Sistema di riscaldamento aperto: schemi schematici e caratteristiche di progettazione

Grazie alla sua facilità di installazione, al basso costo e all'efficienza sufficiente, il sistema di riscaldamento aperto continua ad essere richiesto.Una volta compreso il principio di funzionamento, le attrezzature e le regole di installazione, sarai in grado di organizzare tu stesso la fornitura di calore alla tua casa.

Ti diremo come creare un circuito di riscaldamento di tipo aperto praticabile. Ti mostreremo come costruire un sistema, seguendo rigorosamente i requisiti e gli standard tecnologici nella selezione e nel collegamento degli elementi. Tenendo conto dei nostri consigli, costruirai un circuito efficiente e senza problemi.

Offriamo agli artigiani indipendenti la possibilità di familiarizzare con opzioni di assemblaggio testate nella pratica. Le informazioni presentate per l'esame sono integrate con diagrammi utili, raccolte di foto e istruzioni video.

Attrezzatura e principio di funzionamento del sistema

IN sistema di riscaldamento dell'acqua Il liquido funge da intermediario nel trasferimento dell'energia termica dall'impianto caldaia ai radiatori. La circolazione del liquido di raffreddamento può essere effettuata su lunghe distanze, fornendo riscaldamento a case e stanze di diverse dimensioni. Ciò spiega la diffusa introduzione del riscaldamento dell'acqua.

Il funzionamento di un sistema di riscaldamento di tipo aperto è possibile senza l'uso di una pompa. La circolazione del liquido di raffreddamento si basa sui principi della termodinamica.Il movimento dell'acqua attraverso i tubi avviene a causa della differenza di densità dei liquidi caldi e freddi, nonché a causa della pendenza dei tubi posati.

Un elemento indispensabile del sistema è un vaso di espansione aperto nel quale confluisce il liquido di raffreddamento riscaldato in eccesso. Grazie al serbatoio la pressione del liquido si stabilizza automaticamente. Il container viene installato sopra tutti i componenti del sistema.

L’intero processo di funzionamento del “riscaldamento aperto” è convenzionalmente suddiviso in due fasi:

1. Inning. Il liquido di raffreddamento riscaldato si sposta dalla caldaia ai radiatori.
2. Ritorno. L'acqua calda in eccesso entra nel vaso di espansione, si raffredda e ritorna alla caldaia.

Nei sistemi monotubo, la funzione di mandata e ritorno è svolta da una linea; nei sistemi a due tubi, i tubi di mandata e di ritorno sono indipendenti l'uno dall'altro.

La densità dell'acqua calda è inferiore a quella dell'acqua fredda, quindi nel sistema si forma una pressione idrostatica. L'acqua calda sotto pressione si dirige verso i radiatori

È considerato il più semplice e accessibile per l'autoinstallazione sistema a tubo singolo. La progettazione del sistema è elementare.

Il pacchetto base di fornitura di calore monotubo comprende:

• caldaia;
• radiatori;
• vaso di espansione;
• tubi.

Alcune persone si rifiutano di installare i termosifoni e posizionano un tubo del diametro di 8-10 cm attorno al perimetro della casa, ma gli esperti notano che l'efficienza del sistema e la facilità d'uso con questa soluzione sono ridotte.

Il sistema monotubo gravitazionale di tipo aperto è indipendente dal punto di vista energetico. I costi di acquisto di tubi, raccordi e attrezzature sono relativamente bassi. Può funzionare con diversi tipi di caldaie

Più complesso da progettare e più costoso da implementare opzione di riscaldamento a due tubi. Tuttavia, i costi e la complessità della costruzione sono completamente compensati dall’eliminazione degli svantaggi standard dei sistemi monotubo.

Quasi contemporaneamente a tutti i dispositivi viene fornito un liquido di raffreddamento con la stessa temperatura; l'acqua raffreddata viene raccolta nella linea di ritorno e non scorre nella batteria successiva.

Per servire ciascun dispositivo, in un circuito di riscaldamento a due tubi sono installate una linea di mandata e una di ritorno, grazie alla quale il sistema di temperatura fornisce il liquido di raffreddamento alla stessa temperatura in tutti i punti e l'acqua raffreddata viene raccolta e inviata alla caldaia tramite un linea di ritorno - una linea indipendente dalla fornitura

Requisiti per la sistemazione e il funzionamento

Quando si installa la fornitura di calore in una casa, è importante tenere conto di una serie di caratteristiche di un sistema di riscaldamento aperto:

1. Per garantire la normale circolazione, la caldaia viene installata nel punto più basso della linea e il vaso di espansione nel punto più alto.
2. Il luogo ottimale per posizionare il vaso di espansione è la soffitta. Durante la stagione fredda, il contenitore e la colonna montante di alimentazione all'interno del sottotetto non riscaldato devono essere isolati.
3. La posa della linea principale viene eseguita con un numero minimo di giri, parti di collegamento e di montaggio.
4. In un sistema di riscaldamento a gravità, l’acqua circola lentamente (0,1-0,3 m/s), quindi il riscaldamento dovrebbe avvenire gradualmente. Non lasciarlo bollire: questo accelera l'usura di radiatori e tubi.
5. Se l'impianto di riscaldamento non viene utilizzato nel periodo invernale, il liquido deve essere scaricato: questo accorgimento manterrà intatti i tubi, i radiatori e la caldaia.
6. Il livello del liquido refrigerante nel serbatoio di espansione deve essere monitorato e periodicamente rabboccato. In caso contrario si formeranno sacche d'aria nella linea, riducendo l'efficienza dei radiatori.
7. L'acqua è il refrigerante ottimale.L'antigelo è tossico e non è raccomandato per l'uso in sistemi a contatto libero con l'atmosfera. Il suo utilizzo è consigliabile se non è possibile scaricare il liquido di raffreddamento durante un periodo non riscaldato.

Particolare attenzione è prestata al calcolo della sezione trasversale e della pendenza della tubazione. Gli standard di progettazione sono regolati dal numero SNiP 2.04.01-85.

Nei circuiti con movimento gravitazionale del liquido di raffreddamento, la sezione trasversale del tubo è maggiore rispetto ai circuiti di pompaggio, ma la lunghezza totale della tubazione è quasi due volte inferiore. La pendenza dei tratti orizzontali dell'impianto, pari a 2 - 3 mm per metro lineare, è idonea solo in caso di installazione di fornitura di calore con movimento naturale del liquido refrigerante.

Il mancato rispetto della pendenza nell'installazione di impianti a movimento naturale del liquido refrigerante comporta l'areazione delle tubazioni ed un insufficiente riscaldamento dei radiatori lontani dalla caldaia. Di conseguenza, l’efficienza termica diminuisce

Tipi di schemi di riscaldamento aperti

In un sistema di riscaldamento aperto, il liquido di raffreddamento si muove in due modi diversi. La prima opzione è la circolazione naturale o gravitazionale, la seconda è la stimolazione forzata o artificiale da parte di una pompa.

La scelta dello schema dipende dal numero di piani e dalla superficie dell'edificio, nonché dalle condizioni termiche previste.

Circolazione naturale in riscaldamento

IN sistema gravitazionale non esiste alcun meccanismo per garantire il movimento del liquido di raffreddamento. Il processo viene effettuato esclusivamente mediante l'espansione dell'acqua calda. Per il funzionamento del circuito è prevista una colonna montante accelerata, la cui altezza non è inferiore a 3,5 m.

Se si trascura di installare un montante di transito verticale, è molto probabile che il liquido di raffreddamento proveniente dalla caldaia non sviluppi una velocità sufficiente

Il sistema di riscaldamento a circolazione naturale è ottimale per edifici con una superficie fino a 60 mq. M. La lunghezza massima del circuito in grado di fornire calore è considerata una linea principale di 30 m. Un fattore importante è l'altezza dell'edificio e il numero di piani della casa, che consente l'installazione di un montante accelerato.

Lo schema a circolazione naturale non è adatto per applicazioni a bassa temperatura. Un'espansione insufficiente del liquido refrigerante non creerà la pressione adeguata nel sistema.

Possibilità del circuito gravitazionale:

1. Collegamento a pavimenti riscaldati. Sul circuito idraulico che porta al pavimento è montata una pompa di circolazione. Il resto del sistema funziona normalmente. Se viene a mancare la corrente, la casa continuerà ad essere riscaldata.
2. Lavorare con la caldaia. Il dispositivo di riscaldamento è montato nella parte superiore dell'impianto, leggermente sotto il vaso di espansione.

Per garantire un funzionamento ininterrotto, è possibile installare una pompa sulla caldaia. Quindi lo schema di fornitura di calore e produzione di acqua calda diventa automaticamente un'opzione obbligata. Inoltre, è installata una valvola di ritegno per impedire il ricircolo del liquido di raffreddamento.

Sistema forzato con pompa

Per aumentare la velocità del liquido di raffreddamento e ridurre il tempo di riscaldamento della stanza, è incorporata una pompa. Il movimento del flusso d'acqua aumenta a 0,3-0,7 m/s. L'intensità del trasferimento di calore aumenta e i rami del principale si riscaldano in modo uniforme.

I circuiti di pompaggio sono costruiti sia di tipo aperto che chiuso. Nei circuiti aperti il ​​vaso di espansione è installato nel punto più alto dell'impianto.La presenza di una pompa consente di aumentare la tubazione tra la caldaia di riscaldamento e le batterie, sia in altezza che in lunghezza

Punti importanti dell'organizzazione sistema obbligatorio:

1. Il circuito con pompa incorporata è volatile. Per garantire che il riscaldamento della stanza non si interrompa durante un'interruzione di corrente, l'attrezzatura di pompaggio viene posizionata sul bypass.
2. La pompa è installata davanti all'ingresso della caldaia sul tubo di ritorno. La distanza dalla caldaia è di 1,5 m.
3. Quando si installa la pompa, viene presa in considerazione la direzione del movimento dell'acqua.

Sulla tubazione di ritorno sono montate due valvole di intercettazione e una curva di bypass con pompa di circolazione. Se c'è corrente nella rete, i rubinetti si chiudono: il liquido di raffreddamento si muove attraverso la pompa. Se non c'è tensione, le valvole devono essere aperte: il sistema passerà alla circolazione naturale.

Sulla tubazione di alimentazione deve essere installata una valvola di ritegno. L'elemento è posizionato immediatamente dopo la caldaia e impedisce il ricircolo del liquido di raffreddamento durante il funzionamento della pompa

Opzioni per le tubazioni nel sistema

Dalla disposizione dispositivi di riscaldamento e i tubi di collegamento dipendono dall’efficienza, dall’economia e dall’estetica dell’impianto di riscaldamento. La scelta del cablaggio è determinata in base alle caratteristiche del design e all'area della casa.

Specifiche degli schemi monotubo e bitubo

L'acqua riscaldata scorre verso i radiatori e ritorna alla caldaia in modi diversi. In un sistema a circuito singolo, il liquido di raffreddamento viene fornito attraverso una tubazione di grande diametro. La tubazione attraversa tutti i radiatori.

Vantaggi di un sistema di autocircolazione monotubo:

• consumo minimo di materiali;
• facilità di installazione;
• numero limitato di tubi all'interno dello spazio abitativo.

Lo svantaggio principale di uno schema con un tubo che esegue compiti di mandata e ritorno è il riscaldamento irregolare dei radiatori di riscaldamento. L'intensità del riscaldamento e il trasferimento di calore delle batterie diminuiscono man mano che si allontanano dalla caldaia.

Con una lunga catena di cablaggio e un gran numero di radiatori, l'ultima batteria potrebbe rivelarsi completamente inefficace. Si consiglia di installare dispositivi di riscaldamento "caldi" nelle stanze esposte a nord, nelle camerette dei bambini e nelle camere da letto

Lo schema di riscaldamento a due tubi sta guadagnando terreno con sicurezza. I radiatori collegano le tubazioni di ritorno e di alimentazione. Tra le batterie e la fonte di calore si formano degli anelli locali.

Principali vantaggi del sistema:

• tutti i dispositivi di riscaldamento si riscaldano uniformemente;
• la possibilità di regolare separatamente il riscaldamento di ciascun radiatore;
• affidabilità del funzionamento del circuito.

Un sistema a doppio circuito richiede grandi investimenti e costi di manodopera. Sarà più difficile installare due linee di comunicazione lungo le strutture dell'edificio.

Il sistema a due tubi è facilmente bilanciabile, garantendo la fornitura di liquido refrigerante alla stessa temperatura a tutti i dispositivi di riscaldamento. Le stanze sono riscaldate in modo uniforme

Adduzione di refrigerante superiore e inferiore

A seconda della posizione della linea principale che fornisce il refrigerante caldo, viene fatta una distinzione tra collegamenti superiori e inferiori.

Negli impianti di riscaldamento aperti con cablaggio aereo non è necessario utilizzare dispositivi di scarico dell'aria. Il suo eccesso viene scaricato attraverso la superficie del vaso di espansione comunicante con l'atmosfera

Con la distribuzione aerea, l'acqua calda sale attraverso la colonna montante principale e viene trasferita attraverso le tubazioni di distribuzione ai radiatori. L'installazione di un tale sistema di riscaldamento è consigliabile nei cottage a uno o due piani e nelle case private.

Un sistema di fornitura di calore con cablaggio inferiore è abbastanza pratico. Il tubo di alimentazione si trova in basso, accanto al tubo di ritorno. Movimento del liquido refrigerante nella direzione dal basso verso l'alto. L'acqua, passata attraverso i radiatori, viene diretta attraverso la tubazione di ritorno alla caldaia di riscaldamento. Le batterie sono dotate Gru Maevskij per rimuovere l'aria dalla linea.

Negli impianti di riscaldamento con cablaggio dal basso diventa necessario l'utilizzo di dispositivi di scarico dell'aria, il più semplice dei quali è il rubinetto Mayevskij

Alzate verticali e orizzontali

In base al tipo di posizione delle colonne montanti principali si distingue tra modalità di posa della tubazione verticale e orizzontale. Nella prima opzione, i radiatori su tutti i piani sono collegati a montanti verticali.

Il cablaggio verticale viene utilizzato quando si organizzano case di due, tre o più piani con un sottotetto, all'interno del quale è possibile posare e isolare una tubazione

Caratteristiche dei sistemi “verticali”:

• assenza di sacche d'aria;
• adatto per il riscaldamento di grattacieli;
• collegamento del pavimento al montante;
• difficoltà nell'installazione dei contatori di calore degli appartamenti negli edifici a più piani.

Il cablaggio orizzontale prevede il collegamento dei radiatori su un piano a un unico montante. Il vantaggio dello schema è che il dispositivo utilizza meno tubi e i costi di installazione sono inferiori.

I montanti orizzontali vengono solitamente utilizzati in locali a uno e due piani. La disposizione del sistema è rilevante nelle case a pannelli e negli edifici residenziali senza pareti

Disposizione del riscaldamento a gravità

È meglio affidare lo sviluppo di un progetto di sistema a gravità agli specialisti del riscaldamento. Il documento specifica il tipo di riscaldamento, il metodo di collegamento dei radiatori e la circolazione del liquido di raffreddamento, i parametri consigliati per l'attrezzatura, il numero di radiatori e la metratura della tubazione.

Calcolo del sistema di fornitura di calore

È necessario determinare le caratteristiche idrauliche del sistema, che successivamente aiuteranno a selezionare correttamente il diametro ottimale della tubazione.

In un impianto di riscaldamento naturale si consiglia di installare la caldaia nel seminterrato o nel seminterrato. Ciò consente di aumentare la lunghezza del montante di transito

Per calcolare il valore della pressione di circolazione (RC) è necessario disporre dei seguenti dati:

1. Distanza dal centro della caldaia al centro del radiatore (H). Maggiore è la distanza tra questi dispositivi, più stabile è la circolazione.
2. Pressione di raffreddamento (Ro) e riscaldato (Il prof) acqua.

La pressione di circolazione dipende solo dalla differenza di temperatura del liquido di raffreddamento. Gli indicatori esatti possono essere trovati nei dati tabellari.

Maggiore è la differenza tra le temperature del liquido di raffreddamento, maggiore è la pressione nella linea. Pertanto, è importante prestare attenzione alla temperatura “in entrata” del liquido

Alla larghezza sezioni di condotte influenzato dal tipo di materiale. Il diametro del tubo d'acciaio deve essere di almeno 50 mm. Dopo la diramazione, la sezione trasversale dell'autostrada si restringe di una dimensione. Il rendimento, invece, viene assemblato con successiva espansione.

Particolare attenzione è rivolta al volume del vaso di espansione. La dimensione del serbatoio non deve essere inferiore al 5% del volume totale del liquido di raffreddamento nel sistema. La mancata osservanza comporterà lo scarico dell'acqua dall'impianto o la rottura della tubazione.

Selezione dei componenti principali

Per un sistema aperto, è meglio scegliere una caldaia funzionante a combustibile solido o olio combustibile. Installazione di caldaie elettriche e le apparecchiature a gas sono vietate.A volte si formano inceppamenti d'aria nella linea: ciò può portare a una situazione di emergenza.

La potenza del riscaldatore viene determinata in base al calcolo: 1 kW di energia termica per 10 mq di casa. A seconda della qualità dell'isolamento della stanza, al valore ottenuto viene aggiunto il 10-30%.

La caldaia è ubicata in un locale separato dotato di circolazione d'aria forzata. L'apparecchiatura è installata su materiale resistente al fuoco o pavimento in cemento

Il vaso di espansione per un impianto di riscaldamento a gravità deve essere in acciaio. È altamente indesiderabile utilizzare materiali polimerici. Per il riscaldamento di una piccola casa a un piano è adatto un serbatoio da 8-15 litri.

Per costruire la pipeline vengono utilizzati tubi costituiti dai seguenti materiali:

1. Acciaio. Sono caratterizzati da elevata conduttività termica e resistenza alle alte pressioni. Lo svantaggio è la complessità dell'installazione e la necessità di utilizzare apparecchiature di saldatura.
2. Polipropilene. Principali vantaggi: resistenza alle variazioni di temperatura, resistenza, tenuta e facilità di installazione. Durata di servizio – 25 anni.
3. Metallo-plastica. Il materiale non si corrode e previene l'intasamento del circuito. Svantaggi dell'autostrada: durata di servizio limitata (fino a 15 anni) e costi elevati.
4. Rame. Tubi con massimo trasferimento di calore e resistenza alle alte temperature - fino a +500°C. Lo svantaggio principale è l'alto costo del materiale.

In un circuito di riscaldamento aperto sono installati i radiatorirealizzati con metalli ad alta resistenza.

I più comuni sono i modelli in acciaio. Hanno un equilibrio ottimale di parametri chiave: aspetto, prezzo e potenza termica.

I radiatori in acciaio sono paragonati ai convettori per le loro pareti sottili, la leggerezza e l'elevato grado di trasferimento del calore. L'apparecchiatura riscalda rapidamente gli ambienti grazie al movimento accelerato dell'aria

Apri i passaggi di installazione del sistema

L'intero processo di organizzazione di un sistema di riscaldamento a gravità può essere suddiviso in più fasi:

1. Installazione caldaia. L'attrezzatura viene fissata sulla superficie del pavimento o appesa al muro. La scelta del metodo dipende dalle dimensioni della caldaia.
2. Disposizione della pipeline secondo lo schema scelto e il progetto sviluppato. È importante rispettare l'angolo di inclinazione consigliato del circuito delle tubazioni.
3. Installazione del radiatore riscaldamento e collegamento all'impianto.
4. Installazione del vaso di espansione e il suo isolamento.
5. Collegare tutti gli elementi, verificando la tenuta dei giunti e avviando l'impianto.

Dopo la caldaia, sul tubo di alimentazione, è consigliabile installare un sensore di temperatura per monitorare l'efficienza dell'impianto di riscaldamento.

L'installazione dell'impianto di riscaldamento deve essere effettuata nella stagione calda.La costruzione dell'autostrada e la messa in servizio richiederanno circa una settimana

Caratteristiche di assemblare un circuito forzato

Affinché il sistema obbligatorio possa giustificarsi e funzionare correttamente, è necessario scegliere il diritto pompa di circolazione e “incorporarlo” correttamente nella rete di riscaldamento.

Scelta della pompa di circolazione

I parametri principali per la scelta delle apparecchiature di pompaggio: potenza e pressione del dispositivo. Queste caratteristiche sono determinate in base all'area della stanza riscaldata.

Indicatori indicativi:

• per case di 250 mq è adatta una pompa con una potenza di 3,5 metri cubi orari e una pressione di 0,4 atm;
• in locali da 250-350 mq installare l'apparecchio a 4,5 metri cubi orari con una pressione di 0,6 atm;
• se l'area della casa è di 350-800 mq, è consigliabile acquistare una pompa con una capacità di 11 metri cubi all'ora, la cui pressione non è inferiore a 0,8 atm.

In una selezione più scrupolosa, gli specialisti tengono conto della lunghezza dell'impianto di riscaldamento, del tipo e del numero di radiatori, del materiale di fabbricazione e del diametro dei tubi, nonché del tipo di caldaia.

Installazione della pompa nella rete principale

La pompa è posizionata sulla linea di ritorno in modo che il liquido refrigerante non troppo caldo passi attraverso l'apparecchio. È possibile installare sulla linea di alimentazione modelli moderni realizzati con materiali resistenti alle alte temperature.

Quando si inserisce la pompa, la circolazione dell'acqua non deve essere interrotta. È importante che in qualsiasi punto della tubazione quando l'unità di pompaggio è in funzione, la pressione idrostatica rimanga eccessiva.

Quattro schemi accettabili per impianti di riscaldamento con circolazione della pompa e vaso di espansione aperto. La pressione idrostatica viene mantenuta al livello desiderato

Opzione 1. Alzare il vaso di espansione.Un modo semplice per convertire un sistema a circolazione naturale in uno forzato. Per realizzare il progetto avrai bisogno di uno spazio mansardato alto.

Opzione 2. Spostare il serbatoio su un montante distante. Il processo ad alta intensità di lavoro di ricostruzione del vecchio sistema e di installazione di uno nuovo non è giustificato. Sono possibili metodi più semplici e di maggior successo.

Opzione 3. Tubo del vaso di espansione vicino alla bocca della pompa. Per modificare il tipo di circolazione, è necessario tagliare il serbatoio dalla linea di alimentazione e quindi collegarlo alla linea di ritorno, dietro la pompa di circolazione.

Opzione 4. La pompa è inclusa nella linea di alimentazione. Il modo più semplice per ricostruire il sistema. Lo svantaggio del metodo sono le condizioni operative sfavorevoli per la pompa. Non tutti i dispositivi possono resistere alle alte temperature.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video n.1. Consigli per il montaggio di un impianto di riscaldamento a circolazione naturale:

Video n.2. Procedura per l'installazione della pompa di circolazione:

Aspetti importanti nella realizzazione di un sistema di riscaldamento efficace sono la scelta di un circuito funzionante, il calcolo dei parametri della linea principale, la selezione dei componenti e la seguente tecnologia di installazione. L'installazione manuale è possibile se si hanno competenze idrauliche, ma è meglio affidare lo sviluppo di un progetto dettagliato a professionisti.

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