Calefacción tipo cerrado. Cómo llenar un sistema de calefacción cerrado. Sistema de calefacción abierto y cerrado.
El principio de funcionamiento es el siguiente: el refrigerante (agua) se calienta en la caldera a la temperatura requerida y fluye a través de la tubería hacia los radiadores. Estos últimos desprenden calor y calientan la estancia. El agua se enfría, vuelve a la caldera y así se obtiene un ciclo que se repite constantemente. El movimiento del agua puede ser natural o forzado, lo que distingue a los sistemas de calefacción que estamos considerando.
sistema abierto
Una característica de un sistema de calefacción abierto es que el refrigerante se mueve a través de las tuberías de forma natural. Esto se debe a la diferencia de densidad entre el agua fría y la caliente (esta última tiene más). Por lo tanto, se crea una cabeza hidrostática que dirige el refrigerante a los radiadores. El portador de calor más utilizado es el agua ordinaria. La estructura de un sistema de calefacción abierto incluye una caldera de calefacción, un tanque de expansión, tuberías directas y de retorno y radiadores. La circulación natural, en la que los radiadores se calientan, se produce de la siguiente manera. El agua alcanza una temperatura alta, tiende a subir a la salida de la caldera, es expulsada por el agua fría. Cuando se calienta, la estructura del agua se expande, aparece su exceso. Es para esto que se necesita un tanque de expansión, allí se envía el exceso de agua para evitar una ruptura. El refrigerante se enfría en el tanque de expansión, regresa al sistema de calefacción. El tanque de expansión se instala lo más alto posible, en el ático, que no se calienta. El tanque está abierto, se proporciona un suministro constante de oxígeno. El monitoreo constante del nivel del tanque evita bolsas de aire en la tubería. Es necesario vigilar el lento calentamiento del agua, ya que la circulación del agua es lenta. Si lleva la temperatura al máximo (punto de ebullición), existe el riesgo de un desgaste rápido de todo el sistema de calefacción. Si no utiliza la calefacción en invierno, es necesario vaciar el líquido refrigerante para preservar las tuberías, los radiadores y la caldera. La instalación de un sistema de calefacción abierto debe realizarse estrictamente de acuerdo con las instrucciones, de lo contrario, habrá riesgo de fugas y congelación del agua en invierno. Presentamos las siguientes recomendaciones:- Es necesario instalar la caldera lo más bajo posible en relación con las tuberías, los dispositivos de calefacción;
- Es necesario aislar el tanque de expansión cuando se instala en el ático. Esto evita que el agua se congele;
- Se presta la debida atención a la pendiente al instalar la tubería;
- Se recomienda evitar numerosas curvas, curvas y curvas;
- Es importante utilizar el menor número de elementos de conexión;
- Se instala una tubería con el diámetro más grande en la salida de la caldera.
- Si el área de la casa es de 50-100 metros cuadrados. m: debe usar tuberías con un diámetro de 40 mm. Cuanto mayor sea el área total de la habitación calentada, mayor será el diámetro.
- Los tubos que van a los radiadores tienen un diámetro similar al de la columna. Las tuberías que conducen a los radiadores pueden tener una sección transversal más pequeña.
- La pendiente recomendada de las tuberías horizontales es de 0,005-0,01%. Va desde la caldera hacia los radiadores.
Ventajas/desventajas de un sistema abierto
Las principales ventajas de un sistema abierto son:- Uniformidad de calentamiento. El calor entra en todas las habitaciones climatizadas, creando un ambiente cómodo y acogedor.
- Operación silenciosa. Logrado por la ausencia de una bomba de circulación.
- Operación larga. La bomba puede fallar, no existe en un sistema abierto.
- Independencia de la electricidad. No se verá afectado por las fluctuaciones en la red y un corte de energía total.
- Altos precios de los equipos. En un sistema abierto, se utilizan tuberías de gran diámetro.
- Instalación complicada. Es necesario calcular la pendiente de las secciones de tubería horizontal.
- Riesgo de congelación del agua en un vaso de expansión abierto.
- Peligro de corrosión de tuberías, radiadores. Un tanque de expansión abierto permite que el oxígeno ingrese al sistema.
- Cambio del nivel de refrigerante. Se requiere un monitoreo constante del tanque de expansión.
- La imposibilidad de usar anticongelante.
- Mucho tiempo para calentar.
Sistema de calefacción cerrado
La principal diferencia entre un sistema de calefacción cerrado es el uso de una bomba de circulación, que mueve el refrigerante. Por lo demás, el principio de funcionamiento es el mismo que en un sistema abierto. En un sistema de tubería cerrada, los radiadores se calientan mucho más rápido.
- El tanque de expansión se instala directamente en la habitación. Al mismo tiempo, se reduce el costo de los elementos de la tubería y el refrigerante no se congela.
- El uso de tuberías de menor diámetro no significa en absoluto que deba instalar tuberías con una sección transversal mínima. Esta forma de ahorrar dinero puede tener un efecto destructivo en todo el sistema de calefacción. Existe el riesgo de que aumente la presión en la tubería y es posible que la bomba no pueda hacer frente a esto.
- Se debe prestar especial atención a la correcta instalación de la bomba. El rotor está ubicado horizontalmente con respecto a su propio eje. Esto contribuye a un funcionamiento silencioso y menos fricción con el refrigerante.
- La bomba de circulación y el vaso de expansión están instalados delante de la entrada de la caldera.
Ventajas/desventajas de un sistema cerrado
Las principales ventajas de un sistema cerrado son:- Facilidad de instalación del sistema.
- Menor coste de la estructura de calefacción. Se proporciona debido a la posibilidad de utilizar tuberías con un diámetro más pequeño.
- No es necesario controlar el nivel del refrigerante. La estanqueidad del vaso de expansión no permite que se evapore el refrigerante.
- Posibilidad de regular la temperatura. Esto ocurre con un aumento/disminución de la cantidad de refrigerante suministrado.
- Posibilidad de suelo radiante. Un elemento adicional especial está conectado al sistema de calefacción.
Cableado de calefacción: tipos y características.
Independientemente del sistema de calefacción elegido, debe saber que existen los siguientes tipos de cableado: monotubo, bitubo y viga. Su uso está influenciado por el lugar donde pasa la tubería principal, los métodos de conexión de los radiadores, los elevadores de la función de suministro y la ubicación de los elevadores.Cableado de tubería única
El cableado de un solo tubo es horizontal y vertical. Horizontal no permite ajustar la cantidad de refrigerante. Por lo tanto, al usarlo, se instalan derivaciones. El cableado vertical se utiliza principalmente para edificios de varias plantas.
cableado de dos tubos
El tipo de cableado de dos tubos es el más común. Cada radiador tiene dos tuberías: suministro de refrigerante y drenaje de agua fría. La tubería está hecha en forma de estrella, penacho o haz.
cableado de haz
Le permite ajustar la calefacción de cada radiador individual. Requiere una instalación compleja, varios colectores de distribución y los costos de tubería más altos.
Por lo tanto, examinamos el dispositivo, las principales características, ventajas y desventajas de un sistema de calefacción cerrado y abierto. La elección debe basarse no solo en sus deseos, sino también en la posibilidad de instalar el sistema en la casa. Por ello, es muy importante buscar el asesoramiento profesional de un especialista de confianza. El cálculo y la instalación del sistema deben ser realizados por especialistas de empresas autorizadas. ¡De acuerdo con las recomendaciones presentadas, le deseamos la elección e instalación correctas de un sistema de calefacción!
Cuando se calientan casas en el sector privado, se implementa principalmente un circuito de calefacción cerrado con circulación forzada.
El refrigerante en este esquema no se evapora. por la falta de contacto con el medio ambiente. Esto hace posible utilizar formulaciones especiales distintas del agua que aumentan la eficiencia de la calefacción.
Sistema de calefacción cerrado: qué es, principio de funcionamiento, pros y contras.
Estos esquemas utilizan la expansión tanques de membrana Contenedor sellado dividido en dos partes por una membrana elástica.
Cuando la temperatura sube, la válvula se abre y el exceso de líquido se mueve hacia el tanque.
Cuando la temperatura desciende, el refrigerante vuelve a entrar en el sistema, por lo que se mantiene una presión estable en este último.
Tanque sin presión se puede llenar completamente con líquido, por lo que la instalación de mantenimiento de presión debe ser más compacta que un depósito convencional. Le permite ajustar los parámetros especificados en el circuito y alimentar automáticamente la estructura.
circuito cerrado consta de los siguientes elementos:
- de un tanque de membrana sellado;
- de baterías (radiadores);
- de la caldera de calefacción;
- de la bomba de circulación;
- de tuberías;
- de elementos de conexión (válvulas, grifos, filtros).
Circuito de calefacción cerrado tiene una serie de ventajas:
- la posibilidad de utilizar cualquier refrigerante;
- durabilidad de la estructura debido a la estanqueidad total;
- sin ruido adicional
- la posibilidad de autoinstalación del sistema;
- alta velocidad de movimiento del líquido, proporcionando la máxima transferencia de calor;
- no hay necesidad de aislamiento térmico para la carretera;
- reduciendo el costo financiero de calentar la casa.
Las desventajas incluyen dependencia de la energía eléctrica y la necesidad de comprar un gran tanque de membrana, cuyo precio es bastante alto. El problema de la volatilidad se soluciona instalando sistemas de alimentación ininterrumpida o pequeños generadores que suministren energía de emergencia.
Esquemas de construcción, uso en edificios de apartamentos.
Utilizado en casas particulares. circuito de calefacción monotubo o bitubo.
Esquema de tubería única utilizado en habitaciones con un área pequeña donde se requiere calefacción no más de cinco radiadores.
Foto 1. Esquema de un sistema de calefacción cerrado con un circuito de tubería única. Cada uno de los radiadores está conectado en serie.
Todas las baterías están incluidas en el circuito en serie, por lo que el último calentador siempre estará más frío que el primero. La ventaja obvia de tal esquema es menor consumo de tubería.
Si una batería falla, el resto seguirá funcionando normalmente. cuando se usa el bypass. Sistema de tubería única es horizontal y vertical. El horizontal no le permite ajustar la cantidad de refrigerante, por lo tanto, al colocarlo, se instalan derivaciones. En la mayoría de los casos, se utiliza un circuito vertical de tubería única en edificios de gran altura.
Esquema de dos tubos (dos circuitos) calienta las habitaciones de manera más uniforme. El líquido del generador de calor a las baterías circula en dos circuitos. Los radiadores en este caso están conectados en paralelo. El refrigerante tiene la misma temperatura en todas las baterías. Este método es mucho más costoso, pero permite regular la temperatura en cada habitación.
Cálculo
Para elegir la bomba de circulación y los diámetros de tubería correctos, lleve a cabo cálculo hidráulico del circuito de calefacción. Le permite identificar pérdidas de presión hidráulica en áreas específicas y minimizar los costos operativos.
¡Atención! Es recomendable instalar una bomba de circulación. en la tubería de retorno. En este caso, la vida útil del dispositivo aumentará, ya que el refrigerante ya enfriado pasará a través de él.
Los cálculos son realizados por un especialista especializado. mediante cálculo termotécnico y previa selección de baterías. Como resultado de los cálculos, se obtendrá el valor de presión necesario para la circulación del agua por parte de la bomba de circulación. Después de esta etapa, se calcula el valor para determinar el volumen y la selección del tanque de membrana.
También te interesará:
¿Cómo iniciar un refrigerante en el sistema?
Al llenar un circuito cerrado no debe haber bolsas de aire.
Si el circuito de calefacción está conectado al suministro de agua mediante un grifo, para llenarlo necesita abrir periódicamente la válvula y liberar el aire desplazado de radiadores.
Este proceso continúa hasta que desaparece todo el exceso de aire y la presión alcanza el valor de diseño requerido.
Para llenar un circuito que no está conectado al suministro de agua se requiere bomba y tanque desde donde se bombeará el refrigerante. Antes de aplicarlo, es necesario abrir todos los grifos de los radiadores. El accesorio de drenaje está conectado a la tubería y la estructura se llena con la ayuda de una bomba de circulación.
¡Importante! Al llenar el circuito de calefacción con refrigerante es necesario cerrar los grifos a tiempo para evitar fugas.
Configuración y lanzamiento
Después de iniciar el refrigerante en la estructura verifique todas las conexiones del circuito. Antes de esto, se debe descargar el aire de la bomba, de lo contrario, el funcionamiento del dispositivo puede verse afectado. A continuación, debe omitir todas las baterías y realizar el mismo procedimiento, abriendo ligeramente Grúas Mayevsky.
El aire desciende hasta que sale agua de los radiadores. Después de eso, el dispositivo de medición verifica el valor de la presión. Si ella por debajo de 1,5 atmósferas, luego se vuelve a agregar el líquido, y se reanuda el proceso de desaireación del equipo.
Entonces el sistema está presurizado. La bomba bombea el refrigerante en las tuberías hasta que la presión aumenta en 1.5-2 veces.
La estructura de calefacción se deja en este estado. durante 15 minutos, después de lo cual se vuelve a medir la presión. Si las lecturas del dispositivo de medición han cambiado, significa que hay una fuga en alguna parte.
De lo contrario, la presión de operación regresa al sistema drenando el exceso de refrigerante.
Último paso - poner en marcha el generador de calor, que ya está preparado para su uso e incluido en la red. Se programa una temperatura baja en el termostato del equipo ( 40-50°C), se da tiempo para calentar todo el volumen del refrigerante. Después de eso, se revisan todos los radiadores. Si las partes superiores de las baterías están más frías, se vuelve a purgar el aire.
Después aumentar la temperatura del liquido(hasta 70-80 °C) y dejar el circuito de calefacción un rato. Si en este modo los aparatos de calor continúan funcionando normalmente y la temperatura del líquido en la tubería de retorno a 20°C más frío que caliente, el sistema funciona correctamente y no requiere ajustes adicionales.
Características del circuito de calefacción con depósito de expansión de membrana.
La bomba de circulación en circuito cerrado le permite organizar la estructura de acuerdo con cualquier esquema, independientemente del índice de resistencia hidráulica. La circulación forzada da la capacidad de usar diferentes opciones para organizar la calefacción:
- disposición secuencial de radiadores;
- circuito colector;
- piso cálido
Depósito de expansión de membrana y bomba de circulación se puede ubicar junto con el generador de calor en la misma habitación. Esto reduce la longitud total de las tuberías, por lo que al organizar el circuito de calefacción no es necesario instalar tuberías de gran diámetro y prestar atención a los ángulos de inclinación.
Foto 2. Esquema de la estructura de un tanque de membrana para un sistema de calefacción cerrado. Las flechas indican partes de la estructura.
¿Por qué baja la presión?
Las caídas de presión pueden ser causadas por:
- mal funcionamiento del generador de calor (caldera de calefacción);
- fugas de refrigerante;
- exceso de aire;
- radiadores de aluminio.
Es posible que las fugas no se noten visualmente. para descubrirla utilizar herramientas especiales: cámaras termográficas o dispositivos ultrasónicos. Es necesario verificar cuidadosamente las conexiones seccionales de los radiadores, ya que su superficie puede estar cubierta de corrosión. Las manchas oxidadas indican daño a las baterías.
Para encontrar una fuga necesito presionar el pezón ubicado en la parte superior del tanque de expansión. Si, cuando se presiona, se libera agua y aire, entonces podemos concluir con seguridad que hay una fuga.
Calefacción de tipo cerrado con grupo de seguridad
Bloqueo de seguridad en el circuito de calefacción- un conjunto de dispositivos que previenen la ocurrencia de emergencias. Cualquier estructura de calefacción opera a ciertos valores de presión. Dependiendo del calentamiento o enfriamiento del refrigerante, este valor varía. El grupo de seguridad lo vigila y, si se supera el valor máximo admisible, descarga una determinada cantidad de líquido del circuito.
Cualquier sistema de calefacción hidráulica es un complejo de dispositivos de calefacción y dispositivos de calefacción conectados entre sí por una tubería en un orden determinado. Cuando el refrigerante se calienta, cambia de volumen (se expande). Un sistema de calefacción cerrado con circulación forzada compensa este proceso gracias a un vaso de expansión.
Dependiendo de si dicho tanque se comunica con el aire atmosférico exterior, los sistemas de calefacción se dividen en dos tipos: sistemas de calefacción abiertos y cerrados.
El refrigerante circula por medio de una bomba. La inclusión de una bomba en el circuito hidráulico permite que la calefacción de espacios se realice de manera más eficiente. La circulación forzada le permite incluir dispositivos de calefacción adicionales en dicho esquema (por ejemplo, sistemas de "piso cálido").
La presencia de una bomba en el circuito hace que la calefacción dependa de la fuente de alimentación, pero al mismo tiempo la circulación del refrigerante es mucho más eficiente.
Al implementar dicho esquema, la instalación de esta bomba se lleva a cabo en la tubería principal de retorno frente a la caldera. Allí también se instala un tanque de expansión para calefacción de tipo cerrado.
Está claro que tal disposición facilita la instalación en sí, ya que no es necesario observar el ángulo de la pendiente, aislar la tubería e instalar tuberías de mayor diámetro en las tuberías principales (redes) (lo que no siempre es estéticamente agradable en un residencial) área).
El sistema de calefacción del tipo cerrado evita la evaporación del refrigerante. En este sentido, no hay necesidad de un control constante de su nivel en el sistema.
La circulación forzada del refrigerante permite calentar en menos tiempo y cambiar la calefacción en cada habitación individual. Si se incluye un termostato de ambiente en el circuito, entonces es posible calentar efectivamente las instalaciones cuando la temperatura cambia por debajo de la establecida.
Elementos del esquema de calefacción.
El esquema de calefacción de tipo cerrado incluye los siguientes elementos:
- , combustible sólido, etc.);
- tanque sellado de expansión de membrana;
- bomba de circulación;
- radiadores y radiadores;
- tubos para tuberías ascendentes, tuberías y dinteles;
- accesorios (adaptadores para tuberías);
- grifos (macho y bola) y válvulas (sistemas de Mayevsky);
- filtros (principalmente para mantener el rendimiento de la caldera);
- sujetadores (abrazaderas, etc.).
Principio de funcionamiento
- El refrigerante (agua o anticongelante) se calienta en la caldera de calefacción. A medida que aumenta la temperatura del medio, aumenta el volumen.
El exceso de refrigerante pasa al depósito de expansión, que en apariencia se asemeja a una cápsula dividida en dos compartimentos.
Un compartimento es una cámara hidráulica, donde el portador de calor líquido entra cuando se calienta. El segundo compartimento es una cámara de gas, que se llena con nitrógeno a una determinada presión;
- Antes de iniciar el calentamiento, se establece una presión en el tanque igual a la presión hidrostática en el circuito. Cuando el refrigerante se calienta, ingresa al tanque de expansión a través de la válvula.
Debido a esto, la presión dentro del sistema se iguala (ya que el volumen de la cámara de gas disminuye y la presión del gas aumenta). Desde el tanque de expansión, el refrigerante es devuelto al sistema por la misma bomba de circulación.
Características de diseño de un sistema de calefacción cerrado.
El esquema de calefacción con circulación forzada de tipo cerrado tiene algunas características. El vaso de expansión y la bomba de circulación se pueden colocar en la misma habitación junto con la caldera de calefacción.
Esto brinda una serie de ventajas: se reduce la longitud total de las tuberías, no es necesario instalar tuberías de gran diámetro y observar los ángulos de inclinación durante la instalación.
El diseño hermético de este tipo de vaso de expansión evita la evaporación del refrigerante del sistema y la aireación de las tuberías.
¡Importante!
El tanque de expansión del tipo de membrana y la bomba de circulación deben instalarse en la tubería principal de retorno.
La bomba puede funcionar durante un período de tiempo más largo si pasa a través de ella un líquido con una temperatura más baja.
Un tipo abierto de esquema de calefacción tiene ciertas restricciones de tamaño, por lo tanto, solo se puede usar en habitaciones pequeñas. La calefacción del tipo cerrado no tiene tales restricciones.
Ventajas y desventajas de un sistema de calefacción cerrado.
Un sistema de calefacción sellado con circulación forzada de un tipo cerrado de calefacción tiene sus pros y sus contras. Ella tiene más ventajas, por lo que deben considerarse con más detalle, aunque también hay puntos negativos.
Beneficios de un sistema de calefacción cerrado
- Gran disipación de calor;
- Sin evaporación del refrigerante;
- Posibilidad de utilizar tuberías de menor diámetro;
- La vida útil de la caldera es más larga debido a la reducción de la diferencia de temperatura en la entrada y la salida;
- Reducción de la corrosión debido a la estanqueidad;
- La posibilidad de utilizar anticongelante como refrigerante.
Desventajas de un sistema de calefacción cerrado.
- Dependencia energética (requiere fuente de alimentación para);
- El volumen del vaso de expansión debería ser mucho mayor, eso sí, que es algo más caro.
Conversión de un sistema abierto con circulación natural a uno cerrado
La opción cerrada es un método para equipar un sistema de calefacción sin bomba de circulación. En la práctica, este tipo de organización del calentamiento es extremadamente raro, pero su rendimiento no está en duda.
Como regla general, inicialmente no está diseñado específicamente de esta forma, pero cuando reemplaza un tanque de expansión convencional por uno de membrana con sus propias manos, pasa de un sistema abierto con circulación natural a un sistema cerrado con circulación natural.
No hace falta decir que es posible precalcular, diseñar y ensamblar dicho sistema, pero al hacerlo, se pierden muchas de las ventajas obvias de los sistemas cerrados. Por ejemplo, debe calcular con mucha precisión los diámetros de las tuberías ascendentes y principales, colocar las tuberías en una pendiente y se formarán atascos de aire.
La ventaja que brinda la circulación natural en un sistema de calefacción cerrado es la independencia de la fuente de alimentación.
¿Vale la pena una ventaja tan dudosa como las desventajas específicas? Es poco probable que a alguien se le ocurra construir una casa con agua caliente, pero sin electricidad. El precio de una bomba convencional ronda los cien dólares. Al mismo tiempo, consume electricidad, como una bombilla incandescente de una lámpara de mesa: 40-60 vatios.
Cómo ponerlo correctamente, se puede ver en el video:
Instalación del sistema de calefacción
La instalación de un sistema de calefacción cerrado comienza con la selección de una caldera adecuada según dos criterios: el tipo de caldera y su potencia. Recientemente, las calderas de combustible sólido han ganado popularidad. Aunque son más voluminosos, son más baratos de operar. La potencia de la caldera depende de muchos factores.
¡Importante!
¿Cómo se debe calcular la potencia? La instrucción de cálculo asume lo siguiente: con una altura de techo de hasta tres metros, un aislamiento promedio de una casa privada de dos o tres pisos, se necesita 1 kW de potencia de caldera de calefacción para calentar cada 10 m 2.
Como muestra la práctica, el precio de una caldera de este tipo es de aproximadamente 1,000 dólares estadounidenses.
El tipo de dispositivos de calefacción (radiadores de calefacción o radiadores) se selecciona en función de los fondos disponibles. Todos los tipos de radiadores emiten calor aproximadamente por igual, y su vida útil tampoco es muy diferente. Si nos detenemos en los radiadores de acero, su costo para una casa de este tipo también será de aproximadamente 1,000 dólares estadounidenses.
- tubos - 500;
- bomba - 100;
- tanque - 50;
- accesorios, grifos, filtros - 500;
- diseño e instalación - otros 1.000.
En total, un costo muy aproximado de instalar un sistema de calefacción cerrado en una casa privada costará: 1,000 + 1,000 + 500 + 100 + 50 + 500 + 1,000 = 4,150 dólares estadounidenses.
Entonces, se instala el equipo, se colocan las tuberías. Un sistema de calefacción cerrado se puede llenar con agua.
recomendaciones
Teniendo en cuenta los pros y los contras que tiene un sistema de calefacción cerrado con circulación natural, y estimando aproximadamente el costo de organizar un sistema con circulación forzada, podemos concluir que no existe una diferencia fundamental entre dichos sistemas. Lo único que se puede decir es que un sistema de circulación forzada es más rentable en términos de instalación y los equipos en él funcionan por más tiempo.
Un sistema de calefacción abierto es el sistema más simple e independiente de la energía con circulación natural. Este sistema se basa en las leyes de la termodinámica. A la salida de la caldera se crea una mayor presión, luego el agua caliente pasa por tuberías a una zona con menor presión, perdiendo temperatura a su paso.
Además, el refrigerante enfriado se devuelve a la caldera de calefacción, donde se vuelve a calentar. Hay una circulación natural del refrigerante. El sistema funciona exclusivamente con agua, ya que el uso de anticongelantes para calentar conduce a su rápida evaporación.
En un sistema de calefacción abierto, se requiere un tanque de expansión, ya que el agua calentada se expande. El tanque de expansión se utiliza para recibir el exceso de agua durante la expansión y devolverla al sistema cuando se enfría, así como para eliminar el agua en caso de que su volumen sea excesivo. El tanque no está completamente sellado, por lo que el agua se evapora como resultado, es necesario renovar constantemente su nivel. Un sistema de calefacción abierto no utiliza una bomba. El sistema es bastante simple. Consta de tuberías, vaso de expansión de acero, radiadores y caldera. Se utilizan calderas de gasóleo, gas y combustibles sólidos, excepto las eléctricas.
En un sistema de calefacción abierto, el agua circula lentamente. Por lo tanto, las tuberías durante la operación deben calentar gradualmente para evitar daños y la ebullición del refrigerante. Esto puede conducir a un desgaste prematuro del equipo. Si no se utiliza la calefacción durante el período de invierno, se debe drenar el agua del sistema para evitar congelación de tuberías.
Para que el refrigerante circule al nivel requerido, es necesario instalar la caldera de calefacción en un punto más bajo del sistema e instalarla en el más alto Tanque de expansión, por ejemplo, en el ático. En invierno, el depósito de expansión debe estar aislado. Al instalar una tubería en un sistema de calefacción abierto, se requiere usar una cantidad mínima de vueltas, accesorios y accesorios.
En un sistema de calefacción cerrado, todos los elementos del sistema están sellados, no hay evaporación de agua. La circulación se realiza mediante una bomba. El llamado sistema con circulación forzada refrigerante incluye tuberías, caldera, radiadores, vaso de expansión, bomba de circulación.
En un sistema de calefacción cerrado, cuando la temperatura aumenta, la válvula del tanque de expansión se abre y elimina el exceso de refrigerante. Cuando la temperatura baja la bomba de circulación de refrigerante lo bombea de regreso al sistema. En este sistema de calefacción, la presión se mantiene dentro de límites predeterminados. Gracias a esto, es función de desaireación del refrigerante.
Para un funcionamiento estable del sistema de calefacción cerrado, también se utiliza un tanque de expansión hecho de metal de alta resistencia. Este es un tanque cerrado, que consta de dos mitades, enrolladas entre sí.
En el interior hay una membrana (diafragma) hecha de caucho resistente al calor de alta resistencia. También dentro hay un pequeño volumen de gas(puede ser nitrógeno que se bombea en la planta de fabricación o aire que se acumula en el sistema según sea necesario). La membrana divide el tanque en partes: una parte, donde ingresa el exceso de agua cuando se calienta el sistema de calefacción, en la otra parte hay nitrógeno o aire que no entra en contacto directo con el agua. Por lo tanto, fluido de transferencia de calor entra en el depósito de expansión y penetra en la membrana. Cuando el refrigerante se enfría, el gas detrás de la membrana comienza a empujarlo hacia el sistema.
Diferencias entre sistemas de calefacción abiertos y cerrados.
Existen las siguientes características distintivas de los sistemas de calefacción abiertos y cerrados:
- La ubicación del tanque de expansión. En un sistema de calefacción abierto, el tanque está ubicado en el punto más alto del sistema, y en un sistema cerrado, el tanque de expansión se puede instalar en cualquier lugar, incluso al lado de la caldera.
- El sistema de calefacción cerrado está aislado de los flujos atmosféricos, lo que impide la entrada de aire. Este es aumenta la vida útil. Debido a la creación de presión adicional en los nodos superiores del sistema, la posibilidad de formación de bolsas de aire en radiadores situados en la parte superior.
- Las tuberías se utilizan en un sistema de calefacción abierto. con gran diámetro lo que genera molestias, además la instalación de tuberías se realiza en ángulo para garantizar la circulación. No siempre es posible ocultar tuberías de paredes gruesas. para asegurar todo reglas hidráulicas es necesario tener en cuenta las pendientes de la distribución de flujos, la altura del ascensor, giros, estrechamientos, conexión a radiadores.
- En un sistema de calefacción cerrado, se utilizan tuberías de menor diámetro, que abarata la construcción.
- También en un sistema de calefacción cerrado es importante instalar la bomba correctamente para evitar el ruido.
Beneficios de un sistema de calefacción abierto
- mantenimiento simple del sistema;
- la falta de una bomba asegura un funcionamiento silencioso;
- calentamiento uniforme de la habitación calentada;
- arranque y parada rápidos del sistema;
- independencia del suministro eléctrico, si no hay electricidad en la casa, el sistema estará operativo;
- alta fiabilidad;
- no se requieren habilidades especiales para instalar el sistema, en primer lugar, se instala una caldera, la potencia de la caldera dependerá del área calentada.
Desventajas de un sistema de calefacción abierto.
- la posibilidad de reducir la vida del sistema cuando ingresa aire, ya que disminuye la transferencia de calor, lo que resulta en corrosión, se perturba la circulación del agua y se forman tapones de aire;
- el aire contenido en un sistema de calefacción abierto puede causar cavitación, lo que destruye los elementos del sistema ubicados en la zona de cavitación, como accesorios, superficies de tuberías;
- posibilidad de congelación refrigerante en el tanque de expansión;
- calentamiento lento sistemas después de encender;
- necesario control de nivel constante refrigerante en el depósito de expansión para evitar la evaporación;
- la imposibilidad de usar anticongelante como refrigerante;
- lo suficientemente engorroso;
- baja eficiencia.
Ventajas de un sistema de calefacción cerrado.
- instalación simple;
- no hay necesidad de monitorear constantemente el nivel del refrigerante;
- posibilidad aplicaciones anticongelantes sin miedo a descongelar el sistema de calefacción;
- aumentando o disminuyendo la cantidad de refrigerante suministrado al sistema, es posible regular la temperatura en habitación;
- debido a la falta de evaporación del agua, se reduce la necesidad de alimentarla desde fuentes externas;
- regulación de presión independiente;
- el sistema es económico y tecnológicamente avanzado, tiene una vida útil más larga;
- posibilidad de conexión al sistema cerrado de calefacción de fuentes adicionales de calefacción.
Desventajas de un sistema de calefacción cerrado.
- la principal desventaja es la dependencia del sistema de la disponibilidad fuente de alimentación permanente;
- la bomba requiere electricidad;
- Para el suministro de energía de emergencia, se recomienda comprar un pequeño generador;
- en caso de violación de la estanqueidad de las juntas, puede ingresar aire al sistema;
- dimensiones de los tanques de membrana de expansión en espacios cerrados de un área grande;
- el tanque se llena con líquido en un 60-30%, el porcentaje más pequeño de llenado cae en tanques grandes, en grandes instalaciones se utilizan tanques con un volumen estimado de varios miles de litros.
- hay un problema con la colocación de dichos tanques, se utilizan instalaciones especiales para mantener una cierta presión.
Todo el que va a instalar un sistema de calefacción elige qué sistema es más sencillo y fiable para él.
Sistema de calefacción abierto gracias a facilidad de uso, alta fiabilidad, utilizado para un calentamiento óptimo pequenos espacios. Pueden ser pequeñas casas de campo de un piso, así como casas de campo.
El sistema de calefacción cerrado es más moderno y sofisticado. Se utiliza en edificios de varios pisos y casas de campo.
Cuando planea crear un sistema de calentamiento de agua en su propia casa, el propietario debe elegir entre varias opciones. La lista de las preguntas más importantes incluye el tipo de sistema (si será abierto o cerrado), y en qué principio se transferirá el refrigerante a través de tuberías (circulación natural debido a la acción de las fuerzas gravitatorias, o forzada, que requiere la instalación de una bomba especial).
Cada uno de los esquemas tiene sus propias ventajas y desventajas. Pero todavía, hoy en día, se da cada vez más preferencia a un sistema cerrado con circulación forzada. Tal esquema es más compacto, más fácil y más rápido de instalar y tiene una serie de otras ventajas operativas. Uno de los principales características distintivas- Este es un tanque de expansión completamente sellado para calefacción de tipo cerrado, cuya instalación se discutirá en esta publicación.
Pero antes de comprar un tanque de expansión y continuar con su instalación, debe al menos familiarizarse un poco con su dispositivo, el principio de funcionamiento y qué modelo será óptimo para un sistema de calefacción en particular.
EN ¿Cuáles son las ventajas de un sistema de calefacción cerrado?
A pesar de que Recientemente, han aparecido muchos dispositivos modernos y sistemas de calefacción de espacios, el principio de transferencia de calor a través de un líquido con una alta capacidad calorífica que circula a través de tuberías, sin duda, sigue siendo el más generalizado. El agua se usa con mayor frecuencia como portador de energía térmica, aunque en algunas circunstancias se deben usar otros líquidos con un punto de congelación bajo (anticongelante).
El portador de calor recibe calor de la caldera. (hornos con circuito de agua) y transfiere calor a los dispositivos de calefacción (radiadores, convectores, circuitos de "piso caliente") instalados en las instalaciones en la cantidad requerida.
¿Cómo determinar el tipo y número de radiadores de calefacción?
Incluso la caldera más potente no podrá crear un ambiente confortable en el local si los parámetros de los puntos de intercambio de calor no corresponden a las condiciones de una habitación en particular. Como es correcto, en una publicación especial de nuestro portal.
Pero cualquier líquido tiene propiedades físicas comunes. Primero, cuando se calienta, aumenta significativamente de volumen. Y en segundo lugar, a diferencia de los gases, esta es una sustancia incompresible, su expansión térmica debe compensarse de alguna manera, proporcionando volumen libre para esto. Y al mismo tiempo, hay que prever que, al enfriarse y disminuir de volumen, no entre aire en los circuitos de las tuberías desde el exterior, lo que creará un “tapón” que impedirá la normal circulación del refrigerante.
Son estas funciones las que realiza el tanque de expansión.
Todavía no tanto en la construcción privada, no había una alternativa especial: se instaló un tanque de expansión abierto en el punto más alto del sistema, que hizo frente a las tareas.
1 - caldera de calefacción;
2 - elevador de suministro;
3 - un tanque de expansión abierto;
4 - radiador de calefacción;
5 - opcional - bomba de circulación. En este caso, se muestra una unidad de bombeo con un circuito de derivación y un sistema de válvulas. Si lo desea, o si es necesario, puede cambiar la circulación forzada a natural y viceversa.
Le puede interesar información sobre cómo llevar a cabo correctamente
Precios de las bombas de circulación.
bombas de circulacion
Un sistema cerrado está completamente aislado de la atmósfera. En él se mantiene cierta presión, y la expansión térmica del líquido se compensa mediante la instalación de un tanque sellado de diseño especial.
El tanque en el diagrama se muestra pos. 6, incrustado en el tubo de retorno (pos. 7).
Parecería, ¿por qué "cerrar el jardín"? Un depósito de expansión abierto convencional, si cumple plenamente con sus funciones, parece ser una solución más sencilla y económica. Probablemente cueste un poco y, además, con ciertas habilidades, es fácil hacerlo usted mismo: suéldelo con láminas de acero, use un recipiente de metal innecesario, por ejemplo, una lata vieja, etc. Además, uno puede encontrarse ejemplos aplicaciones latas de plástico viejas.
¿Tiene sentido gastar dinero en un tanque de expansión sellado? Resulta que sí, ya que un sistema de calefacción cerrado tiene muchas ventajas:
- La estanqueidad completa excluye absolutamente el proceso de evaporación del refrigerante. Esto abre la posibilidad de utilizar, además del agua, anticongelantes especiales. La medida es más que necesaria si la casa de campo en invierno no se usa constantemente, sino “llegadas”, ocasionalmente.
- En un sistema de calefacción abierto, el tanque de expansión, como ya se mencionó, debe montarse en el punto más alto. Muy a menudo, un ático sin calefacción se convierte en ese lugar. Y esto implica problemas adicionales para el aislamiento térmico del contenedor, de modo que incluso en las heladas más severas, el refrigerante que contiene no se congela.
Y en un sistema cerrado, se puede instalar un tanque de expansión en casi cualquier parte del mismo. El lugar más apropiado para la instalación es la tubería de retorno directamente en frente de la entrada de la caldera; aquí las partes del tanque estarán menos expuestas a los efectos de la temperatura del refrigerante calentado. Pero esto no es de ninguna manera un dogma, y puede montarse de tal manera que no interfiera y no desarmonice su apariencia con el interior de la habitación, si, por ejemplo, el sistema utiliza una caldera de pared instalada. en el pasillo o en la cocina.
- En un vaso de expansión abierto, el refrigerante siempre está en contacto con la atmósfera. Esto conduce a una saturación constante del líquido con aire disuelto, que es la causa de la activación de la corrosión en las tuberías del circuito y en los radiadores, aumentando la formación de gases durante el proceso de calentamiento. Los radiadores de aluminio son especialmente intolerantes con esto.
- Un sistema de calefacción cerrado con circulación forzada es menos inerte: se calienta mucho más rápido en el arranque, mucho más sensible a los ajustes. Se excluyen pérdidas completamente injustificadas en el área del tanque de expansión abierto.
- La diferencia de temperatura en la tubería de impulsión y en la tubería de retorno en las corrientes conectadas a la caldera es menor que en un sistema abierto. Esto es importante para la seguridad y durabilidad del equipo de calefacción.
- Un circuito cerrado con circulación forzada para crear circuitos requerirá toneladas de tuberías de menor diámetro; hay una ganancia tanto en costos de material como en la simplificación del trabajo de instalación.
- Un tanque de expansión de tipo abierto necesita control: para evitar el desbordamiento durante el llenado y para evitar que el nivel de líquido caiga por debajo de un nivel crítico durante la operación. Por supuesto, todo esto se puede resolver instalando dispositivos adicionales, por ejemplo, válvulas de flotador, tuberías de desbordamiento, etc., pero estas son complicaciones innecesarias. En un sistema de calefacción cerrado, tales problemas no surgen.
- Y, finalmente, este sistema es el más versátil, ya que es adecuado para cualquier tipo de batería, le permite conectar circuitos de calefacción por suelo radiante, convectores y cortinas térmicas. Además, si se desea, también se puede organizar el suministro de calor caliente instalando una caldera de calefacción indirecta en el sistema.
De las graves deficiencias, sólo se puede mencionar una. Este es — "grupo de seguridad" obligatorio, que incluye instrumentación (manómetro, termómetro), válvula de seguridad y salida de aire. Sin embargo, es más bien no no prosperidad, sino un coste tecnológico que garantiza el funcionamiento seguro del sistema de calefacción.
En una palabra, las ventajas de un sistema cerrado superan claramente, y el gasto en un tanque de expansión hermético especial parece bastante justificado.
¿Cómo se organiza el tanque de expansión para calefacción de tipo cerrado y cómo funciona?
El dispositivo del tanque de expansión para un sistema de tipo cerrado no es muy complicado:
Por lo general, toda la estructura se coloca en una caja de acero estampado (pos. 1) de forma cilíndrica (hay tanques en forma de "tableta"). Para la fabricación de metal de alta calidad se utiliza un revestimiento anticorrosión. En el exterior, el tanque está cubierto con esmalte. Para calentar, se utilizan productos con cuerpo rojo. (Hay tanques azules, pero estas son baterías de agua para el sistema de suministro de agua. No están diseñadas para temperaturas elevadas, y todas sus partes están sujetas a mayores requisitos sanitarios e higiénicos).
En un lado del tanque hay un tubo roscado (pos. 2) para conectar el sistema de calefacción. A veces se incluyen accesorios en el paquete para facilitar el trabajo de instalación.
En el lado opuesto hay una válvula de pezón (pos. 3), que sirve para crear previamente la presión necesaria en la cámara de aire.
En el interior, toda la cavidad del tanque está dividida por una membrana (pos. 6) en dos cámaras. En el lado del tubo de bifurcación hay una cámara para el refrigerante (pos. 4), en el lado opuesto - aire (pos. 5)
La membrana está hecha de un material elástico con un bajo índice de difusión. Se le da una forma especial, que proporciona una deformación "ordenada" cuando cambia la presión en las cámaras.
El principio de funcionamiento es simple.
- En la posición inicial, cuando el tanque está conectado al sistema y lleno de refrigerante, un cierto volumen de líquido ingresa a la cámara de agua a través de la tubería. La presión en las cámaras se iguala y este sistema cerrado adopta una posición estática.
- Con un aumento de la temperatura, el volumen del refrigerante en el sistema de calefacción se expande, acompañado de un aumento de la presión. El exceso de líquido ingresa al tanque de expansión (flecha roja) y dobla la membrana con su presión (flecha amarilla). Al mismo tiempo, el volumen de la cámara para el refrigerante aumenta y el volumen de la cámara para el aire, respectivamente, disminuye y la presión del aire aumenta.
- Con una disminución de la temperatura y una disminución del volumen total del refrigerante, el exceso de presión en la cámara de aire contribuye al movimiento de la membrana hacia atrás (flecha verde) y el refrigerante regresa a las tuberías del sistema de calefacción (flecha azul). flecha).
Si la presión en el sistema de calefacción alcanza un umbral crítico, entonces debería funcionar la válvula en el "grupo de seguridad", que liberará el exceso de líquido. Algunos modelos de tanques de expansión tienen su propia válvula de seguridad.
Los diferentes modelos de tanques pueden tener sus propias características de diseño. Por tanto, son inseparables o con posibilidad de sustitución de la membrana (se proporciona una brida especial para ello). El kit puede incluir soportes o abrazaderas para montar el tanque en la pared, o puede haber soportes - patas para colocarlo en el piso.
Además, pueden diferir en el diseño de la propia membrana.
A la izquierda hay un tanque de expansión con una membrana - diafragma (ya se discutió anteriormente). Como regla general, estos son modelos no separables. A menudo se utiliza una membrana tipo globo (figura de la derecha), hecha de un material elástico. De hecho, es en sí misma una cámara de agua. Al aumentar la presión, dicha membrana se estira y aumenta de volumen. Son estos tanques los que están equipados con una brida plegable, lo que le permite reemplazar la membrana de forma independiente en caso de falla. Pero el principio basico el trabajo no cambia en absoluto.
Video: tanques de expansión del dispositivo de la marca "Flexcon FLAMCO»
Precios de los tanques de expansión Flexcon FLAMCO
Tanques de expansión Flexcon
¿Cómo calcular los parámetros requeridos del tanque de expansión?
A la hora de elegir un vaso de expansión para un determinado sistema de calefacción, su volumen de trabajo debe ser un punto fundamental.
Cálculo por fórmulas
Puede encontrar recomendaciones para instalar un tanque, cuyo volumen es aproximadamente el 10% del volumen total de refrigerante que circula por los circuitos del sistema. Sin embargo, es posible realizar un cálculo más preciso; para esto existe una fórmula especial:
Vsegundo =Vcon ×k / D
Los símbolos en la fórmula son:
Vb- el volumen de trabajo requerido del tanque de expansión;
vc- el volumen total del refrigerante en el sistema de calefacción;
k- coeficiente teniendo en cuenta la expansión volumétrica del refrigerante durante el calentamiento;
D- coeficiente de eficiencia del vaso de expansión.
¿Dónde obtener los valores iniciales? Vamos en orden:
- El volumen total del sistema ( Vcon) se puede definir de varias formas:
- Es posible detectar mediante el medidor de agua qué volumen total cabrá cuando el sistema esté lleno de agua.
- El método más preciso que se utiliza para calcular el sistema de calefacción es la suma del volumen total de tuberías de todos los circuitos, la capacidad del intercambiador de calor de la caldera existente (se indica en los datos del pasaporte) y el volumen de todos dispositivos de intercambio de calor en las instalaciones: radiadores, convectores, etc.
- Error bastante aceptable da la forma más sencilla. Se basa en el hecho de que se requieren 15 litros de refrigerante para proporcionar 1 kW de potencia de calefacción. Así, la potencia nominal de la caldera simplemente se multiplica por 15.
2. El valor del coeficiente de expansión térmica ( k) es un valor tabular. Varía de forma no lineal en función de la temperatura de calentamiento del líquido y del porcentaje de anticongelante que contenga. etilenglicol aditivos Los valores se muestran en la siguiente tabla. La línea del poder calorífico se toma del cálculo de la temperatura de funcionamiento planificada del sistema de calefacción. Para el agua, se toma el valor del porcentaje de etilenglicol: 0. Para anticongelante, en función de una concentración específica.
| Temperatura de calentamiento del portador de calor, °С | Contenido de glicol, % del volumen total | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 | 90 | |
| 0 | 0.00013 | 0.0032 | 0.0064 | 0.0096 | 0.0128 | 0.016 | 0.0224 | 0.0288 |
| 10 | 0.00027 | 0.0034 | 0.0066 | 0.0098 | 0.013 | 0.0162 | 0.0226 | 0.029 |
| 20 | 0.00177 | 0.0048 | 0.008 | 0.0112 | 0.0144 | 0.0176 | 0.024 | 0.0304 |
| 30 | 0.00435 | 0.0074 | 0.0106 | 0.0138 | 0.017 | 0.0202 | 0.0266 | 0.033 |
| 40 | 0.0078 | 0.0109 | 0.0141 | 0.0173 | 0.0205 | 0.0237 | 0.0301 | 0.0365 |
| 50 | 0.0121 | 0.0151 | 0.0183 | 0.0215 | 0.0247 | 0.0279 | 0.0343 | 0.0407 |
| 60 | 0.0171 | 0.0201 | 0.0232 | 0.0263 | 0.0294 | 0.0325 | 0.0387 | 0.0449 |
| 70 | 0.0227 | 0.0258 | 0.0288 | 0.0318 | 0.0348 | 0.0378 | 0.0438 | 0.0498 |
| 80 | 0.029 | 0.032 | 0.0349 | 0.0378 | 0.0407 | 0.0436 | 0.0494 | 0.0552 |
| 90 | 0.0359 | 0.0389 | 0.0417 | 0.0445 | 0.0473 | 0.0501 | 0.0557 | 0.0613 |
| 100 | 0.0434 | 0.0465 | 0.0491 | 0.0517 | 0.0543 | 0.0569 | 0.0621 | 0.0729 |
3. El valor del coeficiente de eficiencia del vaso de expansión ( D) tendrá que ser calculado usando una fórmula separada:
D = (qm – qb ) / (qm + 1 )
qm- la presión máxima permitida en el sistema de calefacción. Vendrá determinado por el umbral de la válvula de seguridad en el “grupo de seguridad”, que deberá indicarse en el pasaporte del producto.
qb- presión de prebombeo de la cámara de aire del vaso de expansión. También se puede indicar en el embalaje y en la documentación del producto. Es posible cambiarlo: bombear con una bomba de automóvil o, por el contrario, sangrar a través de un pezón. Por lo general, se recomienda establecer esta presión entre 1,0 y 1,5 atmósferas.
Calculadora del volumen del depósito de expansión
Para simplificar el procedimiento de cálculo para el lector, se coloca una calculadora especial en el artículo, en la que se incluyen las dependencias indicadas. Ingrese los valores solicitados, y luego de presionar el botón "CALCULAR", recibirá el volumen requerido del tanque de expansión.