Sistem de încălzire deschis: scheme de principiu și particularități de amenajare

Datorită simplității instalării, costului redus și eficienței suficiente, sistemul de încălzire deschis continuă să fie solicitat. Înțelegând principiul de funcționare, echiparea și regulile de montaj, veți putea organiza singur alimentarea cu căldură a casei.

Vă vom spune cum să alcătuiți o schemă funcțională de încălzire de tip deschis. Vă vom îndruma cum să construiți sistemul, urmând cu strictețe cerințele tehnologice și normele la alegerea și conectarea elementelor. Ținând cont de recomandările noastre, veți construi un circuit eficient care funcționează fără probleme.

Meșterilor independenți le oferim să se familiarizeze cu variantele de asamblare testate în practică. Informațiile prezentate sunt completate cu scheme utile, colecții de fotografii, instrucțiuni video.

Echiparea și principiul de funcționare al sistemului

În sistemul de încălzire cu apă, mediatorul la transmiterea energiei termice de la instalația cazanului la radiatoare este fluidul. Circulația agentului termic poate fi realizată pe distanțe mari, asigurând încălzirea caselor și încăperilor de diferite dimensiuni. Aceasta explică implementarea pe scară largă a alimentării cu căldură pe apă.

Funcționarea sistemului de încălzire de tip deschis este posibilă fără utilizarea unei pompe. Circulația agentului termic se bazează pe principiile termodinamicii. Mișcarea apei prin țevi are loc datorită diferenței de densitate dintre lichidul cald și cel rece, precum și datorită pantei țevilor instalate.

Elementul indispensabil al sistemului este vasul de expansiune deschis, în care ajung surplusurile de agent termic încălzit. Datorită rezervorului, are loc stabilizarea automată a presiunii lichidului. Rezervorul se instalează deasupra tuturor componentelor sistemului.

Întregul proces de funcționare a „alimentării termice deschise” se împarte convențional în două etape:

1. Alimentare. Agentul termic încălzit se deplasează de la cazan la radiatoare.
2. Retur. Surplusul de apă caldă ajunge în vasul de expansiune, se răcește și se întoarce la cazan.

În sistemele cu o singură țeavă, funcția de alimentare și retur este îndeplinită de o singură conductă principală, iar în schemele cu două țevi, țevile de alimentare și retur sunt independente una de cealaltă.

Densitatea apei calde este mai mică decât densitatea apei reci, astfel încât în sistem se creează o presiune hidrostatică. Sub presiune, apa caldă se deplasează către radiatoare.

Cea mai simplă și accesibilă pentru montajul propriu este considerată sistemul cu o singură țeavă. Construcția sistemului este elementară.

Dotarea de bază a alimentării termice cu o singură țeavă include:

• cazan de încălzire;
• radiatoare;
• vas de expansiune;
• țevi.

Unii renunță la montarea radiatoarelor și amplasează în jurul casei o țeavă cu diametrul de 8-10 cm. Cu toate acestea, specialiștii observă că eficiența sistemului și confortul de exploatare scad cu o astfel de soluție.

Schema sistemului gravitațional cu o singură țeavă de tip deschis este independentă energetic. Costurile pentru achiziționarea țevilor, armăturilor și echipamentelor sunt relativ scăzute. Este posibilă funcționarea cu cazane de diferite tipuri.

Este mai complicat în construcție și mai costisitor în execuție sistemul de încălzire bitubular. Totuși, costurile și complexitatea construcției sunt pe deplin compensate de eliminarea deficiențelor standard ale sistemelor monotubulare.

Agentul termic cu aceeași temperatură este livrat aproape simultan la toate aparatele, apa răcită fiind colectată de conducta de retur, nu se scurge în următorul radiator.

Pentru deservirea fiecărui aparat în circuitul de încălzire bitubular se amenajează conducta de alimentare și cea de retur, datorită cărora sistemul livrează agent termic cu aceeași temperatură în toate punctele, iar apa răcită este colectată și direcționată către cazan de conducta de retur – o conductă independentă de cea de alimentare.

Cerințe privind amenajarea și exploatarea

La amenajarea sistemului de încălzire al casei, este important să se țină cont de o serie de particularități ale sistemului de încălzire deschis:

1. Pentru a asigura o circulație normală, montajul cazanului se realizează în cel mai jos punct al conductei, iar al vasului de expansiune – în punctul cel mai înalt.
2. Locul optim pentru amplasarea vasului de expansiune este spațiul mansardei. În perioada rece a anului, vasul și coloana de alimentare din interiorul mansardei neîncălzite trebuie izolate termic.
3. Traseul conductei se realizează cu un număr minim de coturi, piese de legătură și fasonate.
4. În sistemul de încălzire gravitațional, apa circulă încet (0,1-0,3 m/s), astfel încât încălzirea trebuie să se producă treptat. Nu trebuie permisă fierberea – aceasta accelerează uzura radiatoarelor și a țevilor.
5. Dacă sistemul de încălzire nu este utilizat iarna, lichidul trebuie scurs – această măsură va menține intacte țevile, radiatoarele și cazanul.
6. Nivelul agentului termic din vasul de expansiune trebuie controlat și completat periodic. În caz contrar, în conductă se vor forma bule de aer, care reduc eficiența radiatoarelor.
7. Apa este agentul termic optim. Antigelul este toxic, nu este recomandat să fie utilizat în sistemele care au contact liber cu atmosfera. Utilizarea sa este justificată dacă nu există posibilitatea de a goli agentul termic în perioada neîncălzită.

O atenție deosebită se acordă calculării secțiunii și pantei conductei. Normele de proiectare sunt reglementate de SNiP cu numărul 2.04.01-85.

În circuitele cu mișcare gravitațională a agentului termic, dimensiunea secțiunii țevii este mai mare decât în schemele cu pompă, dar lungimea totală a conductei este mai mică de aproape două ori. Panta porțiunilor orizontale ale sistemului, egală cu 2 – 3 mm pe metru liniar, se realizează numai la montajul sistemului de încălzire cu mișcare naturală a agentului termic.

Nerespectarea pantei la instalarea sistemelor cu mișcare naturală a agentului termic duce la aerisirea țevilor și la încălzirea insuficientă a radiatoarelor îndepărtate de cazan. Ca urmare, eficiența termică scade.

Tipuri de scheme de alimentare cu căldură deschisă

În schema deschisă a sistemului de încălzire, mișcarea agentului termic se realizează prin două moduri diferite. Prima variantă – circulația naturală sau gravitațională, a doua – acționarea forțată sau artificială de la pompă.

Alegerea schemei depinde de numărul de etaje și suprafața construcției, precum și de regimul termic preconizat.

Circulația naturală în încălzire

În sistemul gravitațional lipsește orice mecanism pentru asigurarea mișcării agentului termic. Procesul se realizează exclusiv prin dilatarea apei calde. Pentru funcționarea schemei este prevăzut un colțar de accelerare, a cărui înălțime este de cel puțin 3,5 m.

Dacă se neglijează instalarea colțarului vertical de tranzit, există o probabilitate mare ca agentul termic care provine de la cazan să nu dezvolte o viteză suficientă

Sistemul de alimentare termică de tip cu circulație naturală este optim pentru construcții cu suprafața de până la 60 mp. Lungimea maximă a circuitului capabil să asigure căldură este considerată magistrala de 30 m. Un factor important este înălțimea construcției și numărul de etaje ale casei, care permit montarea colțarului de accelerare.

Schema de circulație naturală nu este potrivită pentru regimul de aplicare la temperatură joasă. Dilatarea insuficientă a agentului termic nu va crea presiunea adecvată în sistem.

Posibilitățile schemei gravitaționale:

1. Conectarea la podele încălzite. Pe circuitul de apă care duce la podea se montează o pompă de circulație. Restul sistemului funcționează în regim normal. La întreruperea curentului electric, casa continuă să fie încălzită.
2. Funcționarea cu boiler. Aparatul de încălzire se montează în partea superioară a sistemului – puțin sub vasul de expansiune.

Pentru a asigura funcționarea neîntreruptă, pe boiler se poate instala o pompă. Atunci schema de alimentare termică și producere a apei calde menajere trece automat în categoria variantelor forțate. Se montează suplimentar o supapă de reținere, care împiedică recircularea agentului termic.

Sistemul forțat cu pompă

În scopul creșterii vitezei agentului termic și reducerii timpului de încălzire a încăperii, se integrează o pompă. Mișcarea fluxului de apă crește până la 0,3-0,7 m/s. Intensitatea degajării de căldură crește, iar ramurile magistralei se încălzesc uniform.

Schema pompelor se construiește atât de tip deschis, cât și închis. În circuitele deschise, vasul de expansiune se instalează în punctul cel mai înalt al sistemului. Prezența pompei permite mărirea conductei între cazanul de încălzire și calorifere, atât pe înălțime, cât și pe lungime.

Aspecte importante ale organizării sistemului forțat:

1. Schema cu pompă încorporată este dependentă de energie electrică. Pentru ca încălzirea încăperii să nu înceteze la întreruperea curentului, echipamentul pompei se plasează pe bypass.
2. Pompa se instalează înainte de intrarea în cazan pe conducta de retur. Distanța până la cazan este de 1,5 m.
3. La instalarea pompei se ține cont de direcția de mișcare a apei.

Pe retur se montează două robinete de izolare și un cot de by-pass cu pompă de circulație. Atunci când există curent în rețea, robinetele se închid – mișcarea agentului termic se realizează prin pompă. Dacă tensiunea lipsește, atunci ventilul trebuie deschis – sistemul se va reconfigura la circulația naturală.

Pe conducta de alimentare trebuie instalată o supapă de reținere. Elementul se plasează imediat după cazan și previne recircularea agentului termic în timpul funcționării pompei.

Variante de distribuire a conductelor în sistem

Eficiența, economia și estetica sistemului de alimentare cu căldură depind de schema de amplasare a aparatelor de încălzire și a conductelor de legătură. Alegerea distribuției se determină pe baza particularităților constructive și a suprafeței casei.

Specificul schemei cu o țeavă și cu două țevi

Apa încălzită ajunge la radiatoare și înapoi la cazan în moduri diferite. Într-un sistem cu un singur circuit, agentul termic este furnizat printr-o singură conductă principală de diametru mare. Conducta trece prin toate radiatoarele.

Avantajele sistemului cu o singură țeavă cu autocirculație:

• consum minim de materiale;
• ușurință de montare;
• cantitate limitată de țevi în interiorul locuinței.

Principalul dezavantaj al schemei cu o singură țeavă care îndeplinește funcțiile de alimentare și retur constă în încălzirea neuniformă a radiatoarelor de încălzire. Intensitatea încălzirii și degajarea de căldură a bateriilor scad pe măsură ce acestea se îndepărtează de cazan.

În cazul unui lanț lung de distribuție și a unui număr mare de radiatoare, ultima baterie poate fi complet ineficientă. Aparatele de încălzire „fierbinți” se recomandă a fi instalate în încăperile de pe partea de nord, în camerele copiilor și dormitoare.

Schema de încălzire cu două țevi își recâștigă cu încredere pozițiile. Radiatoarele conectează conducta de retur și cea de alimentare. Între baterii și sursa de căldură se formează inele locale.

Principalele avantaje ale sistemului:

• toate aparatele de încălzire se încălzesc uniform;
• posibilitatea reglării încălzirii fiecărui radiator separat;
• fiabilitatea exploatării schemei.

Sistemul cu două circuite necesită investiții și costuri de muncă mai mari. Realizarea montajului a două ramuri de comunicații pe structurile de construcție va fi mai dificilă.

Sistemul cu două țevi se balansează ușor, asigurând alimentarea cu agent termic de aceeași temperatură la toate corpurile de încălzire. Încăperile se încălzesc uniform.

Alimentarea superioară și inferioară a agentului termic

În funcție de amplasarea magistralei care furnizează agentul termic cald, se disting alimentarea superioară și cea inferioară.

În sistemele de încălzire deschise cu distribuție superioară, nu este necesară utilizarea dispozitivelor de eliminare a aerului. Excesul de aer este evacuat prin suprafața vasului de expansiune care comunică cu atmosfera.

La distribuția superioară, apa caldă se ridică pe coloana principală și prin conductele de distribuție este transmisă la radiatoare. Instalarea unui astfel de sistem de încălzire este recomandabilă în căsuțe cu unul sau două etaje și în case private.

Sistemul de alimentare cu căldură cu distribuție inferioară este destul de practic. Conducta de alimentare este amplasată în partea de jos, lângă conducta de retur. Mișcarea agentului termic este de jos în sus. Apa, după ce trece prin radiatoare, este direcționată prin conducta de retur la cazanul de încălzire. Bateriile sunt echipate cu robinete Mayevsky pentru eliminarea aerului din magistrală.

În sistemele de încălzire cu distribuție inferioară, apare necesitatea utilizării dispozitivelor de eliminare a aerului, cel mai simplu dintre care este robinetul Mayevsky.

Coloane verticale și orizontale

În funcție de tipul de amplasare a coloanelor magistrale, se disting metodele de distribuție verticală și orizontală a conductelor. În prima variantă, radiatoarele de la toate etajele sunt conectate la coloane amplasate vertical.

Distribuția verticală este utilizată la amenajarea caselor cu două, trei sau mai multe etaje, cu mansardă, în interiorul căreia se poate amplasa și izola conducta.

Caracteristici ale sistemelor «verticale»:

• absența pungilor de aer;
• potrivit pentru alimentarea cu căldură a clădirilor înalte;
• conectarea pe etaje la coloană;
• dificultăți la instalarea contoarelor de căldură pe apartament în clădirile cu mai multe etaje.

Distribuția orizontală implică conectarea radiatoarelor de la un singur etaj la o coloană comună. Avantajul schemei – se utilizează mai puține conducte pentru instalație, costul de montaj este mai mic.

Coloanele orizontale se aplică de obicei în încăperi cu unul sau două etaje. Amenajarea sistemului este relevantă în casele cu panouri-cadru și clădirile rezidențiale fără pereți despărțitori.

Amenajarea tipului gravitațional de încălzire

Elaborarea proiectului unui sistem gravitațional este mai bine să fie încredințată specialiștilor în termotehnică. În document se specifică tipul de încălzire, modul de conectare a radiatoarelor și circulația agentului termic, parametrii recomandați ai echipamentului, numărul de radiatoare și lungimea conductelor.

Calculul sistemului de alimentare cu căldură

Este necesar să se determine caracteristicile hidraulice ale sistemului, care vor ajuta ulterior la alegerea corectă a diametrului optim al conductei.

În sistemul de încălzire natural, se recomandă montarea cazanului în subsol sau în demisol. Acest lucru permite mărirea lungimii coloanei de tranzit.

Pentru calculul valorii presiunii de circulație (Pc) sunt necesare următoarele date:

1. Distanța de la centrul cazanului de încălzire până la centrul radiatorului (h). Cu cât distanța dintre aceste aparate este mai mare, cu atât circulația este mai stabilă.
2. Presiunea apei reci (Po) și a apei încălzite (Pr).

Presiunea de circulație depinde doar de diferența de temperatură a agentului termic. Valorile exacte pot fi aflate din datele tabelare.

Cu cât diferența de temperatură a agentului termic este mai mare, cu atât presiunea în conducta principală este mai mare. Prin urmare, este important să aveți grijă de temperatura „de intrare” a lichidului.

Lățimea secțiunii conductei este influențată de tipul materialului. Diametrul țevii de oțel trebuie să fie de cel puțin 50 mm. După ramificare, secțiunea conductei principale se îngustează cu o dimensiune. Returul, dimpotrivă, se compune cu extindere ulterioară.

O atenție deosebită se acordă volumului vasului de expansiune. Dimensiunea rezervorului nu trebuie să fie mai mică de 5% din volumul total al agentului termic din sistem. Nerespectarea acestei cerințe va duce la golirea apei din sistem sau la spargerea țevilor.

Alegerea componentelor principale

Pentru un sistem deschis, este mai bine să alegeți un cazan care funcționează pe combustibil solid sau păcură. Instalarea cazanelor electrice și a echipamentelor pe gaz este interzisă. În conducta principală se formează uneori blocaje de aer – acest lucru poate duce la o situație de urgență.

Puterea încălzitorului se determină pe baza calculului – 1 kW de energie termică la 10 mp de casă. În funcție de calitatea izolației încăperii, la valoarea obținută se adaugă 10-30%.

Cazanul se amplasează într-o încăpere separată, dotată cu circulație forțată a aerului. Echipamentul se instalează pe un material rezistent la foc sau pe o podea betonată.

Vasul de expansiune pentru sistemul de încălzire de tip gravitațional trebuie să fie din oțel. Utilizarea materialelor polimerice este extrem de nerecomandată. Pentru încălzirea unei case mici cu un singur etaj, un rezervor de 8-15 litri este potrivit.

Pentru amenajarea conductelor se utilizează țevi din următoarele materiale:

1. Din oțel. Se remarcă prin conductivitate termică ridicată și rezistență la presiune înaltă. Dezavantajul – complexitatea montajului și necesitatea utilizării echipamentelor de sudare.
2. Din polipropilenă. Principalele avantaje: rezistență la variațiile de temperatură, durabilitate, etanșeitate și ușurință de montare. Durata de viață – 25 de ani.
3. Din metal-plastic. Materialul nu este supus coroziunii, previne înfundarea circuitului. Dezavantajele conductei: durata de exploatare limitată (până la 15 ani) și costul ridicat.
4. Din cupru. Țevi cu cedare termică maximă și rezistență la temperaturi înalte – până la +500°C. Principalul dezavantaj – costul ridicat al materialului.

În circuitul deschis de alimentare cu căldură se instalează radiatoare, fabricate din metale de înaltă rezistență.

Cele mai răspândite sunt modelele din oțel. Acestea au un raport optim al parametrilor principali: aspect, preț și putere termică.

Radiatoarele din oțel datorită pereților subțiri, greutății reduse și gradului ridicat de cedare termică sunt comparate cu convectorii. Echipamentul încălzește rapid încăperile, datorită mișcării accelerate a aerului.

Etapele montajului sistemului deschis

Întregul proces de organizare a sistemului de încălzire gravitațional poate fi împărțit în câteva etape:

1. Montajul cazanului. Echipamentul se fixează pe suprafața podelei sau se suspendă pe perete. Alegerea metodei depinde de dimensiunile cazanului.
2. Trasarea conductelor conform schemei alese și proiectului elaborat. Este important să se respecte unghiul de înclinare recomandat al circuitului de țevi.
3. Instalarea radiatoarelor de încălzire și conectarea acestora la sistem.
4. Montajul vasului de expansiune și izolarea sa termică.
5. Conectarea tuturor elementelor, verificarea etanșeității îmbinărilor și pornirea inițială a sistemului.

După cazan, pe conducta de alimentare, este de dorit să se instaleze un senzor de temperatură pentru controlul eficienței funcționării sistemului de încălzire.

Montajul sistemului de încălzire trebuie efectuat în sezonul cald. Amenajarea magistralei și punerea în funcțiune va dura aproximativ o săptămână.

Particularitățile asamblării schemei forțate

Pentru ca sistemul forțat să se justifice și să funcționeze corect, este necesar să se aleagă corect pompa de circulație și să se monteze corespunzător în magistrala de alimentare cu căldură.

Alegerea pompei de circulație

Parametrii principali de alegere a echipamentului de pompare: puterea dispozitivului și presiunea. Aceste caracteristici se determină în funcție de suprafața încăperii încălzite.

Indicatori orientativi:

• pentru case de 250 mp, este potrivită o pompă cu puterea de 3,5 mc/h, iar presiunea de 0,4 atm.;
• în încăperi cu dimensiunea de 250-350 mp se instalează un dispozitiv de 4,5 mc/h cu presiunea de 0,6 atm.;
• dacă suprafața casei este de 350-800 mp, este recomandabil să achiziționați o pompă cu puterea de 11 mc/h, a cărei presiune este de cel puțin 0,8 atm.

La o selecție mai riguroasă, specialiștii iau în considerare lungimea sistemului de încălzire, tipul și numărul de radiatoare, materialul de fabricație și diametrul țevilor, precum și tipul cazanului.

Instalarea pompei în conducta principală

Amplasarea pompei se face pe retur, astfel încât prin dispozitiv să treacă un agent termic nu prea fierbinte. Pe magistrala de alimentare este posibilă instalarea modelelor moderne din materiale rezistente la temperaturi înalte.

La montarea pompei, circulația apei nu trebuie să fie perturbată. Este important ca în orice punct al magistralei, în timpul funcționării agregatului de pompare, presiunea hidrostatică să rămână în exces.

Patru scheme admisibile de sisteme de încălzire cu circulație prin pompă și vas de expansiune de tip deschis. Presiunea hidrostatică se menține la nivelul necesar.

Varianta 1. Ridicarea rezervorului de expansiune. O modalitate simplă de reconfigurare a sistemului de circulație naturală la unul forțat. Pentru implementarea proiectului va fi nevoie de un spațiu înalt de mansardă.

Varianta 2. Mutarea vasului pe coloana îndepărtată. Un proces laborios de reconstrucție a sistemului vechi, iar pentru unul nou – nejustificat. Sunt posibile metode mai simple și mai reușite.

Varianta 3. Conducta vasului de expansiune lângă racordul pompei. Pentru schimbarea tipului de circulație, este necesar să se decupleze rezervorul de la magistrala de alimentare, apoi să se conecteze la retur – după pompa de circulație.

Varianta 4. Pompa este inclusă în magistrala de alimentare. Cel mai simplu mod de reconstrucție a sistemului. Dezavantajul metodei – condițiile nefavorabile de exploatare a pompei. Nu orice dispozitiv va rezista la temperaturi înalte.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclip #1. Recomandări privind asamblarea sistemului de încălzire cu circulație naturală:

Videoclip #2. Ordinea de instalare a pompei de circulație:

Aspecte importante ale amenajării unui sistem eficient de încălzire sunt alegerea unei scheme funcționale, calcularea parametrilor magistralei, selectarea componentelor și respectarea tehnologiei de montaj. Instalarea manuală este posibilă cu abilități de instalații sanitare, dar proiectarea detaliată este mai bine să fie încredințată profesioniștilor.

Doriți să adresați o întrebare despre schema de organizare și configurarea distribuției unui circuit deschis de alimentare cu apă? Vă rugăm să lăsați comentarii în blocul de mai jos. Aici aveți și posibilitatea de a adresa o întrebare sau de a împărtăși un fapt interesant pe această temă.