- Problemas del movimiento del refrigerante en el sistema de calefacción.
- ¿Cuál es el anillo principal en un sistema de calefacción?
- ¿Qué es el anillo secundario en el sistema de calefacción?
- ¿Cómo hacer que el refrigerante entre en el anillo secundario?
- Selección de bombas de circulación para un sistema de calefacción combinado con anillos primario-secundario
- Anillos primario-secundario con flecha hidráulica y colector
Comprender ¿Cómo funciona el sistema de calefacción combinado?, debe lidiar con un concepto como "anillos primarios - secundarios". De esto trata el artículo.
Problemas del movimiento del refrigerante en el sistema de calefacción.
Una vez en los edificios de apartamentos, los sistemas de calefacción eran de dos tubos, luego comenzaron a fabricarse de un solo tubo, pero al mismo tiempo surgió un problema: el refrigerante, como todo lo demás en el mundo, busca seguir un camino más simple: a lo largo una tubería de derivación (que se muestra en la figura con flechas rojas), y no a través de un radiador que crea más resistencia:
Para forzar que el refrigerante pase a través del radiador, se les ocurrió la instalación de tees de estrechamiento:
Al mismo tiempo, se instaló la tubería principal con un diámetro mayor que la tubería de derivación. Es decir, el refrigerante se acercó a la T que se estrechaba, encontró mucha resistencia y, de buena gana, giró hacia el radiador, y solo una parte más pequeña del refrigerante pasó a lo largo de la sección de derivación.
De acuerdo con este principio, se fabrica un sistema de un solo tubo: "Leningrado".
Esta sección de derivación se realiza por otra razón. Si el radiador falla, mientras se quita y se reemplaza por uno reparable, el refrigerante irá al resto de los radiadores a lo largo de la sección de derivación.
Pero esto es como la historia, estamos volviendo "a nuestros días".
Ventajas y desventajas
Las principales ventajas del esquema, por el cual "Leningrado" es tan popular, son:
- pequeños costos de materiales;
- facilidad de instalación.
Otra cosa es cuando se utilizan tuberías de metal-plástico o polietileno para la instalación. Recuerde que el esquema de distribución de Leningrado prevé un gran diámetro de la línea de suministro, mientras que en un sistema de dos tuberías el tamaño de la tubería será menor. En consecuencia, se utilizan accesorios de mayor diámetro, lo que significa que costarán más y, en general, el costo de trabajo y materiales será mayor.
En cuanto a la facilidad de instalación, la afirmación es absolutamente correcta. Una persona que esté al menos un poco versada en el tema armará con calma el esquema de "Leningrado". La dificultad radica en otra parte: antes de la instalación, se requiere un cálculo cuidadoso de las tuberías y la potencia de los radiadores, teniendo en cuenta el enfriamiento significativo del refrigerante. Si esto no se hace y el sistema se ensambla al azar, el resultado será triste: solo se calentarán las primeras 3 baterías, el resto permanecerá frío.
De hecho, los méritos por los que se valora tanto a la "mujer de Leningrado" son muy ilusorios. Es fácil de instalar, pero difícil de diseñar. Puede presumir de ser barato solo si se ensambla a partir de ciertos materiales, y no todos están satisfechos con ellos.
Un inconveniente importante del circuito de Leningrado se deriva de su principio de funcionamiento y radica en el hecho de que es muy problemático regular la transferencia de calor de las baterías mediante válvulas termostáticas. La siguiente figura muestra el sistema de calefacción de Leningrado en una casa de dos pisos, donde tales válvulas están instaladas en las baterías:
Este circuito funcionará de forma aleatoria todo el tiempo.Tan pronto como el primer radiador calienta la habitación a la temperatura establecida, y la válvula apaga el suministro de refrigerante, su volumen se apresura a la segunda batería, cuyo termostato también comenzará a funcionar. Y así sucesivamente hasta el último dispositivo. Al enfriar, el proceso se repetirá, solo al revés. Cuando todo esté calculado correctamente, el sistema se calentará de manera más o menos uniforme, si no, las últimas baterías nunca se calentarán.
En el esquema de Leningrado, el funcionamiento de todas las baterías está interconectado, por lo tanto, no tiene sentido instalar cabezales térmicos, es más fácil equilibrar el sistema manualmente.
Y lo ultimo. "Leningradka" funciona de forma bastante fiable con la circulación forzada del refrigerante y se concibió como parte de una red de suministro de calor centralizado. Cuando necesite un sistema de calefacción no volátil sin bomba, entonces "Leningrado" no es la mejor opción. Para obtener una buena transferencia de calor con circulación natural, necesita un sistema de dos tubos o un sistema de un tubo vertical, como se muestra en la figura:
¿Cómo hacer que el refrigerante entre en el anillo secundario?
Pero no todo es tan simple, pero debe lidiar con el nodo, rodeado por un rectángulo rojo (ver el diagrama anterior): el lugar de unión del anillo secundario. Debido a que lo más probable es que la tubería en el anillo primario tenga un diámetro mayor que la tubería en el anillo secundario, el refrigerante tenderá a la sección con menos resistencia. ¿Cómo proceder? Considere el circuito:
El medio de calentamiento de la caldera fluye en la dirección de la flecha roja "suministro de la caldera". En el punto B, hay un ramal desde el suministro hasta la calefacción por suelo radiante. El punto A es el punto de entrada para el retorno de la calefacción por suelo radiante al anillo primario.
¡Importante! La distancia entre los puntos A y B debe ser de 150 ... 300 mm, ¡no más!
¿Cómo "conducir" el refrigerante en la dirección de la flecha roja "al secundario"? La primera opción es un bypass: se colocan tees reductores en los lugares A y B y entre ellos un tubo de menor diámetro que el de suministro.
La dificultad aquí está en el cálculo de los diámetros: es necesario calcular la resistencia hidráulica de los anillos secundario y primario, bypass ... si calculamos mal, es posible que no haya movimiento a lo largo del anillo secundario.
La segunda solución al problema es colocar una válvula de tres vías en el punto B:
Esta válvula cerrará completamente el anillo primario y el refrigerante irá directamente al secundario. O bloqueará el camino al anillo secundario. O funcionará como un bypass, dejando que parte del refrigerante pase por el anillo primario y parte por el secundario. Parece estar bien, pero es imperativo controlar la temperatura del refrigerante. Esta válvula de tres vías a menudo está equipada con un actuador eléctrico ...
La tercera opción es suministrar una bomba de circulación:
La bomba de circulación (1) impulsa el refrigerante a lo largo del anillo primario desde la caldera a ... la caldera, y la bomba (2) impulsa el refrigerante a lo largo del anillo secundario, es decir, en el piso caliente.
El principio de funcionamiento de los anillos primario-secundario.
El anillo primario es una estructura en el sistema de calefacción que básicamente conecta cualquier anillo secundario y también captura el anillo de la caldera adyacente. La regla básica para los anillos secundarios, para que no dependan del primario, es observar la longitud entre las tes del anillo secundario, que no debe exceder los cuatro diámetros del primario.
Por ejemplo, para calcular la longitud más larga entre tes, de modo que el anillo funcione libremente, vale la pena designar con precisión el diámetro de la estructura del anillo principal. Esta tubería está adicionalmente atada con material de cobre, ya que el elemento es conductor a altas temperaturas. Por ejemplo: tome una longitud de tubería de 26 mm, el ancho de dicha tubería no excede unos pocos milímetros. Tomamos 1 mm de cada lado de la pared, lo que significa que el diámetro interior del tubo será de 24 mm.
Para calcular la distancia entre los tees, el valor resultante (tenemos 24) se multiplica por 4, ya que la distancia debe ser igual a cuatro diámetros.Como resultado, después de los cálculos, el espacio entre las tes no debe ser superior a 96 mm. De hecho, todas las tes necesariamente estarán soldadas juntas.
Cada diseño con nivelador hidráulico tiene una válvula de retención con resorte en cada anillo secundario. Si no cumple con tales recomendaciones, la circulación parasitaria se produce a través de lugares no laborales.
Además, no es recomendable utilizar una bomba de circulación en la tubería opuesta. Esto a menudo provoca cambios de presión debido a la gran distancia del vaso de expansión de un sistema cerrado.
Otro hecho aparentemente obvio, pero que mucha gente olvida. No se deben instalar válvulas de bola entre las tes. Descuidar esta regla conducirá al hecho de que ambas bombas dependerán del trabajo de un vecino.
Considere un consejo útil para trabajar con bombas de circulación. Para que los resortes de la válvula no emitan sonidos durante la operación, vale la pena recordar una regla: la válvula de retención se instala a una distancia de 12 diámetros de tubería. Por ejemplo: con un diámetro de tubería de 23 mm, la distancia entre las válvulas será de 276 mm (23x12). Solo a esta distancia, las válvulas no emitirán sonidos.
Además, de acuerdo con este principio, se recomienda equipar la bomba con una longitud de 12 diámetros de una tubería adecuada. Mide todo, desde las ramificaciones en forma de T. En estos lugares, el tipo turbulento con efecto de recirculación (torbellino de flujos de fluidos). Es su formación en los puntos de las esquinas del contorno lo que crea un ruido desagradable. Además, esta característica crea otra resistencia mínima.
Principios básicos del cálculo hidráulico de un sistema de calefacción.
El funcionamiento silencioso del sistema de calefacción proyectado debe garantizarse en cualquier modo de su funcionamiento. El ruido mecánico se produce debido al alargamiento térmico de las tuberías en ausencia de juntas de expansión y soportes fijos en la red y elevadores del sistema de calefacción.
Cuando se utilizan tuberías de acero o cobre, el ruido se propaga por todo el sistema de calefacción, independientemente de la distancia a la fuente de ruido, debido a la alta conductividad acústica de los metales.
El ruido hidráulico se produce debido a una turbulencia de flujo significativa que se produce a una mayor velocidad de movimiento del agua en las tuberías y con una estrangulación significativa del flujo de refrigerante por una válvula de control. Por lo tanto, en todas las etapas del diseño y cálculo hidráulico del sistema de calefacción, al seleccionar cada válvula de control y válvula de equilibrio, al seleccionar intercambiadores de calor y bombas, al analizar los alargamientos de temperatura de las tuberías, es necesario tener en cuenta la posible fuente y nivel de ruido generado con el fin de seleccionar el equipo y los accesorios adecuados para las condiciones iniciales dadas.
El propósito del cálculo hidráulico, siempre que se utilice la caída de presión disponible en la entrada del sistema de calefacción, es:
• determinación de diámetros de secciones del sistema de calefacción;
• selección de válvulas de control instaladas en derivaciones, elevadores y conexiones de dispositivos de calefacción;
• selección de válvulas de derivación, división y mezclado;
• selección de válvulas de compensación y determinación del valor de su ajuste hidráulico.
Durante la puesta en servicio del sistema de calefacción, las válvulas de equilibrio se ajustan a la configuración del proyecto.
Antes de continuar con el cálculo hidráulico, es necesario indicar la carga de calor calculada de cada calentador en el diagrama del sistema de calefacción, igual a la carga de calor calculada de la habitación Q4. Si hay dos o más calentadores en la habitación, es necesario dividir el valor de la carga calculada Q4 entre ellos.
Entonces se debe seleccionar el anillo de circulación calculado principal.Cada anillo de circulación del sistema de calefacción es un circuito cerrado de secciones sucesivas, comenzando desde la tubería de descarga de la bomba de circulación y terminando con la tubería de succión de la bomba de circulación.
En un sistema de calefacción de una tubería, la cantidad de anillos de circulación es igual a la cantidad de elevadores o ramas horizontales, y en un sistema de calefacción de dos tuberías, la cantidad de dispositivos de calefacción. Se deben proporcionar válvulas de equilibrio para cada anillo de circulación. Por lo tanto, en un sistema de calefacción de una tubería, la cantidad de válvulas de equilibrio es igual a la cantidad de elevadores o ramas horizontales, y en un sistema de calefacción de dos tuberías, la cantidad de dispositivos de calefacción, donde las válvulas de equilibrio están instaladas en la conexión de retorno del calentador.
El anillo de circulación de diseño principal se toma de la siguiente manera:
• en sistemas con un movimiento de paso del refrigerante en la red: para sistemas monotubo - un anillo a través del tubo ascendente más cargado, para sistemas de dos tubos - un anillo a través del calentador inferior del tubo ascendente más cargado. Luego, los anillos de circulación se calculan a través de los elevadores extremos (cercanos y lejanos);
• en sistemas con un movimiento sin salida del refrigerante en la red: para sistemas monotubo - un anillo a través de los elevadores más cargados de los más distantes, para sistemas de dos tubos - un anillo a través del calentador inferior del más cargado de los risers más distantes. Luego se realiza el cálculo de los anillos de circulación restantes;
• en sistemas de calefacción horizontales: un anillo a través de la rama más cargada del piso inferior del edificio.
Se debe elegir una de las dos direcciones de cálculo hidráulico del anillo de circulación principal.
La primera dirección del cálculo hidráulico. consiste en el hecho de que los diámetros de las tuberías y la pérdida de presión en el anillo están determinados por la velocidad óptima especificada de movimiento del refrigerante en cada sección del anillo de circulación principal, seguida de la selección de la bomba de circulación.
La velocidad del refrigerante en tuberías colocadas horizontalmente debe tomarse al menos 0.25 m / s para garantizar la eliminación de aire de ellas. Se recomienda tomar el movimiento de diseño óptimo del refrigerante para tuberías de acero, hasta 0.3 ... 0.5 m / s, para tuberías de cobre y polímero, hasta 0.5 ... 0.7 m / s, limitando el valor de la Pérdida de presión por fricción específica R no más de 100 ... 200 Pa / m.
Con base en los resultados del cálculo del anillo principal, los anillos de circulación restantes se calculan determinando la presión disponible en ellos y seleccionando los diámetros de acuerdo con el valor aproximado de la pérdida de presión específica Rav (por el método de pérdida de presión específica).
Primera dirección de cálculo se utiliza, por regla general, para sistemas con un generador de calor local, para sistemas de calefacción con su conexión independiente a redes de calefacción, para sistemas de calefacción con conexión dependiente a redes de calefacción, pero presión disponible insuficiente en la entrada de redes de calefacción (excepto para mezcla de nodos con un ascensor).
La altura requerida de la bomba de circulación Рн, Pa, requerida para la selección del tamaño estándar de la bomba de circulación, debe determinarse según el tipo de sistema de calefacción:
• para sistemas verticales monotubo y bifilares según la fórmula:
Rn = ΔPs.о. - Re
• para sistemas monotubo y bifilar horizontal, bitubo según la fórmula:
Rn = ΔPs.о. - 0.4 Re
donde: ΔP.o - pérdida de presión. en el anillo de circulación de diseño principal, Pa;
Pe es la presión de circulación natural que surge del enfriamiento del agua en los dispositivos de calefacción y tuberías del anillo de circulación, Pa.
La segunda dirección del cálculo hidráulico. consiste en el hecho de que la selección de los diámetros de tubería en las secciones de diseño y la determinación de las pérdidas de carga en el anillo de circulación se realiza de acuerdo con el valor inicialmente especificado de la presión de circulación disponible para el sistema de calefacción. En este caso, los diámetros de las secciones se seleccionan de acuerdo con el valor aproximado de la pérdida de presión específica Rav (por el método de pérdida de presión específica). De acuerdo con este principio, el cálculo de los sistemas de calefacción con circulación natural, los sistemas de calefacción con conexión dependiente a las redes de calefacción (con mezcla en el ascensor; con una bomba mezcladora en el dintel con suficiente presión disponible en la entrada de las redes de calefacción; sin mezclar con suficiente presión disponible en la entrada de las redes de calefacción) ...
Como parámetro inicial del cálculo hidráulico, es necesario determinar el valor de la caída de presión circulante disponible ΔPР, que en los sistemas de circulación natural es igual a
ΔPР = Pe,
y en los sistemas de bombeo se determina en función del tipo de sistema de calefacción:
• para sistemas verticales monotubo y bifilares según la fórmula:
ΔPР = Rn + Re
• para sistemas monotubo y bifilar horizontal, bitubo según la fórmula:
ΔPР = Rn + 0.4. Re
