Objetivo e instalação de uma válvula de retenção para aquecimento

Para que serve a circulação forçada?

A circulação natural do refrigerante ocorre de acordo com as leis físicas: a água aquecida ou anticongelante sobe até o ponto superior do sistema e, resfriando gradativamente, desce, retornando à caldeira. Para uma circulação bem-sucedida, é necessário manter estritamente o ângulo de inclinação dos tubos retos e de retorno. Com um pequeno comprimento do sistema em uma casa térrea, isso é fácil de fazer e a diferença de altura será pequena.

Para casas grandes e edifícios de vários andares. esse sistema é frequentemente inadequado - pode formar obstruções de ar, perturbar a circulação e, como resultado, superaquecer o refrigerante na caldeira. Esta situação é perigosa e pode causar danos aos componentes do sistema.

Portanto, uma bomba de circulação é instalada no tubo de retorno, imediatamente antes de entrar no trocador de calor da caldeira, o que cria a pressão necessária e a taxa de circulação de água no sistema. Ao mesmo tempo, o refrigerante aquecido é prontamente descarregado nos dispositivos de aquecimento, a caldeira funciona normalmente e o microclima da casa permanece estável.

Diagrama: elementos do sistema de aquecimento

• o sistema funciona de forma estável em edifícios de qualquer comprimento e número de andares;
• você pode usar tubos de diâmetro menor do que com circulação natural, o que economiza o custo de compra;
• é permitido colocar tubos sem declive e colocá-los escondidos no chão;
• pisos de água quente podem ser conectados ao sistema de aquecimento forçado;
• regime de temperatura estável prolonga a vida útil de acessórios, tubos e radiadores;
• é possível regular o aquecimento para cada divisão.

Desvantagens de um sistema de circulação forçada:

• é necessário cálculo e instalação da bomba, conectando-a à rede elétrica, o que torna o sistema volátil;
• a bomba faz um ruído durante a operação.

As desvantagens são resolvidas com sucesso pela colocação correta do equipamento: a bomba é colocada em uma sala separada da sala da caldeira ao lado da caldeira de aquecimento e uma fonte de energia de reserva é instalada - uma bateria ou um gerador.

Local de instalação da válvula

Existem pontos no sistema de aquecimento onde o ar é necessariamente coletado. Portanto, as torneiras de Mayevsky no apartamento devem ser instaladas em cada radiador. Em muitos modelos de radiadores modernos, os dispositivos de purga de ar são instalados na fase de fabricação pelos próprios fabricantes.

Recomendamos que você se familiarize com: Conexões para tubos de eletrofusão

Observação! Se você possui radiadores clássicos, a válvula de ar deve ser instalada na parte superior do mesmo, que está localizada em frente à conexão.

Assim, você pode sempre controlar de forma independente o funcionamento normal de suas baterias de aquecimento e não depender do desejo dos funcionários do escritório de habitação ou do humor dos vizinhos de cima.

Pontos para instalação de válvulas de alívio de ar:

• radiadores, bobina de banheiro, parte superior;
• o ponto superior do pipeline;
• sistema de segurança da caldeira de aquecimento em comunicações individuais;
• para ramificação hidráulica;
• nos coletores do coletor comum;
• em quaisquer loops em forma de U nas comunicações, no ponto superior;
• para juntas de dilatação em sistemas de aquecimento de plástico.

Deve ser entendido que o ar sempre se acumula na parte superior das comunicações. Pode surgir um bloqueio de ar na curva de um tubo de plástico se a instalação foi realizada de forma incorreta e houve uma deformação de temperatura.

A maneira mais fácil de se livrar do plugue do duto permanentemente é cortar um T no cano.No ramo vertical livre do T (cujo diâmetro é selecionado de acordo), uma válvula é instalada para liberar o ar.

O princípio de operação de um sistema de aquecimento por gravidade

O princípio de funcionamento do aquecimento parece simples: a água se move através da tubulação, impulsionada pela cabeça hidrostática, que surgiu devido às diferentes massas de água aquecida e resfriada. Essa estrutura também é chamada de gravidade ou gravidade. Circulação é o movimento do líquido resfriado nas baterias e do líquido pesado sob a pressão de sua própria massa até o elemento de aquecimento, e o deslocamento da água leve aquecida para dentro do tubo de alimentação. O sistema funciona quando a caldeira de circulação natural está localizada abaixo dos radiadores.

Em circuitos abertos, ele se comunica diretamente com o ambiente externo e o excesso de ar escapa para a atmosfera. O volume de água que aumentou com o aquecimento é eliminado, a pressão constante é normalizada.

A circulação natural também é possível em um sistema de aquecimento fechado se estiver equipado com um vaso de expansão com uma membrana. Às vezes, as estruturas do tipo aberto são convertidas em fechadas. Os circuitos fechados são mais estáveis ​​em operação, o refrigerante não evapora neles, mas também são independentes da eletricidade. O que afeta a cabeça circulante

A circulação da água na caldeira depende da diferença de densidade entre o líquido quente e frio e da diferença de altura entre a caldeira e o radiador inferior. Estes parâmetros são calculados antes mesmo do início da instalação do circuito de aquecimento. A circulação natural ocorre porque a temperatura de retorno no sistema de aquecimento é baixa. O refrigerante tem tempo de resfriar, passando pelos radiadores, fica mais pesado e, com sua massa, empurra o líquido aquecido para fora da caldeira, forçando-o a se mover pelos tubos.

Diagrama de circulação de água da caldeira

A altura do nível da bateria acima da caldeira aumenta a pressão, ajudando a água a vencer mais facilmente a resistência das tubulações. Quanto mais altos estiverem os radiadores em relação à caldeira, maior será a altura da coluna de retorno do resfriado e maior será a pressão que empurra a água aquecida para cima ao chegar à caldeira.

A densidade também regula a pressão: quanto mais a água esquenta, menor se torna sua densidade em relação ao retorno. Como resultado, é empurrado para fora com mais força e a pressão aumenta. Por esse motivo, as estruturas de aquecimento por gravidade são consideradas autorreguláveis, pois se você alterar a temperatura de aquecimento da água, a pressão do refrigerante também mudará, o que significa que seu consumo mudará.

Durante a instalação, a caldeira deve ser colocada na parte inferior, abaixo de todos os outros elementos, a fim de garantir uma altura suficiente do refrigerante.

Tubos para sistemas de circulação natural

Na escolha do diâmetro dos tubos, não só a dimensão do sistema e o número de radiadores têm importância, mas também o material de que são feitos, ou melhor, a lisura das paredes. Para sistemas gravitacionais, este é um parâmetro muito importante. A pior situação é com os tubos de metal comuns: a superfície interna é áspera e após o uso torna-se ainda mais irregular devido aos processos de corrosão e depósitos acumulados nas paredes. Portanto, esses tubos têm o maior diâmetro.

Tubos de aço depois de alguns anos podem ficar assim

Deste ponto de vista, o metal-plástico e o polipropileno reforçado são preferíveis. Mas em acessórios de metal-plástico são usados ​​que estreitam significativamente o lúmen, o que pode se tornar crítico para sistemas de gravidade. Portanto, o polipropileno reforçado parece mais preferível. Mas eles têm restrições quanto à temperatura do refrigerante: a temperatura de operação é 70 ° C, a temperatura de pico é de 95 ° C. Para produtos feitos de plástico PPS especial, a temperatura de operação é de 95 ° C, a temperatura de pico é de até 110 ° C.Assim, dependendo da caldeira e do sistema como um todo, esses tubos podem ser utilizados, desde que sejam produtos de marca de alta qualidade, e não falsos. Leia mais sobre tubos de polipropileno aqui.

Metaloplástico e polipropileno também podem ser usados ​​para a instalação de sistemas de aquecimento

Mas se você planeja instalar uma caldeira de combustível sólido. então, nenhum polipropileno pode suportar tais cargas de calor. Neste caso, use ainda aço, ou galvanizado e aço inoxidável nas juntas roscadas (não use solda ao instalar o aço inoxidável, pois as costuras vazam muito rapidamente)

O cobre também é adequado (está escrito sobre tubos de cobre aqui), mas também tem suas próprias características e deve ser manuseado com cuidado: não se comporta normalmente com todos os refrigerantes, e é melhor não usá-lo em um sistema com radiadores de alumínio (eles entram em colapso rapidamente)

Uma característica dos sistemas com circulação natural é que eles não podem ser calculados devido à formação de fluxos turbulentos que não podem ser calculados. Eles são projetados com base na experiência e em normas e regras calculadas empiricamente. Basicamente, as regras se aplicam:

• aumente o ponto de aceleração o mais alto possível;
• não estreite os tubos de abastecimento;
• fornecer um número suficiente de seções do radiador.

Em seguida, outro é usado: do lugar do primeiro ramo e cada um subsequente é conduzido com um tubo de diâmetro menor em um degrau. Por exemplo, um tubo de 2 polegadas sai da caldeira, depois do primeiro ramal 1 ¾, depois 1 ½, etc. A sucata é coletada de um diâmetro menor para um maior.

Existem vários outros recursos da instalação de sistemas gravitacionais. Em primeiro lugar, é aconselhável fazer tubos com uma inclinação de 1-5%, dependendo do comprimento do duto. Em princípio, com uma diferença de temperatura e altitude suficiente, também podem ser feitas cablagens horizontais, o principal é que não existem áreas com declive negativo (inclinado na direção oposta), o que, devido à formação de congestionamentos de ar nas mesmas , bloqueará o movimento do fluxo de água.

Sistema de gravidade de um tubo com distribuição vertical em duas asas (contornos)

A segunda característica é que um tanque de expansão e / ou um respiradouro deve ser instalado no ponto mais alto do sistema. O tanque de expansão pode ser aberto (o sistema também será aberto) ou membrana (fechado). Quando instalado aberto, não há necessidade de exaustão de ar, ele é coletado no ponto mais alto - no tanque e escapa para a atmosfera. Ao instalar um tanque do tipo membrana, uma ventilação automática também é necessária. Com a fiação horizontal, as torneiras "Mayevsky" em cada um dos radiadores não interferem - com a ajuda delas é mais fácil remover todos os congestionamentos de ar no ramal.

Diagrama de instalação de sistemas de aquecimento por gravidade

Como a circulação da água no sistema de aquecimento ocorre sem a participação de bomba, para o escoamento desimpedido do líquido pelas rodovias, elas devem ter um diâmetro maior que em um circuito onde a circulação de água é forçada. O sistema de gravidade funciona reduzindo a resistência que a água tem de vencer: quanto mais longe o tubo estiver da caldeira, mais largo ele é.

O aquecimento de água com circulação natural pode ter cablagem superior ou inferior. Quando uma fiação de dois tubos é projetada, a água aquecida entra diretamente em cada bateria e não passa por elas alternadamente, como em um esquema de um tubo.

A fiação superior, na qual o refrigerante sobe primeiro até o teto e daí desce para as baterias, é a mais adequada para realizar a instalação de tal estrutura. Se o layout for planejado para ser inferior. em seguida, é construído um circuito de aceleração: uma diferença de altura na qual a água da caldeira sobe primeiro, onde no topo da tubulação entra no tanque de expansão e depois desce para os radiadores de aquecimento.

Quanto mais alto o aquecedor estiver localizado, maior será a pressão dentro da tubulação. Portanto, as baterias dos andares superiores costumam aquecer melhor do que as dos andares inferiores. Conseqüentemente, se você fizer o aquecimento de dois tubos com circulação natural, as baterias colocadas no mesmo nível da caldeira ou abaixo não aquecem o suficiente.

Para evitar tal situação, a sala da caldeira é totalmente enterrada, proporcionando uma pressão suficientemente alta para que o refrigerante passe pelos tubos na velocidade necessária. A caldeira é colocada em um porão, aproximadamente 3 metros abaixo do centro do elemento de aquecimento mais baixo. As tubulações com água quente, ao contrário, são levantadas o máximo possível, colocando-se um tanque de expansão no ponto mais alto da estrutura, e então a água da tubulação de abastecimento desce para os radiadores.

Tipos de fiação do sistema de um tubo

Em um sistema de um tubo, não há separação entre um tubo de ida e um de retorno. Os radiadores são conectados em série e o refrigerante que passa por eles resfria gradualmente e retorna à caldeira. Esta característica torna o sistema econômico e simples, mas requer o ajuste do regime de temperatura e o cálculo correto da potência dos radiadores.

Uma versão simplificada de um sistema de um tubo só é adequada para uma pequena casa de um andar. Neste caso, o tubo passa por todos os radiadores diretamente, sem válvulas de controle de temperatura. Como resultado, as primeiras baterias ao longo do curso do refrigerante tornam-se muito mais quentes do que as últimas.

Este layout não é adequado para sistemas estendidos. afinal, o resfriamento do refrigerante será significativo. Para eles, é utilizado um sistema single-pipe "Leningradka", em que o tubo comum tem ramos ajustáveis ​​para cada radiador. Como resultado, o refrigerante no tubo principal é distribuído de maneira mais uniforme por todos os ambientes. O layout de um sistema de tubulação única em edifícios de vários andares é dividido em horizontal e vertical.

Roteamento horizontal

Com o roteamento horizontal, o tubo reto sobe para o piso superior ao longo do riser principal. Um tubo horizontal se estende a partir dele em cada andar, passando sequencialmente ao longo de todas as baterias desse andar.
Eles são combinados em um tubo de retorno e alimentados de volta para a caldeira ou caldeira. As torneiras de controle de temperatura estão localizadas em cada andar, e as torneiras Mayevsky em cada radiador. A fiação horizontal pode ser executada tanto de fluxo contínuo quanto de acordo com o sistema Leningradka.

Layout vertical

Com esse tipo de fiação, o refrigerante quente sobe até o andar superior ou sótão e, a partir daí, ao longo dos degraus verticais, passa por todos os andares até o andar inferior. Lá, os risers são combinados em uma linha de retorno. Uma desvantagem significativa deste sistema é o aquecimento desigual em andares diferentes, que não pode ser ajustado com um sistema de fluxo contínuo.
A escolha de um sistema de fiação para uma casa particular depende principalmente de seu layout. Com uma grande área de cada piso e um pequeno número de pisos da casa, é preferível optar por uma cablagem vertical, para que se consiga uma temperatura mais uniforme em cada divisão. Se a área for pequena, é melhor escolher um layout horizontal, pois é mais fácil de regular. Além disso, com um tipo de roteamento horizontal, você não precisa fazer furos desnecessários no chão.

Vídeo: sistema de aquecimento de um tubo

Válvula de retenção de esfera flangeada (acoplamento)

Em contraste com o tipo de válvula de retenção descrito acima, a válvula de esfera possui características hidráulicas elevadas, que são fornecidas por suas características de design.

Válvula de retenção de esfera de ferro fundido para aquecimento Zetkama V401 (Polônia).

A base do projeto é uma bola de ferro fundido ou alumínio coberta com uma camada de borracha, que, quando o refrigerante se move diretamente, é empurrada para a parte superior do corpo, em um nicho especial.No caso de parar o movimento direto, a bola rola com o seu próprio peso para a parte inferior do corpo, bloqueando o movimento do refrigerante na direção oposta.

A parte superior do corpo da válvula em ferro fundido possui uma tampa removível em ferro fundido para manutenção e reparo rápidos. A tampa é fixada ao corpo com vários parafusos e equipada com um O-ring para evitar vazamentos.

Este projeto impõe os seguintes requisitos de instalação:

• Quando instalado horizontalmente, o "compartimento da bola" deve ser direcionado para cima, somente neste caso a bola rolará livremente para baixo;
• Com a instalação vertical, o fluxo do meio de aquecimento deve se mover de baixo para cima.

O princípio de funcionamento do sistema com circulação natural

O esquema de aquecimento de uma casa privada com circulação natural é popular devido às seguintes vantagens:

• Instalação e manutenção simples.
• Não há necessidade de instalar equipamentos adicionais.
• Independência de energia - nenhum custo adicional de eletricidade é necessário durante a operação. Em caso de queda de energia, o sistema de aquecimento continua a funcionar.

O princípio de funcionamento do aquecimento de água, por circulação por gravidade, é baseado em leis físicas. Quando aquecido, a densidade e o peso do líquido diminuem e, quando o meio líquido esfria, os parâmetros voltam ao estado original.

Ao mesmo tempo, praticamente não existe pressão no sistema de aquecimento. Em fórmulas de engenharia de calor, uma proporção de 1 atm é considerada. para cada 10 m da cabeceira da coluna d'água. O cálculo do sistema de aquecimento de um edifício de 2 andares mostrará que a pressão hidrostática não ultrapassa 1 atm. em edifícios de um andar 0,5-0,7 atm.

Como o volume do líquido aumenta durante o aquecimento, é necessário um tanque de expansão para a circulação natural. A água que passa pelo circuito de água da caldeira aquece, o que acarreta um aumento de volume. O tanque de expansão deve estar localizado no suprimento de refrigerante, na parte superior do sistema de aquecimento. A tarefa do tanque tampão é compensar o aumento no volume do líquido.

Um sistema de aquecimento com autocirculação pode ser usado em residências particulares, possibilitando as seguintes conexões:

• Ligação ao pavimento radiante - requer a instalação de bomba de circulação, apenas no circuito hídrico instalado no pavimento. O resto do sistema continuará funcionando com circulação natural. Após uma queda de energia, a sala continuará a ser aquecida com radiadores instalados.
• Funcionamento com caldeira indireta de aquecimento de água - é possível a ligação a sistema com circulação natural, sem necessidade de ligação de bombagem. Para isso, a caldeira é instalada na parte superior do sistema, logo abaixo do tanque de expansão aberto ou fechado. Se isso não for possível, a bomba é instalada diretamente no tanque de armazenamento, instalando adicionalmente uma válvula de retenção para evitar a recirculação do refrigerante.

Em sistemas com circulação gravitacional, o movimento do refrigerante é realizado por gravidade. Devido à expansão natural, o líquido aquecido sobe pela seção de booster e, então, em um declive, "flui" através dos tubos conectados aos radiadores de volta à caldeira.

Válvula de retenção de elevação

O desenho deste tipo de válvula consiste em um corpo (em aço inoxidável, ferro fundido ou bronze) com uma flange ou conexão de acoplamento e uma tampa removível na rosca, graças à qual é realizado um rápido reparo e limpeza da válvula . O mecanismo de travamento consiste em uma válvula borboleta de latão (ou aço inoxidável) com um fuso, que é mantido na posição fechada por uma mola de aço. O uso de uma mola permite que a válvula de elevação seja montada em qualquer posição.

Válvula de retenção de elevação Zetkama V277 em ferro fundido. Máx. temperatura de até + 200 ° C.

Observação! Além disso, existem modelos sem mola, nessas válvulas, quando o refrigerante começa a se mover na direção oposta, o amortecedor cai sob o peso de seu próprio peso. Esses modelos só devem ser instalados horizontalmente com a tampa voltada para cima.

Seção do sistema de aquecimento do radiador.

Aumento das temperaturas

Outro fator é a diferença entre a densidade da água fria e quente. Vamos observar o seguinte fato - o aquecimento com circulação natural pertence ao tipo de autorregulação. Assim, se a temperatura de aquecimento da água for aumentada, sua taxa de fluxo muda e a altura manométrica circulante se torna mais alta.

O forte aquecimento do líquido contribui para uma circulação muito mais rápida. Mas isso só acontece em uma sala fria: quando a temperatura do ar nelas atinge uma determinada marca, as baterias esfriam muito mais lentamente.

A densidade da água aquecida na caldeira e da água que já entrou nos radiadores será praticamente igual. A altura manométrica diminuirá, a rápida circulação da água será substituída pela circulação medida dentro do sistema.

Assim que a temperatura das instalações de uma casa particular cair novamente para um determinado nível, isso servirá como um sinal para aumentar a pressão. O sistema tentará equalizar as condições de temperatura. Para fazer isso, você terá que reiniciar o processo de circulação rápida. É daí que vem a capacidade de autorregulação.

Resumindo, a regra é a seguinte - uma mudança única na temperatura e no volume da água permite que você obtenha a saída de calor necessária das baterias para aquecimento de ambientes.

Como resultado, condições de temperatura confortáveis ​​são mantidas.

Esquema de ação

O sistema de aquecimento de água quente inclui caldeira (esquentador), tubagens de retorno e de abastecimento, bem como equipamento de aquecimento, tanque de expansão e válvula de segurança. O líquido aquece até a temperatura desejada na caldeira e sobe para o tubo de alimentação e eleva-se devido à expansão.

De lá, vai para o equipamento de aquecimento - baterias e radiadores, para os quais libera parte do calor. Em seguida, o tubo de retorno direciona a água para a caldeira, onde é aquecido novamente até a temperatura definida. O ciclo se repete enquanto o sistema estiver operacional.

É importante lembrar que os tubos horizontais são montados com inclinação em relação ao movimento do ambiente de trabalho.

Válvula de retenção de lóbulo

Na maioria dos casos, eles são usados ​​em casas de caldeiras e grandes pontos de aquecimento com um diâmetro de tubo de DN50 e superior.

Válvula de lóbulo Ebro Armaturen (Alemanha) tipo DC, tamanhos de DN 50 a DN 300.

O corpo da válvula está disponível em ferro fundido ou aço inoxidável. O mecanismo de travamento consiste em duas pétalas (abas) presas a uma haste localizada no centro da estrutura. As pétalas são mantidas fechadas por várias molas de torção.

As desvantagens de uma válvula em forma de pétala incluem um sistema hidráulico "fraco". Isso se deve ao fato de as pétalas na posição aberta e o caule ficarem no centro da seção, diretamente no caminho do escoamento do refrigerante.

Projeto de aquecimento por circulação forçada

Esquema detalhado de aquecimento doméstico

A principal tarefa na instalação independente de aquecimento de água com bomba de circulação é traçar o diagrama correto. Para fazer isso, você precisa de uma planta da casa, na qual a localização de tubos, radiadores, válvulas e grupos de segurança é aplicada.

Cálculo do sistema

Na fase de elaboração dos diagramas, é necessário calcular corretamente os parâmetros da bomba para o sistema de aquecimento forçado de uma casa particular. Para fazer isso, você pode usar programas especiais ou fazer os cálculos você mesmo. Existem várias fórmulas simples para ajudá-lo a calcular:

Onde Рн é a potência nominal da bomba, kW, р é a densidade do refrigerante, para a água este indicador é 0,998 g / cm³, Q é o nível de consumo de refrigerante, l, N é a pressão necessária, m.

Programa de exemplo para calcular o aquecimento

Para calcular o indicador de pressão no sistema de aquecimento forçado de uma casa, é necessário conhecer a resistência total da tubulação e o fornecimento de calor como um todo. Infelizmente, é quase impossível fazer isso sozinho. Para fazer isso, você deve usar pacotes de software especiais.

Tendo calculado a resistência da tubulação em um sistema de aquecimento de água quente com circulação, você pode calcular o indicador de pressão necessário usando a seguinte fórmula:

Onde H é a queda calculada, m, R é a resistência da tubulação, L é o comprimento da maior seção reta da tubulação, m, ZF é o coeficiente, que geralmente é 2,2.

Com base nos resultados obtidos, o modelo ideal da bomba de circulação é selecionado.

Se os indicadores de potência da bomba calculados para um sistema de aquecimento de circulação forçada auto-instalado forem grandes, é recomendável comprar modelos emparelhados.

Instalação de aquecimento com circulação

Exemplo de instalação oculta de aquecimento do coletor

Com base nos dados calculados, tubos com o diâmetro necessário são selecionados e válvulas de corte para eles. No entanto, o diagrama não mostra a forma de instalação do tronco. Os pipelines podem ser instalados de forma oculta ou aberta. O primeiro é recomendado para ser usado apenas com total confiança na confiabilidade de todo o sistema de aquecimento de uma casa particular com circulação forçada.

Deve ser lembrado que a qualidade dos componentes do sistema determinará seu desempenho e desempenho. Isso é especialmente verdadeiro para o material de fabricação de tubos e válvulas. Além disso, para um sistema de aquecimento de dois tubos com circulação forçada, recomenda-se seguir os conselhos de profissionais:

• Instalação de alimentação de emergência para bomba de circulação em caso de queda de energia;
• Ao utilizar anticongelante como refrigerante, verifique sua compatibilidade com os materiais de fabricação de tubulações, radiadores e caldeira;
• De acordo com o esquema de aquecimento de uma casa com circulação forçada, a caldeira deve estar localizada no ponto mais baixo do sistema;
• Além da potência da bomba, é necessário calcular o tanque de expansão.

A tecnologia de instalação de aquecimento por circulação não é diferente do padrão

É importante levar em consideração as características da casa de contorno - o material para fazer as paredes, suas perdas de calor. Este último afeta diretamente a potência de todo o sistema.

A análise dos parâmetros dos sistemas de aquecimento com circulação forçada ajudará a formar uma opinião objetiva sobre isso:

O que é isso

Se um sistema com circulação forçada requer uma diferença de pressão criada por uma bomba de circulação ou fornecida com uma conexão a uma rede de aquecimento, o quadro é diferente. O aquecimento por circulação natural usa um efeito físico simples - a expansão do líquido quando aquecido.

Se ignorarmos as sutilezas técnicas, o esquema básico de trabalho é o seguinte:

• A caldeira aquece um determinado volume de água. Então, é claro, ele se expande e, devido à densidade mais baixa, é deslocado para cima pela massa mais fria do refrigerante.
• Tendo subido até o ponto mais alto do sistema de aquecimento, a água, resfriando gradualmente, traça um círculo ao redor do sistema de aquecimento por gravidade e retorna à caldeira. Ao mesmo tempo, ele emite calor para os dispositivos de aquecimento e, quando está novamente no trocador de calor, tem uma densidade maior do que no início. Em seguida, o ciclo é repetido.

Útil: claro, nada o impede de incluir uma bomba de circulação no circuito.No modo normal, proporcionará uma circulação de água mais rápida e aquecimento uniforme e, na ausência de eletricidade, o sistema de aquecimento funcionará com circulação natural.

Funcionamento da bomba em sistema de circulação natural.

A foto mostra como se resolve o problema de interação entre a bomba e o sistema de circulação natural. Quando a bomba está funcionando, a válvula de retenção é ativada e toda a água flui pela bomba. Vale a pena desligá-la - a válvula abre e a água circula pelo tubo mais grosso devido à expansão térmica.

Variedades de dispositivos de válvula de retenção

No mercado moderno, são oferecidas válvulas de retenção de vários tipos, cada uma delas diferenciando-se tanto em seu design quanto em suas características técnicas.

Válvulas de retenção de tipo de disco

O projeto de tais dispositivos inclui um corpo, que pode ser feito de latão ou aço inoxidável, e um mecanismo de travamento. O último consiste nos seguintes elementos:

• uma válvula borboleta de metal ou plástico, que garante que o fluxo do meio transportado seja interrompido caso comece a se mover na direção errada;
• uma junta de vedação, que serve para um ajuste mais apertado da válvula borboleta à sede;
• mola de aço, que garante que a válvula esteja no estado fechado se o fluxo do meio de trabalho se mover na direção errada.

O princípio da válvula de retenção de disco

As válvulas de retenção de disco com mola, que são perfeitamente adequadas para equipar sistemas de aquecimento doméstico e não requerem manutenção regular, têm as seguintes vantagens:

1. tamanho compacto e peso leve;
2. custo acessível.

No entanto, as válvulas de mola do tipo disco também têm desvantagens:

• Ao usar este tipo de válvulas de retenção em sistemas de aquecimento, uma resistência hidráulica significativa é criada, o que é especialmente crítico quando uma bomba de calor de fonte subterrânea é usada em tais sistemas. É por isso que em tais casos é necessário realizar cálculos preliminares.
• As válvulas de retenção do tipo disco de mola, que não precisam de manutenção, não podem ser reparadas.

Válvula de retenção com disco de latão

Válvulas de retenção de esfera

Ao contrário da válvula de disco, a válvula esférica possui melhores características hidráulicas, razão de sua grande popularidade entre os consumidores. O elemento de bloqueio deste dispositivo, como o próprio nome indica, é uma bola recoberta por uma camada de borracha, que pode ser de ferro fundido ou alumínio. O princípio de funcionamento de uma válvula esférica de retenção é bastante simples.

• Quando o refrigerante se move através da válvula esférica na direção desejada, o elemento de fechamento - a esfera - sob a pressão do meio de trabalho sobe para a parte superior do dispositivo, abrindo completamente o orifício de passagem.
• Caso a pressão do fluido de trabalho diminua ou comece a se mover na direção errada, a bola, sob a influência do próprio peso, desce para um nicho especial, fechando a abertura de passagem e bloqueando o movimento do fluido de trabalho fluxo médio através do dispositivo.

Válvula de retenção de aquecimento tipo bola

Uma válvula de retenção esférica geralmente é equipada com uma tampa que é fixada em seu corpo com alguns parafusos. A presença de tal tampa permite realizar reparos e manutenção da veneziana com rapidez e facilidade, se necessário.

Ao instalar válvulas de esfera de retenção em tubulações para vários fins, as seguintes nuances devem ser levadas em consideração.

• A válvula de esfera deve ser posicionada com a tampa para cima quando instalada em uma seção horizontal da tubulação de modo que a esfera no compartimento de trabalho do dispositivo tenha a capacidade de rolar livremente em sua parte inferior.
• Ao instalar uma válvula de esfera de retenção em uma seção vertical da tubulação, deve-se ter em mente que o fluxo do meio de trabalho que passa pelo dispositivo deve se mover na direção de baixo para cima.

O funcionamento desta válvula é garantido por uma esfera que se move dentro do corpo sob a ação de um refrigerante

Válvulas de retenção do tipo lóbulo

A válvula de retenção em forma de pétalas, cujos elementos de travamento são duas abas com mola (pétalas), localizadas em um eixo especial, é instalada nos sistemas de dutos de grandes caldeiras e pontos de aquecimento. Uma das desvantagens mais significativas das válvulas de retenção do tipo pétala é o sistema hidráulico deficiente. Isso se deve ao fato de que suas abas, mesmo quando abertas, criam um obstáculo significativo ao escoamento do meio de trabalho que se desloca pela tubulação.

Os dispositivos de válvula em pétala incluem uma válvula de retenção gravitacional, cujo elemento de fechamento é uma aba, fixada em um eixo especial e com a capacidade de girar livremente. A válvula de retenção de gravidade funciona de acordo com o seguinte princípio.

• A faixa abre sob a pressão do fluxo do meio de trabalho.
• Se a pressão do fluxo do meio de trabalho cair ou começar a se mover na direção errada, a folha, sob a influência da própria gravidade, baixa, fechando o dispositivo.

Não há mola na válvula de pétala horizontal para aquecimento, o que possibilita o acionamento da válvula mesmo quando a água flui por gravidade

Válvulas de retenção do tipo de elevação

O elemento de fechamento de tais dispositivos é um carretel com mola que se move em um eixo especial. Alguns modelos não estão equipados com mola, só podem ser usados ​​para instalação em seções verticais de tubos. Como as válvulas de esfera, as válvulas de retenção rotativas são equipadas com um castelo que permite que sejam reparadas e reparadas, se necessário.

Durante a instalação, as válvulas de retenção com mola do tipo elevador devem ser instaladas com a tampa voltada para cima, o que dará acesso ao seu interior nos casos em que precisarem de reparos ou manutenção.

Dispositivo de válvula de retenção do tipo de elevação

Caldeira para sistemas de gravidade

Uma vez que tais esquemas são principalmente necessários para um dispositivo de aquecimento independente da eletricidade, as caldeiras também devem funcionar sem o uso de eletricidade. Podem ser quaisquer unidades não automatizadas, exceto pelotas e elétricas.

Na maioria das vezes, as caldeiras de combustível sólido funcionam em sistemas com circulação natural. Eles são todos bons, mas em muitos modelos o combustível se esgota rapidamente. E se houver geadas fortes do lado de fora da janela e a casa não for suficientemente isolada, então, para manter uma temperatura aceitável à noite, você tem que se levantar e jogar combustível. Esta situação é especialmente comum quando se usa lenha. A saída é comprar uma caldeira de longa duração (não volátil, claro). Por exemplo, nas caldeiras de combustível sólido da Lituânia Stropuva, ​​sob certas condições, a lenha queima por até 30 horas e o carvão (antracito) por vários dias. As características das caldeiras Sandle são um pouco piores: o tempo mínimo de queima para lenha é de 7 horas, para carvão - 34 horas. A alemã Buderus, a tcheca Viadrus e a polonês-ucraniana Wikchlach, assim como a russa Ogonyok, possuem caldeiras sem automação e bombas.

Caldeira de longa queima não volátil Stropuva

Existem caldeiras a gás não volátil de fabricação russa, por exemplo, "Conord". que são produzidos em Rostov-on-Don. Eles podem ser usados ​​em sistemas de circulação natural. A mesma fábrica produz caldeiras universais não voláteis "Don", que também são adequadas para funcionar sem eletricidade.Caldeiras a gás de piso da empresa italiana Bertta - modelo Novella Autonom e algumas outras unidades de fabricantes europeus e asiáticos operam em sistemas com circulação natural.

A segunda forma, que ajudará a aumentar o tempo entre os fornos, é aumentar a inércia do sistema. Para isso, são instalados acumuladores de calor (TA). Funcionam bem com caldeiras de combustível sólido, que não têm a capacidade de regular a intensidade da combustão: o excesso de calor é desviado para um acumulador de calor, no qual a energia é acumulada e consumida à medida que o refrigerante do sistema principal esfria. A conexão de tal dispositivo tem suas próprias características: ele deve estar localizado na tubulação de abastecimento na parte inferior. Além disso, para uma extração de calor eficiente e operação normal, é o mais próximo possível da caldeira. No entanto, essa solução está longe de ser a melhor para sistemas gravitacionais. Eles vão lentamente para o modo de circulação normal, mas são autorregulados: quanto mais frio está na sala, mais o refrigerante esfria ao passar pelos radiadores. Quanto maior a diferença de temperaturas, mais a diferença de densidade é obtida e mais rápido o refrigerante se move. E o TA instalado torna o aquecimento mais inercial e leva muito mais tempo e combustível para acelerar. É verdade que o calor é emitido por mais tempo. Em geral, cabe a você decidir.

Para estabilizar a temperatura no sistema, um acumulador de calor é instalado

Sobre os mesmos problemas com aquecimento de fogão de circulação natural. Aqui, o papel do acumulador de calor é desempenhado pela própria matriz do forno e também requer muita energia (combustível) para acelerar o sistema. Porém, no caso do uso de AT, geralmente é prevista a possibilidade de sua exclusão, e no caso de um forno, isso não é realista.

Das leis da física

Suponha que em radiadores e uma caldeira, a temperatura do líquido muda em saltos ao longo dos eixos centrais: as partes superiores contêm líquido quente e as inferiores contêm líquido frio.

A água quente é menos densa, o que reduz seu peso em relação à água fria. Como resultado, o sistema de aquecimento consiste em dois vasos comunicantes, fechados entre si, nos quais o líquido se move de cima para baixo.

Um pilar alto, formado por água resfriada de grande peso, ao atingir os radiadores empurra o pilar baixo. Como resultado, o líquido quente é empurrado e ocorre a circulação.

Válvula de inspeção

Disponível nas versões flangeada ou acoplada. Corpo da válvula rotativa e tampa removível, disponível em ferro fundido, bronze ou aço inoxidável. Um disco de aço inoxidável serve como elemento de travamento, que sobe sob a pressão do fluxo direto do refrigerante.

Válvula de retenção de giro de ferro fundido Zetkama V302. Máx. temperatura até + 300 ° C.

Devido à abertura total do furo, a válvula rotativa possui um alto desempenho hidráulico.

Como as válvulas de retenção esféricas, as válvulas rotativas também são montadas horizontalmente com a tampa para cima e verticalmente para que o fluxo do refrigerante se mova de baixo para cima.

Tipos de sistemas de aquecimento por circulação por gravidade

Apesar do projeto simples de um sistema de aquecimento de água com autocirculação do refrigerante, existem pelo menos quatro esquemas de instalação populares. A escolha do tipo de fiação depende das características do próprio edifício e do desempenho esperado.

Para determinar qual esquema funcionará, em cada caso individual é necessário realizar um cálculo hidráulico do sistema, levar em consideração as características da unidade de aquecimento, calcular o diâmetro do tubo, etc. Pode ser necessária ajuda profissional ao realizar cálculos.

Sistema fechado com circulação por gravidade

Nos países da UE, os sistemas fechados são os mais populares entre outras soluções. Na Federação Russa, o esquema ainda não foi amplamente utilizado.Os princípios de operação de um sistema de aquecimento de água de tipo fechado com circulação sem bomba são os seguintes:

• Quando aquecido, o refrigerante se expande, a água é deslocada do circuito de aquecimento.
• Sob pressão, o líquido entra no tanque de expansão de diafragma fechado. O design do recipiente é uma cavidade dividida em duas partes por uma membrana. Metade do reservatório está cheio de gás (a maioria dos modelos usa nitrogênio). A segunda parte permanece vazia para encher com refrigerante.
• Quando o líquido é aquecido, é criada pressão suficiente para empurrar a membrana e comprimir o nitrogênio. Após o resfriamento, ocorre o processo inverso e o gás espreme a água para fora do tanque.

Caso contrário, os sistemas do tipo fechado funcionam como outros esquemas de aquecimento por circulação natural. As desvantagens são a dependência do volume do tanque de expansão. Para divisões com grande área aquecida, será necessário instalar um vasto contentor, o que nem sempre é aconselhável.

Sistema aberto com circulação por gravidade

O sistema de aquecimento de tipo aberto difere do tipo anterior apenas no design do tanque de expansão. Este esquema era usado com mais frequência em edifícios mais antigos. As vantagens de um sistema aberto são a capacidade de fabricar recipientes de forma independente a partir de materiais de sucata. O tanque geralmente tem um tamanho modesto e é instalado no telhado ou sob o teto da sala de estar.

A principal desvantagem das estruturas abertas é a entrada de ar nos tubos e radiadores de aquecimento, o que leva ao aumento da corrosão e à falha rápida dos elementos de aquecimento. Ventilar o sistema também é um "convidado" frequente em circuitos do tipo aberto. Portanto, os radiadores são instalados em ângulo; as torneiras Mayevsky são necessárias para purgar o ar.

Sistema One-pipe com autocirculação

Esta solução tem várias vantagens:

1. Não há par de tubos sob o teto e acima do nível do chão.
2. Os fundos são economizados na instalação do sistema.

As desvantagens dessa solução são óbvias. A transferência de calor dos radiadores de aquecimento e a intensidade do seu aquecimento diminuem com a distância da caldeira. Como mostra a prática, um sistema de aquecimento de um tubo de uma casa de dois andares com circulação natural, mesmo que todas as inclinações sejam observadas e o diâmetro correto do tubo seja selecionado, é frequentemente alterado (instalando equipamento de bombeamento).

Sistema de autocirculação de dois tubos

O sistema de aquecimento de dois tubos em uma casa privada com circulação natural tem as seguintes características de design:

1. O fornecimento e o retorno passam por tubos diferentes.
2. A linha de alimentação é conectada a cada radiador por meio de um ramal de entrada.
3. A segunda linha conecta a bateria à linha de retorno.

Como resultado, um sistema do tipo radiador de dois tubos oferece as seguintes vantagens:

1. Distribuição uniforme de calor.
2. Não há necessidade de adicionar seções de radiador para melhor aquecimento.
3. É mais fácil ajustar o sistema.
4. O diâmetro do circuito de água é pelo menos um tamanho menor do que em circuitos de tubo único.
5. Ausência de regras estritas para a instalação de um sistema de dois tubos. São permitidos pequenos desvios em relação às inclinações.

A principal vantagem de um sistema de aquecimento de dois tubos com cablagem inferior e superior é a simplicidade e, ao mesmo tempo, a eficiência do projeto, que permite neutralizar erros de cálculo ou de instalação.

Como o dispositivo funciona

Uma válvula de ar (ou várias) é instalada no sistema de aquecimento, nos locais mais propensos ao acúmulo de bolhas de ar. Isso evita a formação de um grande congestionamento, o aquecimento funciona sem problemas.

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Guindaste Mayevsky

Esses dispositivos foram nomeados após o nome de seu desenvolvedor.O guindaste Mayevsky tem uma rosca e dimensões para um tubo de 15 mm ou 20 mm de diâmetro. Está organizado de forma simples:

• No corpo da válvula são feitos 2 orifícios de passagem que, na posição aberta da grua Mayevsky, comunicam com o sistema de aquecimento.
• Esses orifícios são vedados com um parafuso roscado cônico.
• O ar é descarregado através de uma pequena abertura (2 mm) direcionada para cima.

Para purgar o ar do sistema, desparafuse o parafuso 1,5-2 voltas. O ar sopra com um apito, pois as comunicações estão sob pressão. A extremidade da saída da câmara pressurizada é caracterizada por uma queda de pressão e pelo aparecimento de água.

Observação! O guindaste Mayevsky é um dispositivo simples e confiável para purgar os acúmulos de ar. Não entope ou quebra porque não tem peças móveis. Seu design é simples e confiável.

No mercado, você pode encontrar diversas variedades de guindaste Mayevsky, que têm o mesmo design, mas diferem na forma de ajustar o parafuso de travamento. Existem:

• com uma alça confortável para desparafusar com a mão;
• com uma cabeça regular para uma chave de fenda;
• com uma cabeça quadrada para uma chave especial.

Para um adulto, o princípio de desparafusar o parafuso de travamento não importa. No entanto, em uma casa com crianças, é mais seguro usar dispositivos que devem ser desparafusados ​​com um dispositivo especial. Depois de desatarraxar a torneira usual com um cabo confortável, a criança pode escaldar com água fervente.

Torneira automática

A válvula automática de alívio de ar é baseada no princípio de uma câmara de flutuação, o projeto inclui:

• caixa vertical com um diâmetro de 15 mm;
• flutuar dentro do corpo;
• uma válvula de mola com uma tampa, que é conectada e regulada por um flutuador.

A válvula de ar automática para o sistema de aquecimento funciona sem intervenção humana. Normalmente, quando não há ar no sistema, a bóia é pressionada contra a tampa da válvula pela pressão do enchimento de líquido. Ao mesmo tempo, a tampa está bem fechada.

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Conforme o ar se acumula no corpo da válvula, o flutuador desce. Assim que cai para o nível crítico, a válvula de mola abre e sangra o ar. Sob a pressão do portador no sistema, o espaço é novamente preenchido com líquido. O flutuador sobe para fechar a tampa da válvula de mola.

Quando não há refrigerante nas comunicações, a bóia fica na parte inferior da válvula. À medida que o sistema é preenchido, o ar sai da torneira em um fluxo contínuo até que o refrigerante alcance a bóia.

Observação! Uma pequena quantidade de ar está constantemente presente sob a tampa da válvula automática. Isso é normal e não afeta o trabalho de forma alguma.

É feita uma distinção entre as seguintes configurações de válvulas de ar automáticas para aquecimento:

• com descarga de ar vertical;
• com descarga de ar lateral (por meio de jato especial);
• com conexão inferior;
• com conexão de canto.

Para o leigo, as características de design de um guindaste automático não importam. No entanto, para um profissional, existe uma diferença na escolha entre os dispositivos.

Acredita-se que:

• um dispositivo com um bico e um orifício lateral é mais confiável em operação do que uma válvula automática com uma descarga de ar vertical;
• A válvula conectada pela parte inferior é mais eficiente na retenção de bolhas de ar do que a válvula montada lateralmente.

Se o projeto do guindaste Mayevsky não sofreu alterações por muitos anos, então o dispositivo de válvulas automáticas está sendo constantemente aprimorado e complementado.

Os fabricantes oferecem válvulas automáticas com dispositivos adicionais:

• com membrana para proteção contra golpe de aríete;
• com válvula de corte, para conveniência de desmontagem do dispositivo durante a estação de aquecimento;
• mini válvulas.

Observação! A desvantagem de uma válvula automática é que ela se suja rapidamente.O calcário e os detritos obstruem as partes internas móveis do dispositivo. Isso leva ao enfraquecimento da eficiência de seu trabalho ou ao fracasso total.

As válvulas de ar automáticas para aquecimento precisam de inspeção e limpeza frequentes. As vantagens indiscutíveis desses dispositivos incluem a capacidade de instalá-los em locais de difícil acesso.

Cálculo de potência

A potência calorífica efetiva da caldeira é calculada da mesma forma que em todos os outros casos.

Por área

A forma mais simples é o cálculo da área da sala recomendada pelo SNiP. 1 kW de energia térmica deve cair em 10 m2 da área da sala. Para as regiões do sul, é considerado um coeficiente de 0,7 - 0,9, para a zona média do país - 1,2 - 1,3, para as regiões do Extremo Norte - 1,5-2,0.

Como qualquer cálculo aproximado, este método negligencia muitos fatores:

• A altura dos tetos. Está longe de ser o padrão de 2,5 metros em todos os lugares.
• O calor vaza pelas aberturas.
• A localização da divisão dentro da casa ou contra paredes externas.

Todos os métodos de cálculo dão grandes erros, portanto, a energia térmica normalmente é incluída no projeto com uma certa margem.

Por volume, levando em consideração fatores adicionais

Uma imagem mais precisa será fornecida por outro método de cálculo.

• A base é uma potência térmica de 40 watts por metro cúbico de volume de ar na sala.
• Os coeficientes regionais também se aplicam neste caso.
• Cada janela de tamanho padrão adiciona 100 watts à nossa estimativa. Cada porta tem 200.
• A localização da sala contra a parede externa dará, dependendo de sua espessura e material, um coeficiente de 1,1 - 1,3.
• Uma casa privada com uma rua abaixo e acima não é um apartamento vizinho aconchegante, é calculado com um coeficiente de 1,5.

Porém: este cálculo será MUITO aproximado. Basta dizer que em casas particulares construídas com tecnologias de economia de energia, uma capacidade de aquecimento de 50-60 watts por metro QUADRADO está incluída no projeto. Muito é determinado por vazamentos de calor pelas paredes e tetos.

descobertas

Então, é importante saber

:

• Ao escolher um dispositivo, você deve levar em consideração a pressão e a temperatura do refrigerante. Em residências particulares, a água com temperatura de 95 graus circula por meio de canos a uma pressão de aproximadamente 3 bar. Se houver uma rede de aquecimento, você precisa descobrir esses parâmetros.
• A instalação das válvulas de corte deve ser realizada de acordo com os requisitos especificados na ficha técnica do produto.
• A bomba responsável pela circulação da água deve estar localizada no circuito até as válvulas de corte.
• O método de conexão é selecionado dependendo da pressão na rede. A válvula de acoplamento é usada a uma pressão que não excede a marca de 16 bar, a válvula flangeada é usada acima desta marca.

Válvula de retenção no sistema de aquecimento
Uma válvula de retenção é um componente indispensável de qualquer sistema de aquecimento. Em algumas condições de operação, é responsável pelo funcionamento ininterrupto e sem problemas do equipamento, em outras, aumenta a eficiência do trabalho. O sucesso da solução das tarefas atribuídas depende da escolha correta do dispositivo. Você tem dúvidas? Procure ajuda profissional. Caso contrário, existe o risco de custos financeiros imprevistos associados à reparação da caldeira e ao restauro do sistema de aquecimento.

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Vantagens de instalar um sistema de dois tubos

Ao projetar o aquecimento de água com circulação forçada para uma casa particular, eles escolhem, com base nas capacidades materiais do proprietário, um esquema de um ou dois tubos. O sistema de um tubo é mais barato, mais fácil de instalar e o sistema de dois tubos é mais eficiente na operação. Ao instalar um sistema de aquecimento horizontal de dois tubos, três layouts de tubulação são possíveis: beco sem saída, associado e coletor.

Três esquemas para o dispositivo de um sistema de aquecimento horizontal de dois tubos em uma casa particular: A) beco sem saída; B) passagem; B) coletor (feixe)

De imediato, notamos que o último é o de maior eficiência, nomeadamente a tubagem colectora. Porém, sua implantação aumenta o consumo de materiais, bem como a complexidade da obra de instalação.