Incluso los artesanos experimentados están lejos de ser capaces de garantizar el movimiento natural del refrigerante a lo largo del circuito de calefacción. Sucede que el agua se mueve a través del sistema, pero no hay suficiente calor en la casa.
Cada vez más, los propietarios de casas privadas prefieren instalar sistemas de calefacción con circulación de bomba, que son bastante diversos y convenientes. En este artículo, examinamos los esquemas básicos para organizar la calefacción con coerción, complementando el material con ilustraciones visuales y fotos.
También seleccionamos videos útiles con las recomendaciones de especialistas en la instalación de equipos de bombeo para el sistema de calefacción. Esto le permitirá comprender en detalle el problema de la instalación de la bomba.
El principio del sistema con coerción.
La bomba de circulación es un pequeño dispositivo eléctrico que está diseñado de manera extremadamente simple. Un impulsor se encuentra dentro de la carcasa, gira y proporciona el agente de transferencia de calor necesario que circula por el sistema. El motor eléctrico que proporciona rotación consume muy poca electricidad, solo 60-100 vatios.
La presencia de dicho dispositivo en el sistema simplifica enormemente su diseño e instalación. La circulación forzada del refrigerante permite el uso de tuberías de calentamiento de diámetro pequeño, amplía las posibilidades al elegir una caldera de calefacción y radiadores.
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En los sistemas de calefacción de circulación forzada, no hay defectos en los circuitos de calefacción con movimiento gravitacional del refrigerante. Soportan fácilmente el mantenimiento de grandes áreas, edificios de varias plantas, sistemas con varios circuitos.
Dado que en los circuitos de refrigerante con circulación de la bomba, el portador de calor se mueve mucho más rápido, requiere ajuste, control, distribución equilibrada
Los sistemas de calefacción de tipo forzado generalmente están dispuestos en un circuito cerrado para que los dispositivos volátiles no funcionen en vano. En tales esquemas, se requiere un tanque de expansión especial que no se comunica con el aire
El uso de una bomba que estimula el movimiento del agua calentada a los dispositivos de calefacción es necesario si una caldera está trabajando para suministrar refrigerante a dos o más circuitos de calefacción.
Es necesario un sistema de calefacción forzada cuando se construyen circuitos con un cableado más bajo. Debido a las características de diseño, el movimiento natural del refrigerante calentado a los dispositivos y de regreso a la caldera en tales sistemas es difícil.
El calentamiento con bombeo del portador de calor es volátil. Además, su esquema utiliza dispositivos caros que no son necesarios para la circulación natural.
Al instalar dispositivos de control y estimular el movimiento del refrigerante en el circuito, el sistema de gravedad se puede convertir en un sistema de bombeo. Sin embargo, esto no tendrá sentido sin cambiar las tuberías, que en los esquemas naturales tienen un diámetro mucho mayor
Gracias al uso de una bomba de circulación, el diámetro de la tubería utilizada en el montaje de las líneas de suministro y retorno se reduce significativamente. Pero debido a la necesidad de instalar válvulas, dispositivos de seguridad y control, el costo total es mucho mayor que el de las opciones de gravedad.
Fragmento de calentamiento con circulación forzada.
Valvulas para calentar bombas
Expanzomat - tanque para expansión de refrigerante
Un complejo de varios circuitos de calefacción.
Sistema de calentamiento inferior
Bombas de circulación en sistemas de calefacción.
Convertir la calefacción natural a artificial
Tuberías en sistemas de calefacción tipo bomba
Muy a menudo, un sistema que se creó originalmente con la expectativa de circulación natural funciona de manera insatisfactoria debido a la baja velocidad del refrigerante a través de las tuberías, es decir. Baja presión de circulación. En este caso, instalar una bomba ayudará a resolver el problema.
Sin embargo, uno no debe dejarse llevar por la velocidad del agua en las tuberías, ya que no debe ser excesivamente alta. De lo contrario, con el tiempo, el diseño puede simplemente no soportar la presión adicional para la que no está diseñado.
Si se puede usar un tanque de expansión abierto en sistemas con circulación natural de refrigerante, entonces en circuitos forzados, se debe preferir un recipiente cerrado y sellado
Para locales residenciales, se recomiendan las siguientes normas límite para la velocidad del refrigerante:
- con un paso de tubería nominal de 10 mm - hasta 1,5 m / s;
- con un paso de tubería condicional de 15 mm - hasta 1.2 m / s;
- con un paso de tubería condicional de 20 mm o más, hasta 1.0 m / s;
- para cuartos de servicios de edificios residenciales - hasta 1.5 m / s;
- para edificios auxiliares - hasta 2.0 m / s.
En sistemas con circulación natural, el tanque de expansión generalmente se coloca en la alimentación. Pero si el diseño se complementará con una bomba de circulación, generalmente se recomienda mover el variador hacia el retorno.
El dispositivo de bomba de circulación es muy simple, la tarea de este dispositivo es darle al refrigerante una aceleración suficiente para superar la resistencia hidrostática del sistema.
Además, en lugar de un tanque abierto, debe colocar uno cerrado. Solo en un apartamento pequeño, donde el sistema de calefacción tiene una longitud pequeña y un dispositivo simple, puede prescindir de dicha reorganización y usar el viejo tanque de expansión.
Cálculos para sistemas de calefacción forzada.
Un sistema adecuadamente organizado con circulación forzada requiere cálculos de ingeniería complejos. Pero algunas fórmulas le permiten evaluar el estado del sistema y crear una idea más precisa de las modificaciones necesarias, especialmente cuando se trata de una casa pequeña o un departamento. La potencia del equipo de calefacción generalmente se selecciona en función del tamaño de las instalaciones que se supone que deben calentarse.
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El consumo de energía de una bomba de circulación diseñada para su uso en circuitos de calefacción autónomos domésticos suele oscilar entre 60 y 100 vatios. No gastan más que una bombilla incandescente
En los sistemas con circuitos primarios y secundarios conectados a ellos, en el complejo de sistemas de calefacción de baja y media temperatura, se utiliza un grupo de bombas. Todos los anillos independientes y dependientes están equipados con dispositivos.
Existe una regla según la cual, incluso en circuitos de calefacción simples con circulación forzada, una bomba se complementa con un duplicado instalado en el bypass. Es necesario en caso de fallo de la unidad principal.
La potencia de la bomba de circulación debe permitir que el refrigerante supere libremente la resistencia en la tubería. La velocidad de movimiento, que debe proporcionar la bomba, se toma de acuerdo con las tablas con los parámetros típicos. Por ejemplo, a través de tuberías de Ø 10.15.20 mm, el agua debe moverse a una velocidad de 1.5; 1,2; 1,0 m / s
Dispositivo de baja potencia
Grupo de bomba de circulación de calefacción
Dispositivo de repuesto en caso de rotura
Opción de instalación de bomba de circulación.
Por lo general, los fabricantes recomiendan: que el caudal registrado en litros por minuto corresponda al número de kilovatios de potencia de la caldera. Esto significa que para una caldera de 40 W, un caudal de refrigerante de 40 l / min será el más adecuado.
Del mismo modo, se calcula el consumo de agua para una habitación individual o grupo de habitaciones. En este caso, se guían por la potencia total de los radiadores instalados en el sitio.
La velocidad de movimiento del refrigerante a lo largo del circuito del sistema de calefacción depende en gran medida de qué tan correctamente se seleccione el diámetro de las tuberías.
El diámetro de las tuberías de calentamiento se determina de acuerdo con la velocidad de flujo establecida del refrigerante:
- a un caudal de 5,7 l / min, se requieren tuberías de media pulgada;
- a un caudal de 15 l / min, se necesitan tuberías durante tres cuartos de pulgada;
- a un caudal de 30 l / min se necesitan tuberías en pulgadas;
- con un caudal de 53 l / min, se necesitan tuberías por pulgada y un cuarto;
- a un caudal de 83 l / min, se requieren tuberías de una pulgada y media;
- a un caudal de 170 l / min, se requieren tuberías de dos pulgadas;
- a un caudal de 320 l / min, se necesitan tuberías de dos pulgadas y media, etc.
Para determinar los parámetros de una bomba de circulación adecuada, es necesario medir la longitud de todo el circuito de calefacción al que se conectará. Para diez metros del sistema, se necesita un cabezal de bomba de 0.6 m. Usando cálculos simples, obtenemos que para un sistema de 60 metros de largo, se necesita una bomba de 3.6 m.
Sin embargo, estos parámetros solo son válidos para un sistema en el que el diámetro de las tuberías se selecciona correctamente, como se indicó anteriormente. Si se utilizan comunicaciones demasiado estrechas, será necesario tomar una bomba más potente para superar el exceso de presión hidráulica que surge en el sistema debido a una selección incorrecta de la tubería.
En este artículo se dan recomendaciones detalladas para elegir una bomba de circulación.
Se necesita una ventilación de aire automática o un dispositivo mecánico para eliminar el exceso de aire de la grúa Majewski para eliminar el aire de un sistema cerrado. Estos dispositivos son necesarios en los circuitos de calefacción, ayudan a prevenir el problema de la ventilación. Dichos dispositivos se instalan en radiadores, en elevadores de suministro, así como en áreas problemáticas de circuitos de calefacción complejos.
Esta regla también funciona en la dirección opuesta: si las tuberías son más anchas de lo necesario según el estándar, la capacidad nominal de la bomba de circulación debe reducirse.
Un componente importante de los sistemas de calefacción forzada es el grupo de seguridad:
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Como parte del grupo de seguridad, montado en circuitos de calefacción cerrados sin fallas, tres dispositivos que proporcionan un funcionamiento sin problemas, protegen los equipos contra el desgaste.
El grupo de seguridad incluye una ventilación de aire automática que se usa para descargar los tapones de aire, un manómetro y una válvula de seguridad que descarga el exceso de refrigerante cuando se expande por el calentamiento.
Los dispositivos de grupo de seguridad se ubican con mayor frecuencia en una caja de bronce monolítico. Sin embargo, puede comprarlos e instalarlos por separado, pero para que la válvula de seguridad esté detrás de la caldera
Para garantizar la fiabilidad de la obtención de datos de presión en un sistema cerrado, el manómetro se coloca junto a la válvula de seguridad o con una válvula de recarga, reponiendo el refrigerante en caso de caída de presión.
Una ventilación de aire automática, sin la participación de los propietarios del sistema, abre y libera el aire liberado del agua que circula por el circuito de agua durante el calentamiento y se acumula en grandes burbujas.
La válvula de seguridad en caso de un aumento de la presión en el sistema que surge durante el calentamiento del refrigerante, se abre ligeramente y libera agua que crea un exceso de presión.
Las válvulas de resorte para sistemas de calefacción potentes y ramificados están equipadas con un tubo a través del cual se descarga el refrigerante para no quemar a los presentes.
Se recomienda que el agua o la solución anticongelante descargada por una válvula de seguridad pase a través de un embudo para que el estado de la tubería pueda monitorearse en las etapas iniciales.
Instalación de un grupo de seguridad del sistema de calefacción.
Dispositivos para el funcionamiento seguro de la calefacción.
Reglas para instalar dispositivos de seguridad
Manómetro con válvula de reposición
Salida de aire automática con manómetro
Grupo de válvulas de alivio de presión con manómetro
Válvula de drenaje de resorte
Tubos de calefacción con lodo cubierto
Los expertos recomiendan comprar no uno, sino dos dispositivos a la vez. Uno es el principal, y el segundo está en reserva. Puede instalarse en el bypass o almacenarse en la despensa.
La bomba de circulación suele ser resistente a las averías, pero sensible a la calidad del agua en el circuito de calefacción. Para extender el funcionamiento de los equipos de calefacción, tiene sentido prever el filtrado del refrigerante y el lavado oportuno del sistema.
Diagramas de circuitos de sistemas de circulación de bombas.
Los sistemas de calefacción de circulación forzada se distinguen de la siguiente manera:
- como uno o dos tubos (opción para conectar tubos a radiadores);
- con elevadores verticales o carreteras horizontales;
- callejones sin salida o con el movimiento de paso del portador de calor
- con cableado superior o inferior.
Los sistemas de monotubos se están volviendo menos comunes, ya que sus desventajas superan con creces las ventajas. Esta es una opción muy simple, en la que los radiadores están conectados en serie. El refrigerante pasa a través de cada calentador uno por uno, enfriándose gradualmente.
Obviamente, con tal esquema, los primeros radiadores calentarán la habitación mejor que los ubicados al final del sistema. Es necesario instalar más radiadores en la sección final de la carretera que al principio para suavizar la diferencia de temperatura.
Los sistemas de calefacción de una tubería son fáciles de implementar y económicos, pero el problema del calentamiento desigual y la dependencia de la descomposición de un radiador los hizo prácticamente no reclamados en las condiciones modernas
Tal dispositivo es extremadamente inconveniente, ya que es imposible apagar solo un radiador en caso de avería, tendrá que drenar el refrigerante de todo el circuito. El esquema de dos tubos implica conectar cada radiador en paralelo usando dos tubos a una línea común.
Por supuesto, para esto tendrá que usar más materiales, el costo total y el tiempo de instalación serán más altos que cuando se usa la versión de un solo tubo.
Los sistemas de calefacción de dos tubos hacen posible calentar uniformemente cada habitación, mientras que una avería de un radiador no provocará el apagado de todo el circuito.
En cada radiador con conexión de dos tubos, se instalan válvulas de cierre. Esto hace posible, si es necesario, quitar o apagar solo un radiador, mientras que los elementos restantes del sistema continúan funcionando en modo normal.
El calentamiento con dicho esquema se realiza de manera uniforme, ya que el refrigerante ingresa a cada radiador en una línea separada, y luego regresa a la caldera para calentar, y no se mueve a lo largo del resto de los radiadores.
Los elevadores verticales se utilizan en edificios de varios pisos, es conveniente conectarles radiadores ubicados en diferentes pisos. El diseño vertical contribuye a la rápida eliminación del aire atrapado en el sistema, lo que reduce significativamente la probabilidad de congestión de aire.
Crear un sistema de calefacción vertical costará mucho, pero este es un diseño eficaz resistente al aire, es perfecto para la instalación en edificios de varios pisos.
En esquemas horizontales, la carretera principal, a la que los radiadores están conectados en paralelo, se encuentra, como su nombre lo indica, en un plano horizontal. Este tipo de sistema es adecuado para calentar edificios de un piso de un área grande.
Una opción relativamente económica no es inmune a la formación de atascos de aire. Para evitar problemas de este tipo, se utilizan salidas de aire automáticas. Las reglas para quitar el tapón de aire del sistema de calefacción se analizan en detalle aquí.
Los sistemas de calefacción horizontal son relativamente económicos, generalmente se utilizan en el diseño de grandes edificios en uno o dos pisos.
El calentamiento desigual es característico no solo para los sistemas de tubería única, sino también para una versión sin salida de calefacción, que está bastante extendida.
En tal esquema, el flujo de refrigerante se lleva a cabo en la dirección opuesta al movimiento del retorno.Como resultado, aparecen radiadores en el sistema, que reciben un refrigerante algo enfriado, que luego ingresa a la tubería de retorno.
En los sistemas sin salida, los radiadores que están alejados del elevador reciben menos calor que los ubicados cerca de él. En los circuitos asociados, todos los elementos del sistema funcionan en modo equivalente
Como resultado, más calor llega a los primeros radiadores del elevador y menos a los remotos. En áreas pequeñas, este momento puede no ser tan notable, pero en casas espaciosas lo será. En esta situación, se recomienda hacer varias autopistas más pequeñas que una larga, de modo que todo el refrigerante circule a lo largo de las ramas con aproximadamente la misma temperatura.
El esquema asociado se basa en la misma longitud de los anillos de circulación en toda la casa, lo que permite una uniformidad de calentamiento extremadamente precisa. Pero darse cuenta de esta opción de cableado no es fácil, ya que necesitará sostener una gran cantidad de tuberías.
El cableado superior en los sistemas de calefacción se usa en presencia de un ático, en el que se puede instalar un tanque de expansión. Si esto no es posible, puede implementar con éxito el cableado de calefacción inferior
El cableado superior e inferior se nombraron en la ubicación de la tubería de suministro. En el primer caso, el refrigerante ingresa al sistema desde arriba, y en el segundo desde abajo.
En el cableado superior, el tanque de expansión se instala en el punto más alto del sistema, el refrigerante se distribuye a través del sistema bajo la influencia de fuerzas gravitacionales. El regreso aquí estará debajo de los radiadores. Para implementar dicho proyecto en una casa privada, se necesita un ático, en el que se instala un tanque.
Si no hay condiciones para el cableado superior, use la segunda opción, cuando el refrigerante se suministra desde abajo, y el retorno se instala por encima de los radiadores. La tarea de mover el refrigerante a una velocidad suficientemente alta recae principalmente en la bomba de circulación.
Tal esquema se monta gradualmente, desde el piso inferior hasta el superior, mientras que la línea de suministro se realiza con una ligera pendiente para evitar la aparición de atascos de aire.
Para eliminar los atascos de aire, los servicios de calefacción están equipados con salidas de aire automáticas:
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Colector automático de ventilación de aire de calefacción
El dispositivo para la extracción de aire de un piso con aislamiento térmico.
Separador de aire en el sistema de calefacción.
Ubicación del respiradero
¿Dónde poner la bomba de circulación?
Muy a menudo, la bomba de circulación se instala en el retorno, y no en el suministro. Se cree que existe un menor riesgo de desgaste rápido y daños en el dispositivo, ya que el refrigerante ya se ha enfriado. Pero para las bombas modernas esto no es necesario, ya que los rodamientos con la llamada lubricación con agua están instalados allí. Ya están diseñados específicamente para tales condiciones de funcionamiento.
Esto significa que es posible instalar una bomba de circulación en la alimentación, especialmente porque aquí la presión hidrostática del sistema es menor. La ubicación de instalación del dispositivo divide condicionalmente el sistema en dos partes: el área de descarga y el área de succión. La bomba instalada en el suministro, inmediatamente después del tanque de expansión, bombeará agua desde el depósito y bombeará al sistema.
La bomba de circulación en el sistema de calefacción divide el circuito en dos partes: la región de descarga, en la que ingresa el refrigerante, y la región de vacío, desde la cual se bombea
Si la bomba se instala en la línea de retorno frente al tanque de expansión, bombeará agua al tanque y la bombeará fuera del sistema. Comprender este punto ayudará a tener en cuenta las características de la presión hidráulica en varios puntos del sistema. Cuando la bomba está funcionando, la presión dinámica en el sistema con una cantidad constante de refrigerante permanece constante.
Es importante no solo elegir el mejor lugar para la instalación del equipo de bombeo, sino también instalarlo correctamente. Le recomendamos que se familiarice con los matices de instalar una bomba de circulación.
El tanque de expansión crea la llamada presión estática. En relación con este indicador, se crea un aumento de la presión hidráulica en el área de descarga del sistema de calefacción, y se crea una presión más baja en la región de rarefacción.
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Instalación de un tanque de expansión de calefacción.
Ubicación de la bomba en relación con el tanque
Expansor en un sistema de caldera de pared
El volumen del tanque de expansión en el sistema de calefacción.
El vacío puede ser tan fuerte que alcanza la presión atmosférica o incluso más bajo, y esto crea las condiciones para que el aire ingrese al sistema desde el espacio circundante.
En el área de presión creciente, el aire, por el contrario, puede ser expulsado del sistema; a veces, se observa la ebullición del refrigerante. Todo esto puede conducir a un funcionamiento incorrecto de los equipos de calefacción. Para evitar tales problemas, se debe garantizar una sobrepresión en el área de succión.
Para hacer esto, puede usar una de las siguientes soluciones:
- elevar el tanque de expansión a una altura de al menos 80 cm desde el nivel de las tuberías de calefacción;
- coloque la unidad en el punto más alto del sistema;
- desconecte el tubo impulsor de la alimentación y transfiéralo a la línea de retorno después de la bomba;
- instale la bomba no en el retorno, sino en el flujo.
No siempre es posible elevar el tanque de expansión a una altura suficiente. Por lo general, lo ponen en el ático, si hay el espacio necesario. Al mismo tiempo, es importante cumplir con las reglas de montaje del variador para garantizar su buen funcionamiento.
Recomendaciones detalladas sobre la instalación y conexión del tanque de expansión que hemos dado en nuestro otro artículo.
Si el ático no se calienta, la unidad tendrá que estar aislada. Es bastante difícil reorganizar el tanque al punto más alto del sistema de circulación forzada si se creó previamente como natural.
Tendremos que rehacer parte de la tubería para que la pendiente de la tubería se dirija a la caldera. En los sistemas naturales, el sesgo generalmente se hace a la caldera.
Un tanque de expansión instalado en la habitación no necesita protección adicional, pero si se instala en un ático sin calefacción, debe cuidar el aislamiento térmico de este dispositivo.
Por lo general, no es difícil cambiar la posición de la boquilla del tanque desde la alimentación hasta el retorno. Y es igual de simple implementar la última opción: incrustar la bomba de circulación en el sistema en la línea de suministro detrás del tanque de expansión.
En tal situación, se recomienda elegir el modelo de bomba más confiable, que durante mucho tiempo podrá transferir el contacto con el refrigerante caliente.
Aquí encontrará información más detallada sobre los cálculos necesarios al elegir una bomba de circulación:
En este video, el dispositivo y el procedimiento de instalación de la bomba de circulación se describen en detalle:
Los sistemas de calefacción forzada no son tan complejos como podrían parecer a primera vista. Pero para realizar tal tarea, es necesario realizar correctamente los cálculos y elaborar un proyecto competente. En estas condiciones, puede proporcionar a su hogar calefacción confiable y eficiente.
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