Distribuzione ottimale del riscaldamento in una casa privata: confronto di tutti gli schemi tipici

Quando si risolve il problema del riscaldamento di una casa, esistono molte combinazioni per costruire un sistema di alimentazione e rimozione del refrigerante. Ogni impianto di riscaldamento in una casa privata può essere classificato in base a diversi criteri.

Suggeriamo di comprendere le sfumature della disposizione e del funzionamento delle possibili opzioni. Comprendere i principi di progettazione, i pro e i contro di ciascun tipo di cablaggio ti aiuterà a pianificare la geometria del sistema e il suo design, tenendo conto delle caratteristiche individuali della stanza.

Modellazione della geometria ottimale del contorno

Per una casa privata è possibile progettare diversi circuiti idraulici chiusi che riscalderanno stanze diverse. Possono differire significativamente l'uno dall'altro nel tipo di cablaggio.

Durante la progettazione, innanzitutto, si tiene conto dell'operatività del sistema, nonché della geometria ottimale dal punto di vista della minimizzazione dei costi, della facilità di installazione e della capacità di inserire elementi riscaldanti nella progettazione dei locali.

Circolazione dell'acqua naturale e forzata

Il riscaldamento del liquido di raffreddamento per il riscaldamento della casa avviene in uno o più dispositivi situati all'interno. Possono essere stufe, caminetti, nonché caldaie a gas, elettriche o a combustibile solido.

La pressione dell'acqua nel circuito è assicurata mediante l'uso di pompe di circolazione oppure predisponendo la geometria del sistema per creare le condizioni per la circolazione naturale.

Inoltre, la fonte di acqua calda può essere un sistema di riscaldamento centralizzato per più case. In caso di bassa pressione è possibile collegare pompe di circolazione per creare ulteriore pressione e aumentare la velocità di movimento del fluido attraverso le tubazioni.

L'installazione di una pompa di circolazione crea una pressione sufficiente nel sistema, consentendo di utilizzare opzioni di cablaggio che non possono essere utilizzate con la circolazione naturale

Quando si sceglie l'opzione con circolazione naturale del refrigerante o bassa pressione in tubazioni con riscaldamento centralizzato, è necessario considerare attentamente la possibilità di massimizzare l'utilizzo delle leggi fisiche che consentono l'inizio e il mantenimento del movimento del fluido.

Un elemento obbligatorio del cablaggio in questo caso è il collettore di accelerazione. È un tubo verticale attraverso il quale sale l'acqua calda, quindi viene distribuita tra gli apparecchi di riscaldamento e, avendo perso la temperatura iniziale, scorre verso il basso.

A causa delle diverse densità, si verifica una differenza di pressione idrostatica tra le colonne di liquido caldo e freddo, che è la forza trainante per la circolazione dell'acqua.

Cablaggio verticale e orizzontale

L'acqua calda può essere fornita ai radiatori in diversi modi. Il cablaggio è convenzionalmente suddiviso in verticale e orizzontale, a seconda della posizione dei tubi (montanti) che forniscono acqua direttamente ai radiatori del riscaldamento.

Nelle case moderne viene utilizzata più spesso la distribuzione del riscaldamento orizzontale anziché verticale. Il motivo è che la disposizione dei radiatori sui diversi piani raramente coincide

Schemi verticali con erogazione dall'alto dell'acqua calda, sfruttano al massimo la differenza di pressione idrostatica tra il tratto caldo e quello freddo del circuito, per cui vengono utilizzati quasi sempre a circolazione naturale, oltre che con bassa pressione nell'impianto.

Inoltre, tali circuiti sono operativi in ​​caso di arresto di emergenza della pompa, che può verificarsi a causa di un guasto o della mancanza di energia elettrica.

Il cablaggio di alimentazione dal basso non viene praticamente utilizzato per il riscaldamento a circolazione naturale.Se c'è una buona pressione nel sistema, il suo utilizzo è giustificato, poiché tale schema presenta due vantaggi significativi rispetto all'opzione alternativa.

Vantaggi dello schema:

• minore lunghezza totale dei tubi utilizzati;
• non è necessario far passare la tubazione nel sottotetto o nelle nicchie tecnologiche sotto il soffitto del secondo piano.

Diagramma orizzontale Le distribuzioni del riscaldamento sono utilizzate per case private a un piano. Se l'edificio ha due o più piani, viene spesso utilizzato nei casi in cui i montanti verticali non sono desiderabili dal punto di vista progettuale.

I tubi orizzontali che forniscono e scaricano l'acqua possono essere integrati organicamente all'interno dei locali, nonché nascosti sotto il pavimento o in nicchie situate a livello del pavimento.

Scelta dell'opzione a uno o due tubi

La fornitura di acqua calda e il prelievo di acqua raffreddata per l'impianto di riscaldamento di una casa privata possono essere effettuati utilizzando uno o due tubi.Ogni opzione ha lati positivi e negativi, nonché caratteristiche di utilizzo a seconda del tipo di cablaggio.

Dal punto di vista dell'interior design, la presenza di un secondo tubo non ha alcun effetto sull'estetica dell'impianto di riscaldamento grazie alla possibilità di collegamento inferiore dell'impianto ai radiatori e alla possibilità di ridurre i diametri dei tubi

Utilizzando uno schema di collegamento monotubo

Uno schema di riscaldamento dell'acqua per una casa privata che utilizza un tubo per fornire acqua calda e scaricare acqua raffreddata è chiamato tubo singolo. Il vantaggio principale di un tale sistema è ridurre al minimo la lunghezza dei tubi.

I principali vantaggi dell'opzione:

• costi più bassi per l'acquisto degli elementi dell'impianto di riscaldamento;
• l'installazione più semplice e veloce;
• minor rischio di incidenti.

Lo svantaggio principale riscaldamento monotubo è una diminuzione graduale della temperatura dell'acqua che passa in sequenza attraverso tutti i radiatori del circuito.

Pertanto è necessario utilizzare una superficie leggermente maggiore dei radiatori più recenti (più gomiti), che spesso compensa il vantaggio in termini di costi derivante dalla minimizzazione della lunghezza dei tubi.

Inoltre, a causa di questo svantaggio, per un circuito esistono limitazioni al numero di radiatori collegati. Se ce ne sono troppi, quest'ultimo praticamente non emetterà calore lungo il flusso del liquido di raffreddamento.

Inoltre, sorge un problema nel calcolo del trasferimento di calore. Qui è necessario tenere conto del fatto che lo scollegamento dei primi radiatori dall'impianto di riscaldamento comporta un aumento della temperatura dell'acqua in ingresso per i dispositivi successivi.

Non ha senso utilizzare circuiti monotubo con cablaggio inferiore verticale, poiché la lunghezza dei tubi sarà la stessa della versione a due tubi, il che elimina tutti i vantaggi, ma lascia degli svantaggi.

Se il liquido di raffreddamento ritorna lungo lo stesso percorso della fornitura, la lunghezza totale dei tubi in entrambe le opzioni è quasi la stessa

Il dispositivo di riscaldamento è solitamente collegato tramite circonvallazionepoter spegnere nessuno di essi senza interrompere la circolazione dell'acqua nel circuito.

Per risparmiare sui rubinetti, non è necessario bypassare l'acqua attraverso il rubinetto, ma poi bisognerà interrompere il funzionamento di questa parte dell'impianto e scaricare l'acqua se è necessario sostituire o riparare il radiatore.

L'opzione più economica è utilizzare un tubo di acciaio con un diametro di 1,5-2 pollici senza radiatori di riscaldamento. L'assenza di rubinetteria rende questo sistema anche il più pratico perché riduce al minimo il rischio di perdite o sfondamenti d'acqua.

Maggiori informazioni sul calcolo di un sistema di riscaldamento monotubo in Questo articolo.

Applicazione dell'opzione di riscaldamento a due tubi

Lo schema del circuito di riscaldamento, quando un tubo viene utilizzato per fornire acqua calda ai dispositivi di riscaldamento e il secondo per restituire l'acqua raffreddata, è chiamato due tubi.

I suoi principali vantaggi:

• la temperatura dell'acqua fornita a tutti i radiatori è la stessa;
• lo spegnimento di uno o più radiatori non influisce sulla temperatura dell'acqua fornita ai restanti apparecchi di riscaldamento;
• le restrizioni sul numero di radiatori per un circuito di riscaldamento dipendono solo dal volume di flusso dei tubi.

Lo svantaggio principale di tale cablaggio è un leggero aumento della metratura del tubo.

Ciò porta ad alcuni ulteriori svantaggi:

• aumentano i costi per l'acquisto e l'installazione degli elementi dell'impianto di riscaldamento;
• l'integrazione all'interno di una casa privata diventa più difficile.

Il numero di raccordi e rubinetti per un impianto bitubo è quasi lo stesso di un impianto monotubo.

Con uno schema di flusso parallelo del liquido di raffreddamento, la lunghezza totale dei tubi quando si utilizza un sistema a due tubi aumenta della distanza tra il primo e l'ultimo radiatore. A volte è insignificante rispetto all'intera lunghezza del contorno

A seconda del movimento relativo dell'acqua calda e refrigerata schemi elettrici bitubo si dividono in due tipologie:

• incidentale;
• senza uscita.

Schema associato. Entrambi i flussi si muovono nella stessa direzione e, quindi, la durata del ciclo di circolazione del liquido di raffreddamento per ciascun radiatore è la stessa. In questo caso si riscaldano con la stessa velocità all'avvio del sistema di riscaldamento.

Opzione vicolo cieco. La direzione del movimento dell'acqua calda e refrigerata è contraria. I radiatori più vicini alla caldaia si riscaldano più velocemente.

Minore è la velocità dell'acqua, più evidente è questo effetto, pertanto, con la circolazione naturale, il riscaldamento di alcune stanze avverrà molto più lentamente di altre.

Se viene utilizzata una pompa di circolazione o la distanza tra il primo e l'ultimo radiatore nel circuito è piccola, l'effetto del riscaldamento irregolare con un cablaggio a due tubi senza uscita è invisibile. Quindi la scelta a favore dell'una o dell'altra opzione è determinata esclusivamente da considerazioni sulla comodità di installazione del tubo di ritorno.

Incorporamento di un collettore di distribuzione nel sistema

Un metodo recentemente popolare per organizzare il riscaldamento dell'acqua è il cosiddetto "schema di radiazione" utilizzando un collettore di distribuzione.

Questo metodo di cablaggio funziona in modo affidabile solo con una buona pressione dell'acqua nel sistema, quindi non viene utilizzato con la circolazione naturale.

Il cablaggio radiale prevede il collegamento di ciascun apparecchio scaldante (o di un piccolo gruppo di essi) direttamente ad un collettore di distribuzione che distribuisce acqua calda e raccoglie acqua refrigerata

Sistema di collegamento radiale del radiatore

La divisione più uniforme e controllata del flusso del refrigerante tra i dispositivi di riscaldamento può essere ottenuta utilizzando collettore di distribuzione.

Il dispositivo comprende due pettini, uno dei quali riceve l'acqua calda dalla caldaia e la distribuisce ai radiatori, mentre l'altro restituisce l'acqua raffreddata e la rimanda alla caldaia.

I radiatori sono collegati attraverso il collettore di distribuzione in parallelo, pertanto, con questo cablaggio, si ottiene una differenza minima nella temperatura del liquido di raffreddamento fornito ai dispositivi di riscaldamento.

Ciò facilita notevolmente il calcolo dei parametri del radiatore in fase di progettazione e consente inoltre di regolare facilmente la potenza di ciascun dispositivo durante il funzionamento.

Il secondo vantaggio significativo di tale cablaggio è la capacità di controllare i parametri di fornitura del refrigerante a tutti i dispositivi da un'unica posizione. Il collettore è posto in un apposito armadio con accesso agli indicatori e ai controlli: valvole, rubinetti e pompe.

Ciò è conveniente dal punto di vista della regolazione del microclima della casa e facilita l'inserimento dei radiatori all'interno della stanza.

Gli svantaggi dei sistemi con circuito di distribuzione del riscaldamento del collettore includono la lunghezza massima dei tubi di alimentazione e drenaggio dell'acqua ai radiatori. Questa opzione è la più costosa in termini di costo degli elementi del circuito e la più difficile da installare e richiede anche determinate qualifiche.

L'utilizzo di un collettore per collegare vari tipi di dispositivi di riscaldamento richiede una buona conoscenza del tema del riscaldamento dell'acqua e talvolta calcoli idraulici per il normale funzionamento di tali sistemi

Di norma, si collega cablaggio del riscaldamento radiante installato nel massetto. Ciò significa che è necessario progettare e installare un tale sistema durante la costruzione o la ristrutturazione importante di una casa privata.

È abbastanza difficile implementare un'opzione molteplice per collegare i radiatori o modificare la geometria dei circuiti in ambienti con ristrutturazioni interne già completate. Questo è il secondo svantaggio significativo di questo tipo di cablaggio.

Regole per l'utilizzo dei pavimenti riscaldati

Un modo comodo e molto popolare per riscaldare i locali residenziali - installazione di pavimenti riscaldati. Se l'area riscaldata è piccola, puoi cavartela con un tubo posizionato nel massetto.

Il collegamento del pavimento riscaldato all'impianto di riscaldamento tramite un collettore di distribuzione è l'unica opzione possibile per riscaldare in questo modo grandi superfici

Per superfici estese non è possibile utilizzare un tubo unico per i seguenti motivi:

• la quantità di calore fornita non sarà sufficiente per riscaldare l'intera stanza, inoltre questo riscaldamento non sarà uniforme;
• con una lunga lunghezza si verifica una forte resistenza idrodinamica al flusso del fluido, che porta ad un consumo eccessivo di energia per creare pressione e aumenta il rischio di penetrazione dell'acqua nelle articolazioni.

Pertanto, con un'ampia superficie di riscaldamento a pavimento, l'uso di più tubi non è un desiderio, ma una necessità.

In questo caso il collegamento avviene tramite il collettore di distribuzione.

Spesso il collettore è dotato di un gruppo di miscelazione per regolare la temperatura dell'acqua fornita ai tubi del riscaldamento a pavimento.Il fatto è che per il riscaldamento dei radiatori si utilizza di norma un liquido con un intervallo di temperatura di 70-80°C, mentre per il riscaldamento a pavimento sono necessari circa 40°C.

Il controllo della temperatura tramite il miscelatore è affidabile, il che è molto importante, poiché la temperatura eccessiva può causare una deformazione significativa del rivestimento del pavimento: linoleum, laminato o parquet.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Rappresentazione schematica del cablaggio del riscaldamento in una casa a due piani con una vasta area. Sistema associato a due tubi e senza uscita e pavimenti riscaldati collegati tramite collettori. Eliminazione del conflitto tra le pompe di circolazione utilizzando una freccia idraulica:

Circuito di radiazione per il riscaldamento di un edificio a due piani. Non essendo stata ancora effettuata la rifinitura finale, tutto il cablaggio è ben visibile. Le sfumature della posa dei tubi sul pavimento sotto un massetto di cemento:

Opinione di un installatore di impianti di riscaldamento professionista sui vari schemi utilizzati nelle case private. Una panoramica dei pro e dei contro del cablaggio a circolazione naturale, monotubo, bitubo associato e senza uscita, nonché del cablaggio del collettore:

Il cablaggio presentato per il riscaldamento delle case è tipico e può essere modificato tenendo conto della geometria dei locali, dei valori di temperatura richiesti o di altri fattori. Quando si modificano i circuiti è necessario rispettare le leggi e i principi fondamentali della fisica, dell'idraulica, della scienza dei materiali e di altre discipline.

In caso di risoluzione di problemi complessi o non standard, è meglio rivolgersi a specialisti, poiché la ristrutturazione degli impianti di riscaldamento può essere ancora più costosa della loro modellazione e installazione.

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