El calentamiento de las instalaciones de una casa de campo se puede organizar de varias maneras: mediante una estufa, convectores de gas o eléctricos, dispositivos infrarrojos y otros calentadores de aire. Pero para las salas de estar, el calentamiento de agua tradicional sigue siendo la opción preferida. La instalación de dicho sistema en una casa o apartamento privado comienza con la selección del esquema correcto, teniendo en cuenta el diseño del edificio y la disposición del equipo de calefacción.
Como funciona el sistema
Si planea conducir el calor de forma independiente en las instalaciones, debe comprender el diseño y el principio de funcionamiento del calentamiento de agua. Tres componentes de cualquier circuito:
- una planta que genera energía térmica y la transfiere al agua;
- tubería;
- Aparatos de calefacción ubicados en habitaciones con calefacción.
Nota. Las válvulas de cierre (grifos, válvulas de equilibrio, válvulas mezcladoras) son siempre parte del cableado. El equipo adicional, una bomba de circulación, un tanque de expansión, son parte de la caldera o se montan por separado.
El principio de funcionamiento del sistema se basa en la transferencia de calor desde la fuente a los dispositivos de calentamiento a través de un fluido de trabajo líquido: agua común, capaz de absorber una gran cantidad de energía (calor específico: 4,18 kJ / kg • ° C). En algunos casos, se usa un líquido anticongelante: una solución acuosa de etilenglicol o propilenglicol. Como sucedió esto:
- Al quemar combustible de hidrocarburos o consumir electricidad, la instalación calienta el agua a una temperatura de 40 ... 90 grados.
- El fluido caliente se mueve a través de las tuberías con una bomba o de forma natural (debido a la convección) a los radiadores de agua.
- Entre los dispositivos de calefacción y el aire de la habitación hay un intercambio de calor: el agua que fluye a través de la batería se enfría en 10-20 ° C, la atmósfera de la habitación se calienta. Además, la superficie caliente del radiador emite radiación térmica infrarroja.
- El refrigerante enfriado regresa a través de la línea al generador de calor, donde nuevamente se calienta a la temperatura requerida.
- El exceso de agua resultante de la expansión térmica ingresa a un tanque especial. Cuando la temperatura en el sistema cae, el líquido se contrae nuevamente y sale del tanque de expansión.
Referencia. La intensa liberación de calor infrarrojo desde la superficie de las baterías comienza a temperaturas superiores a 60 ° C.
Antes de calentar, recuerde una regla: la eficiencia de calentamiento es prácticamente independiente del volumen de agua en el sistema. Este indicador solo afecta la velocidad de calentamiento / enfriamiento de la casa al iniciar o detener el generador de calor.
Enumeramos las características realmente importantes:
- la diferencia de temperatura en la entrada y salida del calentador doméstico, el máximo permitido: 25 grados;
- fuente de energía: debe seleccionarse de acuerdo con el cálculo de la pérdida de calor a través de paredes externas + calentamiento de aire para ventilación;
- caudal de refrigerante: el volumen de agua que pasa por los radiadores en 1 hora;
- La resistencia hidráulica de la red de tuberías junto con los radiadores idealmente no debe exceder 1 bar (columna de agua de 10 m).
El experto Vladimir Sukhorukov dará una explicación sobre el volumen total de refrigerante en las tuberías en su video:
Tipos de calderas y otros calentadores de agua.
La eficiencia de la calefacción en una casa privada depende de la instalación que calienta el fluido de trabajo (agua). Una unidad seleccionada correctamente genera la cantidad de calor necesaria para los radiadores y una caldera de calefacción indirecta (si la hay), consumiendo energía económicamente.
El sistema de agua autónomo puede funcionar desde:
- una caldera que utiliza un combustible específico: gas natural, leña, carbón, combustible diesel;
- caldera electrica;
- estufas de leña con circuito de agua (metal o ladrillo);
- bomba de calor.
Adición. Hay tipos combinados de calentadores que combinan simultáneamente 2-3 fuentes de energía, por ejemplo, carbón - gas natural, leña - electricidad (una copia se muestra a continuación en la foto). También hay calderas universales donde puede instalar una boquilla diesel, un quemador de gas o de pellets, para elegir.
Muy a menudo, para la organización de la calefacción en casas de campo, se utilizan las calderas: gas, electricidad y combustible sólido. Estos últimos se fabrican solo en la versión de piso, el resto de los generadores de calor: de pared y estacionarios. Las unidades diesel se usan con menos frecuencia, la razón es el alto precio del combustible. En una guía detallada se explica cómo elegir la caldera de agua caliente adecuada.
La calefacción por estufa combinada con registros de agua o radiadores modernos es una buena solución para calentar una casa de verano, un garaje y una pequeña casa residencial con un área de 50-100 m². La desventaja es que el intercambiador de calor colocado dentro de la estufa calienta el agua sin control. Para evitar la ebullición, es importante proporcionar circulación forzada en el sistema.
Referencia. Anteriormente, tales esquemas se hicieron por gravedad, sin una bomba, con un tanque de expansión abierto. Los registros y las carreteras se soldaron de tubos de acero con un diámetro de 40 ... 80 mm (interno), colocados con una pendiente de 3-5 mm por 1 m para un mejor flujo por gravedad. La calefacción se llamaba vapor, porque el sistema no tenía miedo de hervir.
Las bombas de calor no se utilizan ampliamente en los países de la antigua Unión. Causas:
- El principal problema es el alto costo del equipo;
- Debido al clima frío, los dispositivos de aire-agua son simplemente ineficaces;
- los sistemas geotérmicos de agua de tierra son difíciles de instalar;
- Los componentes electrónicos y los compresores de las bombas de calor son muy costosos de reparar y mantener.
Debido al alto precio, el período de recuperación de la inversión de las unidades supera los 15 años. Pero la eficiencia de las plantas (3-4 kW de calor por 1 kilovatio de electricidad consumida) atrae a los artesanos, artesanos que intentan ensamblar análogos caseros a partir de viejos aires acondicionados.
Cómo hacer la versión más simple de una bomba de calor con sus propias manos, mire el video:
Dispositivos de calentamiento de agua
Como los elementos calefactores de los locales pueden ser:
- radiadores tradicionales instalados debajo de aberturas de ventanas y cerca de paredes frías, por ejemplo, en el lado norte del edificio;
- contornos de tubería de calefacción de piso, de lo contrario - pisos cálidos;
- calentadores de placa base;
- Convectores de piso.
El calentamiento del agua del radiador es la opción más confiable y más barata entre las mencionadas. Es muy posible instalar y conectar las baterías usted mismo, lo principal es seleccionar correctamente el número de secciones por alimentación. Desventajas: calentamiento deficiente de la zona inferior de la habitación y la ubicación de los dispositivos a la vista, lo que no siempre es coherente con el diseño interior.
Todos los radiadores disponibles comercialmente se dividen en 4 grupos según el material de fabricación:
- Aluminio - seccional y monolítico. De hecho, están hechos de silumin, una aleación de aluminio con silicio, y son más efectivos en términos de velocidad de calentamiento.
- Bimetálico. Un análogo completo de baterías de aluminio, solo dentro hay un marco hecho de tubos de acero. El alcance es edificios de varios pisos de gran altura con calefacción central, donde el refrigerante se suministra con una presión de más de 10 bar.
- Panel de acero. Radiadores monolíticos relativamente baratos hechos de láminas de metal estampadas más aletas adicionales.
- Hierro fundido seccional. Aparatos pesados, que consumen calor y costosos con un diseño original. Debido al peso decente, algunos modelos están equipados con patas; no es realista colgar tal acordeón en la pared.
Nota.Estamos hablando de radiadores de hierro fundido en un diseño moderno. Las baterías de estilo soviético tipo MS-140 están desactualizadas en todos los aspectos.
En términos de demanda, los dispositivos de acero ocupan una posición de liderazgo: son económicos y, desde el punto de vista de la transferencia de calor, el metal delgado es ligeramente inferior al silumin. Los siguientes son calentadores de aluminio, bimetálicos y de hierro fundido. Elige el que prefieras.
Construcción bajo el piso
El sistema de calefacción por suelo radiante consta de los siguientes elementos:
- calentar los contornos de tubos de metal-plástico o polietileno, vertidos con mortero de cemento o colocados entre los troncos (en una casa de madera);
- colector de distribución con medidores de flujo y válvulas termostáticas para regular el flujo de agua en cada circuito;
- unidad de mezcla: una bomba de circulación más una válvula (de dos o tres vías) que mantiene la temperatura del refrigerante en el rango de 35 ... 55 ° C.
La unidad de mezcla y el colector están conectados a la caldera por dos redes principales: suministro y retorno. El agua calentada a 60 ... 80 grados se mezcla en porciones con la válvula en los circuitos a medida que el refrigerante circulante se enfría.
Los pisos cálidos son la forma más cómoda y económica de calefacción, aunque los costos de instalación son 2-3 veces más altos que la red de radiadores. La mejor opción para la calefacción se muestra en la foto - circuitos de agua del piso + baterías, regulados por cabezales térmicos.
Zócalos y convectores de piso
Ambos tipos de calentadores son similares en diseño a un intercambiador de calor de agua, una bobina de cobre con placas delgadas montadas en él, aletas. En la versión montada en el piso, la parte de calefacción está cerrada por una carcasa decorativa que parece un zócalo; los espacios para el paso del aire se dejan arriba y abajo.
El intercambiador de calor del convector debajo del piso está instalado en una carcasa por debajo del nivel de un piso limpio. Algunos modelos están equipados con ventiladores de bajo ruido que aumentan el rendimiento del calentador. El refrigerante se suministra a través de tuberías colocadas de forma oculta debajo de la regla.
Los dispositivos descritos encajan con éxito en el diseño de la sala, y los convectores subterráneos son indispensables cerca de las paredes exteriores transparentes hechas completamente de vidrio. Pero los propietarios comunes no tienen prisa por comprar estos dispositivos porque:
- radiadores convectores de cobre y aluminio: un placer no barato;
- para calentar adecuadamente la cabaña, ubicada en el carril central, deberá instalar calentadores alrededor del perímetro de todas las habitaciones;
- los intercambiadores de calor montados en el piso sin ventiladores son ineficaces;
- Los mismos productos con ventiladores emiten un zumbido monótono y silencioso.
De ahí la conclusión: un convector es algo útil para ciertos lugares donde es difícil colocar baterías convencionales. Pero calentar tales dispositivos con todo el edificio es excesivamente caro.
Red de radiadores: 4 métodos de enrutamiento de tuberías
Al organizar la calefacción en casas privadas, se utilizan 4 esquemas principales:
- one-pipe, también es "Leningradka";
- humeral de dos tubos (de lo contrario, callejón sin salida);
- paso de dos tubos;
- coleccionista.
Nota. En una cabaña de dos pisos, se permite combinar 2 esquemas. Ejemplo: en el primer piso para hacer un sistema de colector, en el segundo - para instalar el cableado con el flujo de refrigerante asociado. Aunque tales decisiones no siempre están justificadas.
Según los estándares modernos, todos estos esquemas se hacen herméticos. El agua en las tuberías está a una presión de 0.5 ... 3 Bar (dependiendo de la temperatura), se instala un tanque de expansión cerrado con una membrana de goma en el interior. Un requisito previo para el funcionamiento del sistema es la circulación forzada desde la bomba eléctrica.
"Leningradka" y el esquema de punto muerto de dos tubos pueden funcionar sin una bomba de circulación, debido al flujo de fluido convectivo. El principio es el siguiente: el agua más fría y más pesada desplaza el agua caliente con una gravedad específica más baja.Pero para conducir y establecer el flujo por gravedad, es necesario usar tuberías de mayores dimensiones: Ø32 ... 80 mm, montadas con una cierta pendiente.
El colector y el cableado del anillo asociado (otro nombre: lazo de Tichelman) no puede funcionar sin un bombeo forzado de agua, por lo tanto, siempre se cierra. Consideremos cada esquema con más detalle.
Opción de conexión de un tubo
Inicialmente, el sistema parece simple: a lo largo de las paredes exteriores del edificio, un tronco está colocado horizontalmente, donde todos los radiadores están conectados, con ambas mangueras. Al pasar la primera batería, el refrigerante enfriado regresa a la tubería común, se mezcla con la caliente y entra al siguiente dispositivo de calentamiento. En consecuencia, cada radiador posterior recibe un refrigerante más frío.
¿Cuál es la complejidad de un esquema de una tubería?
- El diámetro del tubo principal no es inferior a 20 mm (paso interno), que corresponde al tamaño externo del metal-plástico 26 mm, polipropileno - 32 mm. La sección especificada permanece igual a lo largo de toda la tubería.
- El número de baterías en 1 rama es de un máximo de 6 unidades. De lo contrario, será necesario aumentar el diámetro de la tubería de distribución a 32-50 mm. La instalación es complicada y más cara en un 15-20% (mínimo).
- Dado que el agua menos calentada llega a radiadores distantes, su superficie de intercambio de calor debe aumentarse en un 10 ... 30%, agregando el número de secciones.
- El control de flujo manual o automático a través de 1 calentador afecta la operación de otros dispositivos, ya que la temperatura y el flujo de agua en la carretera común cambian.
Referencia. En los edificios de apartamentos de construcción soviética, se utilizan sistemas verticales de un solo tubo, donde las baterías están conectadas a los elevadores, se mantiene el principio de "Leningrado". Se utilizan esquemas similares, solo en miniatura, en cabañas privadas de dos pisos cuando es necesario organizar el flujo por gravedad.
El calentamiento de agua de circuito cerrado de una tubería es adecuado para casas rurales y residenciales con un área de 60 ... 100 m². Dos pisos no son un problema, el sistema está dividido en 2 ramas de anillo, convergiendo en tes cerca de la caldera, una bomba está involucrada.
Esquemas de dos tubos: anillo y callejón sin salida
Una diferencia característica entre estos cables es la división del refrigerante caliente y refrigerado en 2 líneas: suministro y retorno. Aquí dos tuberías llegan a las baterías: una de agua ingresa a los radiadores, a través de la segunda fluye de regreso a la caldera. Para calentar viviendas, se utilizan 2 sistemas:
- Con un esquema sin salida, el refrigerante va a lo largo de la carretera hasta el último dispositivo, luego regresa a través del flujo de retorno, fluye en la dirección opuesta.
- En el anillo circular de Tichelman, el agua no cambia de dirección después de dejar la batería. Es decir, el refrigerante en ambas carreteras fluye en una dirección.
Adición. El primer sistema consta de una o varias ramas sin salida: hombros de diferente o igual longitud. El segundo se realiza en forma de uno o más anillos cerrados que convergen en la caldera.
Ventajas de los métodos de conexión de batería de dos tubos:
- diámetros pequeños de carreteras - 15-20 mm (interno);
- todos los radiadores se llenan con un refrigerante de la misma temperatura;
- no hay restricciones en la cantidad de calentadores en 1 línea;
- el sistema se presta para la automatización y el ajuste, cambiar el caudal o desconectar completamente una batería no afecta el funcionamiento de las vecinas;
- el cableado asociado debidamente ensamblado está bien equilibrado hidráulicamente;
- Bajos costos de instalación.
No es difícil armar un esquema de callejón sin salida con sus propias manos: "perdona" los errores frívolos y se equilibra fácilmente. Con el bucle de Tichelman es más difícil: en un edificio de un piso, una carretera doble necesariamente cruzará la apertura de la puerta principal, que tendrá que doblarse con tuberías desde arriba o debajo de los pisos.
Sistema de colector
Aquí, la conexión de los radiadores se organiza mediante el método del haz desde un peine de distribución ubicado cerca del centro del edificio.Está conectado a la caldera con dos tubos, y cada batería tiene su propia línea de dos tubos: suministro y retorno. Las mangueras del radiador van a los dispositivos a lo largo del camino más corto: se esconden en la solera del piso o se montan debajo del techo del piso inferior.
Nota. La extracción de aire de las tuberías ocultas se realiza a través de las salidas de aire automáticas instaladas en un peine.
El esquema de haz es una opción de cableado moderna que conserva las ventajas de un sistema sin salida. Hay ventajas adicionales:
- tuberías, mangueras y un gabinete con un colector están ocultos dentro de las estructuras del edificio, por lo que el circuito es adecuado para cualquier solución interior;
- conveniencia y simplicidad de la regulación (equilibrio), los controles están ubicados en un solo lugar: un gabinete de distribución;
- Si equipa las válvulas termostáticas del peine con servos y coloca una unidad de control electrónico, puede automatizar completamente el calentamiento de agua del edificio.
Para conectar los calentadores al colector, se utilizan tubos de polietileno reticulado de Ø10 mm (sección interna), protegidos por una cubierta aislante del calor. Desde una instalación de caldera hasta un peine, se coloca una carretera con un diámetro de 26 ... 40 mm, dependiendo del número de consumidores.
Las desventajas del cableado del haz:
- en una casa habitada es difícil conducir tuberías a radiadores: abrir la regla o cortar las luces estroboscópicas;
- alto costo de materiales y trabajo;
- el circuito no funciona sin bomba;
- Las líneas colocadas dentro del monolito de hormigón no se pueden rehacer ni reemplazar.
Finalmente, las ventajas y desventajas.
Primero, revelaremos las principales desventajas de este calentamiento:
- Inversiones significativas durante la construcción: el propietario asume los costos de la compra de materiales, equipos e instalación;
- durante el funcionamiento, es necesario controlar el funcionamiento de la central térmica, el diesel y las calderas de leña para cargar combustible a tiempo;
- Existe la posibilidad de fugas o descongelación de los elementos de la red de calefacción.
Estas deficiencias no se pueden llamar críticas. Las inversiones se pagan gradualmente, con la falta de fondos, la instalación se lleva a cabo de forma independiente. La probabilidad de fugas se reduce a cero debido al ensamblaje y al llenado de alta calidad del refrigerante no anticongelante (anticongelante) si el calentamiento se enciende periódicamente.
La lista de ventajas parece mucho más impresionante:
- Universalidad Para calentar el fluido de trabajo, puede usar equipos que utilicen varias fuentes de energía y combustible. Si es necesario, coloque 2-4 calentadores de agua diferentes.
- Una amplia selección de accesorios. El desarrollador puede elegir el esquema y los materiales para un presupuesto personal: aplique tuberías de polipropileno de bajo costo, radiadores de panel de suministro y una caldera eléctrica.
- Flexibilidad. Cualquier esquema de tipo cerrado se adapta fácilmente a los requisitos del propietario, las tuberías se colocan de forma cerrada o abierta. La excepción es el cableado por gravedad (gravedad), montado de acuerdo con reglas estrictas.
- La temperatura de la superficie de los dispositivos no supera los 80 grados, se libera calor infrarrojo suave y el aire no se seca.
- Paralelamente a la calefacción, es fácil organizar el suministro de agua caliente: instale y conecte una caldera de calefacción indirecta al generador de calor.
- Existe la posibilidad de una completa automatización y control de la calefacción a distancia, a través de GSM o Internet.
Como comprenderá, la publicación es solo orientativa y es útil para los propietarios que no han decidido cómo calentar su hogar. Se pueden encontrar instrucciones más detalladas sobre la selección de equipos de energía térmica, tuberías y accesorios utilizados en otras páginas de nuestro recurso (las transiciones se resaltan en azul en el texto del artículo).