión con un sistema de cuatro tubos tiene dos intercambiadores de calor. Se suministra agua fría a un intercambiador de calor de dos filas y agua caliente a un intercambiador de calor de una sola fila. Los sistemas de tres y cuatro tubos brindan la capacidad de suministrar agua fría o caliente a cualquier serpentín de expulsión, según la necesidad. Sin embargo, en comparación con el sistema de tres tubos, el sistema de cuatro tubos no tiene pérdidas por mezclar el calor y el refrigerante. Además, el sistema de cuatro tubos tiene un rendimiento hidráulico más estable.
| Esquema de suministro de calor de CHPP. |
En la Fig. 1.7 muestra un diagrama de un sistema de suministro de calor de cuatro tubos de una sala de calderas de vapor trimestral.
Los sistemas de agua de dos y cuatro tubos se utilizan para suministrar calor a edificios residenciales y públicos. Los sistemas de dos tubos pueden ser cerrados o abiertos, generalmente con subestaciones de calefacción locales. Los sistemas de cuatro tubos, por regla general, están cerrados, y hasta la subestación de calefacción central, las redes de calefacción se realizan con dos tubos, después de la estación de calefacción central hasta los edificios, con cuatro tubos. El modo de funcionamiento de las redes de calefacción de dos tubos se establece sobre la base de la provisión de energía térmica a todos los consumidores. En las redes de cuatro tubos, los sistemas de calefacción están conectados a dos tuberías principales (suministro y retorno) y los sistemas de suministro de agua caliente a dos (suministro y circulación).
| Controlador de temperatura para sistema de aire acondicionado aire-agua de dos tubos. |
En un sistema de aire acondicionado de agua de cuatro tubos, la cantidad de aire primario se determina de acuerdo con los requisitos de las normas sanitarias, por lo tanto, en la estación cálida, el frío que introduce no es suficiente para mantener los parámetros de aire requeridos en el habitación. En este sentido, además del circuito de tuberías de refrigerante, se instala otro circuito de refrigerante. En la Fig. El IV.77 muestra un diagrama esquemático de un sistema de cuatro tubos. El funcionamiento del circuito de agua caliente de este sistema es similar al funcionamiento del circuito de un sistema de dos tubos. El circuito de agua fría tiene su propia bomba de circulación /, que bombea agua primero al enfriador de agua 4 y luego a los intercambiadores de calor de las bobinas de expulsión.
La conexión de un sistema de suministro de calor de dos tubos para las necesidades de calefacción y ventilación con un sistema de ACS de una tubería (circuito de ACS abierto) conduce a un sistema de suministro de calor de tres tubos. El sistema de agua de tres tuberías también se utiliza para el suministro de calor de empresas industriales (áreas industriales) que tienen una carga térmica tecnológica de mayor potencial y un circuito cerrado de ACS. En este caso, para reducir la inversión de capital inicial y reducir el costo de operación, se utilizan dos líneas como líneas de alimentación y la tercera es una línea de retorno común, es decir. en lugar de un sistema de cuatro tubos, obtenemos un sistema de tres tubos. Cada línea de suministro debe estar conectada a consumidores que sean homogéneos en potencial y modo de consumo de calor.
El sistema de cuatro tubos tiene dos circuitos independientes: uno hace circular agua fría y otro caliente. Una bobina de expulsión con un sistema de cuatro tubos tiene dos intercambiadores de calor. Se suministra agua fría a un intercambiador de calor de dos filas y agua caliente a un intercambiador de calor de una sola fila. Los sistemas de tres y cuatro tubos brindan la capacidad de suministrar agua fría o caliente a cualquier serpentín de expulsión, según la necesidad. Sin embargo, en comparación con el sistema de tres tubos, el sistema de cuatro tubos no tiene pérdidas por mezclar el calor y el refrigerante. Además, el sistema de cuatro tubos tiene un rendimiento hidráulico más estable.
El sistema de cuatro tubos tiene dos circuitos independientes: uno hace circular agua fría y otro caliente. Una bobina de expulsión con un sistema de cuatro tubos tiene dos intercambiadores de calor. Se suministra agua fría a un intercambiador de calor de dos filas y agua caliente a un intercambiador de calor de una sola fila. Los sistemas de tres y cuatro tubos brindan la capacidad de suministrar agua fría o caliente a cualquier serpentín de expulsión, según la necesidad. Sin embargo, en comparación con el sistema de tres tubos, el sistema de cuatro tubos no tiene pérdidas por mezclar el calor y el refrigerante. Además, el sistema de cuatro tubos tiene un rendimiento hidráulico más estable.
