Los propietarios de viviendas particulares saben con certeza que un sistema de calefacción autónomo es mucho más económico y más eficiente que uno centralizado. Muchos propietarios confían la solución de la cuestión de la calefacción de viviendas a especialistas que realizan cálculos, diseñan y supervisan la disposición del suministro de calor.
Sin embargo, también hay maestros que deciden equipar la calefacción de una casa privada con sus propias manos, para no pagar de más por los servicios de especialistas. Pero esto no es un pequeño ahorro del presupuesto familiar, ¿de acuerdo?
Antes de proceder con los cálculos y el diseño, es necesario determinar la versión óptima del sistema y sus componentes. Le ayudaremos a resolver estos problemas.
El artículo proporciona una descripción detallada de las posibles soluciones de ingeniería para una casa privada, describe los pros y los contras de cada esquema, los principios de su trabajo y los matices de la instalación.
Sistema de calefacción: que son
Existen muchas soluciones de ingeniería para calentar una casa. Hay tres tipos principales de sistemas de calefacción.
Sistema de calentamiento con líquido refrigerante.
La forma más común en nuestro país para calentar su hogar. Asume la presencia de un circuito cerrado en el que circula el refrigerante.
El agua se usa con mayor frecuencia como este último, pero también puede haber varios anticongelantes, que se distinguen favorablemente por una baja temperatura de congelación. Para calentar el refrigerante en el sistema, se instala una caldera de cualquier tipo adecuado.
El refrigerante calentado se canaliza a las habitaciones donde ingresa a los radiadores. Estos dispositivos están diseñados para transferir calor al aire. En las baterías, el refrigerante se enfría, después de lo cual pasa a través de las tuberías hasta la caldera, donde se calienta nuevamente.
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Calefacción autónoma de una casa de campo.
Circuito técnicamente simple
Esquema de calentamiento con una flecha hidráulica.
Tal ciclo se repite muchas veces. Los termostatos se pueden usar para regular el sistema, lo que le permite mantener automáticamente la temperatura establecida o los grifos. En este caso, se realiza la regulación manual.
El calentamiento con refrigerante es un sistema bastante simple de diseñar y ejecutar. Si es necesario, puede armarlo usted mismo. Pero al mismo tiempo, es ciertamente deseable mostrar el proyecto a especialistas para evitar errores que puedan reducir significativamente la efectividad del sistema.
Los sistemas de calefacción con un líquido refrigerante siempre se hacen en forma de circuito cerrado, dentro del cual se mueve un fluido calentado.
Entre las ventajas se puede atribuir a la larga vida de la estructura, siempre que se haya realizado una instalación competente y no haya violaciones en funcionamiento.
El sistema funciona en silencio, extremadamente fácil de reparar y mantener. Es importante que con un proyecto ejecutado correctamente en todas las habitaciones con calefacción sea posible mantener la temperatura deseada.
El sistema es eficiente y ahorra energía. La intensidad energética del refrigerante es aproximadamente 4000 veces mayor que la del aire. Esto le permite calentar relativamente rápido el aire interior a una temperatura confortable.
Un sistema de calefacción de este tipo consta de varios elementos, los principales son la tubería, la caldera y los radiadores (+)
De las deficiencias, vale la pena señalar que dicha calefacción solo se puede instalar durante la construcción o las reparaciones importantes de la casa. Si se utiliza agua como portador de calor, debe tenerse en cuenta que su temperatura de congelación es bastante alta. Qué puede amenazar con dañar las tuberías cuando el sistema se congela.
Además, la presencia de aire en las tuberías con agua provoca una rápida corrosión de los elementos estructurales.
Calentamiento de aire
El refrigerante en este caso es aire calentado. Se calienta mediante un calentador de agua o vapor instalado en el edificio, así como un calentador eléctrico o de aire caliente. Después del tratamiento térmico, el medio gaseoso preparado entra en la habitación.
Según el principio de funcionamiento, los esquemas de calefacción de aire se dividen en dos tipos:
- combinado con ventilación;
- recirculando
La primera opción implica una mezcla parcial de una porción fresca de aire capturado de la calle y un volumen igual de emisión de masa de gases de escape-aire.
En la segunda realización, todo el flujo de aire que circula por la habitación se captura y se envía al calentador de aire para su procesamiento. Luego vuelve por completo. Está claro que para los indicadores sanitarios, se prefiere el primer esquema.
Puede calentar la casa sin el líquido refrigerante habitual para todos. El calentamiento del aire implica calentar las masas de aire y suministrarlas directamente a las habitaciones con calefacción (+)
Calentado a 55-60 ° C, el aire ingresa a los conductos de aire, a través del cual se descarga en las habitaciones. Aquí se distribuye de la manera más uniforme posible. Después de enfriar, se bajan las masas de aire, donde pasan a través de las aberturas cerradas por la parrilla hacia el conducto de retorno, a través del cual regresan al calentador. El ciclo se repite muchas veces.
Tal sistema de calefacción está regulado solo por medio de la automatización, lo que hace que la temperatura en las habitaciones sea extremadamente cómoda.
El calentamiento del aire es lo más seguro posible, ya que la automatización monitorea todos los parámetros del sistema y, cuando surgen problemas, bloquea sus elementos. Además, el diseño no contiene tuberías llenas de líquido caliente que, en circunstancias desfavorables, puede explotar o tener fugas.
En los circuitos de calefacción de aire no hay radiadores familiares para la persona promedio, lo que, junto con la ausencia de tuberías, afecta significativamente el costo de construcción del sistema. No hay válvulas de vapor y tipos de válvulas de cierre de calentamiento de agua.
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Calentador de aire
Equipo de sótano
Opción de canal de aire
Calentar una casa privada con una estufa Buleryan
Con el dispositivo del circuito combinado con ventilación, el problema de actualizar la composición de la masa de aire también se resuelve razonablemente.
La vida útil, sujeta a la instalación competente de calefacción de aire, es de aproximadamente 20 años. Las ventajas incluyen el atractivo externo de la calefacción de aire. Los plexos de tuberías, necesarios para estructuras con líquido refrigerante, están ausentes en este caso.
El calentador de aire puede funcionar con gas u otro tipo de combustible. El tipo de quemador del dispositivo puede ser atmosférico o ventilador (+)
Entre las deficiencias, vale la pena señalar posibles problemas con la composición del aire. El sistema extrae masas de aire contaminado de la calle, lo que requiere la instalación de filtros. Necesitan cambiarse con bastante frecuencia.
Además, es aconsejable utilizar humidificadores, ya que las masas calentadas a menudo se secan en exceso. Si alguna sustancia tóxica, como el monóxido de carbono, ingresa al sistema, se propaga muy rápidamente por toda la casa.
Sistemas de calefacción eléctrica
Para equipar la calefacción autónoma de una casa privada, con bastante frecuencia, se utilizan sistemas alimentados por electricidad. Hay varios tipos de ellos, considere dos de los más populares.
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Caldera eléctrica combinada con gas.
Ubicación en el pasillo o la cocina.
Calentamiento de agua con caldera eléctrica.
Caldera de electrodos de ahorro de energía
Caldera de inducción para calefacción privada.
Instalación y conexión del convector.
Sistemas de calefacción por suelo radiante.
Modelo eléctrico de un calentador
Los convectores eléctricos son calentadores compactos que se pueden instalar dentro de una habitación con calefacción. Dependiendo de la potencia del dispositivo, puede ser uno o más.
El principio de funcionamiento de los diferentes tipos de convectores eléctricos es similar. El aire frío a través de la parrilla ingresa al dispositivo, donde se calienta mediante un calentador eléctrico.
Gracias a la convección natural o al esfuerzo del ventilador, las masas de aire caliente se elevan, se mezclan con el aire de la habitación y lo calientan. La temperatura en la habitación aumenta. El aire enfriado desciende, ingresa nuevamente al dispositivo y el ciclo se repite.
El uso de convectores eléctricos es la forma más sencilla de calentar locales residenciales. Pero al mismo tiempo, dado el costo de la electricidad, es bastante caro.
El calentamiento eléctrico se puede realizar mediante el uso de radiación infrarroja. Se monta una delgada película IR flexible en el techo o el piso y es un tipo de dispositivo de calentamiento que calienta el aire de la habitación a una temperatura agradable.
El sistema funciona de la siguiente manera. Cuando se aplica una corriente eléctrica a la película, los elementos de carbono se calientan y comienzan a emitir ondas infrarrojas en un rango seguro para los humanos.
Estas ondas comienzan a moverse hacia el primer objeto grande que encontraron. Puede ser el piso, los muebles o algo así. Los artículos acumulan ondas infrarrojas, se calientan y emiten calor al aire. El calentamiento es muy rápido.
Al mismo tiempo, la distribución de calor es más favorable para una persona: en la parte inferior de la habitación está el aire más cálido, en la parte superior, un poco más frío.
Los médicos confirman que el calentamiento por infrarrojos es similar a la luz solar y se considera el más favorable para los humanos. A pesar de la diferencia significativa en el principio de calefacción, ambos tipos de sistemas tienen ventajas similares. En primer lugar, este es el costo mínimo de construcción.
Las tarifas no muy atractivas de las empresas minoristas de energía no detienen a quienes desean obtener calefacción eléctrica. La automatización se utiliza para controlar el equipo, lo que le permite configurar el sistema en el modo más eficiente en energía.
La película calefactora infrarroja se puede colocar en el piso o en el techo. En cualquier caso, calentará la habitación de manera efectiva y segura (+)
La electricidad es muy conveniente de usar. No es necesario utilizar ningún combustible, lo que elimina el problema de su almacenamiento y compra.
Además, las calderas de combustible sólido, por ejemplo, se consideran muy "sucias" porque se forman hollín y cenizas durante su funcionamiento. El equipo eléctrico no tiene tales problemas. Es completamente seguro, no hace ruido y no produce emisiones tóxicas.
Los sistemas eléctricos suelen ser muy compactos. Los dispositivos utilizados en ellos pueden tener un diseño muy diferente. Dichos sistemas son duraderos y requieren solo un mantenimiento regular.
Su principal desventaja es la operación costosa, debido al alto costo de la electricidad. A pesar de la rentabilidad de los sistemas, las facturas de electricidad suelen ser impresionantes.
Variedades de sistema de transferencia de calor líquido.
Como muestra la práctica, la mayoría de las veces, para la disposición de calefacción autónoma, elija un sistema con un líquido refrigerante, así que hablemos de sus variedades. Dicho sistema se implementa como uno de los dos posibles esquemas.
El esquema más simple es una tubería única.
Es un circuito cerrado en forma de anillo, dentro del cual los radiadores de calefacción se instalan en serie. El refrigerante ingresa al primero de ellos, luego al siguiente y así sucesivamente, hasta que vuelve a la caldera. Este es un esquema extremadamente simple, sin embargo, lejos de ser el más efectivo.
La principal desventaja de un sistema de calefacción de una tubería es el enfriamiento del refrigerante en los "acercamientos" a las baterías alejadas de la caldera.
El diagrama de cableado de una tubería supone una disposición secuencial de las baterías. El sistema es muy simple, pero tiene limitaciones de uso (+)
El líquido sale del intercambiador de calor de la caldera con una temperatura de aproximadamente 75ºC. Llega igual en el primer radiador, en el segundo hace un poco más de frío y luego se enciende. Si la duración de la tubería es pequeña y hay pocos radiadores, entonces esto no da miedo.
Pero si hay muchas baterías, estas últimas contendrán un refrigerante calentado a 45-50 ° С. Lo que no es suficiente para la calefacción normal de la habitación.
Puede haber dos formas de remediar la situación. El primero es aumentar la temperatura del refrigerante o agregar secciones a los últimos radiadores de la cadena para aumentar su transferencia de calor. Ambas opciones requerirán inversiones adicionales en efectivo, pero no garantizan un resultado.
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El movimiento del refrigerante en una tubería.
Restricciones de longitud
Falta de válvulas de control
Conexión troncal diagonal
Otra forma de lidiar con el problema es instalar una bomba de circulación. Esto realmente aumentará la eficiencia de un sistema de tubería única, pero también lo hará volátil y más costoso de operar.
Esquema avanzado: dos tubos
La principal diferencia con respecto al primer esquema es que el refrigerante a cada uno de los radiadores se entrega casi simultáneamente. Se usa una tubería de suministro para entregarlo al dispositivo, una tubería llamada tubería de retorno se usa para recogerla y descargarla.
El refrigerante de las baterías puede ser suministrado por el colector o el esquema de tee. En el primer caso, cada uno de los dispositivos tiene su propia alimentación con un retorno. Las tuberías se colocan desde el colector en forma de "rayos", por lo tanto, el segundo nombre es "radiación".
En la versión en T, los dispositivos se conectan en serie a la alimentación y el retorno utilizando, el montaje se realiza mediante conectores con tres boquillas - tes.
La disposición de dos tubos del sistema de calefacción implica que se colocará un tubo de suministro y un tubo de descarga, un tubo de retorno (+) a cada batería
El colector implica la instalación de válvulas en cada salida de la batería, lo que hace posible desconectarla si es necesario. El funcionamiento del circuito de calentamiento por radiación se basa en la circulación forzada del líquido, porque hay demasiados obstáculos hidráulicos en los numerosos anillos para el movimiento natural del refrigerante.
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Ejemplo de calentamiento de dos tubos
Versión de dos tubos en T
Radiación tipo de calentamiento
Tubería de reglón
Las variedades en T pueden funcionar tanto por la gravedad natural como por la inclusión de una bomba de circulación en el sistema. Bombea el refrigerante, por lo tanto, al instalar los anillos de calefacción, no es necesario observar la pendiente e instalar la tubería de suministro debajo de los dispositivos de calefacción.
La principal ventaja del esquema de dos tubos es la provisión de un calentamiento uniforme de todas las baterías en el edificio, sin importar cuántas haya. Pero al mismo tiempo, se necesitarán muchas más tuberías y otros elementos para su instalación, respectivamente, costará más. Esta es la principal desventaja del sistema de dos tubos.
Sistema de circulación tipo gravedad
El refrigerante dentro del circuito de calefacción debe moverse. Esto puede ocurrir a través de la circulación natural. Surge debido a la diferencia en las densidades existentes en un refrigerante frío y calentado.
El líquido calentado tiene una densidad más baja, por lo que comienza a elevarse espontáneamente desde la caldera a lo largo del elevador, desde donde se envía a las tuberías de descarga y luego a los radiadores. La densidad del refrigerante refrigerante aumenta, lo que lo hace más pesado.
La eficiencia del sistema con la circulación natural del fluido de transferencia de calor depende de la diferencia de temperatura, la altura del fluido de transferencia de calor y el ángulo elegido correctamente para colocar la tubería (+)
Por esta razón, cae debajo, se recoge en el tubo de cableado inverso, a través del cual ingresa a la caldera. Por lo tanto, mientras la unidad está funcionando, se implementará la circulación de refrigerante de tipo gravedad. Sin embargo, su velocidad es relativamente pequeña y puede variar.
Sobre todo, depende de dos factores:
- Ubicaciones de los elementos del sistema.. Los radiadores deben ubicarse mucho más altos que la caldera o elevados al techo, y aún mejor en el ático, el elevador principal, desde donde saldrán los grifos de la batería.
- Diferencias de temperatura del refrigerante enfriado y calentado. Cuanto más grande es, mayor es la velocidad del fluido. Por esta razón, para evitar la pérdida de calor, el elevador principal puede aislarse con un material especial, y el rechazo, por el contrario, no está cerrado por nada.
Entre las ventajas del esquema del sistema de calefacción de una casa privada con circulación natural se puede atribuir a su bajo costo y simplicidad en el diseño, la disposición y el mantenimiento. Al trabajar, es absolutamente silencioso, no hay vibración.
Los inconvenientes del circuito con circulación natural son muchos. Se inicia lentamente, debido a la baja velocidad del refrigerante a una pequeña diferencia de temperatura.
Un sistema diseñado de manera competente con circulación natural de un líquido refrigerante puede ser bastante complejo y cubrir no solo uno, sino también más pisos (+)
Además, para la circulación normal de fluido en el circuito requiere una tubería ensamblada a partir de tuberías de un diámetro relativamente grande. Dichos sistemas tienen un tamaño limitado debido a la baja presión natural en la línea. La longitud de dicha estructura no puede exceder los 30 m horizontalmente.
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Circuito de calentamiento por gravedad
Tuberías de gran diámetro
Sección de aceleración después de la caldera.
Control mínimo y válvulas de cierre
Circuito forzado
La bomba de circulación está incluida en el sistema, hace que el refrigerante se mueva a cierta velocidad. La bomba se instala en cualquier lugar de la línea de calefacción.
Pero para instalar la bomba en el momento de la entrega, solo necesita comprar una bomba de fabricantes confiables, ya que tendrá que funcionar en condiciones adversas, aunque todos los modelos de circulación fabricados actualmente están diseñados para tal operación.
La potencia de la bomba se selecciona según la longitud de la tubería y puede ser diferente. Debido a la circulación forzada, el circuito puede tener diferentes longitudes, hasta una muy larga. La velocidad de avance del fluido de transferencia de calor no depende de la diferencia de temperatura, lo que hace posible implementar una variedad de esquemas de ingeniería.
Además, se hace posible utilizar tuberías de pequeño diámetro, esto afecta favorablemente la apariencia de dicho sistema de calefacción.
La inclusión de una bomba de circulación en el circuito permite implementar soluciones de ingeniería más complejas y hace que el sistema sea más eficiente (+)
De las deficiencias del calentamiento con circulación de bomba, vale la pena señalar la volatilidad. Esto significa que si no hay fuente de alimentación, la calefacción no funcionará. Para los lugares donde los apagones son comunes, este es un inconveniente muy serio.
Además, la instalación de la bomba requerirá costos adicionales para su compra, instalación y posterior operación.
Los elementos principales del sistema de calefacción.
El conjunto de elementos incluidos en el sistema de calefacción con un líquido refrigerante puede ser muy diferente. Todo depende del tipo de circuito seleccionado. Sin embargo, varios elementos básicos siempre están presentes. En primer lugar, esto es una caldera. La unidad genera calor, se transfiere al fluido de transferencia de calor.
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Un componente obligatorio de los sistemas de calefacción son las tuberías. En la construcción de circuitos de calefacción utilizando productos de polímeros, aleaciones de acero, metales, con menos frecuencia de cobre.
Para calentar el refrigerante, se requiere una caldera. Su potencia se selecciona en función de los datos de ingeniería térmica de la casa y el área calentada.
Para transferir calor a la habitación tratada en el circuito de calefacción, incluya radiadores. Su valor calorífico debe corresponder a la cubicación calentada.
Para dejar una reserva que se expande al calentar agua (anticongelante), se incluye un tanque de expansión en el sistema. Para circuitos cerrados, esta es una expansomat (roja), para circuitos abiertos es un contenedor con tapa y boquillas a las que se conectan las tuberías
Si se planea suministrar refrigerante calentado simultáneamente a varios dispositivos o circuitos, los colectores se montan en el circuito. Estos son peines de distribución que proporcionan un suministro uniforme a diferentes puntos del sistema.
Para la operación estable de sistemas complejos, principalmente de tipo cerrado, se requiere la instalación de bombas de circulación. Estimulan el movimiento del agua a través de tuberías a electrodomésticos.
Para proteger los circuitos de calefacción cerrados, se establecen grupos de seguridad. Evitan la despresurización del circuito y la falla prematura de las válvulas.
Para la eliminación del aire contenido en cualquier líquido en diferentes volúmenes, se instalan salidas de aire. Se ponen en baterías, en elevadores y en curvas de la carretera.
Tubos para sistemas de calentamiento de agua.
Calderas - unidades de calefacción principales
Radiador: un dispositivo de sistema de calefacción
Tanque de expansión para seguridad
Versión coleccionista de la organización
Bombas de circulación en calefacción.
Grupo de seguridad para sistemas cerrados
Salidas de aire
Por el tipo de combustible utilizado, todas las calderas se dividen en:
- Combustible sólido. Todos los tipos de combustible sólido se utilizan para el trabajo: leña, carbón, turba, etc. A la venta puede encontrar variedades de tales dispositivos de pellets y dispositivos de pirólisis.
- Gas. Operan con gas natural o gas licuado.
- Eléctrico. Genere calor mediante la conversión de electricidad.
- Combustible líquido. El combustible utilizado es combustible diesel, gasolina y materiales similares.
- Conjunto. Los dispositivos están equipados con varios quemadores diferentes y pueden funcionar con varios tipos de combustible.
Las calderas combinadas se consideran las más prácticas. Ayudan a no quedarse sin calefacción en condiciones con interrupciones en el suministro del tipo principal de combustible. Sin embargo, el costo de tales modelos es mucho más alto que el de los modelos estándar.
El radiador de panel es uno de los dispositivos de calefacción más confiables y simples.
Otro elemento obligatorio del sistema de calefacción son los dispositivos de almacenamiento de calor. También pueden ser diferentes.
Se distinguen los siguientes tipos de radiadores:
- Panelrepresentando un panel de acero de una pieza de varios tamaños.
- Laminarque consta de varias placas, cuyo grosor puede variar significativamente.
- Tubular. Están hechos en forma de colectores inferiores y superiores conectados por segmentos de tubería.
- En corte. Recogido de las secciones de calefacción, cuyo número puede ser cualquiera.
Y el último elemento obligatorio de este tipo de sistema de calefacción es la tubería.
Para su montaje, se utilizan tuberías de metal o plástico. Los primeros son muy duraderos, pero están sujetos a la corrosión y son difíciles de instalar. Los segundos son muy fáciles de ensamblar, no se oxidan, pero la resistencia de los diferentes grados de plásticos puede variar significativamente. Por lo tanto, es muy importante no cometer un error al elegir un material para una tubería de plástico.
Qué método de calentar una casa privada es más rentable:
Todo sobre el esquema de calentamiento de una tubería:
El principio de funcionamiento del calentamiento de aire:
La calefacción independiente se puede equipar de varias maneras. La elección de una solución, sin duda, se verá afectada por las características climáticas del área donde se encuentra la casa.
No es aconsejable equipar un sistema costoso con un líquido refrigerante donde el invierno dura uno o dos meses, y la temperatura rara vez cae por debajo de cero. También es importante tener en cuenta las características del edificio y las capacidades financieras. Si se toma la decisión correcta, la casa siempre estará cálida.
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