Scheme tipice și reguli de elaborare a proiectului sistemului de încălzire pentru o casă particulară cu un etaj

Sistemul de încălzire într-o casă cu un etaj poate fi montat după diferite scheme. La alegerea variantei optime se iau în considerare bugetul proiectului și disponibilitatea tipurilor de combustibil.

De asemenea, caracteristicile elementelor constructive ale clădirii rezidențiale private: suprafața obiectului, materialele utilizate la construcție, existența unui spațiu de depozitare pentru instalarea echipamentului cazanului.

Să analizăm ce reguli trebuie respectate atunci când proiectăm sistemul de încălzire și de ce acțiuni este mai bine să ne abținem pentru a evita problemele cu încălzirea în viitor.

Cerințe pentru încălzirea individuală

Unitatea termică trebuie planificată astfel încât să corespundă proiectului arhitectural al clădirii. Amplasarea tuturor elementelor funcționale trebuie să fie cât mai convenabilă pentru exploatare și pentru efectuarea lucrărilor de reparații planificate, fără a afecta integritatea structurală a casei.

Cerințele de bază pentru sistemele moderne de încălzire:

• eficiența energetică;
• montaj și întreținere simplă;
• performanțe ridicate de transfer termic;
• independență totală/parțială de energia electrică.

Înainte de a începe proiectarea alimentării cu căldură, trebuie să alegeți cea mai potrivită și economică sursă de energie termică — sobă sau șemineu, încălzire pe apă, cu abur, pe aer sau electrică.

Și, de asemenea, va trebui să decideți asupra schemei de principiu a traseului conductelor pentru încălzirea unei case private cu un etaj, să calculați corect puterea și să evaluați obiectiv sarcina asupra sistemului, ținând cont de toate particularitățile.

Sistemul individual de încălzire trebuie să creeze un microclimat confortabil în interiorul casei în timpul iernii, să fie economic și fiabil în exploatare

O linie de distribuție a încălzirii instalată corect permite organizarea unei încălziri uniforme a aerului în toate camerele casei private într-un timp minim.

Clasificarea sistemelor de alimentare cu căldură

În clădirile cu un singur etaj, cabane, case se montează sisteme de încălzire autonome sau dependente de surse externe de energie. Primele funcționează pe gaz lichefiat, motorină, precum și combustibil solid. Cele din urmă au nevoie de conectare la rețeaua electrică sau la conducta principală de gaz.

O altă diferență între variantele de alimentare cu căldură constă în necesitatea participării umane la funcționarea echipamentelor.

Sistemele cu control automatizat nu necesită monitorizare non-stop sau reglare manuală. Menținerea unei temperaturi confortabile în interiorul clădirii este asigurată de termostate și senzori de temperatură.

Aceste dispozitive monitorizează în mod regulat modificările indicilor de temperatură, ceea ce permite sistemului de încălzire să ia în considerare toți factorii care au un impact direct asupra temperaturii din cameră: căldura solară, radiația aparatelor electrocasnice, încălzirea de la lămpile de iluminat etc.

Sistemul de alimentare cu căldură este adesea montat împreună cu automatizarea cazanelor. Sarcina sa principală este de a atinge cea mai mare eficiență posibilă, dar fără a ieși din limitele parametrilor admisibili.

Automatizarea oferă posibilitatea de a modifica regimul de temperatură din casă în diferite momente ale zilei.

La clasificarea sistemelor de încălzire se iau în considerare următoarele caracteristici:

• tipul purtătorului de căldură — aeriene, cu apă sau cu abur, combinate;
• tipul de combustibil utilizat — pe gaz, electrice, cu turbă, cu lemne, cu peleți, cu cărbune;
• modul de transport al fluidului de lucru — cu circulație naturală și forțată;
• sensul de deplasare a agentului termic — cu curgere directă și cu capăt mort;
• modul de conectare a echipamentelor cazanului — configurație cu un singur tub și cu două tuburi;
• schema de distribuție — cu amplasare verticală sau orizontală a liniei de distribuție, superioară sau inferioară, combinată.

În clădirile cu mai multe apartamente domină schema verticală de distribuție, iar în cele cu un singur etaj se întâlnește cea orizontală. Metodele combinate de furnizare a căldurii predomină în noile construcții înalte.

Caracteristici ale circulației agentului termic

În casele private cu puține etaje este eficient să se instaleze sisteme de încălzire cu agent termic lichid. Pentru aceasta, țevile se umplu cu antigel neîngheț sau apă.

Mișcarea fluidului de lucru prin circuitul de încălzire poate avea loc în regim natural sau forțat. Apa încălzită de generatorul termic intră în conducta de distribuție, apoi la radiatoare. Această parte a circuitului se numește cursul direct.

După ce ajunge în radiatoare, lichidul agent termic se răcește și se îndreaptă rapid spre cazan pentru reîncălzire. Acest interval se numește cursul de retur. Pentru a accelera transportul agentului termic în interiorul sistemului, se montează o pompă de circulație.

Mișcarea naturală a lichidului

În circuitul de încălzire, se face o pantă a conductelor orizontale, creând astfel condiții pentru deplasarea fluidului de lucru sub acțiunea gravitației.

De asemenea, se instalează un rezervor de expansiune deschis — un bazin special pentru preluarea excesului de apă, pentru a asigura funcționarea corectă și sigură a tuturor componentelor rețelei de inginerie.

Sistemele de apă funcționează pe deplin cu cazane pe combustibil lichid, combustibil solid, pe gaz și electrice.

Sistemele de încălzire cu circulație naturală funcționează datorită densității diferite a agentului termic încălzit și rece. Conform legilor fizicii, apa caldă se ridică în sus.

Într-un circuit închis, fluxurile reci înlocuiesc inevitabil pe cele încălzite, forțându-le să se deplaseze în direcția opusă față de sursa de căldură. Fluidul în mișcare, cu potențial de energie cinetică, trece prin toate radiatoarele, cedând căldură. După revenirea la echipamentul cazanului, ciclul se repetă.

Astăzi, sistemul de încălzire monotub cu radiatoare de apă se bucură de o popularitate imensă printre consumatori. Agentul termic este apa, dar se admite și utilizarea unui fluid de lucru antigel, care va preveni deteriorarea țevilor în timpul iernii.

Pentru ca sistemul cu gravitație să funcționeze corespunzător, cazanul se instalează sub axa centrală a circuitului principal. De obicei, generatorul de căldură se montează într-o adâncitură a podelei, dar uneori în subsoluri, cu excepția agregatelor pe gaz.

Conducta de alimentare de la cazan se ridică pe direcție verticală până la punctul cel mai înalt posibil. Acest lucru creează spațiu suplimentar în circuitul închis pentru accelerarea fluidului de lucru.

Cantitatea de armături de închidere necesare în sistemele de încălzire cu gravitație se reduce la minimum. Se impun cerințe stricte privind diametrul conductelor instalate — acesta trebuie să fie de cel puțin 32 mm. Deoarece viteza de deplasare a apei în circuit este redusă, pentru a crește eficiența încălzirii se montează doar conducte cu diametru mare.

În punctul cel mai înalt al sistemelor deschise de alimentare cu căldură se instalează un rezervor de expansiune. În sistemele închise, de regulă, se montează un aerisitor automat.

Sistemul autonom de încălzire, al cărui principiu de funcționare se bazează pe modul natural de circulație a fluidului termic, este cel mai simplu. Un astfel de proiect de încălzire a casei este ușor de implementat în practică. Cu toate acestea, această variantă este potrivită doar pentru clădiri private de dimensiuni mici, deoarece lungimea circuitului de încălzire este limitată la 30 de metri.

Principalul avantaj al sistemelor gravitaționale este independența totală față de energia electrică. Pentru mai multe detalii despre sistemele de încălzire cu circulație naturală a agentului termic, citiți mai departe.

Circulația forțată în sistem

Pentru construcțiile private cu o suprafață totală mai mare de 60 mp, se proiectează încălzirea cu transport forțat al lichidului de lucru. În circuitul închis se instalează o pompă de circulație, pentru a asigura mișcarea accelerată a agentului termic cald către radiatoare, iar a celui răcit — către generatorul de căldură.

Montajul țevilor în sistem se poate realiza fără înclinare în plan orizontal. Apa se deplasează datorită diferenței de presiune care apare pe tronsonul magistralei între curgerea directă și cea de retur a lichidului.

Prezența dispozitivului de pompare crește semnificativ randamentul sistemului de încălzire și minimizează consumul de combustibil necesar pentru menținerea unei temperaturi confortabile în încăpere într-o casă privată.

Un dezavantaj semnificativ al sistemului cu circulație forțată este dependența de energie electrică. Pentru circulația constantă a apei în circuit este necesară funcționarea continuă a pompei, iar funcționalitatea acesteia depinde direct de alimentarea cu energie electrică.

În cazul unei întreruperi bruște a curentului electric, echipamentul pur și simplu nu va putea pompa lichidul. De aceea, specialiștii recomandă instalarea suplimentară a unor generatoare de rezervă, capabile să asigure o alimentare stabilă și neîntreruptă cu căldură chiar și în situații neprevăzute.

Astfel de scheme pot fi utilizate la montarea încălzirii în clădiri de orice suprafață. Este necesar doar să alegeți o pompă de circulație cu parametri de putere potriviți și să asigurați alimentarea cu energie electrică.

Sistem de încălzire monotub

În casă se instalează o singură linie de magistrală sub podea sau deasupra acesteia, cu conectarea în serie a bateriilor. În acest circuit de încălzire nu există distribuție pe conducta de alimentare și cea de retur.

De-a lungul perimetrului clădirii cu un singur etaj se montează o singură țeavă cu secțiune circulară, cu diametrul de cel puțin 32 mm, care se împarte convențional în două jumătăți. Jumătatea care pleacă de la generatorul de căldură se numește alimentare, iar a doua parte a magistralei — retur. Cu ajutorul unei țevi sudate sau fără sudură, cu diametru mic, se montează radiatoare/convertizoare în buclă.

Organizarea sistemului de încălzire cu circulație naturală presupune instalarea conductei de alimentare cu o înclinare de 4-5 mm la fiecare 2 m

Schema monotub include următoarele elemente funcționale:

• sursa de alimentare cu căldură (cazanul);
• radiatoarele de încălzire;
• rezervorul de expansiune;
• elementele de distribuție a țevilor.

Lichidul încălzit ajunge pe rând la radiatoarele de încălzire, cedând de fiecare dată o parte din căldura sa. După aceasta, se întoarce răcit în cazan pentru următorul ciclu de încălzire. În fiecare radiator se pierde căldură, iar ultimul element din lanț rămâne cel mai rece în comparație cu celelalte.

Există mai multe metode care permit optimizarea funcționării sistemului monotub. Se pot instala suplimentar supape termostatice speciale pentru schimbătoarele de căldură, valve de echilibrare cu rezistență hidraulică reglabilă sau robinete cu bilă compacte. Astfel de echipamente ajută la normalizarea furnizării de căldură către radiatoare.

Valvele instalate oferă posibilitatea de a regla cantitatea de căldură care intră în fiecare radiator în parte.

O altă metodă este de a mări numărul de secțiuni ale fiecărui radiator următor din circuitul de încălzire. De asemenea, se poate instala o pompă de circulație. Dispozitivul de pompare se conectează la capătul returului – locul unde fluidul de lucru are cele mai scăzute valori de temperatură.

Varianta de încălzire monotub se caracterizează prin instalare și punere în funcțiune simple. Pierderile de căldură sunt reduse la minim, deoarece absolut toate comunicațiile sunt situate în interiorul camerelor de locuit ale unei case private.

O astfel de schemă poate fi organizată sub forma unui sistem cu distribuție orizontală și circulație forțată a agentului termic, sau a unei rețele verticale de încălzire cu deplasare naturală, forțată sau combinată a fluidului de lucru.

De asemenea, vă recomandăm să citiți un alt material al nostru, unde am analizat în detaliu sistemul de încălzire monotub pentru o casă privată.

Metoda orizontală de distribuție

Montarea conductei de alimentare în plan orizontal se realizează cu panta necesară în direcția de mișcare a apei încălzite. În același timp, toate bateriile de pe perimetrul casei trebuie instalate la același nivel. Pentru evacuarea aerului din radiatoare se folosesc robinetele Mayevsky sau dispozitive automate de aerisire.

Robinetul Mayevsky este un dispozitiv special pentru eliminarea aerului acumulat din baterii. Se rotește supapa de închidere până când se aude clar un șuierat. Când amestecul de gaze este eliminat, din robinet va curge apă.

Conducta orizontală poate fi instalată chiar în structura podelei sau montată deasupra acestuia. Pentru a evita pierderile de căldură, în primul caz este obligatoriu să izolați conductele.

Varianta verticală de distribuție

Într-un astfel de sistem, transportul agentului termic lichid este asigurat de regimul natural de circulație, prin urmare nu este necesară instalarea suplimentară a unei pompe. Independența energetică este principalul avantaj al sistemului vertical cu o singură țeavă de încălzire a casei.

Cu această metodă de distribuție, fluidul de lucru încălzit la temperatura setată se deplasează în sus pe coloana verticală, după care prin conductele de distribuție ajunge la radiatoare. Eficiența funcționării sistemului vertical cu o singură țeavă se obține prin instalarea magistralei în pantă, precum și prin montarea conductelor de diametru mare.

Desigur, o conductă masivă nu va împodobi interiorul camerelor de locuit. Dar acest dezavantaj evident poate fi evitat dacă se instalează în sistem un echipament de circulație.

Sistem de încălzire bitub

Principala diferență a schemei de încălzire cu două țevi a casei este prezența unei țevi pentru alimentarea cu apă și a unei alteia pentru întoarcerea acesteia. Mai mult, în prima intră lichidul fierbinte, iar prin a doua se îndreaptă către cazan agentul termic deja răcit.

Fiecare radiator este deservit atât de coloana de alimentare, cât și de cea de retur. Acest lucru permite reglarea cantității de căldură primită de fiecare radiator. Dacă nu se ia în considerare răcirea agentului termic în conducte, rezultă că în toate elementele de încălzire intră lichid cu aceeași temperatură.

Așa arată sistemul standard de alimentare cu căldură cu două țevi, în care încălzirea agentului termic lichid este asigurată de un cazan cu gaz cu două circuite

Schema de încălzire cu două țevi include:

• generator de căldură;
• radiatoare;
• vas de expansiune;
• țevi;
• armături de închidere și dispozitive speciale pentru evacuarea aerului.

De la cazan la rezervorul de expansiune merge o conductă cu apă fierbinte. Apoi, în circuitul de încălzire, aceasta se conectează cu linia de distribuție. În plus, în rezervor se montează un racord de preaplin pentru evacuarea la timp a excesului de agent termic în sistemul de canalizare.

Din partea inferioară a schimbătoarelor de căldură ies conducte, unite într-o singură magistrală de retur. Prin aceasta, agentul termic răcit se întoarce înapoi la cazan. Conducta de retur este montată strict paralel cu conductele superioare. Ea trebuie să treacă prin toate camerele în care este instalată linia de alimentare cu apă fierbinte.

Sistemele cu două țevi cu circulație forțată sunt considerate cele mai eficiente pentru casele cu un etaj și vile, dar pot asigura căldură și pentru clădirile cu două etaje de suprafață mare.

Iar acestea permit încălzirea uniformă și foarte rapidă a camerei și menținerea unor regimuri de temperatură diferite în încăperi. În plus, configurația cu două circuite oferă posibilitatea de a organiza nu doar încălzirea casei, ci și alimentarea cu apă caldă menajeră.

Presiunea de circulație într-un sistem cu două conducte depinde direct de înălțimea de instalare a elementelor de încălzire.

Sistemele închise de alimentare cu căldură cu circulație forțată se montează în două variante — cu distribuție orizontală și verticală.

Prima metodă se implementează în case cu un singur etaj și cu o conductă lungă. În astfel de situații, conectarea radiatoarelor de apă la circuitul de încălzire cu distribuție orizontală este soluția optimă.

În cea de-a doua variantă de distribuție, coloana este amplasată vertical, ceea ce permite utilizarea schemei chiar și în clădirile cu mai multe etaje. În astfel de sisteme, aerul nu se acumulează, deoarece bulele formate se ridică instantaneu în direcție verticală, direct în rezervorul de expansiune.

Schema de distribuție inferioară și superioară

La distribuția inferioară a sistemului, conducta principală se instalează în încăperea de subsol sau în pivniță. De asemenea, se permite montarea țevilor sub podea. Agentul termic intră în echipamentul de încălzire de jos în sus.

Eliminarea amestecului de gaze se realizează printr-o linie specială de aer, conectată la coloane. În caz de situații de urgență neprevăzute, coloanele de retur și de alimentare sunt dotate cu robinete speciale pentru deconectare.

Pentru a realiza schema cu linia de distribuție superioară, rezervorul de expansiune se montează în punctul cel mai înalt al conductei. În același loc se realizează și ramificarea rețelei.

Proiectarea distribuției superioare este imposibilă în casele particulare care nu au pod.

Tipuri de sistem bitub cu configurație orizontală

Cea mai comună variantă de încălzire a unei case cu un singur etaj este sistemul de alimentare cu căldură cu două conducte și distribuție orizontală.

Pentru organizarea unui astfel de circuit de încălzire se utilizează următoarele scheme:

• cu tee sau, altfel spus, perimetrală;
• cu colector, altfel numită radială.

Conform schemei cu tee, țevile se conectează cu teuri, conductele se instalează în jurul perimetrului încăperii, conectându-se succesiv la aparate. Agentul termic în sistemul perimetral curge de la un radiator la altul, răcindu-se ușor pe parcurs.

În funcție de deplasarea agentului termic încălzit și răcit, variantele cu tee se împart în concurente și contrare. În schema de capăt, apa caldă și cea răcită se deplasează în direcții diferite. În cea concurentă, agentul termic încălzit și cel uzat curg în aceeași direcție.

În schema cu colector, de la organul central al sistemului, colectorul, țevile se conduc către fiecare dintre radiatoare, datorită cărui fapt agentul termic ajunge în toate aparatele simultan.

Principiul de construcție amintește de razele solare, care pornesc de la distribuitorul fluxului termic, amplasat de obicei în centru. În variantele radiale de distribuție, agentul termic se deplasează doar în direcții diferite.

Reguli de întocmire a proiectului sistemului de încălzire

Un proiect bine întocmit permite lansarea unui sistem de alimentare cu căldură cât mai eficient și multifuncțional.

Ea trebuie să funcționeze neîntrerupt în condițiile climatice specifice zonei în care se află casa cu un singur etaj, să fie ușor de utilizat.

Pe baza auditului energetic, a calculului economiilor și a cheltuielilor anuale de încălzire, se selectează varianta optimă a sistemului de încălzire a casei

Elaborarea unui proiect de calitate pentru încălzirea unei case cu un singur etaj și calculul precis al parametrilor sistemului se realizează conform unui plan specific:

1. În prima etapă, este necesar să se formuleze o sarcină tehnică, ținând cont de toate cerințele și detaliile privind sistemul de încălzire.
2. Al doilea pas – colectarea informațiilor despre obiectul privat. Specialiștii trebuie să înregistreze toți indicatorii pentru a întocmi schema circuitului de încălzire.
3. Următoarea etapă – calculul transferului termic. Pentru aceasta, trebuie efectuate calcule și aleasă schema optimă de încălzire, care să corespundă standardelor de bază în construcții și cerințelor individuale ale clientului.
4. După finalizarea tuturor calculelor, se execută desenele.
5. Ultima etapă – întocmirea și predarea proiectului finalizat al sistemului de încălzire către client.

Sarcina principală a proiectării este să calculeze suprafața corectă a echipamentului de încălzire, să selecteze diametrele potrivite ale conductelor. De asemenea, să determine debitul dispozitivelor de pompare, să calculeze punctele de branșare a vanelor și nodurilor sistemului. De aceea, este recomandabil să încredințați procesul profesioniștilor.

Dacă doriți foarte mult să efectuați singuri calculele, vă recomandăm să citiți materialul în care, pe baza unui exemplu, am realizat calculul sistemului de încălzire pentru o casă privată.

Ce informații au nevoie meșterii?

Înainte de a începe lucrările de montaj, trebuie discutate cu specialiștii toate nuanțele, să le arătați viziunea dumneavoastră asupra sistemului de încălzire.

Meșterilor trebuie să le furnizați:

• informații complete despre materialele din care sunt executate acoperișul clădirii, planșeele pereților, structurile ferestrelor;
• planul casei cu un singur etaj;
• desenele în care sunt marcate locurile nodurilor sanitare.

Durata de exploatare a sistemului de alimentare cu căldură este influențată nu numai de calitatea proiectării inginerești și de montajul priceput, ci și de materialele alese, de echipamentul cazanului instalat, precum și de utilizarea rațională a elementelor de încălzire.

Concluzii și material video util pe această temă

În videoclip, schema 3-D, structura și montajul sistemului de încălzire cu o singură conductă într-o casă privată cu un etaj:

Reprezentarea schematică a unui sistem de încălzire cu două conducte din polipropilenă, conectarea corectă a echipamentului cazanului și montarea radiatoarelor de încălzire sunt demonstrate în videoclip:

În videoclip, este analizat în detaliu un proiect tipic de încălzire și calculul pierderilor de căldură:

Sistemele moderne de alimentare cu căldură sunt atribute esențiale ale funcționării caselor private, vilelor și altor obiecte de construcție. Proiectarea efectuată profesional este cheia unei funcționări eficiente, fiabile și pe termen lung, fără avarii, a rețelei termice individuale.

Dacă după citirea materialului aveți întrebări legate de subiectul articolului, le puteți adresa în blocul de mai jos. Acolo puteți lăsa și un comentariu sau împărtăși propria experiență cu ceilalți vizitatori ai site-ului.