Sistema de aquecimento de água de circulação obrigatória: esquemas, opções de implementação, detalhes técnicos

Muitas soluções modernas para aquecimento de água em residências requerem o uso de um grupo de bombeamento. O projeto e a instalação de um sistema de aquecimento com circulação forçada devem ser realizados levando em consideração aspectos técnicos decorrentes do movimento rápido do líquido de refrigeração.

A alta pressão no circuito de aquecimento permite implementar muitos diagramas de fiação. Concordo, esta é uma vantagem importante de um sistema de aquecimento de circulação forçada. No entanto, a organização desse esquema requer um design competente.

Nós lhe diremos quais características são selecionadas para as principais unidades de trabalho do sistema e também descreveremos em detalhes as opções de fiação possíveis para a rede elétrica e como organizar o circuito de aquecimento.

Características técnicas dos principais componentes do sistema

O circuito forçado difere do natural pela adição de uma ou mais bombas de circulação. Devido ao aumento da pressão e velocidade do líquido de refrigeração, as regras para a formação de nós e a localização dos elementos do circuito mudam.

Esse fato deve ser levado em consideração para garantir aquecimento de alta qualidade durante a circulação forçada.

Requisitos gerais para o grupo de bombas

As bombas de circulação são selecionadas com base nos requisitos para o volume de água destilada (metro cúbico por hora) e pressão (metro). O cálculo de ambos os parâmetros depende da capacidade cúbica da carcaça aquecida e do método de aquecimento, bem como do comprimento do circuito da água e do diâmetro de seus tubos.

A bomba deve ser escolhida de modo que seus parâmetros não estejam "próximos" dos requisitos do sistema. Isso permitirá adicionar, se necessário, elementos ao circuito sem substituir a bomba.

Basicamente, as bombas são projetadas para uma voltagem de 220 volts, mas também existem com suporte para 12 volts. Durante picos de energia, é necessário instalar um estabilizador para evitar que o dispositivo falhe.

Em caso de falta de energia frequente, deve-se tomar cuidado fonte de alimentação ininterrupta. Não é necessário usar um no-break poderoso - para aquecer casas particulares, raramente são usados ​​dispositivos com um consumo superior a 150 watts por hora.

As bombas de circulação condicional podem ser divididas em dois tipos, de acordo com a posição do motor. Os dispositivos com rotor seco têm uma eficiência mais alta, mas têm um nível de ruído mais alto e recursos mais baixos do que com um rotor úmido.

Se a fiação do sistema oferecer uma oportunidade para o movimento natural do líquido de refrigeração ao longo do circuito, a bomba deverá ser montada através do desvio. Nesse caso, quando ele quebra ou é possível uma queda de energia, o aquecimento pode mudar para o modo de circulação gravitacional.

A água também pode se mover através de uma bomba inativa, mas criará uma forte resistência ao seu movimento.

A escolha a favor do modelo da bomba em relação a um sistema de aquecimento específico é realizada através da determinação do ponto de operação e da correspondência com os valores exigidos do fluxo do líquido de refrigeração (+)

Particularmente relevante é o problema de parar a bomba ao usar aquecimento de fogão ou lareira. Nesse caso, o forno continuará aquecendo o trocador de calor e é possível ferver água nele e danificar permanentemente todo o sistema.

Melhor fazer instalação da bomba no tubo de retorno, porque uma temperatura mais baixa da água prolongará sua vida útil. Se não for possível instalar a bomba em um local diferente do tubo que sai da caldeira, use uma bomba com vedantes de cerâmica.

Embora possam suportar temperaturas de até 110 ° C, mas quando o sistema ferve, eles podem ter problemas com o funcionamento.

Depois de montar a bomba no circuito através do desvio, é possível obter não apenas condições normais de trabalho com base no princípio da circulação natural, mas também a possibilidade de remover a bomba sem drenar a água

Informações úteis sobre a seleção de bombas de circulação para o sistema de aquecimento são fornecidas nos artigos:

1. Seleção de uma bomba de circulação: dispositivo, tipos e regras para escolher uma bomba para aquecimento
2. Bomba de circulação para aquecimento: os dez principais modelos e dicas para os clientes

As sutilezas de escolher caldeiras e fornos

O uso de caldeiras elétricas e a gás e fornos de queima longa como gerador de calor é atraente do ponto de vista da simplicidade de controlar o fluxo de calor através de um trocador de calor.

Aplicação fornos de combustível sólido, especialmente desenhos caseiros, é repleto de calor insuficiente ou excessivo. No entanto, seu uso é frequentemente justificado do ponto de vista de baixo custo e disponibilidade de combustível.

Muitos modelos de equipamentos elétricos e caldeiras a gás com bomba integrada. Por um lado, o sistema de circulação integrado é selecionado de acordo com a capacidade da caldeira e elimina a necessidade de comprar e instalar uma bomba separada. Por outro lado, se a bomba embutida quebrar, não será tão fácil repará-la ou substituí-la como uma bomba separada.

A caldeira elétrica com bomba integrada é uma solução pronta e compacta para incorporá-la em um circuito de circulação forçada

Os requisitos para a caldeira ao usar circulação forçada são os mesmos que os naturais:

• Cálculo da potência da caldeira - o indicador deve satisfazer as necessidades de aquecimento da casa nas condições mais severas de uma área específica. É aconselhável ter uma pequena margem de energia (10-20%) devido a possíveis circunstâncias de força maior que possam surgir no sistema de aquecimento.
• Prevenção do líquido de refrigeração fervente no trocador de calor. É mais fácil cumprir esse requisito ao usar a combinação forno-bomba do que com o modelo gravitacional de movimento de fluidos.

Para evitar que a água ferva no trocador de calor da caldeira, basta definir o controle de potência, dependendo da temperatura do líquido que sai. Este método funciona com qualquer tipo de circulação.

A unidade de controle para o modo de operação da caldeira a combustível sólido inclui a função de dar partida na bomba quando temperaturas críticas forem atingidas na saída do trocador de calor

Para fornos com circulação natural, não há como impedir que o líquido de arrefecimento ferva no caso de uma quantidade excessiva de combustível carregado. A única opção na presença de uma bomba é um aumento no volume do líquido sendo conduzido através do trocador de calor.

Além disso, esse sistema de emergência pode ser automatizado usando um termostato e uma unidade de controle de velocidade da bomba.

Instalação e inspeção do circuito de água

Com um circuito de aquecimento usando circulação forçada, haverá velocidades de água mais altas do que no modelo de gravidade. Portanto, você pode usar um diâmetro menor do tubo com os mesmos parâmetros de aquecimento do edifício. Isso reduz o custo do aquecimento da água em termos de custos para tubos, conexões e conexões.

Além disso, elementos de contorno menores são mais fáceis de esconder em nichos tecnológicos ou de se encaixar no interior das instalações.

Comparado à circulação natural, a pressão hidrodinâmica aumentada do fluxo será adicionada à pressão hidrostática da coluna líquida. Portanto, para evitar a formação de vazamentos ou, além disso, uma quebra do sistema, é necessário aderir a algumas regras.

No caso de uma transição da circulação gravitacional para forçada, é necessário eliminar todos os vazamentos, mesmo pequenos, no circuito. Com o aumento da pressão, a vazão aumentará, o que, além de problemas na sala, causará uma diminuição na quantidade de líquido refrigerante e em sua aeração excessiva (saturação do ar).

Antes do início do período de aquecimento, é necessário realizar testes hidráulicos da resistência do circuito com a pressão máxima utilizada ou até um pouco mais alta. Isso permitirá identificar problemas e eliminá-los antes do início do tempo frio, quando uma parada prolongada do aquecimento para reparo for indesejável.

Os radiadores de aquecimento podem vazar nos locais mais inesperados e levará muito tempo para solucionar o problema, portanto, é melhor verificar a integridade do sistema com antecedência

Como a velocidade do líquido de refrigeração será superior a 0,25 m / s, de acordo com o SNiP 41-01-2003, não há necessidade de manter uma inclinação constante do tubo para remover o ar do circuito. Portanto, com circulação forçada, a instalação de tubos e radiadores é um pouco mais simples do que com um circuito gravitacional.

Opções de aquecimento de circulação forçada

O uso da circulação forçada permite que você se afaste do princípio de projetar a fiação com a permissão obrigatória para a diferença de pressão hidrostática, necessária para o funcionamento no esquema gravitacional.

Isso aumenta a variabilidade na modelagem da geometria do circuito de água e possibilita o uso de soluções como aquecimento de coletores ou aquecimento de grandes pisos.

Fiação superior e inferior

Qualquer esquema de aquecimento pode ser atribuído condicionalmente à fiação superior ou inferior. Na fiação superior, a água quente sobe acima dos aparelhos de aquecimento e, depois, fluindo para baixo, aquece os radiadores. No fundo - a água quente é fornecida por baixo. Cada opção tem seus aspectos positivos.

A fiação superior também é usada para circulação natural. Portanto, circuitos de aquecimento desse tipo permitem usar os dois tipos de circulação. Isso, em primeiro lugar, fornece uma escolha e, em segundo lugar, aumenta a confiabilidade do sistema.

No caso de falta de energia ou falha da bomba, o movimento da água ao longo do circuito continuará, embora a uma velocidade mais baixa.

Uma boa pressão permite que você escolha entre a fiação superior e a inferior, levando em consideração a conveniência de conduzir tubos que fornecem líquido de arrefecimento aos radiadores (+)

Ao usar a fiação mais baixa, o comprimento total dos tubos é menor, o que reduz o custo de criação de um sistema. Além disso, não há necessidade de colocar degraus no piso superior, o que é bom do ponto de vista do design da sala. O tubo inferior de alimentação de água quente é colocado no porão ou no nível do piso do primeiro andar.

Variedades de esquemas de conexão de tubo único

O esquema de um tubo usa o mesmo tubo para fornecer água quente aos radiadores e descarregar água fria na caldeira de aquecimento. Com esta fiação, o comprimento dos tubos usados ​​é quase pela metade, o número de conexões e válvulas é reduzido.

No entanto, o aquecimento dos radiadores ocorre sequencialmente; portanto, ao calcular o número de seções, é necessário levar em consideração uma diminuição gradual da temperatura do líquido de refrigeração fornecido.

A conexão serial de radiadores usando um único tubo para fornecer refrigerante é frequentemente usada em residências modernas para minimizar os custos de material e simplificar o trabalho de instalação

Os esquemas de tubo único podem ser implementados nas versões horizontal e vertical.Com circulação forçada, no caso de elevadores verticais, é possível fornecer água quente não apenas de cima, mas também de baixo.

A viabilidade de usar uma ou outra opção depende não apenas da conveniência de conduzir os tubos, mas também do número máximo permitido de radiadores em um riser de um circuito de tubo único.

Você pode conectar radiadores de aquecimento de duas maneiras:

• Conexão serial - o líquido de refrigeração flui através de todos os radiadores. Nesse caso, é necessário o número mínimo de tubulações; no entanto, se for necessário desligar um dos radiadores, será necessário interromper toda a ramificação do sistema.
• Bypass de conexão - o líquido de refrigeração pode fluir ao redor do radiador de acordo com a descarga instalada. Usando um sistema de torneiras, você pode redirecionar o fluxo além do radiador, o que permitirá sua reparação ou desmontagem sem interromper o aquecimento.

Um esquema de tubo único é frequentemente usado para aquecimento, mas no caso de um grande número de radiadores, outra opção é usada para aquecê-los uniformemente.

Os esquemas de tubo único têm muitas opções para circulação forçada; portanto, é fácil escolher a solução certa para uma geometria de sala específica (+)

Maneiras de usar a versão de dois tubos

O diagrama do circuito de aquecimento usando um segundo tubo para drenar a água resfriada para a caldeira é chamado sistema de tubo duplo. O comprimento do tubo aumenta, assim como o número de conexões e dispositivos.

No entanto, o sistema possui uma vantagem importante - um transportador de calor da mesma temperatura é fornecido a cada radiador. Isso torna a versão de dois tubos muito atraente.

Com aquecimento de água com circulação forçada, são usadas fiação horizontal e vertical. Além disso, na versão vertical, é possível usar o suprimento de água quente superior e inferior.

Um sistema de drenagem e abastecimento de água com dois tubos, em conjunto com uma conexão diagonal do radiador, proporciona a máxima transferência de calor para a sala

Como a temperatura da água fornecida a todos os radiadores é a mesma, a geometria dos circuitos depende apenas dos seguintes fatores:

• economia de material - minimizar filmagens de tubos e número de conexões;
• facilidade de contorno aquecimento através de paredes e pisos;
• apelo estético - a capacidade de instalar elementos de aquecimento no interior das instalações.

Dependendo do movimento da água quente e fria, os esquemas de dois tubos são divididos em dois tipos:

1. Associado. O movimento nos dois tubos ocorre em uma direção. O ciclo do ciclo de refrigeração tem o mesmo comprimento para todos os radiadores nesta parte do sistema, portanto, a taxa de aquecimento é a mesma.
2. Becos sem saída. No circuito associado, os radiadores localizados mais próximos da caldeira aquecem mais rapidamente. No entanto, para sistemas com circulação forçada, isso não é muito importante devido à velocidade significativa da água no circuito.

Ao escolher entre as opções associada e sem saída, elas são orientadas pela condição da conveniência de executar o tubo de retorno. Nos circuitos verticais, com uma fiação mais baixa, é obtido um sistema sem saída e, na parte superior, um sistema de passagem.

Usando um coletor de distribuição de aquecimento

Outra maneira popular de organizar o aquecimento é agora projeto de circuito coletor. Até certo ponto, esse esquema pode ser chamado de subespécie de dois tubos, embora também seja usado na organização de circuitos de aquecimento de tubo único.

Somente a distribuição de refrigerante quente e a coleta de resfriados não ocorrem no riser principal, mas em dispositivos de nó de distribuição especiais - coletores. Esse sistema funciona de forma estável apenas com o uso de circulação forçada.

A fiação radial em comparação com um tubo duplo requer um coletor, um comprimento total maior do tubo, o número de conexões e válvulas

A unidade de distribuição para o sistema de dois tubos é uma combinação complexa dos coletores de alimentação e retorno, com a ajuda da qual o líquido de refrigeração é equilibrado em temperatura e pressão.

Cada ramificação do dispositivo alimenta um elemento de aquecimento ou um pequeno grupo deles. As filiais geralmente estão localizadas sob o piso; cada andar de um edifício de vários andares é servido por um coletor instalado no centro.

Apesar das vantagens óbvias dessa opção para organizar o aquecimento, o sistema coletor tem duas desvantagens significativas:

• tubulações mais longas, portanto, esta opção de organizar um circuito de água exige investimentos financeiros consideráveis;
• dificuldade em mudar o contorno - os tubos com esta opção geralmente estão localizados embaixo do piso ou nas paredes; portanto, no caso de adicionar aparelhos de aquecimento, será muito difícil fazer as correções.

Todos os coletores são montados, em regra, em um gabinete especial, uma vez que as válvulas de corte estão localizadas lá e é necessário acesso. Colocar guindastes em um só lugar é muito conveniente.

Se você precisar ligar ou desligar os radiadores ou se ocorrer uma emergência, basta acessar o gabinete e não é necessário visitar todas as salas.

Os coletores de distribuição podem ter uma estrutura simples que consiste em dois pentes e no mínimo em válvulas de corte. Os conjuntos complexos também podem incluir termostatos automáticos, válvulas eletrônicas, misturadores, dispositivos automáticos de exaustão de ar, sensores e unidades de controle, uma válvula de drenagem de água e uma bomba de circulação separada.

Esses sistemas podem ajustar com mais precisão a temperatura da casa, mas exigem uma boa compreensão dos princípios e nuances do trabalho de aquecimento de água.

Aquecimento por piso radiante

Uma das formas mais confortáveis ​​de aquecimento é considerada organização de piso quente. Note-se que a instalação desta opção para aquecimento de salas, chuveiros, cozinhas e outras salas é bastante complicada.

O aquecimento do piso de água de uma grande área só é possível com a organização da circulação forçada, pois é necessário criar pressão em um longo sistema de tubos estreitos.

É necessária pressão para superar a resistência de tubos estreitos com muitas curvas. Além disso, é necessário obter uma pressão que permita remover o ar dos canos do piso quente, localizados horizontalmente.

Existem muitas combinações de colocação de tubos:

• para salas pequenas aplicar esquemas com uma entrada para água quente e uma saída para refrigerados;
• para salas grandes organizar sistemas de aquecimento radiante mais complexos usando um coletor de distribuição.

Frequentemente, para fragmentos de um circuito com piso quente, bombas de circulação separadas são instaladas.

O uso do coletor é justificado para grandes áreas de piso radiante, quando os cálculos mostram que um tubo pode não lidar com o aquecimento

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Uma apresentação detalhada de um esquema de aquecimento de dois canos e bastante complexo para uma casa de dois andares:

Sistema fechado para uma casa de três andares baseada em uma caldeira a gás:

O uso de bombas para aquecimento de água nas instalações facilita muito o projeto do circuito, possibilitando opções que não estão disponíveis para o modelo de gravidade. A seleção correta de equipamentos resolverá a questão do aquecimento de residências, tornando esse processo conveniente e simples.

Tem algo a complementar ou tem dúvidas sobre a organização de um sistema de aquecimento com circulação forçada? Por favor, deixe comentários sobre a publicação e participe de discussões. O formulário de contato está localizado no bloco inferior.