Come funzionano gli impianti di riscaldamento con circolazione a pompa: schemi organizzativi

Anche gli artigiani esperti non sono sempre in grado di garantire il movimento naturale del liquido di raffreddamento lungo il circuito di riscaldamento.Succede che l'acqua si muove attraverso il sistema, ma in casa non entra una quantità sufficiente di calore.

Sempre più spesso i proprietari di case private preferiscono installare sistemi di riscaldamento con circolazione a pompa, che sono piuttosto diversi e convenienti. In questo articolo abbiamo esaminato gli schemi di base per l'organizzazione del riscaldamento forzato, integrando il materiale con illustrazioni visive e foto.

Abbiamo anche selezionato video utili con consigli di specialisti per l'installazione di apparecchiature di pompaggio per un sistema di riscaldamento. Ciò ti consentirà di comprendere in dettaglio il problema dell'installazione della pompa.

Il principio di funzionamento del sistema con coercizione

Una pompa di circolazione è un piccolo apparecchio elettrico estremamente semplice. All'interno dell'alloggiamento è presente una girante che ruota e fornisce l'accelerazione necessaria al liquido di raffreddamento che circola attraverso il sistema. Il motore elettrico che provvede alla rotazione consuma pochissima elettricità, solo 60-100 W.

La presenza di un tale dispositivo nel sistema ne semplifica notevolmente la progettazione e l'installazione. La circolazione forzata del liquido di raffreddamento consente l'uso di tubi di riscaldamento di piccolo diametro e amplia le possibilità nella scelta di una caldaia per il riscaldamento e di radiatori.

Molto spesso, un sistema originariamente creato con l'aspettativa di circolazione naturale, funziona in modo insoddisfacente a causa della bassa velocità di movimento del liquido refrigerante attraverso i tubi, ad es. bassa pressione di circolazione. In questo caso, l'installazione di una pompa aiuterà a risolvere il problema.

Tuttavia, non bisogna lasciarsi trasportare troppo dalla velocità dell'acqua nei tubi, poiché non dovrebbe essere eccessivamente elevata. Altrimenti, nel tempo, la struttura potrebbe semplicemente non sopportare una pressione aggiuntiva per la quale non è progettata.

Se nei sistemi a circolazione naturale del refrigerante è possibile utilizzare un vaso di espansione aperto, nei circuiti forzati è preferibile un contenitore chiuso e sigillato.

Per i locali residenziali, si raccomandano i seguenti limiti massimi di velocità per il movimento del liquido di raffreddamento:

• con diametro nominale del tubo di 10 mm - fino a 1,5 m/s;
• con diametro nominale del tubo di 15 mm - fino a 1,2 m/s;
• con diametro nominale del tubo pari o superiore a 20 mm - fino a 1,0 m/s;
• per locali tecnici di edifici residenziali - fino a 1,5 m/s;
• per edifici ausiliari - fino a 2,0 m/s.

Negli impianti a circolazione naturale vaso di espansione solitamente posizionato al servizio. Ma se la struttura è integrata con una pompa di circolazione, di solito si consiglia di spostare il serbatoio di stoccaggio sulla linea di ritorno.

Il design della pompa di circolazione è molto semplice; il compito di questo dispositivo è quello di imprimere al liquido refrigerante un'accelerazione sufficiente a vincere la resistenza idrostatica del sistema

Inoltre, invece di un serbatoio aperto, dovresti installarne uno chiuso.Solo in un piccolo appartamento, dove l'impianto di riscaldamento è corto e ha una struttura semplice, si può fare a meno di tale riassetto e utilizzare il vecchio vaso di espansione.

Calcoli per sistemi di riscaldamento forzato

Un sistema di circolazione forzata adeguatamente organizzato richiede calcoli ingegneristici complessi. Ma alcune formule consentono di valutare lo stato dell'impianto e di farsi un'idea più precisa delle modifiche necessarie, soprattutto se si tratta di una piccola casa o appartamento. La potenza degli apparecchi di riscaldamento viene solitamente selezionata in base alle dimensioni degli ambienti che si prevede di riscaldare.

I produttori di solito raccomandano che la portata del liquido di raffreddamento, misurata in litri al minuto, corrisponda al numero di kilowatt di potenza della caldaia. Ciò significa che per una caldaia da 40 W la portata del liquido di raffreddamento più adatta è di 40 l/min.

Allo stesso modo, il consumo di acqua viene calcolato per una stanza separata o un gruppo di stanze. In questo caso, sono guidati dalla potenza totale dei radiatori installati sul sito.

La velocità con cui il liquido di raffreddamento si muove lungo il contorno dell'impianto di riscaldamento dipende in gran parte dalla corretta selezione del diametro dei tubi

Il diametro dei tubi di riscaldamento è determinato in base al flusso di refrigerante stabilito:

• con una portata di 5,7 l/min sono necessari tubi da mezzo pollice;
• con una portata di 15 l/min sono necessari tubi da tre quarti di pollice;
• con una portata di 30 l/min sono necessari tubi in pollici;
• con una portata di 53 l/min sono necessari tubi da un pollice e un quarto;
• con una portata di 83 l/min sono necessarie tubazioni da un pollice e mezzo;
• con una portata di 170 l/min sono necessari tubi da due pollici;
• con una portata di 320 l/min sono necessari tubi da due pollici e mezzo, ecc.

Per determinare i parametri di una pompa di circolazione adatta, è necessario misurare la lunghezza dell'intero circuito di riscaldamento a cui verrà collegata. Per un impianto da dieci metri è necessaria una prevalenza della pompa di 0,6 m, con semplici calcoli troviamo che per un impianto lungo 60 metri è necessaria una pompa da 3,6 m.

Tuttavia questi parametri sono validi solo per un impianto in cui il diametro del tubo è selezionato correttamente, come sopra indicato. Se si utilizzano tubi troppo stretti, sarà necessaria una pompa più potente per superare l'eccesso di pressione idraulica che si verifica nel sistema a causa della scelta errata del tubo.

Abbiamo fornito raccomandazioni dettagliate per la scelta di una pompa di circolazione In questo articolo.

Per rimuovere l'aria da un sistema chiuso è necessario uno sfiato automatico o un dispositivo meccanico per rimuovere l'aria in eccesso, una valvola Mayevskij. Questi dispositivi sono necessari nei circuiti di riscaldamento; aiutano a prevenire il problema dell'ariosità. Tali dispositivi sono installati su radiatori, montanti di alimentazione, nonché in aree problematiche di circuiti di riscaldamento complessi.

Questa regola vale anche in senso inverso: se le tubazioni sono più larghe di quanto richiesto dalla norma, la potenza di progetto della pompa di circolazione dovrà essere ridotta.

Un componente importante dei sistemi di riscaldamento forzato è il gruppo di sicurezza:

Gli esperti consigliano di acquistare non uno, ma due di questi dispositivi contemporaneamente. Uno è quello principale e il secondo è di riserva. Può essere installato sul bypass o riposto nella dispensa.

La pompa di circolazione è generalmente resistente ai guasti, ma è sensibile alla qualità dell'acqua nel circuito di riscaldamento. Per prolungare il funzionamento delle apparecchiature di riscaldamento, è opportuno prevedere la filtrazione del liquido di raffreddamento e misure tempestive spurgare il sistema.

Schemi di impianti con circolazione a pompa

I sistemi di riscaldamento a circolazione forzata si differenziano come segue:

• come mono o bitubo (un'opzione per collegare i tubi ai radiatori);
• con alzate verticali o linee orizzontali;
• vicolo cieco o con movimento associato del liquido di raffreddamento
• con cablaggio superiore o inferiore.

I sistemi monotubo stanno diventando sempre meno comuni, poiché i loro svantaggi superano notevolmente i vantaggi. Questa è un'opzione molto semplice in cui i radiatori sono collegati in serie.Il liquido di raffreddamento passa a turno attraverso ciascun dispositivo di riscaldamento, raffreddandosi gradualmente.

Ovviamente, con un tale schema, i primi radiatori riscalderanno la stanza meglio di quelli posti alla fine dell'impianto. È necessario installare più radiatori nel tratto finale della linea rispetto all'inizio per attenuare la differenza di temperatura.

I sistemi di riscaldamento monotubo sono facili da implementare e poco costosi, ma il problema del riscaldamento irregolare e della dipendenza dal guasto di un radiatore li hanno resi praticamente non reclamati nelle condizioni moderne

Un dispositivo del genere è estremamente scomodo, poiché in caso di guasto è impossibile spegnere un solo radiatore, sarà necessario scaricare il liquido di raffreddamento dall'intero circuito. Lo schema a due tubi prevede il collegamento di ciascun radiatore in parallelo mediante due tubi ad una linea comune.

Naturalmente, per questo dovrai utilizzare più materiali, il costo totale e il tempo di installazione saranno maggiori rispetto a quando si utilizza un'opzione a tubo singolo.

I sistemi di riscaldamento a due tubi consentono di riscaldare ogni stanza in modo uniforme e il guasto di un radiatore non causerà l'arresto dell'intero circuito

Su ogni radiatore sono installate valvole di intercettazione con attacco a due tubi. Ciò consente, se necessario, di rimuovere o spegnere solo un radiatore, mentre i restanti elementi del sistema continuano a funzionare normalmente.

Il riscaldamento con questo schema viene eseguito in modo uniforme, poiché il liquido di raffreddamento entra in ciascun radiatore attraverso una linea separata, quindi ritorna alla caldaia per il riscaldamento, invece di spostarsi attraverso i restanti radiatori.

I montanti verticali sono utilizzati negli edifici a più piani, ad essi è conveniente collegare i radiatori situati su piani diversi.Il design verticale facilita la rapida rimozione dell'aria intrappolata nel sistema, riducendo significativamente la probabilità che si formino sacche d'aria.

Creare un sistema di riscaldamento verticale non sarà economico, ma è un design efficace, resistente all'aria e perfetto per l'installazione in edifici a più piani

Nei circuiti orizzontali, la linea principale, alla quale sono collegati in parallelo i radiatori, si trova, come suggerisce il nome, su un piano orizzontale. Questo tipo di sistema è adatto per il riscaldamento di edifici a un piano con una vasta area.

Un'opzione relativamente economica non è immune alla formazione di inceppamenti d'aria. Per prevenire questo tipo di problema si utilizzano le prese d'aria automatiche. Descriviamo in dettaglio le regole per rimuovere una serranda d'aria da un sistema di riscaldamento. recensito qui.

I sistemi di riscaldamento orizzontali sono relativamente economici e vengono solitamente utilizzati nella progettazione di grandi edifici a uno o due piani.

Il riscaldamento irregolare è tipico non solo dei sistemi monotubo, ma anche delle opzioni di riscaldamento senza uscita, che sono piuttosto diffuse.

In questo schema il liquido refrigerante scorre nella direzione opposta al flusso di ritorno. Di conseguenza, nel sistema compaiono dei radiatori, che ricevono un liquido di raffreddamento leggermente raffreddato, che poi scorre nel tubo di ritorno.

Nei sistemi senza uscita, i radiatori situati lontano dal montante di alimentazione ricevono meno calore di quelli situati accanto ad esso. Negli schemi associati tutti gli elementi del sistema funzionano in modo equivalente

Di conseguenza, più calore fluisce prima nei radiatori dal montante e meno calore fluisce nei radiatori più lontani. In piccole aree questo punto potrebbe non essere così evidente, ma nelle case spaziose lo sarà.In questa situazione, si consiglia di realizzare più linee più corte anziché una lunga, in modo che tutto il liquido refrigerante circoli attraverso i rami approssimativamente alla stessa temperatura.

Lo schema associato si basa proprio sulla stessa lunghezza degli anelli di circolazione in tutta la casa, il che consente di ottenere un'uniformità di riscaldamento estremamente precisa. Ma implementare questa opzione di cablaggio non è facile, poiché sarà necessario installare un gran numero di tubi.

Il cablaggio superiore negli impianti di riscaldamento viene utilizzato quando è presente una soffitta in cui è possibile installare un vaso di espansione. Se ciò non è possibile, è possibile implementare con successo una distribuzione del riscaldamento più bassa

Il cablaggio superiore e quello inferiore prendono il nome dalla posizione del tubo di alimentazione. Nel primo caso, il liquido di raffreddamento entra nel sistema dall'alto e nel secondo dal basso.

Con il cablaggio superiore, il serbatoio di espansione è installato nel punto più alto del sistema, il liquido di raffreddamento si diffonde in tutto il sistema sotto l'influenza della gravità. La linea di ritorno qui sarà sotto i radiatori. Per realizzare un tale progetto in una casa privata, è necessario un attico in cui è installato il serbatoio.

Se non ci sono le condizioni per la distribuzione dall'alto, utilizzare la seconda opzione, quando il liquido di raffreddamento viene fornito dal basso e il ritorno è installato sopra i radiatori. Il compito di spostare il liquido di raffreddamento ad una velocità sufficientemente elevata è assegnato principalmente alla pompa di circolazione.

Questo schema viene installato gradualmente, dal piano inferiore a quello superiore, mentre la linea di alimentazione è realizzata con una leggera pendenza per evitare il verificarsi di sacche d'aria.

Per rimuovere le sacche d'aria, le comunicazioni di riscaldamento sono dotate di prese d'aria automatiche:

Dove mettere la pompa di circolazione?

Molto spesso, la pompa di circolazione è installata sul lato di ritorno e non sul lato di mandata. Si ritiene che vi sia un minor rischio di rapida usura del dispositivo, poiché il liquido di raffreddamento si è già raffreddato. Ma per le pompe moderne questo non è necessario, poiché hanno i cosiddetti cuscinetti lubrificati ad acqua. Sono già progettati specificamente per tali condizioni operative.

Ciò significa che è possibile installare una pompa di circolazione sul lato mandata, soprattutto perché qui la pressione idrostatica dell'impianto è inferiore. Il luogo di installazione del dispositivo divide convenzionalmente l'impianto in due parti: la zona di scarico e la zona di aspirazione.Una pompa installata sulla mandata, subito dopo il vaso di espansione, pomperà l'acqua dal serbatoio di accumulo e la pomperà nell'impianto.

La pompa di circolazione dell'impianto di riscaldamento divide il circuito in due parti: la zona di iniezione in cui scorre il liquido di raffreddamento e la zona di vuoto da cui viene pompato

Se la pompa è installata sulla linea di ritorno davanti al vaso di espansione, pomperà l'acqua nel serbatoio, pompandola fuori dal sistema. Comprendere questo punto aiuterà a tenere conto delle caratteristiche della pressione idraulica in vari punti del sistema. Quando la pompa è in funzione, la pressione dinamica in un sistema con una quantità costante di refrigerante rimane costante.

È importante non solo scegliere la posizione ottimale per l'installazione delle apparecchiature di pompaggio, ma anche installarle correttamente. Ti consigliamo di familiarizzare con i dettagli installazione pompa di circolazione.

Il vaso di espansione crea la cosiddetta pressione statica. Rispetto a questo indicatore, viene creata una maggiore pressione idraulica nell'area di scarico del sistema di riscaldamento e una ridotta nell'area del vuoto.

Il vuoto può essere così forte da raggiungere il livello della pressione atmosferica o addirittura essere inferiore, e questo crea le condizioni affinché l'aria possa entrare nel sistema dallo spazio circostante.

Nell'area di maggiore pressione, l'aria può, al contrario, essere espulsa dal sistema e talvolta si osserva l'ebollizione del liquido di raffreddamento. Tutto ciò può portare al funzionamento errato delle apparecchiature di riscaldamento. Per evitare tali problemi, garantire una pressione eccessiva nella zona di aspirazione.

Per fare ciò, puoi utilizzare una delle seguenti soluzioni:

• sollevare il vaso di espansione ad un'altezza di almeno 80 cm dal livello dei tubi del riscaldamento;
• posizionare l'unità nel punto più alto dell'impianto;
• scollegare il tubo di accumulo dalla mandata e trasferirlo sul ritorno dopo la pompa;
• installare la pompa non sul ritorno, ma sulla mandata.

Non sempre è possibile sollevare il vaso di espansione ad un'altezza sufficiente. Solitamente viene collocato in soffitta se c'è lo spazio necessario. È importante rispettare le regole di installazione dell'unità per garantirne il funzionamento senza problemi.

Abbiamo fornito raccomandazioni dettagliate per l'installazione e il collegamento del vaso di espansione il nostro altro articolo.

Se il sottotetto non è riscaldato, il serbatoio di accumulo dovrà essere coibentato.È abbastanza difficile spostare il serbatoio nel punto più alto di un sistema a circolazione forzata se questo è stato precedentemente realizzato come naturale.

Parte della tubazione dovrà essere rifatta in modo che la pendenza dei tubi sia diretta verso la caldaia. Nei sistemi naturali la pendenza viene solitamente realizzata verso la caldaia.

Un vaso di espansione installato all'interno non necessita di protezione aggiuntiva, ma se è installato in una soffitta non riscaldata è necessario prestare attenzione ad isolare questo dispositivo

Cambiare la posizione del tubo del serbatoio dalla mandata al ritorno di solito non è difficile. Ed è altrettanto semplice realizzare l’ultima opzione: installare una pompa di circolazione nel sistema sulla linea di alimentazione dietro il vaso di espansione.

In una situazione del genere, si consiglia di scegliere il modello di pompa più affidabile in grado di resistere a lungo al contatto con il liquido di raffreddamento caldo.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Puoi trovare informazioni interessanti sui sistemi di riscaldamento forzato in questo video:

Informazioni più dettagliate sui calcoli necessari per la scelta di una pompa di circolazione possono essere trovate qui:

Questo video descrive in dettaglio la procedura di progettazione e installazione della pompa di circolazione:

I sistemi di riscaldamento forzato non sono così complicati come potrebbero sembrare a prima vista. Ma per implementare tale compito, è necessario eseguire correttamente i calcoli ed elaborare un progetto competente. In base a queste condizioni, puoi dotare la tua casa di un riscaldamento affidabile ed efficiente.

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