Distribuția optimă a încălzirii într-o casă particulară: compararea tuturor schemelor tipice

La rezolvarea problemei încălzirii locuinței, există numeroase combinații de construire a sistemului de alimentare și evacuare a agentului termic. Fiecare distribuție a încălzirii într-o casă privată poate fi clasificată după mai multe criterii.

Vă propunem să înțelegeți nuanțele amenajării și funcționării variantelor posibile. Înțelegerea principiilor de proiectare, a avantajelor și dezavantajelor fiecărui tip de distribuție, vă va ajuta să planificați geometria sistemului și amenajarea acestuia ținând cont de particularitățile individuale ale încăperii.

Modelarea geometriei optime a circuitului

Pentru o singură casă privată pot fi proiectate mai multe circuite închise de apă, care vor încălzi diferite încăperi. Acestea se pot deosebi considerabil unele de altele prin tipul de distribuție.

La proiectare, în primul rând, se pornește de la funcționalitatea sistemului, precum și de la geometria optimă din perspectiva minimizării costurilor, simplității montajului și posibilității de a integra elementele de încălzire în designul încăperilor.

Circulația naturală și forțată a apei

Încălzirea agentului termic pentru încălzirea casei se realizează într-unul sau mai multe dispozitive amplasate în interiorul încăperii. Acestea pot fi sobe, șeminee, precum și cazane pe gaz, electrice sau pe combustibil solid.

Presiunea apei în circuit este asigurată fie prin utilizarea pompelor de circulație, fie prin proiectarea geometriei sistemului, care permite crearea condițiilor pentru circulația naturală.

De asemenea, sursa de apă caldă poate fi un sistem centralizat de încălzire pentru mai multe case. În cazul unei presiuni slabe, este posibilă conectarea pompelor de circulație pentru a crea o presiune suplimentară și a crește viteza de deplasare a lichidului prin conducte.

Instalarea pompei de circulație creează o presiune suficientă în sistem, făcând posibilă utilizarea variantelor de distribuție care nu pot fi aplicate în cazul circulației naturale.

La alegerea variantei cu circulație naturală a agentului termic sau a presiunii scăzute în conducte în cazul încălzirii centralizate, este necesar să se acorde atenție posibilității de utilizare maximă a legilor fizice care permit inițierea și menținerea mișcării lichidului.

Un element obligatoriu al distribuției în acest caz este colectorul de accelerare. Acesta reprezintă o conductă verticală prin care apa caldă se ridică în sus, apoi se distribuie prin corpurile de încălzire și, după ce pierde temperatura inițială, curge în jos.

Din cauza densității diferite, apare o diferență de presiune hidrostatică între coloana de lichid cald și cea rece, care este forța motrice pentru circulația apei.

Distribuția verticală și orizontală

Alimentarea cu apă caldă la radiatoare poate fi realizată în diferite moduri. Distribuția se împarte convențional în verticală și orizontală, în funcție de poziția țevilor (coloanelor) care alimentează direct radiatoarele de încălzire.

În casele moderne, se folosește mai des distribuția orizontală decât cea verticală a încălzirii. Motivul este că schemele de amplasare a radiatoarelor pe diferite etaje rareori coincid.

Schemele verticale cu alimentare superioară cu apă caldă utilizează la maximum diferența de presiune hidrostatică dintre segmentele cald și rece ale circuitului, de aceea sunt aproape întotdeauna folosite în circulația naturală, precum și la presiune scăzută în sistem.

În plus, astfel de scheme sunt funcționale în cazul opririi de urgență a pompei, care poate apărea din cauza defectării acesteia sau a lipsei de curent electric.

Distribuția cu alimentare inferioară practic nu se folosește la încălzirea cu circulație naturală. În cazul existenței unei presiuni bune în sistem, utilizarea sa este justificată, deoarece o astfel de schemă are două avantaje semnificative față de varianta alternativă.

Avantajele schemei:

• lungimea totală mai mică a țevilor utilizate;
• nu este necesară conducta prin pod sau prin nișe tehnologice sub tavanul etajului al doilea.

Schema orizontală de distribuție a încălzirii se folosește pentru case particulare cu un singur etaj. Dacă clădirea are două sau mai multe etaje, atunci este adesea folosită în cazul în care, din punct de vedere al designului, coloanele verticale sunt nedorite.

Țevile orizontale, de alimentare și de retur a apei, pot fi integrate organic în interiorul încăperilor, precum și ascunse sub podea sau în nișe situate la nivelul podelei.

Alegerea variantei cu un singur tub sau cu două tuburi

Alimentarea cu apă caldă și evacuarea apei răcite pentru sistemul de încălzire al unei case private se poate face cu una sau două țevi. Fiecare variantă are aspecte pozitive și negative, precum și particularități de utilizare în funcție de tipul distribuției.

Din punctul de vedere al designului interior, prezența celei de-a doua țevi nu influențează aspectul sistemului de încălzire datorită variantei de conectare inferioară a sistemului la radiatoare și posibilității de a reduce diametrele țevilor.

Utilizarea schemei de conectare cu un singur tub

Schema de încălzire cu apă a unei case private, care utilizează o singură țeavă pentru alimentarea cu apă caldă și evacuarea apei răcite, se numește sistem cu o singură țeavă. Principalul avantaj al acestui sistem constă în minimizarea lungimii țevilor.

Principlalele avantaje ale varintei:

• cele mai mici costuri pentu achiziționarea elementelor sistemului de încălzire;
• cea mai simplă și repidă instalare;
• cela mai mic risc de avarie.

Principalul dezavantaj al încălzirii cu o singură țeavă este scăderea treptatǎ a temperaturii apei, care trece succesiv prin toate radiatoarele din circuit.

Prin urmare, este necesar să se utilizeze o suprafață ceva mai mae a ultimelor radiatoare (un număr mai mare de elemente), cea ce adesea anulează avantajul de cost al minimizării lungimii țevilorr.

În plus, din cauza acestui dezavantaj, există limitări pentru un singur circuit în ceea ce privește numărul de radiatoare conectate. Dacă sunt prea multe, ultimele în direcția de curgere a agentului termic practic nu vor emite căldură.

În plus, apare o problemă la calculul transferului de căldură. Aici trebuie să se țină cont că deconectarea primelor radiatoare de la sistemul de încălzire duce la creșterea temperaturii apei de intrare pentru dispozitivele ulterioare.

Aplicarea schemelor monotub cu distribuție verticală inferioară este inutilă, deoarece lungimea țevilor va fi aceeași ca în varianta bitub, ceea ce anulează toate avantajele, dar păstrează dezavantajele.

Dacă returul agentului termic are loc pe același traseu ca și alimentarea, atunci lungimea totală a țevilor în ambele variante este practic aceeași

Conectarea unui aparat de încălzire se face de obicei printr-un bypass, pentru a putea deconecta oricare dintre ele fără a opri circulația apei prin circuit.

Pentru a economisi la robinete, se poate evita ocolirea apei prin racord, dar atunci va trebui să opriți funcționarea acestei părți a sistemului și să scurgeți apa atunci când este necesară înlocuirea sau repararea radiatorului.

Cea mai economică variantă este utilizarea unei singure țevi de oțel cu diametrul de 1,5-2 inci, fără radiatoare de încălzire. Absența robinetelor și a fitingurilor face ca un astfel de sistem să fie și cel mai practic datorită minimizării riscului de scurgeri sau spargeri de apă.

Citiți mai multe despre calculul sistemului de încălzire monotub în acest articol.

Aplicarea variantei de încălzire cu două tuburi

Schema unui circuit de încălzire în care o țeavă este folosită pentru alimentarea cu apă caldă către aparatele de încălzire, iar a doua pentru returnarea apei răcite se numește bitub.

Principalele sale avantaje:

• temperatura apei furnizate la toate radiatoarele este aceeași;
• deconectarea unuia sau a mai multor radiatoare nu afectează temperatura apei furnizate către celelalte aparate de încălzire;
• limitările privind numărul de radiatoare pentru un singur circuit de încălzire depind doar de volumul de debit al țevilor.

Principalul dezavantaj al acestei distribuții este o anumită creștere a lungimii țevilor.

Acest lucru duce la câteva dezavantaje suplimentare:

• cresc costurile de achiziție și instalare a elementelor sistemului de încălzire;
• se complică integrarea în interiorul casei private.

Numărul de fitinguri și robinete la sistemul bitub este aproape același ca la cel monotub.

Pentru schema de curgere paralelă a agentului termic, lungimea totală a țevilor atunci când se utilizează un sistem cu două țevi crește cu distanța dintre primul și ultimul radiator. Uneori, aceasta este nesemnificativă în comparație cu lungimea totală a circuitului.

În funcție de mișcarea relativă a apei calde și reci, schemele de distribuție cu două țevi se împart în două tipuri:

• de curgere paralelă;
• de curgere contrară (în fund de sac).

Schema de curgere paralelă. Ambele fluxuri se deplasează în aceeași direcție și, astfel, lungimea ciclului de circulație a agentului termic pentru fiecare radiator este aceeași. În acest caz, încălzirea acestora are loc cu aceeași viteză la pornirea sistemului de încălzire.

Varianta de curgere contrară. Direcția de mișcare a apei calde și reci este opusă. Radiatoarele mai apropiate de cazan se încălzesc mai repede.

Cu cât viteza apei este mai mică, cu atât efectul este mai vizibil, de aceea, în cazul circulației naturale, încălzirea unor încăperi va avea loc considerabil mai lent decât a altora.

Dacă se utilizează o pompă de circulație sau distanța dintre primul și ultimul radiator din circuit este nesemnificativă, atunci efectul de încălzire neuniformă în cazul distribuției cu două țevi în contracurent este imperceptibil. Astfel, alegerea în favoarea uneia sau alteia dintre variante este determinată exclusiv de considerente de comoditate a traseului țevii de retur.

Includerea unui colector de distribuție în sistem

O metodă populară în ultimul timp de organizare a încălzirii cu apă este așa-numita “schemă radială” cu utilizarea unui colector de distribuție.

O astfel de metodă de distribuție funcționează fiabil doar cu o presiune bună a apei în sistem, de aceea nu este utilizată în cazul circulației naturale.

Distribuția radiantă presupune conectarea fiecărui aparat de încălzire (sau a unui grup mic al acestora) direct la colectorul de distribuție, care distribuie apa caldă și colectează apa răcită.

Sistemul radial de conectare a radiatoarelor

Cea mai uniformă și controlabilă separare a fluxului de agent termic către aparatele de încălzire se poate realiza cu ajutorul colectorului de distribuție.

Dispozitivul include doi piepteni, într-unul dintre care apa caldă intră din cazan și este distribuită către calorifere, iar în celălalt apa răcită se întoarce și este direcționată înapoi la cazan.

Conectarea caloriferelor prin colectorul de distribuție are loc în paralel, astfel încât, la o astfel de distribuție, se obține o diferență minimă de temperatură a agentului termic furnizat aparatelor de încălzire.

Aceasta facilitează semnificativ calculul parametrilor caloriferelor în faza de proiectare și, de asemenea, permite reglarea ușoară a puterii fiecărui aparat în perioada de exploatare.

Un al doilea avantaj semnificativ al unei astfel de distribuții este posibilitatea de a controla parametrii de alimentare cu agent termic către toate aparatele dintr-un singur loc. Colectorul se plasează într-un dulap special cu acces la indicatoare și elemente de comandă: robinete, ventile și pompe.

Acest lucru este convenabil din perspectiva reglării microclimatului casei și permite integrarea mai ușoară a caloriferelor în interiorul încăperii.

Printre dezavantajele sistemelor cu schemă de distribuție a încălzirii prin colector se numără lungimea maximă a conductelor de alimentare și retur a apei către radiatoare. Această variantă este cea mai scumpă din punct de vedere al costului elementelor circuitului și cea mai complexă la montaj, necesitând, de asemenea, o anumită calificare.

Utilizarea colectorului pentru conectarea dispozitivelor de încălzire de diferite tipuri necesită o bună înțelegere a tematicii încălzirii pe apă și, uneori, efectuarea de calcule hidraulice pentru funcționarea normală a unor astfel de sisteme.

De regulă, conductele din schema radială de încălzire se montează în șapa pardoselii. Aceasta înseamnă că proiectarea și instalarea unui astfel de sistem sunt necesare în timpul construcției sau renovării capitale a unei case private.

Realizarea variantei cu colector pentru conectarea radiatoarelor sau modificarea geometriei circuitelor în încăperi cu reparații interioare deja efectuate este destul de dificilă. Acesta este al doilea dezavantaj semnificativ al acestui tip de distribuție.

Reguli de utilizare a pardoselii încălzite

O modalitate confortabilă și foarte populară de încălzire a spațiilor locative – amenajarea pardoselii încălzite. Dacă suprafața încălzită este mică, atunci se poate utiliza o singură conductă, plasată în șapa pardoselii.

Conectarea pardoselii încălzite la sistemul de încălzire printr-un colector de distribuție este singura variantă posibilă pentru încălzirea suprafețelor mari în acest mod.

Pentru suprafețe mari, utilizarea unei singure conducte este imposibilă din următoarele motive:

• cantitatea de căldură furnizată nu va fi suficientă pentru încălzirea întregii încăperi, iar această încălzire va fi neuniformă;
• la o lungime mare, apare o rezistență hidrodinamică puternică a fluxului de fluid, ceea ce duce la costuri excesive de energie electrică pentru crearea presiunii și crește riscul de spargere a apei la îmbinări.

Prin urmare, în cazul unei suprafețe semnificative a pardoselii încălzite, utilizarea mai multor conducte nu este o opțiune, ci o necesitate.

În acest caz, conectarea se realizează printr-un colector de distribuție.

Colectorul este adesea echipat cu un grup de amestec pentru reglarea temperaturii apei care este furnizată țevilor de încălzire în pardoseală. Motivul este că pentru radiatoarele de încălzire, de obicei, se utilizează lichid cu un interval de temperatură de 70-80°C, în timp ce pentru încălzirea în pardoseală este necesară aproximativ 40°C.

Reglarea temperaturii prin intermediul amestecătorului se remarcă prin fiabilitate, ceea ce este foarte important, deoarece depășirea temperaturii poate cauza deformarea semnificativă a pardoselii: linoleum, laminat sau parchet.

Concluzii și material video util pe această temă

Reprezentarea schematică a distribuției de încălzire într-o casă cu două etaje de suprafață mare. Sistemul cu două țevi, cu traseu paralel și cu capăt mort, și încălzirea în pardoseală, conectate prin colectoare. Eliminarea conflictului dintre pompele de circulație cu ajutorul separatorului hidraulic:

Schema radială pentru încălzirea unei clădiri cu două etaje. Deoarece finisajul nu a fost încă efectuat, întreaga distribuție este bine vizibilă. Nuanțele de așezare a țevilor pe podea sub șapă de beton:

Opinia unui maestru practicant în instalarea sistemelor de încălzire despre diferite scheme utilizate în casele private. Prezentare generală a avantajelor și dezavantajelor circulației naturale, sistemului cu o singură țeavă, cu două țevi (paralel și de capăt mort), precum și distribuției cu colectoare:

Distribuțiile prezentate pentru încălzirea caselor sunt standard și pot fi modificate în funcție de geometria încăperilor, valorile de temperatură necesare sau alți factori. La modificarea schemelor, este necesar să se respecte legile și principiile de bază ale fizicii, hidraulicii, științei materialelor și altor discipline.

În cazul rezolvării unor probleme complexe sau nestandardizate, este mai bine să apelați la specialiști, deoarece refacerea sistemelor de încălzire poate fi chiar mai costisitoare decât modelarea și instalarea lor.

Dacă aveți întrebări sau doriți să împărtășiți experiența personală privind distribuția de încălzire din casa dumneavoastră, vă rugăm să lăsați comentarii la acest articol. Puteți completa recenzia dumneavoastră cu o fotografie – formularul de contact se află mai jos.