En què consisteix el sistema i com funciona
Per tal que la calor flueixi des de la sala de calderes fins als dispositius de calefacció, s’utilitza un intermediari al sistema d’aigua: un líquid. Un portador de calor d’aquest tipus es mou a través de la canonada i escalfa les habitacions de la casa i totes poden tenir una àrea diferent. Aquest factor fa que aquest sistema de calefacció sigui popular.
El moviment del refrigerant es pot dur a terme d’una manera natural, la circulació es basa en els principis de la termodinàmica. A causa de les diferents densitats d’aigua freda i escalfada i del pendent de la canonada, l’aigua es mou pel sistema.
Un dels elements importants del sistema de calefacció és un tanc d’expansió obert, que rep l’excés de líquid escalfat. Aquest element estabilitza la pressió del refrigerant. La condició principal és que el dipòsit estigui situat al punt més alt del sistema de calefacció.
El subministrament de calor obert funciona segons el següent esquema:
- La caldera escalfa aigua i es subministra als aparells de calefacció de totes les habitacions de la casa.
- A la tornada, l'excés de líquid entra al tanc d'expansió de tipus obert, la temperatura baixa i l'aigua torna a la caldera.
Els sistemes de calefacció d’una canonada impliquen l’ús d’una línia per al subministrament i el retorn. Els sistemes de dues canonades tenen canonades de flux i retorn independents. Quan es decideix muntar de forma independent un sistema de calefacció dependent, és millor triar un esquema d’una sola canonada, és més senzill, més accessible i té un disseny elemental.
El subministrament de calor d’un tub consisteix en els elements següents:
- Caldera de calefacció.
- Bateries o radiadors.
- Tanc d’expansió.
- Tubs.
Un esquema simplificat implica l’ús de canonades amb una secció de 80-100 mm en lloc de radiadors, però s’ha de tenir en compte que un sistema d’aquest tipus és menys eficient en el seu funcionament.
Un sistema de calefacció obert de dues canonades amb bomba costa més en termes materials i es caracteritza per una instal·lació complexa. Tanmateix, en aquest cas, s’eliminen pràcticament tots els desavantatges d’un sistema d’una sola canonada, cosa que permet compensar els costos i la complexitat del dispositiu. Tots els dispositius de calefacció reben un refrigerant amb la mateixa temperatura, mentre que el líquid refrigerat s’envia a la línia de retorn.
Tipus de sistema de dues canonades
Segons el tipus de circuit, la direcció del flux d’aigua i els mètodes de moviment, el tipus de cablejat i l’esquema d’instal·lació, els sistemes de dos circuits poden ser diversos. Anem a entendre-ho amb més detall.
Cablejat de calefacció obert i tancat
El cablejat tancat suposa la presència d’un tanc d’expansió tipus membrana, cosa que permet:
- operar el sistema a pressió elevada;
- utilitzeu no només aigua com a transportador de calor, sinó també un anticongelant especial, caracteritzat per un baix punt de congelació (generalment fins a -40⁰C), a més d’additius i additius especialitzats.
A més, el tanc de membrana es pot instal·lar en qualsevol punt de la canonada. Normalment es munta a la línia de retorn, si hi ha una bomba, immediatament després.
En el cablejat obert, s’utilitza un dipòsit d’expansió de tipus obert, que s’instal·la a la part superior del sistema. Aquest concepte implica la disposició de complexos addicionals d’aire i drenatge. L'obertura del circuit provoca:
- processos corrosius a causa de l’alta presència d’oxigen;
- evaporació gradual del líquid, que augmenta el seu consum;
- aquest últim limita les possibilitats d’utilitzar anticongelants, els vapors dels quals són insegurs.
El cablejat tancat es considera més segur.
Moviment del refrigerant: carreró sense sortida i associat
Els complexos de dues canonades utilitzen un dels dos esquemes per al moviment del refrigerant:
- carreró sense sortida (que s’acosta);
- de pas, anomenat "bucle de Tichelman".
En un sistema sense sortida, el subministrament de refrigerant i de retorn flueixen en diferents direccions. Per facilitar l’equilibri, caldrà una vàlvula d’agulla o vàlvula termostàtica a cada bateria.
Es recomana l’esquema del moviment de pas del refrigerant per a sistemes de calefacció especialment estesos. És més fàcil equilibrar i ajustar, i la instal·lació de radiadors amb el mateix nombre de seccions equilibra automàticament el circuit de calefacció.
Circulació forçada i natural
Per a la circulació natural del refrigerant, la canonada es col·loca amb un pendent i s’instal·la un tanc d’expansió al punt superior. Aquest concepte s’utilitza més sovint per a cases d’un pis. A més, l’autonomia del sistema respecte a l’electricitat permet no preocupar-se per apagar-lo.
Per organitzar un sistema de calefacció amb circulació forçada, s’instal·la addicionalment una bomba a la línia de retorn, que proporciona un moviment de fluid més actiu.
En aquest cas, cal instal·lar vàlvules de ventilació d’aire o aixetes Mayevsky als radiadors.
- Permet l’ús de canonades amb una secció transversal més petita. Sota l'acció de la pressió creada per la bomba, el refrigerant es "prem" sense dificultats.
- Proporciona un manteniment més precís de les temperatures establertes.
- En paral·lel, podeu equipar un "sòl calent" d'aigua.
- El dipòsit d’expansió es pot instal·lar a qualsevol lloc.
No obstant això, el concepte de circulació forçada depèn de l'electricitat. Per minimitzar aquesta dependència, haureu d’instal·lar una font d’alimentació ininterrompuda addicional.
Els edificis de dues plantes amb calefacció de dues canonades han d’estar equipats amb una bomba.
Tipus de cablejat: superior i inferior
Segons el mètode de subministrament d'aigua, es distingeixen els mètodes de cablejat superior i inferior.
Amb l'alimentació superior, la canonada principal es col·loca sota el sostre, des d'on baixen les canonades de subministrament fins als radiadors. La línia de tornada baixa pel terra. A causa de la diferència d’altura, es crea la pressió de la força òptima per no recórrer a una instal·lació addicional de la bomba.
Inconvenients de l'encaminament superior:
- Aquest esquema d'instal·lació no es recomana per a habitacions petites.
- Poc atractiu estètic.
- Requereix més canonades.
Amb un subministrament inferior, ambdues línies es troben a la part inferior (al terra, en un subcamp, en una sala de semisoterrani o soterrani), mentre que el tub de subministrament es troba més alt que el retorn.
Aquest concepte requereix un enfocament responsable de la ubicació de la caldera i del dipòsit d’expansió:
- la circulació natural obliga a situar la caldera per sota del nivell dels radiadors;
- amb circulació forçada, la ubicació de la caldera no té importància;
- el recipient d'expansió es munta al punt més alt del sistema.
A més, el diagrama d’instal·lació amb cablejat inferior:
- minimitza el consum de canonades;
- requereix la connexió d’una línia d’aire addicional, que permetrà eliminar l’aire del circuit;
- disponible per a la implementació de bricolatge sense la participació de professionals;
- sembla més estèticament agradable.
Esquema de muntatge: tipus de disposició horitzontal i vertical
Segons l’esquema d’instal·lació, els sistemes de dues canonades es divideixen en verticals i horitzontals.
El disseny vertical està dissenyat per funcionar en edificis de diverses plantes (dos o més).
- Per connectar radiadors de calefacció a cada pis, calen més canonades.
- L’aire que corre cap amunt surt automàticament del circuit mitjançant un dipòsit d’expansió o una vàlvula de drenatge.
El diagrama de cablejat horitzontal està pensat per al funcionament en edificis d’un pis i màxim de dos pisos.L’aire de sagnat del circuit es produeix a través de la vàlvula “Mayevsky”.
Un sistema de calefacció horitzontal amb cablejat inferior és la solució més popular entre els propietaris de cases particulars de petites plantes.
Característiques de la disposició i el funcionament
Si l'elecció es fa a favor de la calefacció amb una bomba i un dipòsit d'expansió, a l'hora d'organitzar el subministrament de calor a una casa, s'han de tenir en compte algunes de les seves característiques:
- Per tal que el refrigerant circuli amb normalitat, la caldera s’hauria de situar al punt més baix del sistema i el tanc d’expansió al punt més alt.
- El millor és col·locar el dipòsit d’expansió a les golfes de casa seva. Si aquesta habitació no s’escalfa, el tanc i el remuntador requereixen un bon aïllament tèrmic durant la temporada de fred.
- El sistema ha de tenir un nombre mínim de girs, connexions i accessoris.
- A causa de la lenta circulació del refrigerant al sistema, no s’ha de permetre un fort escalfament. L’aigua bullent redueix significativament la vida útil dels aparells i tubs de calefacció.
- Si a l’hivern no està previst el funcionament del sistema de calefacció, el líquid s’ha de buidar sense falles. Això ajudarà a evitar la destrucció de canonades, bateries i caldera.
- És molt important controlar constantment el nivell de l'aigua al dipòsit d'expansió i afegir líquid si cal. L’incompliment d’aquesta norma comportarà la formació d’embussos d’aire, per tant, els dispositius de calefacció funcionaran de manera menys eficient.
- La millor opció per al refrigerant és l’aigua, ja que l’anticongelant és altament tòxic, cosa que impossibilita l’ús en sistemes de calefacció oberts. Aquesta opció es pot utilitzar si no és possible buidar el refrigerant a l'hivern.
En muntar un sistema de calefacció, inclòs un sistema de calefacció per a un garatge amb bomba de circulació, és important calcular correctament la secció transversal de les canonades i el grau de pendent de les mateixes. Aquests valors estan regulats per SNiP 2.04.01-85. En els sistemes on el refrigerant circula de forma natural, les canonades tenen una secció transversal més gran que en els sistemes de calefacció de circulació forçada. A més, en el primer cas, la longitud de les canonades és molt menor. Pel que fa al pendent, es recomana fer-ho en sistemes amb circulació natural de líquid, mentre que els documents reguladors estableixen un pendent de 2-3 mm per metre de contorn.
Esquemes de sistemes de calefacció oberts
En els sistemes de calefacció de tipus obert, el refrigerant pot circular de dues maneres. En el primer cas, el moviment es realitza de manera natural, el seu segon nom és circulació gravitatòria. En calefacció de tipus obert amb bomba, un equip addicional obliga al moviment del líquid, aquesta opció s’anomena moviment forçat o artificial. Cal triar un o altre mètode en funció de la zona de l’habitació, el nombre de plantes i el règim tèrmic que s’utilitzi.
Circulació gravitacional
En sistemes on el refrigerant circula de forma natural, no hi ha mecanismes que facilitin el moviment del fluid. El procés es porta a terme a causa de l'expansió del refrigerant escalfat. Per tal que un esquema d’aquest tipus funcioni eficaçment, s’instal·la un elevador elevador amb una alçada de 3,5 metres o més.
La canonada d'un sistema de calefacció amb circulació natural de líquid té algunes restriccions de longitud, en particular, no ha de superar els 30 metres. En conseqüència, aquest subministrament de calor es pot utilitzar en edificis petits; en aquest cas, les cases amb una superfície no superior a 60 m2 es consideren la millor opció. L’alçada de la casa i el nombre de pisos també tenen una gran importància a l’hora d’instal·lar la barra elevadora. Cal tenir en compte un factor més, en un sistema de calefacció de tipus de circulació natural, s’ha d’escalfar el refrigerant a una temperatura determinada; en un mode de baixa temperatura no es crea la pressió requerida.
Un esquema amb moviment de fluid gravitatori té certes capacitats:
- Combinació amb sistemes de calefacció per terra radiant. En aquest cas, s’instal·la una bomba de circulació al circuit d’aigua que condueix als elements calefactors. En cas contrari, l'operació es realitza de forma habitual, sense interrupcions, fins i tot en absència d'alimentació.
- Treballar amb una caldera. El dispositiu està instal·lat a la part superior del sistema, però a un nivell inferior al del dipòsit d’expansió. En alguns casos, s’instal·la una bomba a la caldera perquè funcioni sense problemes. Tot i això, s’ha d’entendre que en aquesta situació el sistema es veu forçat, cosa que fa necessari instal·lar una vàlvula de retenció per evitar la recirculació de líquids.
Sistemes amb inducció artificial del moviment del refrigerant
Els diagrames d’un sistema de calefacció obert amb bomba impliquen, en qualsevol cas, l’ús d’un dispositiu adequat. Això us permet augmentar la velocitat de moviment del líquid i reduir el temps per escalfar la casa. En aquest cas, el flux de refrigerant es mou a una velocitat d’uns 0,7 m / s, de manera que la transferència de calor es fa més eficient i totes les seccions del sistema de subministrament de calor s’escalfen per igual.
En el procés d’instal·lació d’un sistema de calefacció de tipus obert amb una bomba, cal tenir en compte diverses funcions:
- La presència d’una bomba de circulació incorporada requereix una connexió al sistema d’alimentació. Per a un funcionament ininterromput en cas d'aturada d'emergència, es recomana instal·lar la bomba al bypass.
- L’equip de bombament ha de situar-se sobre la canonada de retorn davant de l’entrada de la caldera, a una distància de fins a 1,5 metres.
- La bomba es talla a la canonada, tenint en compte la direcció de moviment del refrigerant.
La instal·lació de la bomba també té les seves pròpies característiques, es troba a la canonada de derivació entre dues vàlvules d’aturada. Si hi ha electricitat a la xarxa, que és necessària per al funcionament de l’equip de bombament, les aixetes es tanquen. En aquest cas, el refrigerant passa a través d’un colze de derivació amb una bomba de circulació. En absència de tensió, les vàlvules s'obren, cosa que permet al sistema operar en mode gravetat.
La direcció del moviment del refrigerant
Juntament amb la classificació anterior, tots els sistemes de calefacció de circulació forçada de dues línies es divideixen en els tipus següents:
- Flux directe;
- Carreró sense sortida.
Els de flux directe es caracteritzen pel fet que tant en la línia directa com en la inversa, el líquid es mou en la mateixa direcció.
Patrons de flux de refrigerant
Els extrems sense sortida tenen diferents direccions de moviment del refrigerant en diferents línies.
He de dir que tots aquests esquemes, com es va assenyalar anteriorment, en la gran majoria dels casos actuals estan equipats amb una bomba de circulació. Però és possible l’existència fonamental de circuits amb un cablejat inferior amb moviment natural del refrigerant. Quan es construeixen aquestes estructures, és important recordar que el pendent mínim de la canonada ha de ser de l’1 per cent de la longitud total.
Sistemes de calefacció d’un i dos tubs
En qualsevol sistema de subministrament de calor, l'aigua s'escalfa a la caldera i després entra als dispositius de calefacció, després de la qual cosa torna a la caldera a través del tub de retorn. No obstant això, aquest moviment del refrigerant es pot dur a terme de diferents maneres.
Un sistema d’una sola canonada assumeix el moviment del líquid a través d’una canonada de gran diàmetre i tots els dispositius de calefacció es troben a la mateixa línia.
Un sistema de calefacció monotub amb moviment natural del refrigerant té diversos avantatges:
- Ús d’una quantitat mínima de consumibles.
- Muntatge senzill de tots els elements i la seva connexió.
- El nombre mínim de canonades a l'habitació.
Dels inconvenients d’aquest disseny de canonades, s’ha de prestar atenció a la calefacció desigual de les bateries. A una distància de la caldera de gas per a un sistema de calefacció obert, les bateries s’escalfen menys, respectivament, la seva transferència de calor disminueix.
El sistema de dues canonades està guanyant popularitat. A causa del fet que els dispositius de calefacció estan connectats tant a les canonades d’alimentació com de retorn, el sistema forma una mena d’anell tancat.
Entre els avantatges d’aquest esquema hi ha els següents:
- Calefacció uniforme de tots els dispositius de calefacció.
- Es pot configurar una temperatura individual per a cada radiador.
- Alta fiabilitat del sistema de calefacció.
Dels inconvenients d’un sistema de calefacció de dues canonades, destaca una instal·lació més complexa de branques de comunicació a l’habitació i importants inversions i costos laborals.
Sistema de calefacció horitzontal de dues canonades
| Autor | Compartir | Taxa |
| Víctor Samolin |
Interessant sobre el tema:
Ús de polietilè reticulat per a sistemes de calefacció
Com pressuritzar el sistema de calefacció
Terra d'aigua calenta: la millor solució per escalfar la vostra llar
Comentaris sobre aquest article
bigcitiesHop Gràcies pel diagrama detallat del sistema de calefacció de dues canonades amb cable superior. Perfecte per a la meva casa de dos pisos. El col·lector d’aire estava configurat per ser automàtic.
17/02/2016 a les 13:14
Mètodes de subministrament de refrigerant
La línia de fluid calent es pot col·locar de diverses maneres. En funció d’això, el delineador d’ulls es divideix en superior i inferior.
La distribució superior implica el subministrament de refrigerant calent a través del tub principal i la distribució als radiadors a través de les canonades de distribució. Aquest sistema s’utilitza millor en edificis i cases rurals privades d’un o dos pisos.
Un sistema de calefacció amb un cablejat inferior es considera més eficient i pràctic. En aquest cas, les canonades d’alimentació i retorn es situen una al costat de l’altra i el refrigerant es mou de baix a dalt. L’aigua calenta flueix pels escalfadors i torna a la caldera per al sistema de calefacció obert a través d’una canonada de retorn. Per evitar l’acumulació d’aire al sistema de calefacció, s’instal·la una grua Mayevsky a cada radiador.
Cablejat inferior i superior
Entre altres coses, la divisió es duu a terme pel mètode de col·locació de la canonada, és a dir, pel mètode d’instal·lació del cablejat. Distingir esquemes:
- Amb cablejat inferior;
- Amb cablejat superior.
Encaminament superior
La diferència més important respecte a la resta és que aquest tipus té un dipòsit d’expansió, que s’instal·la al punt més alt. A més, aquest tanc d’expansió s’ha de situar per sobre de la resta d’elements.
Encaminament superior del sistema de dues canonades
Estructuralment, aquest sistema ha de contenir els elements següents:
- Caldera de calefacció;
- Bomba de circulació;
- Tanc d’expansió;
- Col·lector d’aire, que pot ser manual, automàtic o semiautomàtic.
Consells! Aquestes estructures s’han de muntar amb les seves pròpies mans només en un altell pre-aïllat, o bé el tanc d’expansió s’ha d’aïllar addicionalment.
També cal tenir en compte que aquest esquema no funcionarà per a un edifici d’una sola planta amb un sostre inclinat.
Cablejat inferior
Tots els sistemes amb cablejat inferior tenen la particularitat que la línia d’alimentació sol ubicar-se al soterrani. Sovint les línies de subministrament i retorn es troben a terra.
Enrutament inferior del sistema de dues canonades
Estructuralment, aquest esquema inclourà els elements següents:
- Caldera de calefacció;
- Bomba de circulació;
- Tanc d’expansió;
- Col·lector d'aire;
- Grua Mayevsky.
Cal dir que, independentment d’on estiguin ubicades les canonades d’alimentació, la caldera s’ha d’ubicar per sota del nivell de la línia de retorn.
L’inconvenient és que cal una instal·lació addicional de la línia de purga d’aire.
Principals ascensors
Segons la ubicació de les elevadores principals, el cablejat pot ser vertical o horitzontal.
En el primer cas, els radiadors de cada pis estan connectats a un elevador vertical. Aquest sistema té les seves pròpies característiques:
- No es formen bosses d’aire.
- Calefacció eficaç dels edificis de diverses plantes.
- Possibilitat de connectar radiadors de calefacció a cada planta.
- instal·lació més complexa de comptadors de calor en apartaments en edificis de diverses plantes.
Amb un cablejat horitzontal, tots els radiadors de sòl estan connectats a un sol elevador. El principal avantatge d’aquest esquema és l’ús de menys materials per a la instal·lació i, per tant, un menor cost del sistema.
Càlculs necessaris
És molt important realitzar correctament càlculs hidràulics; segons la seva base, es selecciona el diàmetre de la canonada per a un circuit de calefacció de tipus obert amb bomba.
Per calcular la pressió de circulació s’han de tenir en compte els paràmetres següents:
- Distància entre l'eix central de la caldera i el centre de l'escalfador. Com més gran sigui aquest valor, més estable circula el refrigerant.
- Pressió de l'aigua a la sortida de la caldera i a l'entrada d'ella. El capçal circulant està determinat per la diferència de temperatura del fluid.
El diàmetre de la canonada depèn en gran mesura del material a partir del qual estan fets. Les canonades d'acer per al sistema de calefacció han de tenir una secció transversal d'almenys 5 cm. Després del cablejat, es poden utilitzar canonades de diàmetre menor, però el cablejat, al contrari, s'hauria d'expandir.
Els paràmetres del tanc d’expansió també tenen una gran importància. Per a un funcionament eficient del sistema, s’ha d’utilitzar un dipòsit que tingui un volum aproximat del 5% del volum de tot el fluid del sistema. En cas de no fer-ho, es pot provocar l’esclat de canonades o l’aigua sobreeixint.
Principi de funcionament
Un esquema de calefacció sense sortida és l’esquema més comú. La seva diferència fonamental respecte al sistema de pas és que el moviment del refrigerant al llarg de les línies de subministrament i retorn es realitza en diferents direccions.
El flux de refrigerant calent es mou al llarg de la línia de subministrament des de la caldera cap al sistema de radiadors. El refrigerant entra al radiador, desprèn calor i s’aboca a la línia de retorn, per la qual es mou immediatament en el sentit contrari, fins a la caldera.
Molt sovint, un sistema de calefacció sense sortida de dues canonades funciona quan s’escalfa una casa particular mitjançant la circulació forçada d’un refrigerant amb un cablejat inferior. Aquest esquema permet utilitzar canonades amb un diàmetre menor, reduint significativament la inèrcia del sistema. A més, és aplicable fins i tot amb canonades llargues.
Al mateix temps, l’esquema de sortida sense sortida també permet implementar un sistema de gravetat amb cablejat superior. Aquests sistemes s’escullen principalment per la seva no volatilitat. No cal connectar-se a la xarxa elèctrica, ja que no s’utilitza la bomba de circulació.
Conjunt complet del sistema
La calefacció de tipus obert en una casa particular requereix la instal·lació d’una caldera que funciona amb combustible sòlid o gasoil. El fet és que aquest tipus de calefacció es caracteritza per la formació periòdica d’embussos d’aire, que poden provocar un accident quan s’utilitzen calderes elèctriques i de gas.
La potència d’una caldera de calefacció es pot calcular segons l’esquema estàndard, segons el qual es necessita 1 kW d’energia més un 10-30% per escalfar 10 m2 de la superfície de la sala, més un 10-30%, segons la qualitat de l'aïllament tèrmic.
No heu d’utilitzar polímers com a material per al dipòsit d’expansió; l’acer és la millor opció en aquest cas. El volum del dipòsit depèn de la zona de la sala climatitzada, per exemple, en el sistema de calefacció d’un petit edifici amb una alçada d’un pis, es pot utilitzar un dipòsit d’expansió de 8-15 litres.
Pel que fa a les canonades del diagrama del sistema de calefacció amb una bomba de circulació, es poden utilitzar els materials següents:
- Acer... Aquesta canonada es caracteritza per una alta conductivitat tèrmica i una alta resistència a la pressió. Tot i això, la instal·lació presenta algunes dificultats i requereix l’ús d’equips de soldadura.
- Polipropilè... Aquest sistema es distingeix per una fàcil instal·lació, resistència i estanquitat, és capaç de suportar fluctuacions de temperatura.Les canonades de polipropilè s’han caracteritzat per un funcionament impecable durant un quart de segle.
- Metall-plàstic... Les canonades d’aquest material són resistents a la corrosió, no es formen dipòsits a les parets interiors que impedeixin el moviment natural del refrigerant. Tot i això, el cost d’aquest sistema és força elevat i la seva vida útil és de només 15 anys.
- Coure... Un oleoducte de coure es considera el més car, però tolera perfectament les altes temperatures, fins a +500 graus, i es caracteritza per la màxima transferència de calor.
Els dispositius de calefacció d’un sistema de calefacció obert han de ser prou resistents, per tant, s’han d’escollir metalls amb propietats similars. Els més populars són els radiadors d’acer, cosa que s’explica per la combinació òptima de l’aspecte dels models, el seu preu i la seva potència tèrmica.
Patrons de flux del portador de calor
Segons els patrons de flux de portador de calor, els intercanviadors de calor recuperatius es poden dividir en tres grups: amb una temperatura (i) constant de tots dos portadors de calor, igual a la temperatura i; amb una temperatura constant d'un portador de calor; amb temperatura variable dels dos portadors de calor.
Depenent de la direcció mútua del flux de refrigerants en el darrer grup més comú de TA, hi ha circuits de flux avançat, contracorrent, corrent creuat, mixt, així com circuits de corrent complex.
Els circuits de flux transversal simple i múltiple es poden dividir en tres grups, depenent de la presència d’un gradient de temperatura del refrigerant a les seccions TA, normal a la direcció del moviment del refrigerant. Si, per exemple, flueix un líquid a l’interior de les canonades i el refrigerant gasós es mou perpendicularment al feix de tubs i es pot barrejar lliurement a l’espai anular, llavors s’anivella la seva temperatura a la secció normal a la direcció del moviment del gas. Com que el líquid passa a l'interior de les canonades en fluxos separats que no es barregen entre si, sempre hi ha un gradient de temperatura a la secció del feix. En l'exemple considerat, el transportador de calor gasós es considera idealment barrejat i el líquid de les canonades no està absolutament barrejat. Des d’aquest punt de vista, són possibles els tres casos següents: els dos refrigerants són idealment barrejats i els seus gradients de temperatura en la secció transversal són iguals a zero; un dels portadors de calor està perfectament barrejat, l’altre no es barreja; tots dos refrigerants no estan absolutament barrejats.
1,5 Capçal de temperatura mitjana
Els mètodes generalitzats de càlcul tèrmic de TA es basen en els seus models amb paràmetres globalitzats. Es suposa que les propietats termofísiques dels portadors de calor, els coeficients de transferència de calor i de transferència de calor, així com la diferència de temperatura en models amb paràmetres globals, que canvien en el cas general a distribuir-se uniformement per tot el volum de l’aparell. Aquesta suposició permet utilitzar una equació segons la qual la temperatura mitjana del cap és:
A continuació es mostren les equacions per calcular en un TA amb diferents esquemes de corrent.
Contraflux:
Flux cap endavant:
Corrent creuat únic:
1.6 Procediment per al càlcul tèrmic de TA
Els indicats són la superfície de la transferència de calor i qualsevol parell de temperatures del conjunt
1. Definiu el valor d’una temperatura final més; per exemple: si es dóna, definiu el valor segons les condicions operatives o les tecnologies.
2. Determineu el valor de la temperatura final desconeguda a partir de l’equació del balanç de calor:
3. Calculeu el capçal de temperatura mitja del circuit de corrent de contracorrent per als valors de temperatura donats.
4. Cerqueu els coeficients de transferència de calor: des del refrigerant de calefacció fins a la paret que separa els refrigerants, i des de la paret fins al refrigerant escalfat, així com el coeficient de transferència de calor.
5. L'equació de transferència de calor determina la superfície de transferència de calor necessària per garantir les temperatures
i després el factor de seguretat
Si és> 1, el càlcul s'ha completat, si és <1, s'assignen noves temperatures finals ajustades segons els resultats del càlcul realitzat i es repeteix de nou fins que s'obté> 1.
La correcció consisteix a reduir les diferències de temperatura
i
1.7 Càlcul de TA pel mètode d’eficiència tèrmica
L’eficiència tèrmica és la relació entre el flux de calor de l’aparell considerat i el flux de calor que pot transmetre el refrigerant de calefacció en condicions ideals, és a dir, en el cas d’un coeficient de transferència de calor infinitament gran en l’aparell considerat o en el cas de la transferència de calor en un intercanviador de calor amb una superfície de transferència de calor infinitament gran. En eficiència tèrmica:
Se suposa que en un intercanviador de calor ideal, el refrigerant de calefacció es caracteritza pel valor més baix de la capacitat calorífica del cabal massiu i té la màxima diferència de temperatura possible. Fins i tot en el cas de la transferència de calor d’equilibri sense pèrdua d’energia, el refrigerant de calefacció no es pot refredar per sota de la temperatura a l’entrada del refrigerant escalfat, per tant:
La relació entre les capacitats calorífiques totals dels cabals de massa dels portadors de calor s’estableix en funció de la finalitat funcional de l’aparell. En els escalfadors, cal obtenir la major diferència de temperatura possible del refrigerant escalfat
per tant per a escalfadors i. Al contrari, en els refrigeradors s’exigeix garantir el màxim refredament del medi de calefacció i obtenir la major diferència de temperatura possible, per tant
Tenint en compte l’eficiència tèrmica anterior:
on - per a escalfadors;
- per a refrigeradors.
1.8 Càlcul hidromecànic de TA
Hi ha una estreta relació física i econòmica entre la transferència de calor i la pèrdua de pressió. Com més gran sigui la velocitat dels portadors de calor, major serà el coeficient de transmissió de calor i més compacte serà l'intercanviador de calor per a un rendiment tèrmic determinat i, en conseqüència, els costos de capital més baixos. Tot i això, augmenta la resistència al flux i augmenta els costos operatius. Quan es dissenyen intercanviadors de calor, cal resoldre conjuntament el problema de la transferència de calor i la resistència hidràulica i trobar les característiques més avantatjoses.
La principal tasca del càlcul hidromecànic dels intercanviadors de calor és determinar la pèrdua de pressió del refrigerant quan aquest passa per l’aparell. Atès que l’intercanvi de calor i la resistència hidràulica estan inevitablement relacionades amb la velocitat de moviment dels fluids de transferència de calor, aquesta última s’ha de seleccionar dins d’uns límits òptims determinats, d’una banda, pel cost de la superfície d’intercanvi de calor de l’aparell d’aquest disseny. , i, d'altra banda, pel cost de l'energia gastada durant el funcionament de l'aparell.
La resistència hidràulica dels intercanviadors de calor està determinada per les condicions per al moviment dels portadors de calor i les característiques de disseny de l’aparell.
De l’anterior es dedueix que les dades del càlcul hidromecànic són un factor important per avaluar la racionalitat del disseny dels intercanviadors de calor.
Els experiments indiquen que fins i tot en els intercanviadors de calor més senzills, l'estructura del flux de refrigerant és molt complexa. Per això, en la immensa majoria dels casos, la resistència hidràulica a la TA només es pot calcular aproximadament.
En funció de la naturalesa de l’aparició del moviment, les resistències hidràuliques al moviment dels portadors de calor es distingeixen com a resistències de fricció, que es deuen a la viscositat del líquid i es manifesten només en llocs de flux continu i resistències locals. Aquests darrers són causats per diversos obstacles locals al moviment del flux (estrenyiment i eixamplament del canal, flux al voltant d’obstacles, girs, etc.). L’anterior és cert per a un flux isotèrmic, però, si el moviment del refrigerant es produeix en condicions d’intercanvi de calor i l’aparell es comunica amb l’entorn, apareixeran resistències addicionals,associat a l’acceleració del flux a causa de la no isotermalitat i a la resistència a la gravetat. La resistència a la gravetat sorgeix a causa del fet que el moviment forçat del líquid escalfat a les seccions descendents del canal es veu contrarestat per la força d’elevació dirigida cap amunt.
Per tant, la caiguda de pressió total necessària quan un líquid o gas es mou a través d’un intercanviador de calor es determina per la fórmula:
on és la suma de la resistència al fregament en totes les seccions de la superfície d’intercanvi de calor (canals, feixos de canonades, parets, etc.);
- la suma de pèrdues de pressió en resistències locals;
- la suma de pèrdues de pressió a causa de l'acceleració del cabal;
- el cost total de la pressió a superar
Escalfadors de xarxa
Finalitat i esquemes de connexió
Els escalfadors de xarxa s’utilitzen per escalfar la xarxa de vapor que purga la turbina d’aigua que s’utilitza per a la calefacció, ventilació i subministrament d’aigua calenta als consumidors.
Esquema de subministrament de calor de la turbina T-250–240: 1 - bomba de xarxa de la primera pujada; 2 - escalfador de caixes de farciment; 3, 4: escalfadors de xarxa inferiors i superiors; 5 - bomba de xarxa de la segona pujada; 6 - bombes de condensat per a escalfadors de xarxa; С - drenatge del condensat dels compartiments salats dels escalfadors i del col·lector de condensats
L’aigua de la xarxa de retorn als escalfadors és subministrada per una de les dues bombes de xarxa del primer ascensor. Darrere de l'escalfador de xarxa superior, s'instal·len bombes del segon ascensor, que subministren aigua de la xarxa a la línia principal o preliminarment a la caldera màxima. Les vàlvules de comporta instal·lades a les canonades d’aigua de subministrament proporcionen la possibilitat d’apagar els escalfadors de xarxa o només la superior per aigua. També hi ha bypass (500 mm de diàmetre) que permeten una regulació suau del flux d’aigua de calefacció a través dels escalfadors.
L’aire de la carcassa de l’escalfador de xarxa superior es descarrega a la línia de vapor del vapor d’escalfament de la part inferior. Del cos del qual entra aire al condensador de la turbina.
Seqüència d’accions d’autoinstal·lació del sistema
L’arranjament d’un sistema de calefacció de tipus obert implica el rendiment seqüencial del treball següent:
- Instal·lació de caldera de calefacció. Depenent de la mida, l’equip es fixa de forma segura al sòl o a la paret.
- Enrutament de canonades. La canonada s’instal·la d’acord amb el projecte elaborat anteriorment i l’esquema seleccionat. En aquesta etapa, no hem d’oblidar el pendent recomanat al llarg de tot el contorn.
- Instal·lació de dispositius de calefacció i la seva connexió a una canonada comuna.
- Instal·lació del dipòsit d’expansió i el seu aïllament tèrmic (si cal).
- Connexió d'elements del sistema.
- Prova de prova, durant la qual s’identifiquen els llocs de connexió solta.
- Posada en marxa del sistema de calefacció.
Es recomana instal·lar un sensor de temperatura a la sortida de la caldera, que controli l'eficiència del sistema de subministrament de calor de tipus obert.
Característiques dels sistemes amb circulació forçada del refrigerant
Per a un funcionament d'alta qualitat i eficient del circuit forçat d'un sistema de calefacció de tipus obert amb una bomba, cal instal·lar l'equip adequat. En aquest cas, cal seleccionar correctament la bomba i el lloc per a la seva instal·lació.
Com funciona un sistema de calefacció sense sortida?
Un circuit sense sortida és un dispositiu de calefacció de l’habitació de dues canonades, en el qual, com es pot veure a la figura anterior, el refrigerant calent s’abasteix a cada radiador a través d’una canonada (subministrament) i surt dels radiadors i entra a la caldera per una altra canonada (retorn). A més, en aquest esquema, el moviment del refrigerant al llarg de les canonades d’alimentació i de retorn es produeix en la direcció oposada, mentre que en altres esquemes (no d’un tub), el líquid es mou en una direcció. Aquesta és una opció molt comuna per connectar dispositius de calefacció i no només radiadors: pot ser de ferro colat o bateries bimetàl·liques o registres casolans.
Tot i que la calefacció per una sola canonada es pot implementar segons un esquema sense sortida, aquesta solució és impopular a causa de la seva baixa eficiència en la transferència de calor i la complexitat d’execució. A continuació es mostra la implementació d’un esquema sense sortida d’un tub sense sortida: si la casa està dissenyada per a 2 o tres pisos, a més del grup de seguretat estàndard, haureu de fer la distribució de les elevadores i instal·lar un aire ventilació o vàlvula Mayevsky a cada radiador. Es tracta d’un esquema costós i, per tant, poques vegades s’accepta per a la seva execució.
Un avantatge indirecte de l’esquema sense sortida és també que es pot utilitzar tant per escalfar amb circulació forçada del refrigerant com per resoldre’s amb el moviment gravitatori del fluid a les canonades. Per a la calefacció no volàtil d’una casa privada, el sistema amb circulació natural guanya cada vegada més popularitat, així que no oblideu l’esquema sense sortida amb les canonades superiors en aquest cas.
En qualsevol cas, amb un esquema de circuit únic o doble circuit, per a una versió sense sortida, és obvi el següent: com més radiadors es connecten a la canonada, més lents s’escalfaran tots els dispositius de calefacció posteriors. Per tant, és recomanable dividir tot el sistema en diverses branques de manera que cada branca no contingui més de 5-6 radiadors. Aquesta solució és rellevant tant per al moviment natural com forçat del refrigerant.
A la pràctica, l’avantatge d’un esquema sense sortida és obvi: es tracta de càlculs senzills, un nivell d’instal·lació senzill, el nombre mínim de vàlvules i accessoris i el baix cost de tot el projecte. Si comparem amb solucions tan populars com un sistema de dues canonades amb un moviment de fluid de pas i amb un esquema de feix (amb un col·lector), en termes d’observança de les lleis hidràuliques, són clarament millors que un carreró sense sortida: el refrigerant es mou més ràpidament, no hi ha trànsit que s’acosta, els radiadors s’escalfen uniformement i a la mateixa velocitat. Però sovint és l’economia de l’opció sense sortida la que guanya, sobretot per escalfar una casa amb una superfície totalment petita climatitzada.
Un esquema de cablejat horitzontal sense sortida té una versió on s’utilitza una carretera central. Aquest esquema es pot implementar com una canonada amagada al terra o a la paret, que agraden a tots els propietaris sense excepció, ja que la canonada oculta no requereix redisseny del disseny, reurbanització ni canvis a l'interior del local.
Quan s’instal·li una canonada oculta, per exemple, quan s’incorporin canonades en una solera de formigó o en ranures a les parets, s’han d’utilitzar canonades no d’acer, sinó de metall-plàstic sense juntes o polímer amb connexió de màniga fixa o soldadura per evitar possibilitat de filtració. L’únic problema a l’hora de col·locar una canonada oculta és la seva correcta i bonica sortida de la paret o de sota el terra. També heu d’evitar qualsevol encreuament de canonades en una instal·lació encastada. Per evitar interseccions, utilitzeu un travesser. Quan es connecta la canonada al radiador mitjançant una creu, és possible recórrer les canonades de la línia central sense que sobresurti més enllà del pla de muntatge.
A més, la implementació d'un sistema sense sortida amb una carretera central obre oportunitats per connectar-se a calefacció i altres sistemes: un sistema de "terra calent" o tovalloles escalfats. Aquestes unitats es connecten amb l'ajut d'un mòdul de mescla especial, que inclou una bomba de circulació, aixetes i sensors de temperatura. El mòdul de mescla fa que el funcionament dels mòduls endollables sigui independent del circuit de calefacció principal i qualsevol nombre de circuits endollables nous no afectaran el funcionament del circuit principal.
Regles de selecció de bombes
El dispositiu es tria segons dues característiques principals: potència i capçal. Aquests paràmetres depenen directament de la zona de l’edifici climatitzat. En la majoria dels casos, es prenen els valors següents com a punt de referència:
- Per a un sistema que escalfa una superfície de 250 m2, es necessita una bomba amb una capacitat de 3,5 m3 / hi una pressió de 0,4 atmosferes.
- Per a una superfície de fins a 350 m2, és millor triar equips amb una capacitat de 4,5 m3 / hi una pressió de 0,6 atm.
- Si l’edifici té una superfície gran, de fins a 800 m2, es recomana utilitzar una bomba amb una capacitat d’11 m3 / h amb una pressió superior a 0,8 atmosferes.
Si us apropeu amb més cura a l’elecció de l’equip de bombament, es tindran en compte paràmetres addicionals:
- Longitud del gasoducte.
- El tipus de dispositius de calefacció i el seu nombre.
- El diàmetre de les canonades i el material amb què estan fabricades.
- Tipus de caldera de calefacció.
Connexió de la bomba al circuit de calefacció
Es recomana instal·lar la bomba de circulació a la canonada de retorn, en aquest cas, el líquid ja refredat passarà pel dispositiu. No obstant això, quan s’utilitzen models més moderns, fabricats amb materials resistents a la calor, no s’exclou la connexió a la línia de subministrament. En qualsevol cas, l’equip instal·lat no ha de molestar la circulació del refrigerant.
Hi ha diverses opcions per canviar l’esquema gravitatori a una opció forçada:
- Instal·lació del dipòsit d’expansió a un nivell superior. Aquesta opció es pot anomenar la més senzilla, però requereix un alt espai a les golfes.
- El dipòsit d’expansió es transfereix al remuntador distant. Si utilitzeu aquest mètode per reconstruir un sistema antic, necessiteu molt de temps i esforç. Si equipeu un sistema nou segons aquest esquema, no es justificarà.
- Col·loqueu l’elevador del tanc d’expansió molt a prop del colze on es troba la bomba. En aquest cas, la canonada amb el dipòsit es talla de la línia de subministrament i es talla a la canonada de retorn darrere de la bomba.
- Connexió de la bomba a la línia de subministrament. Aquest mètode es considera la millor opció per a la reconstrucció del circuit de calefacció. Tingueu en compte, però, que no tots els aparells poden suportar temperatures elevades.
Per tal que el sistema de calefacció amb un tanc d’expansió i una bomba oberts funcioni de manera eficient, és important triar el circuit adequat, calcular els paràmetres de tots els elements constitutius, seleccionar l’equip adequat i realitzar els treballs d’instal·lació en seqüència.
