Esquemas de aquecimento doméstico - sistema de aquecimento de um e dois tubos

Como funciona o sistema de aquecimento por circulação natural

A principal tarefa do sistema de aquecimento de água - faz com que o refrigerante circule pelos tubos. Para que a casa aqueça, a água quente da caldeira deve fluir para os canos e radiadores. O sistema de aquecimento por circulação natural funciona com base no princípio da gravidade. O líquido se move pelos tubos por gravidade, sem o uso de bomba. A densidade e o peso do líquido diminuem quando aquecido e, após o resfriamento, ele retorna ao seu estado original.

Em tal dispositivo, virtualmente não há pressão. Pelos cálculos, você pode ver que com uma pressão de coluna d'água de 10 metros, há uma pressão de 1 atmosfera. Acontece que no dispositivo de aquecimento de uma casa térrea a pressão será de 0,5 a 0,7 atm., e em uma casa de dois andares - não mais do que 1 atm.

Vantagens e desvantagens do aquecimento por circulação natural

Como acontece com qualquer aparelho, o aquecimento de água com circulação natural tem suas vantagens, mas também desvantagens. Por que o sistema é bom?

Instalação e manutenção simples, inicialização fácil do sistema. Toda a instalação pode ser feita por você.
Não há necessidade de comprar equipamentos caros.
O sistema funciona de forma estável. O transportador de calor fornece a maior saída de calor e mantém a temperatura necessária na sala.
Sem dependência de eletricidade. O dispositivo continuará a funcionar se a energia for cortada.
Se a casa estiver bem isolada, então, com esse sistema, você pode economizar muito.
Nenhuma bomba que faça muito barulho.
Se a manutenção for realizada dentro do prazo, o dispositivo de aquecimento pode funcionar por mais de 35 anos.

Contras do sistema:

Apesar de o sistema de aquecimento exigir poucos materiais, os custos serão muito maiores quando a resistência local do duto diminuir. Porque você terá que instalar tubos maiores.
A casa aquece muito mais lentamente.
Se os tubos passarem por salas não aquecidas, essas áreas devem ser isoladas. Caso contrário, existe o risco de o líquido congelar.
Esse sistema de aquecimento só é adequado para casas particulares com uma área não superior a 100 m². m., uma vez que opera em um raio de até 30 metros. Isso se deve ao fato do sistema possuir uma pequena cabeça circular.
A condição principal é sótão na casa. É aí que está instalado o tanque de expansão.

Esquema de um sistema de aquecimento de dois tubos de uma casa térrea

Caso opte pelo sistema monotubo, vale a pena considerar a possibilidade de desconectar cada bateria (para reparos, ajustar a temperatura do ambiente)

Isso é raramente usado devido à sua baixa eficiência. É uma estrada ao longo das paredes, passando por baixo de todos os radiadores. De cada um deles, tubos ramificados são montados nele, através dos quais o refrigerante é fornecido e removido. Como o refrigerante mais quente entra nos primeiros radiadores, dando a eles parte do calor, a água já é resfriada para os últimos. Como resultado, a casa será aquecida de forma desigual e os cômodos mais distantes da caldeira aquecerão por muito mais tempo. O melhor de tudo é que esse esquema é adequado para uma casa térrea com uma área pequena, pois reduzirá os custos de instalação. Existe outra versão do esquema de um tubo: quando o radiador corta o tubo. A desvantagem deste método é a impossibilidade de desligar um dos radiadores para não parar todo o sistema.

Escolhendo um sistema de dois tubos, você pode conectar radiadores de qualquer maneira: diagonal, lateral, conexão inferior

Tipos de sistemas de circulação natural

Antes de criar um circuito para aquecimento de uma casa particular, primeiro calcule a quantidade de calor necessária para as instalações. O cálculo inclui dados sobre a caldeira, colocação e diâmetro dos tubos, bem como o nível de isolamento térmico das paredes exteriores. Mesmo os menores erros nos cálculos podem afetar a qualidade do aquecimento doméstico. Portanto, é melhor que todos os cálculos sejam feitos por especialistas. Os sistemas de aquecimento são de vários tipos:

Tipo aberto e fechado (diferem por tanques de expansão).
Tipo de um e dois tubos (os radiadores de aquecimento são conectados de maneiras diferentes).

Sistema aberto

O dispositivo aberto inclui um reservatório (tanque aberto), que é equipado com um tubo (transbordamento de emergência). O tubo é conectado à rede de esgoto ou levado para a rua. O tanque é instalado sob o teto, às vezes no sótão. Um tanque aberto pode ser feito de qualquer tamanho com suas próprias mãos, o que é sua principal vantagem. Tem um preço acessível... Desvantagens do dispositivo:

Você precisa constantemente adicionar água a um tanque aberto, pois ela evapora rapidamente. Para não adicionar água constantemente à mão, um cano de água pode ser trazido para o tanque.
Freqüentemente, a corrosão se forma nos elementos metálicos do circuito. Devido ao fato de que o oxigênio está constantemente fluindo para o tanque aberto.
O ar entra na tubulação. Fixando os radiadores em uma ligeira inclinação e instalando saídas de ar automáticas, você pode se livrar do problema.

Sistema fechado

Sistema de circulação natural um refrigerante de tipo fechado é adequado para casas de um ou dois andares. Um tanque de membrana é instalado no circuito de aquecimento. Graças ao tanque, as partes metálicas do dispositivo são menos suscetíveis à corrosão. Um dispositivo fechado funciona da seguinte maneira:

O tanque de diafragma flexível fechado é um tanque de expansão de diafragma. A membrana cria duas seções no tanque. A primeira seção é para o refrigerante, a outra contém ar ou nitrogênio. Durante a expansão do refrigerante, o excesso de água do circuito de aquecimento vai para o tanque.
A membrana começa a esticar devido à água quente e o gás na segunda parte começa a encolher.
Quando a água esfria, o gás aumenta novamente e empurra o refrigerante de volta para o sistema. Assim, há um enchimento contínuo do circuito de água com o refrigerante.

Se você escolher entre um sistema aberto e um fechado, é mais barato comprar ou criar um tanque aberto com suas próprias mãos. Tanque de diafragma custa várias vezes mais, por isso raramente é usado.

Sistema de um tubo

Para casas térreas com uma área pequena, o aquecimento de um tubo é adequado. Em uma casa de dois andares, esse tipo de aquecimento será ineficaz. As vantagens do sistema são a instalação barata, o design simples, os tubos não são instalados sob o teto, o que significa que o interior geral da sala não se deteriorará. O tipo de aquecimento de um tubo funciona de acordo com o seguinte princípio:

O líquido sobe ao longo da seção vertical do tubo.
Em seguida, o refrigerante passa para um tubo horizontal. Este tubo conecta os radiadores de aquecimento.
O líquido resfriado retorna à caldeira do radiador externo.

Este sistema tem suas desvantagens. Quanto mais o aumento do suprimento, mais baixa a temperatura dos radiadores. Os desvios ajudarão a aumentar a produtividade. Para estabelecer o aquecimento uniforme da casa, jumpers são colocados nos locais onde os radiadores estão conectados. Mesmo depois de fazer cálculos precisos, o tipo de sistema de um tubo será ineficaz se a casa de um andar tiver mais de três quartos. O problema pode ser resolvido atualizando o sistema com uma bomba circular.

Esquema de aquecimento de água por dois tubos para uma casa privada com circulação natural

O tipo de aquecimento de dois tubos é adequado para aquecer uma casa de dois andares. Se compararmos um sistema de um e dois tubos, então no segundo - o líquido é fornecido a todos os radiadores quente.O circuito de dois tubos tem um design especial composto por dois tubos. Um para abastecimento, outro para devolução. Um tubo de alimentação é conectado a cada dispositivo de aquecimento. A conexão é feita por meio de uma torneira de entrada separada. E o tubo de retorno é conectado separadamente. As vantagens de um sistema de aquecimento com cablagem superior e inferior são a sua instalação muito simples e as características de funcionamento eficazes. Com um sistema como este:

É possível não adicionar seções adicionais ao radiador para melhorar o aquecimento.
Ao contrário de um circuito de tubo único, tubos de diâmetro menor são usados para colocar a tubulação neste sistema.
Fácil ajuste do sistema.
O calor é distribuído uniformemente.

Atualmente é possível criar com as suas próprias mãos um tipo de aquecimento bicubo com circulação natural... Para sua fabricação são utilizados tubos de aço ou polímero..

Esquema de cálculo de sistema de aquecimento com circulação natural

O mais difícil no projeto de um sistema de aquecimento é o cálculo correto. O desempenho de um dispositivo depende do comprimento e do ângulo dos tubos, bem como do número de voltas nele. Você precisa saber disso porque não há pressão no circuito. O que você precisa considerar ao elaborar um diagrama e cálculo:

Qual é o diâmetro dos tubos e o material de que são feitos.
Ângulo de inclinação dos tubos.
Tipos de refrigerantes.
Métodos de fornecimento de refrigerante.

Benefícios da circulação forçada

A diferença entre o esquema com circulação forçada é a instalação no sistema de bombeamento

A eficiência do sistema com circulação forçada do refrigerante é alcançada devido à capacidade de controlar e definir o nível de aquecimento necessário em cada sala e para cada radiador. Do ponto de vista do proprietário, esta nuance às vezes atua como um fator decisivo na escolha do tipo de sistema. Referindo-se a outras vantagens de um sistema de aquecimento de circulação forçada para uma casa térrea, vale a pena notar:

É permitida a utilização de tubos de qualquer diâmetro, sendo que em sistema com circulação natural, devem ser de grande diâmetro e localizados em declive.
A linha pode ser colocada em qualquer plano (horizontalmente, verticalmente), os tubos podem ser colocados no chão, colocados em um nível mínimo-baixo e um sistema de piso quente pode ser instalado. Devido à injeção do refrigerante, a água em qualquer caso irá para os radiadores.
Devido ao uso de tubos de pequeno diâmetro, o sistema dispensa alimentação com grande quantidade de água.
Para um sistema com circulação forçada, não há necessidade de instalar tubos com declive e colocar o tanque no ponto mais alto
Possibilidade de instalação de uma fonte de aquecimento automatizada (caldeira), que irá aquecer o refrigerante de forma independente de acordo com os parâmetros definidos.
Possibilidade de conectar dispositivos de controle remoto de temperatura (regulador de ambiente).

Analisando as deficiências do esquema de circulação forçada, vale destacar as principais. Em primeiro lugar, na ausência de eletricidade, não haverá aquecimento na casa. Não é recomendado usar tal sistema se a área tiver quedas de energia. Os especialistas observam outra desvantagem - a criação de ruído durante a operação da bomba de circulação. Mas isso pode ser resolvido. Por exemplo, instalando uma caldeira e uma bomba em um prédio não residencial, sala de caldeiras, porão.

Escolhendo opções modernas para caldeiras, você deve saber que quase todas elas são equipadas com bomba embutida. É claro que funciona não silenciosamente, mas não tão ruidosamente a ponto de ser considerado um problema. Por exemplo, um exaustor na cozinha faz muito mais barulho.

Qual é o melhor material do tubo?

A forma de instalação do circuito, a proteção contra corrosão e a resistência hidráulica, todos esses indicadores dependerão do material de que for feita a tubulação. Para o sistema de aquecimento, você pode usar polipropileno, tubos de aço, metal-plástico e cobre.

Material de polipropileno. Os tubos de polipropileno resistem bem a altas temperaturas, têm uma longa vida útil (mais de 25 anos) e são lisos por dentro. A instalação requer ferramentas especiais e é cara.
Aço. Apesar de tais tubos serem bastante duráveis e de preço acessível, são propensos a corrosão e crescimento excessivo. Além disso, a instalação requer soldagem ou vários acessórios.
Metal-plástico. Os tubos leves têm uma superfície interna perfeitamente lisa. Como resultado, eles estão livres de corrosão e depósitos. Mas após a instalação, você terá que puxar constantemente os acessórios roscados, o que é uma grande desvantagem. Sua vida útil é de cerca de 15 anos e, para tubos, é muito curta. Eles têm um custo alto.
Tubos de cobre. Os tubos de cobre têm uma bela aparência e uma vida útil de mais de 100 anos. A solda é usada para instalação, muito cara no custo.

Para determinar o diâmetro do tubo adequado para aquecer sua casa, você precisa saber que:

O diâmetro do tubo é selecionado de acordo com o material do qual os tubos são feitos e a partir dos cálculos de engenharia térmica feitos.
Calcule a quantidade de calor necessária para o ambiente e acrescente 20% ao resultado.
Usando os valores indicados nas tabelas SNiP, a seção transversal do pipeline é calculada. Para o cálculo, são feitas leituras da capacidade térmica e do tamanho do tubo (seção interna).

Se, após cada ramificação, instalar o tubo de alimentação 1 de tamanho menor que o anterior, a circulação do trocador de calor ficará várias vezes mais intensa. O tubo de retorno é montado com uma extensão. Isso calcula o diâmetro mínimo de dois tubos. Seguindo os valores obtidos, para cada seção de tubo, é estabelecido o seu próprio tamanho.

Métodos de fornecimento de refrigerante

O meio de aquecimento pode circular da caldeira para o dispositivo de aquecimento de duas maneiras. Através do enchimento inferior ou superior.

Enchimento inferior. Este método de enchimento é usado apenas para sistemas de um tubo. A tubulação é colocada no nível do chão, enquanto os tubos verticais podem ser omitidos. O enchimento inferior é ineficaz sem uma bomba circular.
Enchimento superior. Eles são usados para sistemas de um ou dois tubos. Devido ao fato de que o tubo de distribuição é instalado sob o teto, o refrigerante quente é fornecido ativamente para cada radiador. Além disso, esfriando, a água vai para um tubo de retorno montado ao longo do chão.

Diagramas de fiação do circuito

Esquema de aquecimento de uma casa privada com caldeira a gás

De acordo com o método de conexão de radiadores de aquecimento, é comum distinguir dois esquemas de instalação de circuitos de sistemas de aquecimento: um tubo e dois tubos.

Para um conjunto de montagem de um tubo do-it-yourself, um arranjo sequencial de dispositivos de aquecimento no circuito de alimentação é característico. Tendo passado do ponto superior por todos os radiadores (linha vermelha), a água retorna ao longo da linha de retorno (linha azul) para a caldeira.

Diagrama de um tubo de um sistema de aquecimento por gravidade

Em um sistema de dois tubos, dois circuitos de circulação separados são instalados. Um refrigerante quente flui por um, fornecendo calor aos radiadores, ao longo do outro circuito - a água resfriada é enviada dos radiadores para a caldeira.

A figura abaixo mostra um sistema de aquecimento de dois tubos para uma casa de dois andares. A distribuição do líquido refrigerante (linha vermelha) pelos radiadores começa na altura máxima H, que fornece a altura manométrica de circulação necessária. O líquido refrigerante resfriado (linha azul) é coletado na linha de retorno e enviado para a entrada da caldeira.

Diagrama de dois tubos de um sistema de aquecimento por gravidade