Como montar independentemente um sistema de aquecimento de dois tubos: instruções passo a passo com um diagrama e cálculos

Em que consiste o sistema e como funciona

Para que o calor flua da sala da caldeira para os dispositivos de aquecimento, um intermediário é usado no sistema de água - um líquido. Um transportador de calor deste tipo se move através da tubulação e aquece os cômodos da casa, e todos eles podem ter uma área diferente. Esse fator torna esse sistema de aquecimento popular.

A movimentação do refrigerante pode ser realizada de forma natural, a circulação é baseada nos princípios da termodinâmica. Devido à densidade diferente da água fria e aquecida e ao declive da tubulação, a água se move através do sistema.

Um dos elementos importantes do sistema de aquecimento é um tanque de expansão aberto, que recebe o excesso de líquido aquecido. É este elemento que estabiliza a pressão do refrigerante. A principal condição é que o tanque esteja localizado no ponto mais alto do sistema de aquecimento.

O fornecimento de calor aberto opera de acordo com o seguinte esquema:

• A caldeira aquece a água e é fornecida a dispositivos de aquecimento em todas as divisões da casa.
• Na volta, o excesso de líquido vai para o tanque de expansão aberto, sua temperatura cai e a água volta para a caldeira.

Os sistemas de aquecimento de um tubo envolvem o uso de uma linha para fornecimento e retorno. Os sistemas de dois tubos possuem tubos independentes de fluxo e retorno. Ao decidir montar de forma independente um sistema de aquecimento dependente, é melhor escolher um esquema de um tubo, é mais simples, mais acessível e tem um design elementar.

O fornecimento de calor de um tubo consiste nos seguintes elementos:

• Caldeira de aquecimento.
• Baterias ou radiadores.
• Tanque de expansão.
• Tubos.

Um esquema simplificado implica o uso de tubos com uma seção transversal de 80-100 mm em vez de radiadores, mas deve-se ter em mente que tal sistema é menos eficiente em operação.

Um sistema de aquecimento aberto de dois tubos com uma bomba é mais caro em termos materiais e é caracterizado por uma instalação complexa. Porém, neste caso, todas as desvantagens de um sistema de um tubo são praticamente eliminadas, o que permite compensar os custos e a complexidade do dispositivo. Todos os aquecedores recebem um refrigerante com a mesma temperatura, enquanto o líquido resfriado é enviado para a linha de retorno.

Tipos de sistema de dois tubos

Dependendo do tipo de circuito, da direção do fluxo de água e dos métodos de seu movimento, o tipo de fiação e o esquema de instalação, os sistemas de dois circuitos podem ser diversos. Vamos entender isso com mais detalhes.

Fiação de aquecimento aberta e fechada

A fiação fechada pressupõe a presença de um tanque de expansão do tipo membrana, o que permite:

• operar o sistema em pressão elevada;
• use não apenas água como um transportador de calor, mas também um anticongelante especial, caracterizado por um baixo ponto de congelamento (geralmente até -40⁰C), bem como aditivos e aditivos especializados.

Além disso, o tanque de membrana pode ser instalado em qualquer ponto da tubulação. Normalmente é montado na linha de retorno, caso haja bomba - imediatamente após.

Na fiação aberta, é usado um tanque de expansão do tipo aberto, que é instalado na parte superior do sistema. Este conceito implica a disposição de complexos adicionais de ar e drenagem. A abertura do circuito provoca:

• processos corrosivos devido à alta presença de oxigênio;
• evaporação gradual do líquido, o que aumenta seu consumo;
• o último limita as possibilidades de uso de anticongelantes, cujos vapores não são seguros.

A fiação fechada é considerada mais segura.

Movimento do refrigerante: beco sem saída e associado

Os complexos de dois tubos usam um dos dois esquemas para o movimento do refrigerante:

• beco sem saída (próximo);
• passando, chamado de "loop de Tichelman".

Em um sistema sem saída, o fornecimento de refrigerante e o retorno fluem em direções diferentes. Para facilitar o equilíbrio, uma válvula agulha ou válvula termostática será necessária em cada bateria.

O esquema do movimento de passagem do refrigerante é recomendado para sistemas de aquecimento particularmente extensos. É mais fácil de equilibrar e ajustar, e a instalação de radiadores com o mesmo número de seções equilibra automaticamente o circuito de aquecimento.

Circulação forçada e natural

Para a circulação natural do refrigerante, a tubulação é colocada em declive e um tanque de expansão é instalado no ponto superior. Este conceito é mais frequentemente usado para casas térreas. Além disso, a autonomia do sistema em relação à eletricidade permite que você não se preocupe em desligá-lo.

Para organizar um sistema de aquecimento com circulação forçada, uma bomba é adicionalmente instalada na linha de retorno, o que proporciona uma movimentação mais ativa do fluido.

Neste caso, é necessário instalar válvulas de ventilação ou torneiras Mayevsky nos radiadores.

• Permite a utilização de tubos com seção transversal menor. Sob a ação da pressão criada pela bomba, o refrigerante é "pressionado" sem dificuldade.
• Proporciona uma manutenção mais precisa das temperaturas configuradas.
• Em paralelo, você pode equipar um "piso quente" de água.
• O tanque de expansão pode ser instalado em qualquer lugar.

No entanto, o conceito de circulação forçada depende da eletricidade. Para minimizar essa dependência, você terá que instalar uma fonte de alimentação ininterrupta adicional.

Edifícios de dois andares com aquecimento de dois tubos devem ser equipados com uma bomba.

Tipo de fiação: superior e inferior

De acordo com o método de abastecimento de água, os métodos de fiação superior e inferior são diferenciados.

Com a alimentação superior, o tubo principal é colocado sob o teto, de onde os tubos de alimentação descem para os radiadores. A linha de retorno desce pelo chão. Devido à diferença de altura, a pressão da força ideal é criada de forma a não recorrer a uma instalação adicional da bomba.

Desvantagens do roteamento superior:

• Este esquema de instalação não é recomendado para salas pequenas.
• Baixo apelo estético.
• Requer mais tubos.

Com abastecimento na parte inferior, ambas as linhas estão localizadas na parte inferior (no piso, em subcampo, em semi-subsolo ou subsolo), enquanto o tubo de abastecimento está localizado acima do retorno.

Este conceito requer uma abordagem responsável para a localização da caldeira e do tanque de expansão:

• a circulação natural obriga a colocar a caldeira abaixo do nível dos radiadores;
• com circulação forçada, a localização da caldeira não importa;
• o vaso de expansão é montado no ponto mais alto do sistema.

Além disso, o diagrama de instalação com fiação inferior:

• minimiza o consumo de tubos;
• requer a conexão de uma linha de ar adicional, o que permitirá que o ar seja removido do circuito;
• disponível para implementação do-it-yourself sem o envolvimento de profissionais;
• parece mais esteticamente agradável.

Esquema de montagem: tipo de layout horizontal e vertical

De acordo com o esquema de instalação, os sistemas de dois tubos são divididos em verticais e horizontais.

O layout vertical é projetado para funcionar em edifícios de vários andares (dois ou mais).

• Para conectar radiadores de aquecimento em cada andar, são necessários mais tubos.
• O ar subindo sai automaticamente do circuito por meio de um tanque de expansão ou válvula de drenagem.

O diagrama de fiação horizontal destina-se à operação em edifícios de um andar, no máximo de dois andares.O sangramento do ar do circuito ocorre através da válvula "Mayevsky".

Um sistema de aquecimento horizontal com fiação inferior é a solução mais popular entre os proprietários de casas particulares de pequenos andares.

Características de arranjo e operação

Se a escolha for feita em favor do aquecimento com bomba e tanque de expansão, então, ao organizar o fornecimento de calor em uma casa, algumas de suas características devem ser levadas em consideração:

• Para que o refrigerante circule normalmente, a caldeira deve estar localizada no ponto mais baixo do sistema e o tanque de expansão no ponto mais alto.
• O ideal é colocar o tanque de expansão no sótão de sua casa. Se esta sala não for aquecida, o tanque e o espelho requerem um bom isolamento térmico durante a estação fria.
• O sistema deve ter um número mínimo de voltas, conexões e acessórios.
• Devido à circulação lenta do refrigerante no sistema, não deve ser permitido um aquecimento forte. Água fervente reduz significativamente a vida útil de dispositivos de aquecimento e tubos.

• Se no inverno o funcionamento do sistema de aquecimento não for planejado, o líquido deve ser drenado sem falhas. Isso ajudará a evitar a destruição de canos, baterias e caldeiras.
• É muito importante monitorar constantemente o nível de água no tanque de expansão e adicionar líquido se necessário. O não cumprimento desta regra levará à formação de congestionamentos de ar, portanto, os dispositivos de aquecimento funcionarão de forma menos eficiente.
• A melhor opção de refrigerante é a água, pois o anticongelante é altamente tóxico, o que impossibilita seu uso em sistemas de aquecimento abertos. Esta opção pode ser usada se não for possível drenar o refrigerante no inverno.

Na montagem de um sistema de aquecimento, incluindo o sistema de aquecimento de uma garagem com bomba de circulação, é importante calcular correctamente a secção transversal dos tubos e o grau de declive. Esses valores são regulamentados pelo SNiP 2.04.01-85. Em sistemas onde o refrigerante circula naturalmente, os tubos têm uma seção transversal maior do que no aquecimento por circulação forçada. Além disso, no primeiro caso, o comprimento dos tubos é muito menor. Quanto ao declive, recomenda-se fazê-lo em sistemas com circulação natural de líquido, enquanto os documentos normativos estabelecem um declive de 2-3 mm por metro de contorno.

Diagramas de sistemas de aquecimento abertos

Em sistemas de aquecimento de tipo aberto, o refrigerante pode circular de duas maneiras. No primeiro caso, o movimento é realizado de forma natural, o segundo nome é circulação gravitacional. No aquecimento do tipo aberto com uma bomba, o equipamento adicional força o líquido a se mover, esta opção é chamada de movimento forçado ou artificial. Você precisa escolher um ou outro método dependendo da área da sala, do número de andares e do regime térmico utilizado.

Circulação gravitacional

Em sistemas onde o refrigerante circula naturalmente, não existem mecanismos para facilitar a movimentação do fluido. O processo é realizado devido à expansão do refrigerante aquecido. Para que um esquema deste tipo funcione de forma eficaz, é instalado um elevador booster com altura igual ou superior a 3,5 metros.

A tubulação em um sistema de aquecimento com circulação natural de líquido tem algumas restrições de comprimento, em particular, não deve ultrapassar 30 metros. Consequentemente, este fornecimento de calor pode ser utilizado em edifícios pequenos, neste caso, as casas com área não superior a 60 m2 são consideradas a melhor opção. A altura da casa e o número de pisos também são de grande importância na instalação do elevador de elevação. Mais um fator deve ser levado em consideração, em um sistema de aquecimento do tipo de circulação natural, o refrigerante deve ser aquecido a uma determinada temperatura, no modo de baixa temperatura não é gerada a pressão necessária.

Um esquema com movimento de fluido gravitacional tem certas capacidades:

• Combinação com sistemas de piso radiante. Neste caso, uma bomba de circulação é instalada no circuito de água que conduz aos elementos de aquecimento. Caso contrário, a operação é realizada normalmente, sem interrupção, mesmo na ausência de alimentação.
• Trabalhando com caldeira. O dispositivo é instalado na parte superior do sistema, mas em um nível mais baixo do que o tanque de expansão está localizado. Em alguns casos, uma bomba é instalada na caldeira para que funcione sem problemas. No entanto, deve ser entendido que em tal situação o sistema torna-se forçado, o que torna necessária a instalação de uma válvula de retenção para evitar a recirculação do líquido.

Sistemas com indução artificial do movimento do refrigerante

Os diagramas de um sistema de aquecimento aberto com bomba, em qualquer caso, implicam a utilização de um dispositivo adequado. Isso permite aumentar a velocidade de movimento do líquido e reduzir o tempo de aquecimento da casa. O fluxo do refrigerante, neste caso, se move a uma velocidade de cerca de 0,7 m / s, de modo que a transferência de calor se torna mais eficiente e todas as seções do sistema de fornecimento de calor são aquecidas igualmente.

No processo de instalação de um sistema de aquecimento de tipo aberto com uma bomba, vários recursos devem ser levados em consideração:

• A presença de uma bomba de circulação embutida requer conexão ao sistema de alimentação. Para operação ininterrupta em caso de queda de energia de emergência, a bomba é recomendada para ser instalada no bypass.
• O equipamento de bombeamento deve ficar no tubo de retorno em frente à entrada da caldeira, a uma distância de até 1,5 metros desta.
• A bomba corta a tubulação, levando em consideração a direção do movimento do refrigerante.

A instalação da bomba também possui características próprias, estando localizada no tubo de derivação entre duas válvulas de corte. Se houver eletricidade na rede, necessária ao funcionamento do equipamento de bombeamento, as torneiras são fechadas. Neste caso, o refrigerante passa por um cotovelo de desvio com uma bomba de circulação. Na ausência de tensão, as válvulas são abertas, permitindo que o sistema opere no modo gravidade.

A direção do movimento do refrigerante

Junto com a classificação acima, todos os sistemas de aquecimento de circulação forçada de duas linhas são divididos nos seguintes tipos:

• Fluxo direto;
• Fim da linha.

As de fluxo direto são caracterizadas pelo fato de que tanto na linha direta quanto na reversa, o líquido se move na mesma direção.

Padrões de fluxo de refrigerante

Os becos sem saída têm diferentes direções de movimento do refrigerante em diferentes linhas.

Devo dizer que todos esses esquemas, conforme observado anteriormente, na grande maioria dos casos hoje são equipados com uma bomba de circulação. Mas a existência fundamental de circuitos com uma fiação inferior com movimento natural do refrigerante é possível. Ao construir tais estruturas, é importante lembrar que a inclinação mínima da tubulação deve ser de 1 por cento do comprimento total.

Sistemas de aquecimento de um e dois tubos

Em qualquer sistema de fornecimento de calor, a água é aquecida na caldeira, depois entra nos dispositivos de aquecimento, após o que retorna à caldeira através do tubo de retorno. No entanto, esse movimento do refrigerante pode ser realizado de diferentes maneiras.

Um sistema de tubo único assume o movimento do líquido através de um tubo de grande diâmetro e todos os dispositivos de aquecimento estão localizados na mesma linha.

Um sistema de aquecimento de tubo único com movimento natural do refrigerante tem várias vantagens:

• Uso de uma quantidade mínima de consumíveis.
• Montagem simples de todos os elementos e sua conexão.
• O número mínimo de tubos na sala.

Das desvantagens de tal disposição de tubo, deve-se prestar atenção ao aquecimento desigual das baterias. Com a distância da caldeira a gás para um sistema de aquecimento aberto, as baterias aquecem menos, respectivamente, sua transferência de calor diminui.

O sistema de dois tubos está ganhando popularidade. Devido aos dispositivos de aquecimento estarem ligados aos tubos de alimentação e retorno, o sistema forma uma espécie de anel fechado.

Entre as vantagens deste esquema estão as seguintes:

• Aquecimento uniforme de todos os dispositivos de aquecimento.
• Uma temperatura individual pode ser definida para cada radiador.
• Alta confiabilidade do sistema de aquecimento.

Das desvantagens de um sistema de aquecimento de dois tubos, destacam-se uma instalação mais complexa de ramais de comunicação dentro da sala e investimentos significativos e custos de mão de obra.

Sistema de aquecimento horizontal de dois tubos

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Comentários neste artigo

1. bigcitiesHop

   Obrigado pelo diagrama detalhado do sistema de aquecimento de dois tubos com fiação superior. Perfeito para minha casa de dois andares. O coletor de ar foi configurado para ser automático. 17/02/2016 às 13h14

Métodos de fornecimento de refrigerante

A linha de fluido quente pode ser posicionada de várias maneiras. Dependendo disso, o eyeliner é dividido em superior e inferior.

A distribuição superior implica o fornecimento de refrigerante quente através do riser principal e distribuição para os radiadores através dos tubos de distribuição. Este sistema é melhor usado em edifícios residenciais privados e chalés de um ou dois andares.

Um sistema de aquecimento com uma fiação mais baixa é considerado mais eficiente e prático. Nesse caso, os tubos de alimentação e retorno estão localizados lado a lado e o refrigerante se move de baixo para cima. A água quente flui pelos aquecedores e retorna à caldeira para o sistema de aquecimento aberto por meio de um tubo de retorno. Para evitar o acúmulo de ar no sistema de aquecimento, um guindaste Mayevsky é instalado em cada radiador.

Fiação inferior e superior

Entre outras coisas, a divisão é feita pelo método de assentamento da tubulação, ou seja, pelo método de instalação da fiação. Distinguir esquemas:

• Com fiação inferior;
• Com fiação superior.

Melhor rota

A diferença mais importante dos demais é que este tipo possui um tanque de expansão, que é instalado no ponto mais alto. Além disso, este tanque de expansão deve estar localizado acima de todos os outros elementos.

Roteamento superior do sistema de dois tubos

Estruturalmente, tal sistema deve conter os seguintes elementos:

• Caldeira de aquecimento;
• Bomba de circulação;
• Tanque de expansão;
• Coletor de ar, que pode ser manual, automático ou semiautomático.

Adendo! Essas estruturas devem ser montadas com suas próprias mãos apenas em um sótão pré-isolado, ou o próprio tanque de expansão deve ser adicionalmente isolado.

Também deve ser notado que tal esquema não funcionará para um edifício de um andar com telhado inclinado.

Fiação inferior

Todos os sistemas com fiação inferior têm a particularidade de que a linha de alimentação geralmente está localizada no subsolo. Freqüentemente, as linhas de abastecimento e retorno estão localizadas no chão.

Roteamento inferior do sistema de dois tubos

Estruturalmente, este esquema incluirá os seguintes elementos:

• Caldeira de aquecimento;
• Bomba de circulação;
• Tanque de expansão;
• Coletor de ar;
• Guindaste Mayevsky.

Devo dizer que independentemente da localização dos tubos de abastecimento, a caldeira deve estar localizada abaixo do nível da linha de retorno.

A desvantagem é que a instalação adicional da linha de sangria de ar é necessária.

Risers principais

Dependendo da localização dos risers principais, a fiação pode ser vertical ou horizontal.

No primeiro caso, os radiadores em cada andar são conectados a um riser vertical. Esse sistema tem suas próprias características:

• Nenhuma bolsa de ar é formada.
• Aquecimento eficaz de edifícios de vários pisos.
• A capacidade de conectar radiadores de aquecimento em cada andar.
• instalação mais complexa de medidores de calor em apartamentos em edifícios de vários andares.

Com a fiação horizontal, todos os radiadores de piso são conectados a um único riser. A principal vantagem de tal esquema é a utilização de menos materiais para instalação e, consequentemente, um menor custo do sistema.

Cálculos necessários

É muito importante realizar corretamente os cálculos hidráulicos; com base nisso, o diâmetro do tubo é selecionado para um circuito de aquecimento do tipo aberto com uma bomba.

Para calcular a pressão circulante, os seguintes parâmetros devem ser considerados:

• Distância do eixo central da caldeira ao centro do aquecedor. Quanto maior esse valor, mais estável o refrigerante circula.
• Pressão da água na saída da caldeira e na entrada desta. A cabeça de circulação é determinada pela diferença na temperatura do fluido.

O diâmetro da tubulação depende muito do material de que são feitas. Os tubos de aço para o sistema de aquecimento devem ter uma seção transversal de pelo menos 5 cm. Após a fiação, podem ser usados ​​tubos de menor diâmetro, mas a fiação, ao contrário, deve expandir-se.

Os parâmetros do tanque de expansão também são de grande importância. Para uma operação eficiente do sistema, use um reservatório que tenha um volume de cerca de 5% do fluido total no sistema. O não cumprimento desta recomendação pode resultar no rompimento dos canos ou no respingo de água em excesso.

Princípio da Operação

Um esquema de aquecimento sem saída é o esquema mais comum. Sua diferença fundamental em relação ao sistema de passagem é que o movimento do refrigerante ao longo das linhas de alimentação e retorno é realizado em direções diferentes.

O fluxo de refrigerante quente se move ao longo da linha de abastecimento da caldeira em direção ao sistema do radiador. O refrigerante entra no radiador, libera seu calor e é descarregado na linha de retorno, ao longo da qual se move imediatamente na direção oposta - para a caldeira.

Na maioria das vezes, um sistema de aquecimento sem saída de dois tubos funciona ao aquecer uma casa particular usando a circulação forçada de um refrigerante com uma fiação inferior. Este esquema possibilita a utilização de tubos de menor diâmetro, reduzindo significativamente a inércia do sistema. Além disso, é aplicável mesmo com tubulações longas.

Ao mesmo tempo, o esquema de beco sem saída também permite a implementação de um sistema de gravidade com fiação superior. Esses sistemas são escolhidos principalmente por sua não volatilidade. Não há necessidade de ligar à rede, uma vez que a bomba de circulação não é utilizada.

Conjunto completo do sistema

O aquecimento do tipo aberto em uma casa particular requer a instalação de uma caldeira que funcione com combustível sólido ou óleo combustível. O fato é que esse tipo de aquecimento é caracterizado pela formação periódica de congestionamentos de ar, que podem causar um acidente ao utilizar caldeiras elétricas e a gás.

É possível calcular a potência de uma caldeira de aquecimento de acordo com o esquema padrão, segundo o qual 1 kW de energia mais 10-30% é necessário para aquecer 10 m2 da área da sala, mais 10-30%, dependendo da qualidade do isolamento térmico.

Você não deve usar polímeros como material para o tanque de expansão, o aço é a melhor opção neste caso. O volume do tanque depende da área da sala aquecida, por exemplo, no sistema de aquecimento de um pequeno edifício com altura de um andar, pode ser usado um tanque de expansão de 8-15 litros.

Quanto aos tubos para o diagrama do sistema de aquecimento com bomba de circulação, neste caso podem ser utilizados os seguintes materiais:

• Aço... Tal tubulação é caracterizada por alta condutividade térmica e resistência à alta pressão. Porém, a instalação apresenta algumas dificuldades e requer a utilização de equipamento de soldagem.
• Polipropileno... Esse sistema é notável pela facilidade de instalação, resistência e estanqueidade, é capaz de suportar flutuações de temperatura.Os tubos de polipropileno caracterizam-se por um funcionamento perfeito há um quarto de século.
• Metal-plástico... As tubulações feitas com esse material são resistentes à corrosão, não se formando depósitos em suas paredes internas que impeçam o movimento natural do refrigerante. No entanto, o custo de tal sistema é bastante alto e sua vida útil é de apenas 15 anos.
• Cobre... Um duto de cobre é considerado o mais caro, mas tolera perfeitamente altas temperaturas, de até +500 graus, e é caracterizado pela máxima transferência de calor.

Dispositivos de aquecimento em um sistema de aquecimento aberto devem ser suficientemente duráveis, portanto, metais com propriedades semelhantes devem ser escolhidos. Os mais populares são os radiadores de aço, o que se explica pela combinação ideal da aparência dos modelos, seu preço e energia térmica.

Padrões de fluxo de portador de calor

De acordo com os padrões de fluxo dos portadores de calor, os trocadores de calor recuperativos podem ser divididos em três grupos: com uma temperatura constante (e) de ambos os portadores de calor, igual à temperatura e; com uma temperatura constante de um portador de calor; com temperatura variável de ambos os portadores de calor.

Dependendo da direção mútua do fluxo de refrigerantes no último grupo mais comum de TA, há fluxo direto, contrafluxo, corrente cruzada, corrente mista, bem como circuitos de corrente complexos.

Os circuitos de fluxo cruzado simples e múltiplos podem ser divididos em três grupos, dependendo da presença de um gradiente de temperatura do refrigerante nas seções TA, normal à direção do movimento do refrigerante. Se, por exemplo, um líquido flui dentro dos tubos e o refrigerante gasoso se move perpendicularmente ao feixe de tubos e pode se misturar livremente no espaço anular, então sua temperatura na seção normal à direção do movimento do gás é nivelada. Como o líquido passa dentro dos tubos em fluxos separados que não se misturam, sempre há um gradiente de temperatura na seção do feixe. No exemplo considerado, o transportador de calor gasoso é considerado idealmente misturado e o líquido nos tubos não é absolutamente misturado. Deste ponto de vista, os seguintes três casos são possíveis: ambos os refrigerantes são misturados idealmente e seus gradientes de temperatura na seção transversal são iguais a zero; um dos portadores de calor é idealmente misturado, o outro não é misturado; ambos os refrigerantes não estão absolutamente misturados.

1.5 Cabeça de temperatura média

Os métodos amplamente difundidos de cálculo térmico de TA são baseados em seus modelos com parâmetros concentrados. As propriedades termofísicas dos transportadores de calor, os coeficientes de transferência de calor e de transferência de calor, bem como a diferença de temperatura em modelos com parâmetros concentrados, que mudam no caso geral como resultado de mudanças nas temperaturas dos transportadores de calor, são considerados ser uniformemente distribuído por todo o volume do aparelho. Esta suposição permite o uso de uma equação de acordo com a qual a cabeça de temperatura média é:

Abaixo estão as equações para cálculo em um TA com vários esquemas de corrente.

Contrafluxo:

Fluxo de avanço:

Corrente cruzada única:

1.6 Procedimento para cálculo térmico de TA

O dado é a área de superfície da transferência de calor e qualquer par de temperaturas do conjunto

1. Defina o valor de mais uma temperatura final; por exemplo: se fornecido, defina o valor de acordo com as condições de operação ou tecnologias.

2. Determine o valor da temperatura final desconhecida a partir da equação do balanço de calor:

3. Calcule a cabeça de temperatura média do circuito de corrente contracorrente para os valores de temperatura dados.

4. Encontre os coeficientes de transferência de calor: do refrigerante de aquecimento para a parede que separa os refrigerantes, e da parede para o refrigerante de aquecimento, bem como o coeficiente de transferência de calor.

5. A equação de transferência de calor determina a área de superfície de transferência de calor necessária para garantir as temperaturas

e então o fator de segurança

Se> 1, então o cálculo é concluído, se <1, então novas temperaturas finais ajustadas de acordo com os resultados do cálculo executado são atribuídas e o cálculo é repetido novamente até que> 1 seja obtido.

A correção é reduzir as diferenças de temperatura

e

1.7 Cálculo de TA pelo método de eficiência térmica

A eficiência térmica é a razão entre o fluxo de calor do aparelho em consideração e o fluxo de calor que pode ser transmitido pelo refrigerante de aquecimento em condições ideais, ou seja, no caso de um coeficiente de transferência de calor infinitamente grande no aparelho considerado ou no caso de transferência de calor em um trocador de calor com uma área de superfície de transferência de calor infinitamente grande. Em eficiência térmica:

Supõe-se que em um trocador de calor ideal, o refrigerante de aquecimento é caracterizado pelo menor valor da capacidade térmica da vazão mássica e possui a diferença de temperatura máxima possível. Mesmo no caso de transferência de calor de equilíbrio sem perda de energia, o refrigerante de aquecimento não pode resfriar abaixo da temperatura na entrada do refrigerante aquecido, portanto:

A razão entre as capacidades de calor totais das taxas de fluxo de massa dos portadores de calor é estabelecida dependendo da finalidade funcional do aparelho. Em aquecedores, é necessário obter a maior diferença de temperatura possível do refrigerante aquecido

portanto, para aquecedores e. Em refrigeradores, ao contrário, é necessário garantir o maior resfriamento do meio de aquecimento e obter a maior diferença de temperatura possível, portanto

Considerando o acima, eficiência térmica:

onde - para aquecedores;

- para refrigeradores.

1.8 Cálculo hidromecânico de TA

Existe uma relação física e econômica próxima entre a transferência de calor e a perda de pressão. Quanto maior a velocidade dos portadores de calor, maior o coeficiente de transferência de calor e mais compacto o trocador de calor para um determinado desempenho térmico e, consequentemente, menores os custos de capital. No entanto, isso aumenta a resistência ao fluxo e aumenta os custos operacionais. Ao projetar trocadores de calor, é necessário resolver em conjunto o problema de transferência de calor e resistência hidráulica e encontrar as características mais vantajosas.

A principal tarefa do cálculo hidromecânico de trocadores de calor é determinar a perda de pressão do refrigerante ao passar pelo aparelho. Uma vez que a transferência de calor e a resistência hidráulica estão inevitavelmente relacionadas à velocidade de movimento dos portadores de calor, estes últimos devem ser selecionados dentro de alguns limites ótimos, determinados, por um lado, pelo custo da superfície de troca de calor do aparelho deste projeto e, por outro lado, pelo custo da energia despendida durante o funcionamento do aparelho.

A resistência hidráulica em trocadores de calor é determinada pelas condições de movimento dos portadores de calor e pelas características de design do aparelho.

Conclui-se do exposto que os dados do cálculo hidromecânico são um fator importante na avaliação da racionalidade do projeto de trocadores de calor.

Experimentos indicam que mesmo nos trocadores de calor mais simples, a estrutura do fluxo do refrigerante é muito complexa. Por causa disso, na esmagadora maioria dos casos, a resistência hidráulica no TA pode ser calculada apenas aproximadamente.

Dependendo da natureza da ocorrência do movimento, as resistências hidráulicas ao movimento dos portadores de calor são distinguidas como resistências de atrito, que são devidas à viscosidade do líquido e se manifestam apenas em locais de fluxo contínuo e resistências locais. Estas últimas são causadas por vários obstáculos locais ao movimento do fluxo (estreitamento e alargamento do canal, fluxo em torno de obstáculos, curvas, etc.). O acima é verdadeiro para um fluxo isotérmico, no entanto, se o movimento do refrigerante ocorre sob condições de troca de calor e o aparelho se comunica com o ambiente, então surgirão resistências adicionais,associada à aceleração do escoamento devido à não isotermalidade e resistência à gravidade. A resistência à gravidade surge devido ao fato de que o movimento forçado do líquido aquecido nas seções descendentes do canal é contrabalançado pela força de elevação direcionada para cima.

Assim, a queda de pressão total necessária quando um líquido ou gás se move através de um trocador de calor é determinada pela fórmula:

onde é a soma da resistência ao atrito em todas as seções da superfície de troca de calor (canais, feixes de tubos, paredes, etc.);

- a soma das perdas de pressão nas resistências locais;

- a soma das perdas de pressão devido à aceleração do fluxo;

- o custo total da pressão para superar

Aquecedores de rede

Objetivo e esquemas de conexão

Os aquecedores de rede são usados ​​para aquecer o vapor de sangria da turbina de água da rede usado para aquecimento, ventilação e fornecimento de água quente aos consumidores.

Esquema de fornecimento de calor da unidade turbina T-250–240: 1 - bomba de rede do primeiro aumento; 2 - aquecedor da caixa de espanque; 3, 4 - aquecedores de rede inferior e superior; 5 - bomba de rede da segunda ascensão; 6 - bombas de condensado para aquecedores de rede; С - drenagem de condensado dos compartimentos de sal de aquecedores e coletor de condensado

A água da rede de retorno para os aquecedores é fornecida por uma das duas bombas da rede do primeiro elevador. As bombas de segunda elevação são instaladas atrás do aquecedor de rede superior, fornecendo água da rede ou preliminarmente para a caldeira de pico. Válvulas de gaveta instaladas nas tubulações de abastecimento de água fornecem a capacidade de desligar ambos os aquecedores da rede ou apenas o superior com água. Existem também desvios (500 mm de diâmetro) que permitem uma regulação suave do fluxo da água de aquecimento através dos aquecedores.

O ar do alojamento do aquecedor de rede superior é descarregado na linha de vapor do vapor de aquecimento do aquecedor inferior. Do corpo do qual o ar entra no condensador da turbina.

Sequência de ações para auto-instalação do sistema

O arranjo de um sistema de aquecimento de tipo aberto implica o desempenho sequencial do seguinte trabalho:

• Instalação de caldeira de aquecimento. Dependendo do tamanho, o equipamento é fixado de forma segura e firme no chão ou na parede.
• Roteamento de tubulação. O duto é instalado de acordo com o projeto previamente traçado e o esquema selecionado. Nesta fase, não devemos esquecer a inclinação recomendada ao longo de todo o contorno.
• Instalação de dispositivos de aquecimento e sua conexão a uma tubulação comum.
• Instalação do tanque de expansão e seu isolamento térmico (se necessário).
• Conexão dos elementos do sistema.
• Execução de teste, durante a qual locais de conexão solta são identificados.
• Arranque do sistema de aquecimento.

Recomenda-se a instalação de um sensor de temperatura na saída da caldeira, com o qual é monitorada a eficiência do sistema de alimentação de calor aberto.

Características dos sistemas com circulação forçada do refrigerante

Para um funcionamento eficiente e de alta qualidade do circuito forçado de um sistema de aquecimento aberto com bomba, é necessária a instalação de equipamento adequado. Neste caso, é necessário selecionar corretamente a bomba e o local de instalação.

Como funciona um sistema de aquecimento sem saída

Um esquema de beco sem saída é um dispositivo de aquecimento de sala de dois tubos, no qual, como pode ser visto na figura acima, o refrigerante quente é fornecido a cada radiador através de um tubo (fornecimento), sai dos radiadores e entra na caldeira através outro tubo (retorno). Além disso, neste esquema, o movimento do refrigerante ao longo dos tubos de alimentação e retorno ocorre na direção oposta, enquanto em outros esquemas (não em um tubo), o líquido se move em uma direção. Esta é uma opção muito comum para conectar dispositivos de aquecimento, e não apenas radiadores - pode ser ferro fundido ou baterias bimetálicas, ou registros caseiros.

Embora o aquecimento por um tubo possa ser implementado de acordo com um esquema de beco sem saída, esta solução é impopular devido à sua baixa eficiência de transferência de calor e à complexidade de execução. A implementação de um esquema de um tubo sem saída é mostrada abaixo - se a casa for projetada para 2 ou três andares, então, além do grupo de segurança padrão, você terá que fazer a distribuição de risers e instalar um ar válvula de ventilação ou Mayevsky em cada radiador. Este é um esquema caro e, portanto, raramente é aceito para execução.

Uma vantagem indireta do esquema de beco sem saída é também que ele pode ser usado tanto para aquecimento com circulação forçada do refrigerante quanto para resolver com o movimento gravitacional do fluido em tubos. Para o aquecimento não volátil de uma casa privada, o sistema com circulação natural está a ganhar cada vez mais popularidade, por isso não se esqueça do esquema sem saída com a tubagem superior neste caso.

Em qualquer caso, com um esquema de circuito único ou duplo, para uma versão sem saída, o seguinte é óbvio: quanto mais radiadores estiverem conectados ao tubo, mais lentamente todos os dispositivos de aquecimento subsequentes irão aquecer. Portanto, é aconselhável dividir todo o sistema em várias ramificações, de modo que cada ramificação contenha no máximo 5 a 6 radiadores. Esta solução é relevante para o movimento natural e forçado do refrigerante.

Na prática, a vantagem de um esquema sem saída é óbvia: são cálculos simples, um nível de instalação descomplicado, o número mínimo de válvulas e conexões e o baixo custo de todo o projeto. Se compararmos com soluções populares como um sistema de dois tubos com um movimento fluido de passagem e com um esquema de feixe (com um coletor), então, em termos de observância das leis da hidráulica, eles são claramente melhores do que um beco sem saída - o refrigerante se move mais rápido, não há tráfego em sentido contrário, os radiadores aquecem uniformemente e na mesma velocidade. Mas muitas vezes é a economia do beco sem saída que vence, especialmente para aquecer uma casa com uma pequena área total aquecida.

Um esquema de fiação sem saída horizontal tem uma versão em que uma rodovia central é usada. Tal esquema pode ser implementado como uma tubulação oculta no chão ou na parede, que agrada a todos os proprietários, sem exceção, uma vez que a tubulação oculta não requer redesenho de projeto, remodelação ou alterações no interior das instalações.

Ao instalar uma tubulação oculta, por exemplo, ao embutir tubos em uma mesa de concreto ou em ranhuras nas paredes, os tubos não devem ser usados ​​de aço, mas de metal-plástico sem juntas ou polímero com uma conexão de manga fixa ou soldagem, a fim de evitar que possibilidade de vazamento. O único problema ao colocar uma tubulação oculta é a sua saída correta e bonita da parede ou debaixo do chão. Você também deve evitar cruzamentos de tubos em uma instalação embutida. Para evitar cruzamentos, use uma travessa. Ao conectar o tubo ao radiador por meio de uma cruz, é possível contornar os tubos da linha central sem se projetar além do plano de montagem.

Além disso, a implementação de um sistema de beco sem saída com uma via central abre possibilidades de ligação ao aquecimento e outros esquemas: um sistema de "piso quente" ou toalheiros aquecidos. Essas unidades são conectadas com a ajuda de um módulo de mistura especial, que inclui uma bomba de circulação, torneiras de mistura e sensores de temperatura. O módulo de mistura torna a operação dos módulos plug-in independente do circuito de aquecimento principal, e qualquer número de novos circuitos plug-in não afetará a operação do circuito principal.

Regras de seleção de bomba

O dispositivo é escolhido de acordo com duas características principais: potência e cabeça. Esses parâmetros dependem diretamente da área do edifício aquecido. Na maioria dos casos, os seguintes valores são tomados como ponto de referência:

• Para um sistema de aquecimento de uma área de 250 m2, é necessária uma bomba com capacidade de 3,5 m3 / he pressão de 0,4 atmosferas.
• Para uma área de até 350 m2, é melhor escolher um equipamento com capacidade de 4,5 m3 / he pressão de 0,6 atm.
• Se o edifício tiver uma grande área, até 800 m2, recomenda-se a utilização de uma bomba com capacidade de 11 m3 / h com pressão superior a 0,8 atmosferas.

Se você abordar com mais cuidado a escolha do equipamento de bombeamento, os parâmetros adicionais são levados em consideração:

• Comprimento do pipeline.
• O tipo de dispositivos de aquecimento e seu número.
• O diâmetro dos tubos e o material de que são feitos.
• Tipo de caldeira de aquecimento.

Conexão da bomba ao circuito de aquecimento

Recomenda-se instalar a bomba de circulação no tubo de retorno, neste caso o líquido já resfriado passará pelo dispositivo. No entanto, ao usar modelos mais modernos, que são feitos de materiais resistentes ao calor, uma ligação com a linha de abastecimento não está excluída. Em qualquer caso, o equipamento instalado não deve perturbar a circulação do refrigerante.

Existem várias opções para alterar o esquema gravitacional para uma opção forçada:

1. Instalação do tanque de expansão em um nível superior. Esta opção pode ser chamada de mais simples, mas isso exigirá um sótão alto.
2. O tanque de expansão é transferido para o riser distante. Se você usar esse método para reconstruir um sistema antigo, isso levará muito tempo e esforço. Se você equipar um novo sistema de acordo com este esquema, ele não se justificará.
3. Colocar o riser do tanque de expansão próximo ao cotovelo no qual a bomba está localizada. Neste caso, o tubo com o reservatório é cortado da linha de abastecimento e cortado no tubo de retorno atrás da bomba.
4. Conexão da bomba na linha de alimentação. Este método é considerado a melhor opção para a reconstrução do circuito de aquecimento. No entanto, lembre-se de que nem todos os eletrodomésticos podem suportar altas temperaturas.

Para que o sistema de aquecimento com tanque de expansão aberto e bomba funcione de forma eficiente, é importante escolher o circuito adequado, calcular os parâmetros de todos os elementos constituintes, selecionar o equipamento adequado e efetuar os trabalhos de instalação em sequência.