Você já pensou em organizar o aquecimento da água em casa? Não é de surpreender, porque o sistema de aquecimento de um tubo de uma casa particular pode ser tradicional e completamente não volátil ou, ao contrário, muito moderno e totalmente automático.
Mas você ainda tem dúvidas sobre a confiabilidade dessa opção - não sabe qual esquema escolher e quais "armadilhas" esperam por você? Ajudaremos a esclarecer essas questões - o artigo discute o layout de um sistema de tubo único, os prós e os contras, aguardando o proprietário de uma casa com um sistema de aquecimento semelhante.
O material do artigo é equipado com diagramas detalhados e fotos visuais que descrevem elementos individuais usados na montagem do aquecimento. Além disso, foi selecionado um vídeo com uma análise das nuances da instalação de um sistema de tubo único com piso quente.
O princípio de operação do aquecimento de água
Na construção de arranha-céus, o design mais simples, confiável e econômico de uma rodovia ganhou mais popularidade. O sistema de um tubo continua sendo a maneira mais popular de organizar o suprimento de calor individual. Funciona devido à circulação contínua do fluido de transferência de calor.
Movendo-se através de tubos de uma fonte de energia térmica (caldeira) para elementos de aquecimento e vice-versa, ele desiste de sua energia térmica e aquece o edifício.
O líquido de refrigeração pode ser ar, vapor, água ou anticongelante, usado em residências periódicas. Os esquemas mais comuns de aquecimento de água.
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As vantagens pesadas das opções de tubo único para a construção de sistemas de aquecimento é o número mínimo de tubos, que determina a atratividade econômica e estética do esquema
Ao usar tubos de metal-plástico e plástico, os indicadores estéticos dos esquemas de tubo único aumentam, porque junta de contorno pode ser escondida em estruturas ou sob o acabamento
Nos sistemas de aquecimento por gravidade, caracterizados pelo movimento natural do líquido de refrigeração, os circuitos de tubo único são construídos exclusivamente com a fiação superior
Nos circuitos com a fiação superior, o tubo de alimentação está localizado acima dos dispositivos, o líquido de arrefecimento flui seqüencialmente de um para outro e esfria ao longo do caminho. Para distribuir o líquido de refrigeração de maneira mais uniforme, um desvio é instalado na frente dos radiadores, cortando parcialmente o suprimento de água aquecida
Por um princípio semelhante, são construídos contornos verticais de sistemas de aquecimento forçado, ao longo dos quais o movimento da água aquecida é estimulado por uma bomba de circulação
Na direção do movimento da água aquecida e resfriada no sistema, eles são divididos em becos sem saída e associados. Em becos sem saída, o líquido de refrigeração aquecido e resfriado se move em direções diferentes, de passagem - em um
Nos circuitos de aquecimento de tubo único com fiação mais baixa, os tubos de entrada e saída são conectados por baixo
Em sistemas com fiação horizontal, há sempre uma bomba de circulação, sem a qual o movimento do líquido de refrigeração será muito difícil. Aberturas de ventilação mecânicas ou automáticas são instaladas para remover o excesso de ar.
Vantagens estéticas de um sistema de aquecimento de um tubo
Instalação oculta de um circuito de aquecimento de tubo único
Tipo de gravidade para aquecimento de tubo único
Circuito de um tubo aprimorado com seção de fechamento
Esquemas de aquecimento vertical
Sistema de aquecimento de tubo único sem saída
Opção de aquecimento inferior de tubo único
Disposição dos sistemas de cablagem horizontal
O aquecimento tradicional é baseado nos fenômenos e leis da física - a expansão térmica da água, convecção e gravidade. Quando aquecido da caldeira, o líquido de refrigeração se expande e cria pressão na tubulação.
Além disso, torna-se menos denso e, consequentemente, leve. Empurrado por baixo por água fria mais pesada e mais densa, sobe para cima, para que o oleoduto que sai da caldeira seja sempre direcionado para cima.
Sob a influência das forças criadas de pressão, convecção e gravidade, a água vai para os radiadores, os aquece e se esfria.
Assim, o líquido de refrigeração libera energia térmica, aquecendo a sala. A água volta para a caldeira já fria e o ciclo recomeça.
Os equipamentos modernos que fornecem calor para a casa podem ser muito compactos. Para instalá-lo, você nem precisa alocar uma sala especial
O sistema de aquecimento com circulação natural também é chamado de gravidade e gravidade. Para garantir o movimento do fluido, é necessário observar a inclinação dos ramos horizontais da tubulação, que deve ser igual a 2 - 3 mm por metro linear.
Quando aquecido, o volume do líquido de refrigeração aumenta, criando pressão hidráulica na linha. No entanto, como a água não é comprimida, mesmo um pequeno excesso levará à destruição de estruturas de aquecimento.
Portanto, em qualquer sistema de aquecimento, um dispositivo de compensação é instalado - um tanque de expansão.
Em um sistema de aquecimento gravitacional, a caldeira é montada no ponto mais baixo da linha e o tanque de expansão no mais alto. Todas as tubulações são feitas em declive, de modo que o líquido de arrefecimento líquido possa se mover por gravidade de um elemento do sistema para outro
A diferença entre sistemas de tubo único e duplo
Os sistemas de aquecimento de água são divididos em dois tipos principais - um tubo e dois tubos. As diferenças entre esses esquemas estão no método de conexão das baterias de transferência de calor à linha.
A tubulação principal de aquecimento de tubo único é um circuito de anel fechado. A tubulação é colocada a partir da unidade de aquecimento, os radiadores são conectados a ela em série e levam de volta à caldeira.
O aquecimento com uma tomada principal é simplesmente montado e não possui um grande número de componentes; portanto, permite economizar significativamente na instalação.
Os circuitos de aquecimento de tubo único com movimento natural do líquido refrigerante são organizados apenas com a fiação superior. Uma característica - nos esquemas existem risers da linha de suprimento, mas não há risers para retorno
O movimento do líquido refrigerante do aquecimento de dois tubos é realizado ao longo de duas rodovias. O primeiro serve para fornecer líquido de arrefecimento quente do dispositivo de aquecimento para os circuitos de transferência de calor, o segundo - para drenar a água resfriada para a caldeira.
As baterias de aquecimento são conectadas em paralelo - o líquido aquecido entra em cada uma delas diretamente do circuito de alimentação, portanto, tem quase a mesma temperatura.
No radiador, o líquido de refrigeração libera energia e, quando esfria, entra no circuito de descarga - o "retorno". Esse esquema requer um número duplo de conexões, tubulações e conexões, mas permite organizar estruturas ramificadas complexas e reduzir os custos de aquecimento devido ao ajuste individual dos radiadores.
O sistema de dois tubos aquece efetivamente grandes áreas e edifícios de vários andares. Em casas baixas (de 1 a 2 andares) com área inferior a 150 m², é mais conveniente organizar um suprimento de calor de um tubo, tanto do ponto de vista estético quanto econômico.
O esquema de conexão do radiador de dois tubos não é generalizado no dispositivo de fornecimento de calor individual de residências particulares, pois é mais difícil de montar e manter. Além disso, dobrou o número de tubos parece antiestético
Opções de dispositivo de aquecimento de tubo único
Elementos de qualquer sistema de aquecimento:
- fonte de calor - caldeira (combustível sólido, elétrico, caldeira a gás;)
- dispositivos de transferência de calor - radiadores, contornos de piso radiante;
- dispositivo de circulação de refrigerante - seção de reforço especial da rodovia, bomba de água;
- dispositivo que compensa o excesso de pressão do líquido de arrefecimento na linha - tanque aberto de expansão ou fechado;
- tubagens, acessórios e acessórios de canalização relacionados.
Dependendo do tipo de dispositivo usado, o esquema de fornecimento de calor também dependerá.
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Unidade de combustível sólido para aquecimento
Caldeira elétrica autônoma
Caldeira a gás
Caldeira de parede para casas e apartamentos
Sistemas de circulação natural e forçada
A circulação do líquido refrigerante no sistema de aquecimento pode ser realizada naturalmente - sob a influência de fenômenos físicos ou forçada - por meio de uma bomba de circulação.
No primeiro caso, o movimento de aquecimento no sistema é espontâneo e é chamado natural, no segundo - forçado ou artificial.
Com foco nos recursos de design, os esquemas de aquecimento de tubo único são divididos em dois tipos. O primeiro é um fluxograma desatualizado, mas simples, o segundo é um circuito de desvio avançado
Para garantir o movimento do fluido no sistema gravitacional, é necessária uma seção de aceleração. Trata-se de um tubo vertical que sai da caldeira, ao longo do qual o líquido de refrigeração aquecido sobe.
No ponto superior, o oleoduto desce suavemente, de modo que a água corre ao longo da estrada com aceleração.
Para o circuito de aquecimento com a fiação superior, bem como para casas de dois andares, esta seção é o tubo de alimentação, pois ele atinge um nível suficiente.
Para aquecer um edifício de um andar com uma fiação horizontal mais baixa, é montado um coletor de aceleração, cuja altura não deve ser inferior a 1,5 m do nível do primeiro radiador.
A seção de reforço é um dispositivo que fornece a circulação do líquido de arrefecimento em um sistema de aquecimento por gravidade. O diâmetro do tubo desta seção do tronco deve ser maior que sua parte principal.
Por exemplo, com um diâmetro de tubo de tronco de 25-32 mm, um tubo com diâmetro de 40 mm é selecionado para o coletor de reforço.
O ponto superior do coletor de reforço está disposto em um local conveniente próximo à caldeira. Abaixe o tubo coletor de maneira a garantir uma diferença de altura suficiente entre o ramo inferior do coletor auxiliar e o ponto inferior da tubulação para manter uma inclinação constante da tubulação
As principais vantagens do sistema gravitacional são a sua não volatilidade completa (em combinação com uma caldeira a combustível sólido), a simplicidade e a ausência de dispositivos complexos.
As desvantagens são bastante:
- Para minimizar a resistência ao fluxo, os diâmetros dos tubos devem ser grandes o suficiente.
- Cada dispositivo embutido e dispositivo interferem no movimento do líquido; portanto, no sistema, há uma quantidade mínima de válvulas de corte. Isso cria dificuldades durante o reparo, pois requer um desligamento completo do sistema e drenagem do líquido de arrefecimento da rede principal.
- Para uma operação confiável, o sistema gravitacional deve ser cuidadosamente calculado e equilibrado, escolhendo os diâmetros ideais dos tubos e o número de seções dos radiadores. Os radiadores extremos no sistema devem ser maiores do que aqueles em que o líquido de refrigeração entra depois de sair da caldeira.
A instalação de uma bomba de circulação no sistema neutraliza quase todas as suas deficiências. O dispositivo fornece um impulso adicional ao líquido de refrigeração, permitindo superar a resistência hidráulica dos elementos da tubulação.
Os esquemas de aquecimento forçado de tubo único são implementados em casas particulares com mais freqüência.
Graças à modernização do sistema de fluxo através da instalação de desvios, o líquido de arrefecimento com a temperatura de operação chega quase simultaneamente a todos os dispositivos
A bomba pode ser montada em qualquer lugar da linha. Mas vale a pena considerar que a água quente reduz sua vida útil, atuando nas peças de borracha (juntas e vedantes).
Portanto, é mais aconselhável instalar a unidade no tubo de retorno, onde circula o líquido de refrigeração resfriado. Antes disso, eles devem incluir um filtro grosso para impedir a entrada de possíveis contaminantes.
É aconselhável conectar todos os dispositivos e dispositivos de sistemas de aquecimento através de válvulas de fechamento e derivações.
Essa instalação permitirá o reparo e a manutenção de elementos individuais sem a necessidade de parar todo o sistema e drenar completamente a água.
O desvio pode ser desregulado e ajustável. No primeiro caso, é um tubo simples que conecta os tubos de fornecimento e saída. No segundo - é equipado com válvulas de três vias de fechamento
Vantagens de um sistema de aquecimento de circulação forçada:
- Você pode implementar circuitos mais complexos e ramificados, aumentar o comprimento dos contornos;
- Não há necessidade de maiores diâmetros de tubo - a bomba cria uma pressão na linha que é suficiente para o movimento e a distribuição uniforme do fluido;
- A circulação é realizada a uma determinada velocidade e não depende do grau de aquecimento do líquido de refrigeração e da presença da seção de aceleração;
- Não é necessário observar os ângulos de inclinação ao instalar o oleoduto, como o movimento do líquido refrigerante é estimulado pela bomba.
Além disso, é possível instalar dispositivos de controle em cada radiador e manter o modo de aquecimento ideal, reduzindo os custos de energia e aquecimento.
Existem apenas três desvantagens do aquecimento forçado de tubo único:
- dependência da fonte de alimentação;
- barulho - alguma agitação que produz uma bomba funcionando;
- custo - maior em comparação com o esquema gravitacional, o custo do dispositivo.
É bastante simples neutralizá-los. A dependência energética é resolvida com a instalação de um gerador elétrico autônomo ou com a possibilidade de mudar o sistema para um modo com circulação natural.
Para que a bomba funcione quase inaudível, basta montá-la em uma premissa não residencial - um banheiro, um banheiro, uma sala de aquecimento.
Nos pontos superiores da linha, especialmente com aquecimento forçado com um tanque de expansão fechado, é necessário prever a possibilidade de sangrar o ar liberado pela água. Para radiadores, são saídas de ar automáticas ou torneiras Mayevsky, para uma tubulação, um separador de ar
Sistema de aquecimento aberto ou fechado?
Para evitar aumento excessivo da pressão hidráulica no sistema e seus saltos, um tanque de expansão é instalado. Ele pega o excesso de água durante a expansão e depois a retorna para a linha principal durante o resfriamento, restaurando o equilíbrio do sistema.
Existem dois projetos fundamentalmente diferentes, que determinam a aparência de todo o sistema.
Um tanque de expansão aberto é um tanque parcialmente ou completamente aberto, que é conectado ao principal no ponto mais alto, imediatamente após a caldeira.
Para evitar o transbordamento de líquido sobre as bordas em um determinado nível, é fornecido um dreno pelo qual o excesso de água será drenado para o esgoto ou para a rua.
Em casas térreas, a capacidade de compensação é freqüentemente exibida no sótão - nesse caso, deve ser isolada.
Para não monitorar constantemente o nível do líquido de arrefecimento, um tubo de água é levado ao tanque de expansão e uma simples válvula de bóia é instalada
Um sistema de aquecimento com esse dispositivo de compensação é chamado de aberto. É usado no arranjo de fornecimento de calor não volátil ou combinado.
Ele pressupõe o contato direto do transportador de calor quente com o ar, como resultado do qual evapora naturalmente e é saturado com oxigênio.
Com base nisso, um esquema de suprimento de calor aberto é caracterizado pelas seguintes desvantagens:
- Ao instalar a tubulação de sistemas de gravidade, é imperativo que as inclinações sejam observadas - nesse caso, o ar liberado no sistema será soprado no tanque e na atmosfera.
- É necessário monitorar e reabastecer regularmente o volume de água no tanque a tempo, evitando sua evaporação excessiva.
- Você não pode usar anticongelante como refrigerante, pois substâncias tóxicas são liberadas durante a evaporação.
O oxigênio contido no líquido circulante causa danos por corrosão nas partes de aço dos radiadores, reduzindo sua vida útil.
No entanto, possui vantagens:
- Não há necessidade de monitoramento constante da pressão na linha;
- Mesmo com pequenos vazamentos, o sistema aquece regularmente a casa, desde que haja uma quantidade suficiente de líquido na parte principal;
- Você pode até reabastecer o líquido de arrefecimento no sistema com uma caçamba - basta derramar o tanque de expansão na água até o nível necessário.
O tanque de expansão fechado é um alojamento sólido e selado, cujo volume interno é dividido em duas partes pela membrana. Uma cavidade está cheia de ar, a segunda está conectada à rodovia.
Quando aquecido, o líquido de arrefecimento, aumentando de volume, empurra a membrana em direção à câmara de ar, que desempenha o papel de um amortecedor. À medida que a água esfria, a pressão hidráulica diminui e o ar comprimido equilibra o sistema, pressionando o excesso de água novamente na tubulação.
Todos os tanques fechados estão equipados com uma válvula de ar. No modo de emergência, quando a pressão na câmara de ar excede o limite permitido, ela libera gás e protege o dispositivo contra destruição
Um sistema com um tanque de expansão de membrana é chamado de fechado. Esta é uma linha hidráulica fechada completamente hermética.
A capacidade de compensação pode ser incorporada em qualquer lugar do sistema, no entanto, na maioria das vezes, é instalada no tubo de retorno próximo à caldeira - para aumentar a facilidade de manutenção.
Um sistema de aquecimento fechado é caracterizado por uma leve sobrepressão. Portanto, o grupo de segurança se torna um elemento essencial da rodovia.
O conjunto consiste em uma ventilação de ar, um manômetro e uma válvula de segurança para descarregar o líquido de arrefecimento no modo de emergência. É montado com válvulas de fechamento no tubo de alimentação para a possibilidade de desligamento em caso de reparo.
Se houver um aumento no pipeline, ele será colocado no seu ponto superior.
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Componentes do grupo de segurança
Funcionalidade do dispositivo
Localização do componente
Sistema eficiente de tubo único
Ao projetar o aquecimento, muitos fatores são levados em consideração - a disponibilidade de fonte de alimentação estável e uma sala separada para equipamentos (sala da caldeira, sala da caldeira), o número de pisos e o layout, a estética do projeto futuro etc.
Em cada caso, a localização do equipamento e como conectá-lo serão diferentes.
Para uma sala muito pequena - uma casa de campo -, o esquema de fluxo automático mais simples para conectar seqüencialmente as baterias diretamente à tubulação principal se tornará mais eficaz.
Ao instalar dois ou três radiadores, não é necessário instalar um grande número de válvulas de corte - nesse caso, é mais fácil drenar a água do sistema, se necessário.
Em edifícios com uma área maior, o sistema de suprimento de calor é uma estrutura complexa, às vezes ramificada. Nesse caso, o aquecimento forçado de acordo com o esquema de Leningradka com conexão diagonal de baterias de transferência de calor e desvios ajustáveis se torna a melhor opção.
Esse esquema garante o aquecimento máximo da área do radiador e a capacidade de ajustar e ajustar o modo de operação. Para desconectar qualquer um dos elementos do sistema, não é necessário drenar a água de toda a linha
Maneiras de conectar o radiador à rodovia
A dissipação de calor dos radiadores depende de como eles estão conectados à linha.
Existem três tipos principais de conexão:
- Diagonal;
- Lateral;
- Mais baixo.
Considere os recursos de cada um desses métodos em mais detalhes.
Conexão diagonal ou cruzada
A conexão diagonal ou cruzada é mais eficaz. O aquecimento máximo da bateria sobre a área é alcançado e praticamente não há perda de calor.
De acordo com esse esquema, o tubo de suprimento é conduzido ao tubo superior do radiador e o tubo de descarga é conectado ao tubo inferior localizado no lado oposto do dispositivo. Para dispositivos com um grande número de seções, apenas o tipo diagonal de conexão é usado.
Conexão lateral ou unidirecional
A conexão lateral ou unidirecional permite obter aquecimento uniforme de todas as seções do dispositivo.
Para a conexão, os dutos de suprimento e saída são deixados de lado. Na maioria das vezes, essa conexão é usada com um dispositivo de aquecimento com uma fiação superior.
A dissipação de calor do aquecimento com conexão lateral de radiadores, com um fluxo de cima para baixo é igual a 97%. Com o movimento reverso do líquido de refrigeração - de baixo para cima - esse número é de 78%
Ligação inferior do radiador ao tubo
A conexão inferior não é o esquema de aquecimento mais eficiente. No entanto, é organizado com bastante frequência, especialmente quando o oleoduto principal está oculto sob o piso.
Os tubos de entrada e saída são conduzidos para os tubos inferiores localizados em lados diferentes do radiador.
A taxa de transferência de calor para a conexão mais baixa dos radiadores é de 88%
Vantagens e desvantagens de um sistema de tubo único
O aquecimento de tubo único ganhou grande popularidade no campo da construção privada.
As principais razões são o custo relativamente baixo da estrutura e a capacidade de montá-la por conta própria, sem o envolvimento de especialistas.
Mas um sistema de aquecimento de um tubo tem outras vantagens:
- Estabilidade hidráulica - a transferência de calor de outros elementos do sistema não muda quando circuitos individuais são desconectados, radiadores são substituídos ou seções são construídas;
- O dispositivo da linha custa um número mínimo de tubos;
- É caracterizada por baixa inércia e tempo de aquecimento devido a menos do que nos dois tubos, a quantidade de refrigerante no principal;
- Parece esteticamente agradável e não estraga o interior da sala, especialmente se o tubo principal estiver escondido;
- A instalação de válvulas de última geração - por exemplo, reguladores de temperatura automáticos e manuais - permite ajustar o modo de operação de toda a estrutura, bem como de seus elementos individuais;
- Design simples e confiável;
- Instalação, manutenção e operação simples.
Ao conectar dispositivos de controle e monitoramento ao sistema de aquecimento, ele pode ser transferido para um modo de operação totalmente automático.
A integração com o sistema Smart Home é possível - nesse caso, os programas com os melhores modos de aquecimento podem ser definidos dependendo da hora do dia, estação do ano e outros fatores decisivos.
A linha de aquecimento de tubo único pode ser completamente oculta pelo acabamento. Esse dispositivo não só não estraga a aparência da sala, mas também se torna seu detalhe - um item de interior
A principal desvantagem do suprimento de calor de tubo único é o desequilíbrio no aquecimento das baterias que liberam calor ao longo do comprimento da linha.
O refrigerante esfria à medida que se move ao longo do circuito. Por esse motivo, os radiadores instalados longe da caldeira aquecem menos do que os localizados perto. Portanto, é recomendável instalar aparelhos de ferro fundido com resfriamento lento.
A instalação de uma bomba de circulação permite que o líquido de refrigeração aqueça os circuitos de aquecimento de maneira mais uniforme; no entanto, com um comprimento suficiente da tubulação, é observado um resfriamento substancial.
Reduza o efeito negativo desse fenômeno de duas maneiras:
- Nos radiadores remotos da caldeira, o número de seções é aumentado. Isso aumenta sua área condutora de calor e a quantidade de calor transferida, permitindo que os quartos sejam aquecidos uniformemente.
- Eles elaboram um projeto com um arranjo racional de dispositivos de liberação de calor nos quartos - os mais poderosos são instalados nos quartos das crianças, nos quartos e nas salas "frias" (norte, esquina). À medida que o refrigerante esfria, a sala de estar e a cozinha passam, eles acabam em salas não residenciais e de utilidade.
Tais medidas minimizam as desvantagens de um sistema de tubo único, especialmente para edifícios de um e dois andares com uma área de até 150 m². Para essas casas, o aquecimento de um tubo é o mais rentável.
Não apenas os radiadores, mas também os contornos do piso radiante são conectados à linha de aquecimento de tubo único. O vídeo mostra como realizar essa instalação.
O aquecimento de tubo único é um sistema simples e confiável. No entanto, para um aquecimento eficaz, é necessário selecionar cuidadosamente seus elementos individuais. Para fazer isso, é aconselhável procurar o aconselhamento de um especialista, onde eles o ajudarão a realizar um cálculo estimado.
Você não concorda com os esquemas dados em nosso artigo? Ou você tem experiência prática em organizar o aquecimento de um tubo em uma casa particular? Sua experiência será útil para nossos leitores. Sinta-se livre para compartilhar seu conhecimento nos comentários abaixo.