Sistema di riscaldamento a circolazione naturale: regole del dispositivo + analisi di schemi tipici

Indipendentemente da quanto previsto da ingegneri e costruttori negli anni ottanta, il sistema di riscaldamento a circolazione naturale vive e vive nel ventunesimo secolo e riscalda anche le nostre case. Le attrezzature di pompaggio aumentano significativamente il costo della caldaia e la rendono dipendente dalla rete, quindi molti la rifiutano. Il sistema di gravità è il design più economico e semplice. Certo, ha i suoi inconvenienti, il principale dei quali è la limitazione dell'area dell'edificio. A causa della bassa inerzia, è adatto per case fino a cento metri quadrati.

Come funziona il principio della circolazione naturale?

Il refrigerante, spesso acqua normale, si sposta lungo i contorni dalla caldaia ai radiatori e viceversa a causa di un cambiamento nelle sue caratteristiche termodinamiche. Quando, quando riscaldato, la densità del liquido diminuisce e il volume aumenta, viene spremuto da un flusso freddo che va al loro ritorno e sale attraverso i tubi. Man mano che il liquido refrigerante viene distribuito per gravità lungo i rami orizzontali, la temperatura diminuisce e ritorna alla caldaia. Quindi il ciclo si chiude.

Schema di un sistema di riscaldamento a circolazione naturale: 1 - caldaia a combustibile solido, 2 - colonna montante principale, 3 - tubi di distribuzione, 4 - serbatoio di espansione, 5 - serbatoio di acqua per rifornire l'espansore, 6 - tubo che rimuove il liquido di raffreddamento in eccesso nella fognatura (capacità), 7 - scambiatori di calore, 8 - valvole a sfera, 9 - caldaia, 10 - ritorno, 11 - riser inverso

Se per la casa è stato scelto il riscaldamento dell'acqua con circolazione naturale, tutte le sezioni orizzontali dei tubi vengono posate con una pendenza che va lungo la direzione del liquido. Ciò ti consente di affrontare efficacemente "aerazione»Batterie. L'aria è più leggera dell'acqua, quindi si precipita sui tubi, entra nel serbatoio di espansione e quindi, di conseguenza, nell'atmosfera.

Il serbatoio riceve acqua, il cui volume aumenta con l'aumentare della temperatura e crea una pressione costante.

Cosa determina la pressione di circolazione?

La creazione della pressione di circolazione necessaria deve essere calcolata durante la progettazione di un sistema di riscaldamento. Dipende da come differiscono i livelli del centro della caldaia e del radiatore più basso. Maggiore è la differenza di elevazione, migliore è il movimento del fluido nel sistema. È anche influenzato dalla differenza di densità tra acqua calda e acqua fredda.

La pressione di circolazione nell'impianto di riscaldamento, innanzitutto, dipende dalla differenza di altezza della caldaia e del radiatore inferiore.Maggiore è questa differenza (h), maggiore è la pressione

Il riscaldamento a circolazione naturale è caratterizzato da una variazione ciclica della temperatura negli scambiatori di calore e nella caldaia, che si verifica lungo l'asse centrale dei dispositivi. L'acqua calda è nella parte superiore, l'acqua fredda è nella parte inferiore. Sotto l'influenza della gravità, il liquido di raffreddamento raffreddato si muove lungo i tubi.

La pressione di circolazione dipende direttamente dall'altezza delle batterie. Il suo aumento è anche facilitato dall'angolo di inclinazione della linea di alimentazione, diretto verso i radiatori e dalla pendenza del tubo di ritorno rivolto verso la caldaia. Ciò consente al liquido di raffreddamento di superare più facilmente la resistenza locale dei tubi.

Quando si installa un sistema di riscaldamento a circolazione naturale in una casa privata, la caldaia viene installata nel punto più basso in modo che tutti i radiatori siano più alti.

Nel cottage, quando si installa un sistema di riscaldamento a circolazione naturale, la caldaia viene installata nel punto più basso. Tutti gli scambiatori di calore (radiatori) devono essere più alti

Per i condomini, i circuiti di riscaldamento a circolazione naturale vengono utilizzati molto raramente, poiché durante l'installazione in un appartamento, la caldaia viene abbassata nella "fossa" - direttamente sulla soletta. Il pavimento attorno ad esso è tagliato e la rientranza e il perimetro intorno ad esso devono essere protetti da materiali ignifughi.

Schemi di tali sistemi di riscaldamento

Lo schema del sistema di riscaldamento, indipendentemente dal modo in cui il refrigerante circola, dipende da diversi fattori:

• un metodo per collegare i radiatori per alimentare i montanti. Qui si distinguono i sistemi a tubo singolo e doppio;
• luoghi di posa della linea che forniscono acqua calda. È necessario scegliere tra il cablaggio inferiore e superiore;
• schemi di posa in autostrada: sistema di deadlock o movimento del refrigerante associato nelle autostrade;
• la posizione dei riser, che può essere orizzontale o verticale.

Sistema monotubo: come regolare la temperatura?

Sistema di riscaldamento monotubo Ha solo un'opzione di cablaggio: quella in alto. Non vi è alcun montante di ritorno, quindi il liquido di raffreddamento raffreddato nelle batterie ritorna alla linea di alimentazione. Il movimento del liquido è fornito dalla differenza di temperatura del liquido nei radiatori inferiore e superiore.

Per garantire la stessa temperatura in stanze su piani diversi, la superficie dei dispositivi di riscaldamento al primo piano dovrebbe essere leggermente più grande di quella del secondo e dei successivi. Una miscela di acqua calda e refrigerata negli scambiatori di calore superiori entra nei radiatori inferiori.

In un sistema a tubo singolo ci possono essere due opzioni per il movimento refrigerante: nella prima una parte va al radiatore, l'altra - più in basso il montante verso gli apparecchi inferiori.

Con il cablaggio parallelo a tubo singolo, gli scambiatori di calore ai piani superiori ricevono acqua calda e i piani più bassi vengono raffreddati. Pertanto, l'area di quest'ultima dovrebbe essere aumentata al fine di equalizzare il riscaldamento di tutte le stanze

Nel secondo caso, l'intero volume di acqua passa attraverso ogni scambiatore di calore, iniziando da quelli più in alto. La caratteristica principale di questo cablaggio è che i radiatori sul primo e sul seminterrato ricevono solo acqua refrigerata.

Con una versione flow-through di un cablaggio monotubo, non è possibile disattivare o limitare il flusso di refrigerante a un radiatore separato. La sovrapposizione di uno di questi fermerebbe la circolazione nell'intero sistema

E se nel primo caso è possibile regolare la temperatura negli ambienti con l'aiuto di rubinetti, nel secondo non possono essere utilizzati, poiché ciò comporterà una diminuzione della fornitura di liquido a tutti i successivi scambiatori di calore. Inoltre, una chiusura completa del rubinetto significherebbe arrestare la circolazione dell'acqua nel sistema.

Quando si installa un sistema a tubo singolo, è meglio fermarsi al cablaggio, il che consente di regolare l'alimentazione dell'acqua a ciascun radiatore. Ciò consentirà di regolare la temperatura nei singoli ambienti e, ovviamente, renderà il sistema di riscaldamento più flessibile e quindi più efficiente.

Poiché un cablaggio monotubo può essere solo superiore, la sua installazione è possibile solo in edifici con soffitta. Qui è dove dovrebbe trovarsi il tubo di alimentazione. Lo svantaggio principale è che l'avvio del riscaldamento è possibile solo in tutto l'edificio contemporaneamente. Il sistema ha anche dei vantaggi, ovviamente. I principali sono l'installazione semplice e il costo inferiore. In termini di estetica, più piccoli sono i tubi, più facile è nasconderli.

Come dovrebbe essere organizzato un sistema a due tubi?

Questa versione dello schema di riscaldamento presuppone la presenza di una linea di alimentazione e di uscita. Il refrigerante caldo circola nella parte superiore del sistema e si raffredda nella parte inferiore.

Il sistema di riscaldamento a due tubi è più flessibile per quanto riguarda il controllo della temperatura nei singoli ambienti. Tuttavia, richiede più materiali rispetto al singolo tubo

Un tubo è collegato dalla caldaia collegato al vaso di espansione. Dal serbatoio c'è un tubo della linea calda del circuito, che quindi si collega al cablaggio. A seconda delle dimensioni del serbatoio e del volume di acqua nel sistema, un tubo di troppo pieno potrebbe lasciare il serbatoio. Su di esso, l'acqua in eccesso viene scaricata nella fogna.

I tubi che escono dal fondo degli scambiatori di calore sono combinati in una linea di ritorno. Su di esso, il refrigerante raffreddato entra di nuovo nella caldaia. Il ritorno deve passare attraverso le stesse stanze del tubo di alimentazione.

Cablaggio riser orizzontale o verticale?

Il sistema di riscaldamento con un montante verticale prevede il collegamento di radiatori ad esso da piani diversi. Il suo vantaggio: minor rischio di "aerazione" del sistema, lo svantaggio è un costo più elevato.

Quando gli scambiatori di calore da un piano sono collegati al tubo di alimentazione, questo è un sistema di riser orizzontale. Questa opzione avrà un costo minore per i proprietari di case, ma dovrà risolvere il problema della congestione aerea. Di norma, è sufficiente installare prese d'aria.

Pro e contro di organizzare questo tipo di riscaldamento

Per quanto riguarda i vantaggi di un sistema di riscaldamento con circolazione naturale dell'acqua, ce ne sono diversi:

• mancanza di difficoltà durante l'installazione, la messa in servizio e il funzionamento;
• stabilità termica del sistema. Basato sulla circolazione gravitazionale del liquido di raffreddamento, fornisce il massimo trasferimento di calore e mantiene il microclima nei locali a un determinato livello;
• redditività (con un adeguato isolamento dell'edificio);
• lavoro tranquillo. Nessuna pompa - nessun rumore e vibrazione;
• indipendenza dalle interruzioni di corrente. Naturalmente, nel caso in cui la caldaia installata possa funzionare senza elettricità;
• funzionamento a lungo termine. Con una manutenzione tempestiva senza grandi riparazioni, il sistema può funzionare per 35 anni o più.

Il principale svantaggio del sistema di riscaldamento gravitazionale è rappresentato dalle restrizioni sull'area dell'edificio e sul raggio di azione. È installato in case, la cui area di solito non supera i 100 metri quadrati. A causa della ridotta pressione di circolazione, il raggio del sistema è limitato a trenta metri in orizzontale. Un requisito obbligatorio è la presenza di un attico nell'edificio in cui verrà installato il vaso di espansione.

Uno svantaggio significativo è il lento riscaldamento di tutta la casa. Con un sistema a circolazione naturale, è necessario isolare i tubi che passano in locali non riscaldati, poiché esiste il rischio di congelamento dell'acqua.

Di solito, viene utilizzato un po 'di materiale per tali cablaggi, ma quando è necessario ridurre la resistenza locale della tubazione, i costi aumentano a causa della necessità di tubi più grandi.