Sistem de încălzire închis: scheme și particularități de montaj ale sistemului de tip închis

Caracteristica principală prin care sistemul de încălzire închis se deosebește de cel deschis este izolarea sa față de influența mediului exterior. Într-o astfel de schemă este inclusă o pompă de circulație care stimulează mișcarea agentului termic. Schema este lipsită de multe dintre neajunsurile inerente circuitului de încălzire deschis.

Veți afla totul despre avantajele și dezavantajele schemelor de încălzire închise citind articolul propus de noi. În acesta sunt analizate în detaliu variantele de construcție, specificul asamblării și funcționării sistemelor de tip închis. Pentru meșterii amatori este oferit un exemplu de calcul hidraulic.

Informația prezentată spre consultare se bazează pe normativele de construcție. Pentru optimizarea percepției acestui subiect complex, textul este completat cu scheme utile, selecții de fotografii și ghiduri video.

Principiul de funcționare al sistemului de tip închis

Dilatările termice într-un sistem închis sunt compensate prin utilizarea unui vas de expansiune cu membrană, care se umple cu apă în timpul încălzirii. La răcire, apa din vas se întoarce în sistem, menținând astfel o presiune constantă în circuit.

Presiunea creată în circuitul de încălzire închis încă la montaj este transmisă întregului sistem. Circulația agentului termic se realizează forțat, prin urmare acest sistem este dependent de energie. Fără pompa de circulație, nu va exista mișcare a apei încălzite prin țevi către aparate și înapoi la generatorul de căldură.

Elementele principale ale circuitului închis:

• cazanul;
• supapă de aerisire;
• supapă termostatică;
• radiatoare;
• țevi;
• vas de expansiune, care nu este în contact cu atmosfera;
• supapă de echilibrare;
• robinet cu bilă;
• pompă, filtru;
• supapă de siguranță;
• manometru;
• fitinguri, elemente de fixare.

Dacă alimentarea cu energie electrică a casei este neîntreruptă, atunci sistemul închis funcționează eficient. Adesea, construcția este completată cu „pardoseli încălzite”, care îi sporesc eficiența și transferul de căldură.

O astfel de dispunere permite să nu se respecte un anumit diametru al conductei, să se reducă costurile de achiziție a materialelor și să nu se amplaseze conducta în pantă, ceea ce simplifică montajul. La pompă trebuie să ajungă lichid cu temperatură scăzută, altfel exploatarea acesteia este imposibilă.

Circuitul de încălzire de tip închis include o parte din piesele care sunt utilizate și în alte tipuri de sisteme

Această variantă are și un aspect negativ — în timp ce la o pantă constantă încălzirea funcționează chiar și în lipsa alimentării electrice, la o poziție strict orizontală a conductei sistemul închis nu funcționează. Acest neajuns este compensat de randamentul ridicat și de o serie de aspecte pozitive în comparație cu alte tipuri de sisteme de încălzire.

Montajul se realizează relativ simplu și este posibil în încăperi de orice dimensiune. Nu este necesară izolarea conductei, încălzirea are loc foarte rapid, dacă în circuit este prezent un termostat, atunci se poate seta regimul de temperatură. Dacă sistemul este corect configurat, atunci nu există pierderi de agent termic, prin urmare nici motive pentru reumplerea acestuia.

Un avantaj incontestabil al sistemului de încălzire de tip închis este că diferența de temperatură la tur și retur permite creșterea duratei de viață a cazanului. Conducta în circuitul închis este mai puțin predispusă la coroziune. Există posibilitatea de a introduce în circuit antigel în loc de apă, atunci când încălzirea trebuie oprită iarna pentru o perioadă lungă de timp.

Cele mai frecvent utilizate sisteme de tip închis sunt cele cu apă, deși funcția de agent termic poate fi îndeplinită și de lichide neînghețabile, abur, gaze, care au caracteristicile necesare

Protecția sistemului împotriva aerului

Teoretic, într-un sistem de încălzire închis, aerul nu ar trebui să pătrundă, dar, de fapt, acesta este totuși prezent. Acumularea sa se observă în momentul în care țevile și radiatoarele se umplu cu apă. A doua cauză poate fi depresurizarea îmbinărilor.

Ca urmare a apariției pungilor de aer, transferul de căldură al sistemului scade. Pentru combaterea acestui fenomen, în sistem sunt incluse supape și robinete speciale pentru evacuarea aerului.

Dacă în sistem nu se acumulează aer, plutitorul aerisitorului blochează supapa de evacuare. Când în camera plutitorului se acumulează o pungă de aer, plutitorul încetează să țină supapa de evacuare, astfel încât aerul iese din dispozitiv.

Pentru a minimiza probabilitatea apariției pungilor de aer, trebuie respectate anumite reguli la umplerea sistemului închis:

1. Alimentați cu apă de la punctul inferior spre cel superior. Pentru aceasta, conductele trebuie amplasate astfel încât apa și aerul degajat să se deplaseze în aceeași direcție.
2. Lăsați robinetele pentru evacuarea aerului în poziția deschisă și robinetele pentru scurgerea apei în poziția închisă. Astfel, la ridicarea treptată a agentului termic, aerul va ieși prin aerisitoarele neînchise.
3. Închideți robinetul de aerisire imediat ce apa începe să curgă prin el. Continuați procesul treptat până la umplerea completă a circuitului cu agent termic.
4. Porniți pompa.

Dacă în circuitul de încălzire există radiatoare din aluminiu, atunci pe fiecare sunt necesare obligatoriu aerisitoare. Aluminiul, în contact cu agentul termic, provoacă o reacție chimică însoțită de degajare de oxigen. În radiatoarele parțial bimetalice, problema este aceeași, dar se formează mult mai puțin aer.

Aerisitorul automat se instalează în punctul superior. Această cerință se explică prin faptul că bulele de aer din substanțele lichide se deplasează întotdeauna în sus prin conductă, unde sunt colectate de dispozitivul de evacuare a aerului.

În radiatoarele 100% bimetalice, agentul termic nu intră în contact cu aluminiul, dar profesioniștii insistă asupra prezenței aerisitorului și în acest caz. Construcția specifică a radiatoarelor panel din oțel este deja echipată cu supape pentru evacuarea aerului în procesul de producție.

Pe radiatoarele vechi din fontă, aerul se elimină cu ajutorul unui robinet cu bilă, alte dispozitive fiind puțin eficiente aici.

Punctele critice din circuitul de încălzire sunt coturile țevilor și punctele superioare ale sistemului, prin urmare dispozitivele pentru evacuarea aerului se montează în aceste locuri. În circuitul închis se folosesc robinetele Maevski sau supape automate cu plutitor, care permit aerisirea fără intervenția umană.

În corpul acestui aparat se află un flotor din polipropilenă, conectat printr-un balansier cu sertarul. Pe măsură ce camera flotorului se umple cu aer, flotorul coboară, iar când atinge poziția inferioară deschide o supapă prin care aerul iese.

În volumul eliberat de gaz intră apă, flotorul se ridică rapid și închide sertarul. Pentru a preveni pătrunderea impurităților în interiorul acestuia, este acoperit cu un capac de protecție.

Carcasa atât a aerisitorului manual, cât și a celui automat este fabricată dintr-un material de calitate, rezistent la coroziune. Pentru a elimina o pungă de aer, conul se rotește în sens invers acelor de ceas, eliberând aerul până când șuieratul încetează.

Există variante în care acest proces decurge diferit, dar principiul este același: flotorul în poziția inferioară – are loc evacuarea gazului; flotorul ridicat – supapa este închisă, aerul se acumulează. Ciclul se repetă automat și nu necesită prezența umană.

Calculul hidraulic pentru sistemul închis

Pentru a nu greși la alegerea diametrului țevilor și a puterii pompei, este necesar un calcul hidraulic al sistemului.

Funcționarea eficientă a întregului sistem este imposibilă fără a lua în considerare cele 4 aspecte principale:

1. Determinarea cantității de agent termic care trebuie furnizată aparatelor de încălzire pentru a asigura un echilibru termic dat în casă, indiferent de temperatura exterioară.
2. Reducerea maximă a costurilor de exploatare.
3. Minimizarea investițiilor financiare, care depind de diametrul ales al conductei.
4. Funcționarea stabilă și silențioasă a sistemului.

Rezolvarea acestor sarcini este facilitată de calculul hidraulic, care permite alegerea diametrelor optime ale țevilor ținând cont de vitezele economic justificate ale curgerii agentului termic, determinarea pierderilor de presiune hidraulică pe tronsoane individuale, corelarea și echilibrarea ramurilor sistemului. Aceasta este o etapă complexă și laborioasă, dar necesară a proiectării.

Reguli de calcul al debitului agentului termic

Calculele sunt posibile în prezența calculului termotehnic și după selectarea radiatoarelor în funcție de putere. Calculul termotehnic trebuie să conțină date justificate privind volumele de energie termică, sarcinile, pierderile de căldură. Dacă aceste date lipsesc, puterea radiatorului se adoptă în funcție de suprafața camerei, dar rezultatele calculelor vor fi mai puțin precise.

Schema tridimensională este convenabilă în lucru. Tuturor elementelor de pe ea li se atribuie denumiri care includ marcajul și numărul de ordine.

Se începe cu schema. Cel mai bine este să o realizați în proiecție axonometrică și să aplicați toți parametrii cunoscuți. Debitul agentului termic se determină conform formulei:

G =860q/∆t kg/h,

unde q — puterea radiatorului în kW, ∆t — diferența de temperatură dintre conducta de retur și cea de alimentare. După determinarea acestei valori, secțiunea transversală a țevilor se stabilește conform tabelelor lui Șevelev.

Pentru a utiliza aceste tabele, rezultatul calculelor trebuie convertit în litri pe secundă folosind formula: GV = G / 3600ρ. Aici GV reprezintă debitul agentului termic în l/sec, ρ — densitatea apei egală cu 0.983 kg/l la o temperatură de 60 de grade C. Din tabele se poate alege simplu secțiunea conductei, fără a efectua un calcul complet.

Tabelele lui Șevelev simplifică considerabil calculul. Aici sunt prezentate valorile diametrelor conductelor din plastic și oțel, care pot fi determinate cunoscând viteza de mișcare a agentului termic și debitul acestuia.

Succesiunea calculului este mai ușor de înțeles pe exemplul unei scheme simple, care include un cazan și 10 radiatoare. Schema trebuie împărțită în tronsoane, unde secțiunea conductelor și debitul agentului termic sunt mărimi constante.

Primul tronson este linia care merge de la cazan până la primul radiator. Al doilea este segmentul dintre primul și al doilea radiator. Al treilea și următoarele tronsoane se delimitează similar.

Temperatura de la primul până la ultimul aparat scade treptat. Dacă pe primul tronson energia termică este egală cu 10 kW, atunci la trecerea prin primul radiator, agentul termic îi cedează o anumită cantitate de căldură, iar căldura cedată scade cu 1 kW etc.

Debitul agentului termic se poate calcula după formula:

Q = (3.6 × Qsec) / (c × (tr - to))

Aici Qsec este sarcina termică a tronsonului, c este căldura specifică a apei, având o valoare constantă — 4,2 kJ/kg × s., tr este temperatura agentului termic cald la intrare, to este temperatura agentului termic răcit la ieșire.

Viteza optimă de mișcare a agentului termic cald prin conductă este între 0,2 și 0,7 m/s. La o valoare mai mică, în sistem vor apărea bule de aer. Acest parametru este influențat de materialul produsului, rugozitatea din interiorul conductei.

Atât în circuitele de încălzire deschise, cât și în cele închise, se utilizează conducte din oțel negru și inoxidabil, cupru, polipropilenă, polietilenă de diferite modificări, polibutilenă etc.

La viteza agentului termic în limitele recomandate, 0,2-0,7 m/s, în conductele polimerice se vor observa pierderi de presiune de la 45 la 280 Pa/m, iar în conductele de oțel — de la 48 la 480 Pa/m.

Diametrul interior al conductelor pe tronson (dint) se determină pe baza mărimii fluxului termic și a diferenței de temperatură la intrare și ieșire (∆tco=20 grade C pentru schema de încălzire cu 2 conducte) sau a debitului agentului termic. Pentru aceasta există un tabel special:

Conform acestui tabel, cunoscând diferența de temperatură dintre intrare și ieșire, precum și viteza fluxului, se poate determina ușor diametrul interior al conductei.

Pentru a alege circuitul, trebuie examinate schemele cu una și două conducte separat. În primul caz, se calculează coloana cu cea mai mare cantitate de echipamente, iar în al doilea — circuitul încărcat. Lungimea tronsonului se ia din plan, realizat la scară.

Executarea unui calcul hidraulic precis este posibilă doar pentru un specialist de profil corespunzător. Există programe speciale care permit efectuarea tuturor calculelor privind caracteristicile termice și hidraulice, care pot fi utilizate la proiectarea sistemului de încălzire pentru propria casă.

Alegerea pompei de circulație

Scopul calculului este obținerea valorii presiunii pe care pompa trebuie să o dezvolte pentru a circula apa prin sistem. Pentru aceasta se utilizează formula:

P = Rl + Z

În care:

• P — pierderea de presiune în conductă, în Pa;
• R — rezistența specifică la frecare, în Pa/m;
• l — lungimea conductei pe sectorul de calcul, în m;
• Z — pierderile de presiune pe sectoarele „înguste”, în Pa.

Aceste calcule sunt simplificate de aceleași tabele Șevelev, din care se poate găsi valoarea rezistenței la frecare, doar că 1000i va trebui recalculat pentru lungimea specifică a conductei. De exemplu, dacă diametrul interior al conductei este de 15 mm, lungimea sectorului este de 5 m, iar 1000i = 28,8, atunci Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. După ce se găsesc valorile Rl pentru fiecare sector, acestea se însumează.

Valoarea pierderii de presiune Z atât pentru cazan, cât și pentru radiatoare se află în fișa tehnică. Pentru alte rezistențe, specialiștii recomandă să se ia 20% din Rl, cu însumarea ulterioară a rezultatelor pe sectoare separate și înmulțirea cu coeficientul 1,3. În rezultat se va obține înălțimea de pompare necesară. Calculul este același pentru sistemele cu una și două țevi.

Pompa se instalează astfel încât axul acesteia să ocupe o poziție orizontală, altfel nu se poate evita formarea de bule de aer. Se montează pe „americane” (racorduri rapide), pentru a putea fi demontată ușor, dacă este necesar.

În cazul în care pompa se selectează în funcție de un cazan existent, se aplică formula: Q=N/(t2-t1), unde N este puterea agregatului de încălzire în W, iar t2 și t1 sunt temperatura agentului termic la ieșirea din cazan și, respectiv, la retur.

Cum se calculează vasul de expansiune?

Calculul se reduce la determinarea valorii cu care va crește volumul agentului termic în procesul de încălzire de la temperatura medie a camerei de +20 grade C până la temperatura de lucru – de la 50 la 80 de grade. Aceste calcule nu sunt simple, dar există o altă cale de rezolvare a problemei: profesioniștii recomandă alegerea unui vas cu volumul egal cu 1/10 din cantitatea totală de lichid din sistem.

Vasul de expansiune este un element foarte important al sistemului. Excesul de agent termic pe care îl preia în momentul expansiunii acestuia salvează conducta principală și robinetele de rupere.

Aceste date pot fi aflate din fișele tehnice ale echipamentelor, unde este indicată capacitatea cămășii de apă a cazanului și a unei secțiuni de radiator. Apoi se calculează aria secțiunii transversale a țevilor de diferite diametre și se înmulțește cu lungimea corespunzătoare.

Rezultatele se însumează, li se adaugă datele din fișele tehnice și din total se ia 10%. Dacă întregul sistem conține 200 l de agent termic, atunci este necesar un vas de expansiune cu volumul de 20 l.

Criterii de alegere a vasului

Se fabrică vase de expansiune din oțel. În interior se află o membrană care împarte capacitatea în 2 compartimente. Primul este umplut cu gaz, iar al doilea — cu agent termic. Când temperatura crește și apa se îndreaptă din sistem spre rezervor, sub presiunea ei gazul se comprimă. Agentul termic nu poate ocupa întregul volum din cauza prezenței gazului în rezervor.

Capacitatea rezervoarelor de expansiune variază. Acest parametru se alege astfel încât, atunci când presiunea din sistem atinge vârful, apa să nu se ridice deasupra nivelului stabilit. Ca protecție a rezervorului împotriva revărsării, în construcție este inclusă o supapă de siguranță. Umplerea normală a rezervorului este de la 60 la 30%.

Soluția optimă este să se efectueze montajul vasului de expansiune într-un loc unde în sistem există cele mai puține coturi. Cel mai bun loc pentru acesta este un tronson drept înaintea pompei.

Alegerea schemei optime

La amenajarea încălzirii într-o casă privată se utilizează scheme de două tipuri: cu un singur tub și cu două tuburi. Dacă le comparăm, cea din urmă este mai eficientă. Diferența principală constă în modurile de conectare a radiatoarelor la conducte. În sistemul cu două tuburi, un element obligatoriu al schemei de încălzire este coloana individuală, prin care agentul termic răcit se întoarce în cazan.

Montajul sistemului cu un singur tub este mai simplu și mai puțin costisitor din punct de vedere financiar. Circuitul închis al acestui sistem îmbină atât conducta de alimentare, cât și pe cea de retur.

Sistem de încălzire cu o singură conductă

În casele cu unul sau două etaje, cu o suprafață mică, s-a dovedit a fi eficientă schema circuitului de încălzire cu un singur tub de tip închis, care constă într-o distribuție a unei singure țevi și o serie de radiatoare conectate în serie la aceasta.

Uneori, în popor, este numită «leningradka». Agentul termic, cedând căldură radiatorului, se întoarce în conducta de alimentare, apoi trece prin următoarea baterie. Ultimele radiatoare primesc mai puțină căldură.

La montarea unui sistem monotub se pot realiza 2 variante de circulație a agentului termic — paralelă și în fundătură. În primul caz, sistemul poate fi echilibrat, iar în al doilea, nu.

Avantajul acestei scheme este considerat montajul economic — se consumă mai puține materiale și timp decât pentru un sistem bitub. În cazul defectării unui radiator, celelalte vor funcționa în regim normal dacă se utilizează un by-pass.

Posibilitățile schemei monotub sunt limitate — aceasta nu poate fi pornită pe etape, radiatoarele se încălzesc neuniform, de aceea la ultimul din lanț trebuie adăugate secțiuni. Pentru ca agentul termic să nu se răcească prea repede, trebuie mărit diametrul țevilor. Se recomandă conectarea a maximum 5 radiatoare pentru fiecare etaj.

Sunt cunoscute 2 tipuri de sisteme: orizontal și vertical. Într-o clădire cu un etaj, sistemul de încălzire orizontal se instalează atât deasupra, cât și sub podea. Se recomandă montarea radiatoarelor la același nivel, iar conducta orizontală de alimentare cu o ușoară pantă în direcția de curgere a agentului termic.

La distribuția verticală, apa de la cazan urcă pe coloana centrală, intră în conductă, se distribuie pe coloane individuale, iar de acolo – la radiatoare. Răcindu-se, lichidul coboară pe aceeași coloană, trecând prin toate aparatele, ajunge în conducta de retur, iar de acolo pompa o pompează înapoi în cazan.

Sistemul vertical monotub include o coloană principală și o serie de coloane separate, un vas de expansiune, o conductă de alimentare, radiatoare, un separator de aer, o conductă de retur, o pompă. Mai frecvent se utilizează un sistem cu segmente decalate, unde pentru reglarea încălzirii radiatoarelor se folosesc robinete cu 3 căi.

Alegând tipul închis al sistemului de încălzire, montajul se execută în următoarea ordine:

1. Se instalează centrala termică. Cel mai adesea, i se alocă un loc la subsol sau la parterul casei.
2. Se conectează țevi la racordurile de intrare și ieșire ale centralei, se distribuie de-a lungul perimetrului tuturor încăperilor. Îmbinările se aleg în funcție de materialul conductelor principale.
3. Se instalează vasul de expansiune, plasându-l în punctul cel mai înalt. În același timp, se montează grupul de siguranță, conectându-l la magistrală printr-un racord în T. Se fixează coloana principală verticală și se conectează la vas.
4. Se efectuează montarea radiatoarelor cu instalarea robinetelor Maevski. Cea mai bună variantă: bypass și 2 robinete de închidere — unul la intrare, celălalt la ieșire.
5. Se realizează instalarea pompei pe tronsonul unde lichidul termic răcit intră în centrală, instalând în prealabil un filtru înainte de locul de montaj. Rotorul se poziționează strict orizontal.

Unii meșteri instalează pompa cu bypass, pentru a nu goli apa din sistem în caz de reparație sau înlocuire a echipamentului.

După montarea tuturor elementelor, se deschide vana, se umple magistrala cu lichid termic, se elimină aerul. Se verifică cât de complet a fost eliminat aerul prin deșurubarea șurubului aflat pe capacul carcasei pompei. Dacă de sub acesta se scurge lichid, înseamnă că echipamentul poate fi pornit, după strângerea prealabilă a șurubului central deșurubat anterior.

Cu schemele verificate în practică ale sistemelor de încălzire monotub și variantele de configurare, vă puteți familiariza într-un alt articol al site-ului nostru.

Sistem de încălzire cu două conducte

Ca și în cazul sistemului monotub, există distribuție orizontală și verticală, dar aici există atât o magistrală de alimentare, cât și una de retur. Toate radiatoarele se încălzesc uniform. Un tip se deosebește de altul prin faptul că în primul caz există o singură coloană și la ea sunt conectate toate aparatele de încălzire.

Schemele bitub se întâlnesc cel mai frecvent în construcțiile multietajate, când se cere ca o singură centrală să încălzească eficient întreaga clădire

Schema verticală prevede conectarea radiatoarelor la o coloană dispusă vertical. Avantajul său este că, într-o clădire multietajată, fiecare etaj se conectează individual la coloană.

Particularitatea schemei bitub este prezența țevilor aduse la fiecare radiator: una de alimentare și una de retur. Pentru conectarea aparatelor de încălzire există 2 scheme. Una dintre ele este cea colectoare, când de la colectoare la radiator ajung 2 țevi.

Schema se remarcă printr-o montare complexă, un consum mare de material, dar în fiecare încăpere se poate regla temperatura.

A doua — schema paralelă este mai simplă. Coloanele sunt instalate pe perimetrul casei, iar la acestea sunt conectate radiatoarele. De-a lungul întregului etaj trece un traseu orizontal, iar coloanele sunt conectate la acesta.

Componentele unui astfel de sistem sunt:

• cazanul;
• supapă de siguranță;
• manometru;
• aerisitorul automat;
• supapă termostatică;
• radiatoare;
• pompa;
• filtrul;
• dispozitivul de echilibrare;
• rezervorul;
• robinetul.

Înainte de a începe montarea, trebuie rezolvată problema tipului de agent energetic. Apoi, se instalează cazanul într-o cameră de cazane separată sau în subsol. Important este ca acolo să fie asigurată o ventilație bună. Se instalează colectorul, dacă este prevăzut de proiect, și pompa. Lângă cazan se montează echipamentele de reglare și măsurare.

La fiecare viitor radiator se aduce magistrala, apoi se instalează bateriile propriu-zise. Se atârnă aparatele de încălzire pe suporturi speciale astfel încât să rămână 10-12 centimetri până la podea și 2-5 cm de la pereți. Orificiile aparatelor la intrare și ieșire se echipează cu dispozitive de închidere și reglare.

Procesul de montare a sistemului cu două țevi constă în mai multe etape. Prima dintre ele este instalarea cazanului. La locurile de instalare a radiatoarelor se aduc mai întâi țevile și abia apoi se montează radiatoarele propriu-zise.

După montarea tuturor componentelor sistemului, acesta se presează (se face proba de presiune). Aceasta trebuie să fie efectuată de profesioniști, deoarece numai ei pot emite documentul corespunzător.

Particularitățile sistemului de încălzire cu două țevi sunt descrise în detaliu aici, în articol sunt prezentate diverse scheme și se oferă analiza lor.

Concluzii și material video util pe această temă

În acest material video este prezentat un exemplu de calcul hidraulic detaliat al unui sistem de încălzire cu două țevi de tip închis pentru o casă cu două etaje, în programul VALTEC.PRG:

Aici se povestește în detaliu despre construcția sistemului de încălzire cu o singură țeavă:

Este posibil să realizați singur montajul variantei închise a sistemului de încălzire, dar nu puteți face fără consultanța specialiștilor. Cheia succesului este un proiect corect executat și materiale de calitate.

Aveți întrebări cu privire la specificul construcției circuitului de încălzire închis? Aveți informații pe această temă care ar putea fi interesante pentru vizitatorii sitului și pentru noi? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocl de mai jos.