Aquecimento tipo fechado. Como encher um sistema de aquecimento fechado. Sistema de aquecimento aberto e fechado
O princípio de operação é o seguinte: o refrigerante (água) é aquecido na caldeira até a temperatura necessária e flui através da tubulação para os radiadores. Este último emite calor e aquece a sala. A água arrefece, regressa à caldeira e obtém-se assim um ciclo de repetição constante. O movimento da água pode ser natural ou forçado, o que distingue os sistemas de aquecimento que estamos considerando.
sistema aberto
Uma característica de um sistema de aquecimento aberto é que o refrigerante se move pelos tubos de maneira natural. Isso se deve à diferença de densidade entre a água fria e a quente (a última tem mais). Portanto, é criada uma cabeça hidrostática que direciona o refrigerante para os radiadores. O transportador de calor mais comumente usado é a água comum. A estrutura de um sistema de aquecimento aberto inclui uma caldeira de aquecimento, um tanque de expansão, tubos diretos e de retorno e radiadores. A circulação natural, na qual os radiadores aquecem, ocorre da seguinte forma. A água atinge uma temperatura elevada, tende a subir na saída da caldeira, é empurrada pela água fria. Quando aquecida, a estrutura da água se expande, seu excesso aparece. É para isso que é necessário um tanque de expansão, o excesso de água é enviado para lá para evitar uma ruptura. O líquido de arrefecimento esfria no tanque de expansão, retorna ao sistema de aquecimento. O tanque de expansão é instalado o mais alto possível, no sótão, que não é aquecido. O tanque está aberto, um fornecimento constante de oxigênio é fornecido. O monitoramento constante do nível do tanque evita bloqueios de ar na tubulação. É necessário monitorar o aquecimento lento da água, pois a circulação da água é lenta. Se você levar a temperatura ao máximo (ponto de ebulição) - existe o risco de desgaste rápido de todo o sistema de aquecimento. Se você não usar aquecimento no inverno, é necessário drenar o líquido de arrefecimento para preservar os tubos, radiadores e a caldeira. A instalação de um sistema de aquecimento aberto deve ser realizada estritamente de acordo com as instruções, caso contrário, haverá risco de vazamentos e congelamento da água no inverno. Apresentamos as seguintes recomendações:- É necessário instalar a caldeira o mais baixo possível em relação aos tubos, dispositivos de aquecimento;
- É necessário isolar o tanque de expansão quando instalado no sótão. Isso evita que a água congele;
- A devida atenção é dada à inclinação ao instalar a tubulação;
- Recomenda-se evitar inúmeras curvas, curvas e curvas;
- É importante usar o menor número de elementos de conexão;
- Um tubo com o maior diâmetro é instalado na saída da caldeira.
- Se a área da casa for de 50 a 100 metros quadrados. m - você precisa usar tubos com um diâmetro de 40 mm. Quanto maior a área total da sala aquecida, maior o diâmetro.
- Os tubos que vão para os radiadores têm diâmetro semelhante ao do riser. Os tubos que levam aos radiadores podem ter uma seção transversal menor.
- A inclinação recomendada de tubos horizontais é de 0,005-0,01%. Vai da caldeira para os radiadores.
Vantagens/desvantagens de um sistema aberto
As principais vantagens de um sistema aberto são:- Uniformidade de aquecimento. O calor entra em todos os quartos aquecidos, criando um ambiente confortável e acolhedor.
- Operação silenciosa. Alcançado pela ausência de uma bomba de circulação.
- Operação longa. A bomba pode falhar, ela não existe em um sistema aberto.
- Independência da eletricidade. Não será perturbado por flutuações na rede e uma queda completa de energia.
- Preços elevados dos equipamentos. Em um sistema aberto, são usados tubos de grande diâmetro.
- Instalação complicada. É necessário calcular a inclinação das seções horizontais do tubo.
- Perigo de congelamento da água em vaso de expansão aberto.
- Perigo de corrosão de tubos, radiadores. Um tanque de expansão aberto permite que o oxigênio entre no sistema.
- Alteração do nível do líquido de arrefecimento. É necessário um monitoramento constante do tanque de expansão.
- A impossibilidade de usar anticongelante.
- Muito tempo para aquecer.
Sistema de aquecimento fechado
A principal diferença entre um sistema de aquecimento fechado é o uso de uma bomba de circulação, que movimenta o refrigerante. Caso contrário, o princípio de operação é o mesmo de um sistema aberto. Em um sistema de tubulação fechada, os radiadores aquecem muito mais rápido.
- O tanque de expansão é instalado diretamente na sala. Ao mesmo tempo, o custo dos elementos da tubulação é reduzido e o refrigerante não congela.
- Usar tubos de diâmetro menor não significa que você precise instalar tubos com uma seção transversal mínima. Esta forma de economizar dinheiro pode ter um efeito destrutivo em todo o sistema de aquecimento. Existe o risco de aumentar a pressão na tubulação e a bomba pode não ser capaz de lidar com isso.
- Atenção especial deve ser dada à instalação correta da bomba. O rotor está localizado horizontalmente em relação ao seu próprio eixo. Isso contribui para uma operação silenciosa e menos atrito com o refrigerante.
- A bomba de circulação e o tanque de expansão são instalados em frente à entrada da caldeira.
Vantagens/desvantagens de um sistema fechado
As principais vantagens de um sistema fechado são:- Facilidade de instalação do sistema.
- Menor custo da estrutura de aquecimento. É fornecido devido à possibilidade de usar tubos com diâmetro menor.
- Não há necessidade de controlar o nível do líquido de arrefecimento. A estanqueidade do tanque de expansão não permite que o refrigerante evapore.
- Possibilidade de regular a temperatura. Isso ocorre com um aumento/diminuição na quantidade de refrigerante fornecido.
- Possibilidade de aquecimento de piso. Um elemento adicional especial é conectado ao sistema de aquecimento.
Fiação de aquecimento: tipos e características
Independentemente do sistema de aquecimento escolhido, você precisa saber que existem os seguintes tipos de fiação: tubo único, tubo duplo e feixe. Seu uso é influenciado pelo local por onde passa o tubo principal, os métodos de conexão dos radiadores, os risers da função de suprimento e a localização dos risers.Fiação de tubo único
A fiação de tubo único é horizontal e vertical. Horizontal não permite ajustar a quantidade de refrigerante. Portanto, ao usá-lo, os desvios são instalados. A fiação vertical é usada principalmente para edifícios de vários andares.
Fiação de dois tubos
O tipo de fiação de dois tubos é o mais comum. Cada radiador tem dois tubos - fornecimento de refrigerante e drenagem de água gelada. A tubulação é feita na forma de uma estrela, pluma ou feixe.
Fiação do feixe
Permite ajustar o aquecimento de cada radiador individual. Requer instalação complexa, vários coletores de distribuição e os mais altos custos de tubulação.
Assim, examinamos o dispositivo, as principais características, vantagens e desvantagens de um sistema de aquecimento fechado e aberto. A escolha deve ser baseada não apenas em seus desejos, mas também na possibilidade de instalar o sistema na casa. Portanto, é muito importante procurar aconselhamento profissional de um especialista de confiança. O cálculo e a instalação do sistema devem ser realizados por especialistas de empresas licenciadas. Com base nas recomendações apresentadas, desejamos-lhe a escolha e instalação correta de um sistema de aquecimento!
Ao aquecer casas no setor privado, é implementado principalmente um circuito de aquecimento fechado com circulação forçada.
O refrigerante neste esquema não evapora devido à falta de contato com o meio ambiente. Isso torna possível use formulações especiais que não sejam água que aumentam a eficiência do aquecimento.
Sistema de aquecimento fechado: o que é, princípio de operação, prós e contras
Esses esquemas usam expansão tanques de membrana. Recipiente selado dividido em duas partes por uma membrana elástica.
Quando a temperatura aumenta, a válvula se abre e o excesso de líquido se move para o tanque.
Quando a temperatura cai, o refrigerante entra de volta no sistema, devido ao qual uma pressão estável é mantida no último.
Tanque sem pressão pode ser completamente preenchido com líquido, portanto, a instalação de manutenção de pressão deve ser mais compacta que um tanque convencional. Permite ajustar os parâmetros especificados no circuito e alimentar automaticamente a estrutura.
circuito fechado consiste nos seguintes elementos:
- de um tanque de membrana selado;
- de baterias (radiadores);
- da caldeira de aquecimento;
- da bomba de circulação;
- de tubos;
- dos elementos de conexão (válvulas, torneiras, filtros).
Circuito de aquecimento fechado tem uma série de vantagens:
- a possibilidade de usar qualquer refrigerante;
- durabilidade da estrutura devido à estanqueidade completa;
- sem barulho extra
- a possibilidade de auto-instalação do sistema;
- alta velocidade de movimento do líquido, proporcionando máxima transferência de calor;
- não há necessidade de isolamento térmico para a rodovia;
- reduzindo o custo financeiro do aquecimento da casa.
As desvantagens incluem dependência de energia elétrica e a necessidade de adquirir um grande tanque de membrana, cujo preço é bastante alto. O problema da volatilidade é resolvido com a instalação de fontes de alimentação ininterruptas ou pequenos geradores que fornecem energia de emergência.
Esquemas de construção, uso em prédios de apartamentos
Usado em casas particulares circuito de aquecimento de um ou dois tubos.
Esquema de tubo único usado em salas com uma pequena área onde é necessário aquecimento não mais do que cinco radiadores.
Foto 1. Esquema de um sistema de aquecimento fechado com um circuito de tubo único. Cada um dos radiadores é conectado em série.
Todas as baterias estão incluídas no circuito em série, de modo que o último aquecedor sempre estará mais frio que o primeiro. A vantagem óbvia de tal esquema é menor consumo de tubos.
Se uma bateria falhar, as demais continuarão a funcionar normalmente. ao usar desvio. Sistema de tubo único é horizontal e vertical. O horizontal não permite ajustar a quantidade de refrigerante, portanto, ao colocá-lo, são instalados desvios. Um circuito vertical de tubo único é na maioria dos casos usado em arranha-céus.
Esquema de dois tubos (dois circuitos) aquece os quartos de forma mais uniforme. O líquido do gerador de calor para as baterias circula em dois circuitos. Os radiadores neste caso são conectados em paralelo. O líquido de arrefecimento tem a mesma temperatura em todas as baterias. Este método é muito mais caro, mas permite regular a temperatura em cada ambiente.
Cálculo
Para escolher os diâmetros corretos da bomba de circulação e do tubo, cálculo hidráulico do circuito de aquecimento. Ele permite identificar as perdas de pressão hidráulica em áreas específicas e minimizar os custos operacionais.
Atenção!É aconselhável instalar uma bomba de circulação na tubulação de retorno. Nesse caso, a vida útil do dispositivo aumentará, pois um refrigerante já resfriado passará por ele.
Os cálculos são realizados por um especialista especializado usando cálculo termotécnico e após a seleção das baterias. Como resultado dos cálculos, será obtido o valor de pressão necessário para a circulação da água pela bomba de circulação. Após esta etapa, o valor é calculado para determinar o volume e a seleção do tanque de membrana.
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Como iniciar um refrigerante no sistema?
Ao preencher um circuito fechado não deve haver bolsas de ar.
Se o circuito de aquecimento estiver conectado ao abastecimento de água usando uma torneira, para preenchê-lo, você precisará abra periodicamente a válvula e libere o ar deslocado dos radiadores.
Este processo continua até que todo o excesso de ar tenha desaparecido e a pressão atinja o valor de projeto necessário.
Para encher um circuito que não está conectado ao abastecimento de água bomba e tanque necessários de onde o refrigerante será bombeado. Antes de aplicá-lo, você precisa abrir todas as torneiras dos radiadores. O encaixe de drenagem é conectado ao tubo e a estrutura é preenchida com a ajuda de uma bomba de circulação.
Importante! Ao encher o circuito de aquecimento com refrigerante é necessário fechar as torneiras a tempo para evitar vazamentos.
Configuração e lançamento
Depois de iniciar o refrigerante na estrutura verifique todas as conexões do circuito. Antes disso, o ar da bomba deve ser baixado, caso contrário, a operação do dispositivo pode ser perturbada. Em seguida, você precisa ignorar todas as baterias e fazer o mesmo procedimento, abrindo levemente Guindastes de Mayevsky.
O ar desce até que a água saia dos radiadores. Depois disso, o valor da pressão é verificado pelo dispositivo de medição. Se ela abaixo de 1,5 atmosferas, então o líquido é adicionado novamente e o processo de desaeração do equipamento é retomado.
Então o sistema é pressurizado. A bomba bombeia o refrigerante nos tubos até que a pressão aumente em 1,5-2 vezes.
A estrutura de aquecimento é deixada neste estado durante 15 minutos, após o que a pressão é medida novamente. Se as leituras do dispositivo de medição mudaram, isso significa que há um vazamento em algum lugar.
Caso contrário, a pressão de operação é devolvida ao sistema drenando o excesso de refrigerante.
Passo final - iniciando o gerador de calor, que já está preparado para uso e incluído na rede. Uma temperatura baixa é definida no termostato do equipamento ( 40-50°C), é dado tempo para aquecer todo o volume do refrigerante. Depois disso, todos os radiadores são verificados. Se as partes superiores das baterias estiverem mais frias, o ar será sangrado novamente.
Depois disso aumentar a temperatura do líquido(até 70-80°C) e deixe o circuito de aquecimento por um tempo. Se neste modo os aparelhos de aquecimento continuarem a funcionar normalmente e a temperatura do líquido no tubo de retorno a 20°C mais frio do que aquecido, o sistema funciona corretamente e não requer ajustes adicionais.
Características do circuito de aquecimento com um tanque de expansão de membrana
A bomba de circulação em circuito fechado permite organizar a estrutura de acordo com qualquer esquema, independentemente do índice de resistência hidráulica. A circulação forçada dá a capacidade de usar diferentes opções para organizar o aquecimento:
- arranjo sequencial de radiadores;
- circuito coletor;
- piso quente.
Tanque de expansão de diafragma e bomba de circulação pode ser localizado junto com o gerador de calor na mesma sala. Isso reduz o comprimento total das tubulações, portanto, ao organizar o circuito de aquecimento, não é necessário instalar tubos de grandes diâmetros e prestar atenção aos ângulos de inclinação.
Foto 2. Esquema da estrutura de um tanque de membrana para um sistema de aquecimento fechado. As setas indicam partes da estrutura.
Por que a pressão cai?
As quedas de pressão podem ser causadas por:
- mau funcionamento do gerador de calor (caldeira de aquecimento);
- vazamentos de refrigerante;
- excesso de ar;
- radiadores de alumínio.
O vazamento pode não ser visualmente perceptível. Para descobri-la use ferramentas especiais: termovisores ou dispositivos ultrassônicos. É necessário verificar cuidadosamente as conexões seccionais dos radiadores, pois sua superfície pode estar coberta de corrosão. Manchas de ferrugem indicam danos nas baterias.
Para encontrar um vazamento precisa pressionar o mamilo localizado na parte superior do tanque de expansão. Se, quando pressionado, a água e o ar forem liberados, podemos concluir com segurança que há um vazamento.
Aquecimento tipo fechado com grupo de segurança
Bloqueio de segurança no circuito de aquecimento- um conjunto de dispositivos que previnem a ocorrência de emergências. Qualquer estrutura de aquecimento opera em determinados valores de pressão. Dependendo do aquecimento ou resfriamento do refrigerante, este valor varia. O grupo de segurança o monitora e, se o valor máximo permitido for ultrapassado, descarrega uma certa quantidade de líquido do circuito.
Qualquer sistema de aquecimento hidráulico é um complexo de dispositivos de aquecimento e dispositivos de aquecimento conectados entre si por uma tubulação em uma determinada ordem. Quando o refrigerante é aquecido, ele muda de volume (expande). Um sistema de aquecimento fechado com circulação forçada compensa este processo devido a um tanque de expansão.
Dependendo se esse tanque se comunica com o ar atmosférico externo, os sistemas de aquecimento são divididos em dois tipos - sistemas de aquecimento abertos e fechados.
O refrigerante é circulado por meio de uma bomba. A inclusão de uma bomba no circuito hidráulico permite que o aquecimento ambiente seja realizado de forma mais eficiente. A circulação forçada permite incluir dispositivos de aquecimento adicionais nesse esquema (por exemplo, sistemas de "piso quente").
A presença de uma bomba no circuito torna o aquecimento dependente da fonte de alimentação, mas ao mesmo tempo a circulação do refrigerante é muito mais eficiente.
Ao implementar esse esquema, a instalação desta bomba é realizada no tubo principal de retorno na frente da caldeira. Um tanque de expansão para aquecimento do tipo fechado também é instalado lá.
É claro que tal disposição facilita a própria instalação, pois não há necessidade de observar o ângulo de inclinação, isolar a tubulação e instalar tubos de maior diâmetro nos risers principais (redes) (o que nem sempre é esteticamente agradável em uma residência área).
O sistema de aquecimento do tipo fechado evita a evaporação do refrigerante. Nesse sentido, não há necessidade de monitoramento constante de seu nível no sistema.
A circulação forçada do líquido de refrigeração permite o aquecimento em menos tempo e a alteração do aquecimento em cada divisão individual. Se um termostato de ambiente estiver incluído no circuito, será possível aquecer efetivamente as instalações quando a temperatura mudar abaixo da definida.
Elementos do circuito de aquecimento
O esquema de aquecimento do tipo fechado inclui os seguintes elementos:
- , combustível sólido, etc.);
- tanque selado de expansão de membrana;
- Bomba de circulação;
- radiadores e radiadores;
- tubos para risers de tubulações, tubulações e lintéis;
- acessórios (adaptadores para tubos);
- torneiras (plug and ball) e válvulas (sistemas de Mayevsky);
- filtros (principalmente para manter o desempenho da caldeira);
- fixadores (grampos, etc.).
Princípio da Operação
- O líquido refrigerante (água ou anticongelante) é aquecido na caldeira de aquecimento. À medida que a temperatura do meio aumenta, o volume aumenta.
O excesso de refrigerante passa para o tanque de expansão, que na aparência se assemelha a uma cápsula dividida em dois compartimentos.
Um compartimento é uma câmara hidráulica, onde o transportador de calor líquido entra quando aquecido. O segundo compartimento é uma câmara de gás, que é preenchida com nitrogênio sob uma certa pressão;
- Antes de iniciar o aquecimento, é ajustada uma pressão no tanque igual à pressão hidrostática no circuito. Quando o refrigerante é aquecido, ele entra no tanque de expansão através da válvula.
Devido a isso, a pressão dentro do sistema é equalizada (já que o volume da câmara de gás diminui e a pressão do gás aumenta). Do tanque de expansão, o refrigerante é devolvido ao sistema pela mesma bomba de circulação.
Características de design de um sistema de aquecimento fechado
O esquema de aquecimento com circulação forçada do tipo fechado possui algumas características. O tanque de expansão e a bomba de circulação podem ser colocados na mesma sala juntamente com a caldeira de aquecimento.
Isso oferece várias vantagens - o comprimento total das tubulações é reduzido, não há necessidade de instalar tubos de grande diâmetro e observar os ângulos de inclinação durante a instalação.
O design hermético deste tipo de tanque de expansão evita a evaporação do líquido refrigerante do sistema e a aeração das tubulações.
Importante!
O tanque de expansão do tipo membrana e a bomba de circulação devem ser instalados no tubo principal de retorno.
A bomba pode ser operada por um longo período de tempo se um líquido com temperatura mais baixa passar por ela.
Um tipo de esquema de aquecimento aberto tem certas restrições de tamanho, portanto, só pode ser usado em salas pequenas. O aquecimento do tipo fechado não tem tais restrições.
Vantagens e desvantagens de um sistema de aquecimento fechado
Um sistema de aquecimento selado com circulação forçada de um tipo fechado de aquecimento tem seus prós e contras. Ela tem mais vantagens, então elas devem ser consideradas com mais detalhes, embora também existam pontos negativos.
Benefícios de um sistema de aquecimento fechado
- Grande dissipação de calor;
- Sem evaporação do refrigerante;
- Possibilidade de utilização de tubos de menor diâmetro;
- A vida útil da caldeira é maior devido à redução da diferença de temperatura na entrada e na saída;
- Reduzindo a corrosão devido à estanqueidade;
- A possibilidade de usar anticongelante como refrigerante.
Desvantagens de um sistema de aquecimento fechado
- Dependência energética (requer alimentação para);
- O volume do tanque de expansão deve ser muito maior, é claro, que é um pouco mais caro.
Conversão de um sistema aberto com circulação natural para um sistema fechado
A opção fechada é um método de equipar um sistema de aquecimento sem bomba de circulação. Na prática, esse tipo de organização de aquecimento é extremamente raro, mas seu desempenho não é duvidoso.
Como regra, ele não é projetado especificamente inicialmente dessa forma, mas quando você substitui um tanque de expansão convencional por um de membrana com suas próprias mãos, ele passa de um sistema aberto com circulação natural para um sistema fechado com circulação natural.
Escusado será dizer que é possível pré-calcular, projetar e montar tal sistema, mas ao fazê-lo, muitas das vantagens óbvias dos sistemas fechados são perdidas. Por exemplo, você precisa calcular com muita precisão os diâmetros dos risers e da rede, colocar os tubos em uma inclinação, os congestionamentos de ar se formarão.
A vantagem que a circulação natural em um sistema de aquecimento fechado oferece é a independência da fonte de alimentação.
Uma vantagem tão duvidosa vale as desvantagens específicas? É improvável que alguém pense em construir uma casa com aquecimento de água, mas sem eletricidade. O preço de uma bomba convencional é de cerca de cem dólares. Ao mesmo tempo, é preciso eletricidade, como uma lâmpada incandescente de uma lâmpada de mesa - 40 a 60 watts.
Como colocá-lo corretamente, você pode ver no vídeo:
Instalação do sistema de aquecimento
A instalação de um sistema de aquecimento fechado começa com a seleção de uma caldeira adequada de acordo com dois critérios - o tipo de caldeira e sua potência. Recentemente, as caldeiras de combustível sólido ganharam popularidade. Embora sejam mais volumosos, são mais baratos de operar. A potência da caldeira depende de muitos fatores.
Importante!
Como a potência deve ser calculada? A instrução de cálculo pressupõe o seguinte: com uma altura de teto de até três metros, um isolamento médio de uma casa particular de dois e três andares, é necessário 1 kW de potência da caldeira de aquecimento para aquecimento a cada 10 m 2.
Como mostra a prática, o preço de tal caldeira é de cerca de 1.000 dólares americanos.
O tipo de dispositivos de aquecimento (radiadores ou radiadores de aquecimento) é selecionado com base nos fundos disponíveis. Todos os tipos de radiadores emitem calor aproximadamente igualmente e sua vida útil também não é muito diferente. Se pararmos em radiadores de aço, seu custo para essa casa também será de cerca de 1.000 dólares americanos.
- tubos - 500;
- bomba - 100;
- tanque - 50;
- acessórios, torneiras, filtros - 500;
- projeto e instalação - outros 1.000.
No total, um custo muito aproximado de instalação de um sistema de aquecimento fechado em uma casa particular custará - 1.000 + 1.000 + 500 + 100 + 50 + 500 + 1.000 = 4.150 dólares americanos.
Assim, o equipamento é instalado, os tubos são colocados. Um sistema de aquecimento fechado pode ser preenchido com água.
descobertas
Considerando os prós e contras que um sistema de aquecimento fechado com circulação natural tem, e estimando aproximadamente o custo de arranjar um sistema com circulação forçada, podemos concluir que não há diferença fundamental entre tais sistemas. A única coisa que se pode dizer é que um sistema de circulação forçada é mais lucrativo em termos de instalação e o equipamento nele funciona por mais tempo.
Um sistema de aquecimento aberto é o sistema mais simples e independente de energia com circulação natural. Este sistema é baseado nas leis da termodinâmica. Na saída da caldeira, cria-se uma pressão aumentada, então a água quente passa pelas tubulações para uma área com pressão mais baixa, perdendo temperatura à medida que passa.
Além disso, o refrigerante resfriado é devolvido à caldeira de aquecimento, onde é aquecido novamente. Há uma circulação natural do refrigerante. O sistema funciona exclusivamente com água, pois o uso de anticongelante para aquecimento leva à sua rápida evaporação.
Em um sistema de aquecimento aberto, é necessário um tanque de expansão, pois a água aquecida se expande. O tanque de expansão é utilizado para receber o excesso de água durante a expansão e devolvê-lo ao sistema quando esfriar, bem como para retirar a água em caso de seu volume excessivo. O tanque não está completamente selado, então a água evapora como resultado, é necessário renovar constantemente seu nível. Um sistema de aquecimento aberto não usa uma bomba. O sistema é bastante simples. É composto por tubos, um tanque de expansão de aço, radiadores e uma caldeira. São utilizadas caldeiras a diesel, gás e combustível sólido, exceto as elétricas.
Em um sistema de aquecimento aberto, a água circula lentamente. Portanto, os tubos durante a operação devem aquecer gradualmente para evitar danos e ebulição do líquido de arrefecimento. Isso pode levar ao desgaste prematuro do equipamento. Se o aquecimento não for usado durante o período de inverno, a água do sistema deve ser drenada, a fim de evitar congelamento de tubulações.
Para que o líquido refrigerante circule no nível necessário, é necessário instalar a caldeira de aquecimento em um ponto mais baixo do sistema e instalar no ponto mais alto tanque de expansão, por exemplo, no sótão. No inverno, o tanque de expansão deve ser isolado. Ao instalar uma tubulação em um sistema de aquecimento aberto, é necessário usar um número mínimo de voltas, conexões e conexões.
Em um sistema de aquecimento fechado, todos os elementos do sistema são vedados, não há evaporação da água. A circulação é realizada por meio de uma bomba. O chamado sistema com circulação forçada refrigerante inclui tubos, caldeira, radiadores, tanque de expansão, bomba de circulação.
Em um sistema de aquecimento fechado, quando a temperatura aumenta, a válvula do tanque de expansão abre e retira o excesso de refrigerante. Quando a temperatura cai bomba de circulação do líquido refrigerante o bombeia de volta para o sistema. Neste sistema de aquecimento, a pressão é mantida dentro de limites predeterminados. Graças a isso, é função de desaeração do líquido de arrefecimento.
Para uma operação estável do sistema de aquecimento fechado, também é usado um tanque de expansão feito de metal de alta resistência. Trata-se de um tanque fechado, constituído por duas metades, enroladas entre si.
No interior há uma membrana (diafragma) feita de borracha resistente ao calor de alta resistência. Também no interior há uma pequena volume de gás(pode ser nitrogênio que é bombeado na fábrica ou ar que se acumula no sistema conforme necessário). A membrana divide o tanque em partes: uma parte - onde entra o excesso de água quando o sistema de aquecimento é aquecido, na outra parte há nitrogênio ou ar que não entra em contato direto com a água. Por isso, fluido de transferência de calor entra no tanque de expansão e penetra na membrana. Quando o refrigerante esfria, o gás atrás da membrana começa a empurrá-lo de volta para o sistema.
Diferenças entre sistemas de aquecimento abertos e fechados
Existem as seguintes características distintivas dos sistemas de aquecimento abertos e fechados:
- A localização do tanque de expansão. Em um sistema de aquecimento aberto, o tanque está localizado no ponto mais alto do sistema, e em um sistema fechado, o tanque de expansão pode ser instalado em qualquer lugar, mesmo próximo à caldeira.
- O sistema de aquecimento fechado é isolado dos fluxos atmosféricos, o que impede a entrada de ar. Isso é aumenta a vida útil. Devido à criação de pressão adicional nos nós superiores do sistema, a possibilidade de formação de bolsas de ar em radiadores localizados na parte superior.
- Os tubos são usados em um sistema de aquecimento aberto com grande diâmetro o que cria inconvenientes, também a instalação de tubos é realizada em ângulo para garantir a circulação. Nem sempre é possível esconder tubos de paredes grossas. Para garantir todos regras hidráulicasé necessário levar em consideração as inclinações da distribuição dos fluxos, a altura do elevador, as curvas, o estreitamento, a conexão com os radiadores.
- Em um sistema de aquecimento fechado, são utilizados tubos de menor diâmetro, que torna a construção mais barata.
- Também num sistema de aquecimento fechado é importante instale a bomba corretamente para evitar ruídos.
Benefícios de um sistema de aquecimento aberto
- manutenção simples do sistema;
- a falta de uma bomba garante um funcionamento silencioso;
- aquecimento uniforme da sala aquecida;
- arranque e paragem rápidos do sistema;
- independência do fornecimento de energia, se não houver eletricidade na casa, o sistema estará operacional;
- alta fiabilidade;
- não são necessárias habilidades especiais para instalar o sistema, antes de tudo, uma caldeira é instalada, a potência da caldeira dependerá da área a ser aquecida.
Desvantagens de um sistema de aquecimento aberto
- a possibilidade de reduzir a vida útil do sistema quando o ar entra, pois a transferência de calor diminui, resultando em corrosão, a circulação da água é perturbada e os tampões de ar são formados;
- o ar contido em um sistema de aquecimento aberto pode causar cavitação, que destrói os elementos do sistema localizados na zona de cavitação, como conexões, superfícies de tubos;
- possibilidade de congelamento refrigerante no tanque de expansão;
- aquecimento lento sistemas após ligar;
- precisava controle de nível constante refrigerante no tanque de expansão para evitar a evaporação;
- a impossibilidade de usar anticongelante como refrigerante;
- complicado o suficiente;
- baixa eficiencia.
Vantagens de um sistema de aquecimento fechado
- instalação simples;
- não há necessidade de monitorar constantemente o nível do refrigerante;
- possibilidade aplicações anticongelantes sem medo de descongelar o sistema de aquecimento;
- aumentando ou diminuindo a quantidade de refrigerante fornecida ao sistema, é possível regular a temperatura na sala;
- devido à falta de evaporação da água, a necessidade de alimentá-la de fontes externas é reduzida;
- regulação de pressão independente;
- o sistema é econômico e tecnologicamente avançado, tem uma vida útil mais longa;
- possibilidade de conexão ao sistema de aquecimento fechado de fontes adicionais de aquecimento.
Desvantagens de um sistema de aquecimento fechado
- a principal desvantagem é a dependência do sistema da disponibilidade fonte de alimentação permanente;
- a bomba requer eletricidade;
- para alimentação de emergência, recomenda-se a compra de um pequeno gerador;
- em caso de violação do aperto das juntas, o ar pode entrar no sistema;
- dimensões de tanques de membrana de expansão em espaços fechados de grande área;
- o tanque é preenchido com líquido em 60-30%, a menor porcentagem de enchimento cai em grandes tanques, em grandes instalações são usados tanques com um volume estimado de vários milhares de litros.
- há um problema com a colocação de tais tanques, são usadas instalações especiais para manter uma certa pressão.
Todo mundo que vai instalar um sistema de aquecimento escolhe qual sistema é mais simples e confiável para ele.
Sistema de aquecimento aberto graças a fácil de usar, alta confiabilidade, usado para aquecimento ideal espaços pequenos. Podem ser pequenas casas de campo de um andar, bem como casas de campo.
O sistema de aquecimento fechado é mais moderno e sofisticado. É usado em edifícios de vários andares e casas de campo.
Ao planejar a criação de um sistema de aquecimento de água em sua própria casa, o proprietário se depara com várias opções. A lista das questões mais importantes inclui o tipo de sistema (se será aberto ou fechado), e qual princípio o refrigerante será transferido através de tubulações (circulação natural por ação de forças gravitacionais, ou forçada, exigindo a instalação de uma bomba especial).
Cada um dos esquemas tem suas próprias vantagens e desvantagens. Mas ainda assim, hoje em dia, cada vez mais se dá preferência a um sistema fechado com circulação forçada. Esse esquema é mais compacto, fácil e rápido de instalar e possui várias outras vantagens operacionais. Uma das principais características distintas- Trata-se de um tanque de expansão totalmente vedado para aquecimento do tipo fechado, cuja instalação será discutida nesta publicação.
Mas antes de comprar um tanque de expansão e prosseguir com sua instalação, você precisa pelo menos se familiarizar um pouco com o dispositivo, o princípio de operação e qual modelo será ideal para um determinado sistema de aquecimento.
NO quais são as vantagens de um sistema de aquecimento fechado
Apesar do fato que Recentemente, surgiram muitos dispositivos modernos e sistemas de aquecimento, o princípio da transferência de calor através de um líquido com alta capacidade de calor circulando por tubos - sem dúvida, continua sendo o mais difundido. A água é mais frequentemente usada como portadora de energia térmica, embora em algumas circunstâncias outros líquidos com baixo ponto de congelamento (anticongelante) devam ser usados.
O transportador de calor recebe calor da caldeira (fornos com circuito de água) e transfere calor para dispositivos de aquecimento (radiadores, convectores, circuitos de "piso quente") instalados nas instalações na quantidade necessária.
Como determinar o tipo e o número de radiadores de aquecimento?
Mesmo a caldeira mais potente não poderá criar uma atmosfera confortável nas instalações se os parâmetros dos pontos de troca de calor não corresponderem às condições de uma determinada sala. Como é certo - em uma publicação especial do nosso portal.
Mas qualquer líquido tem propriedades físicas comuns. Primeiro, quando aquecido, aumenta significativamente em volume. E em segundo lugar, ao contrário dos gases, esta é uma substância incompressível, sua expansão térmica deve ser compensada de alguma forma, fornecendo volume livre para isso. E, ao mesmo tempo, é necessário prever que, à medida que esfria e diminui de volume, o ar não entra nos circuitos da tubulação do lado de fora, o que criará um “plug” que impede a circulação normal do refrigerante.
São essas funções que o tanque de expansão executa.
Ainda não tanto na construção privada, não havia alternativa especial - um tanque de expansão aberto foi instalado no ponto mais alto do sistema, que lidou bem com as tarefas.
1 - caldeira de aquecimento;
2 - riser de alimentação;
3 - um tanque de expansão aberto;
4 - radiador de aquecimento;
5 - opcional - bomba de circulação. Neste caso, é mostrada uma unidade de bombeamento com um circuito de bypass e um sistema de válvulas. Se desejar, ou se necessário, você pode alternar a circulação forçada para natural e vice-versa.
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bombas de circulação
Um sistema fechado é completamente isolado da atmosfera. Uma certa pressão é mantida nele e a expansão térmica do líquido é compensada pela instalação de um tanque selado de design especial.
O tanque no diagrama é mostrado na pos. 6, embutido no tubo de retorno (pos. 7).
Parece - por que "cercar o jardim"? Um tanque de expansão aberto convencional, se cumprir plenamente suas funções, parece ser uma solução mais simples e barata. Provavelmente custa um pouco e, além disso, com certas habilidades, é fácil fazer você mesmo - solde-o a partir de chapas de aço, use um recipiente de metal desnecessário, por exemplo, uma lata velha etc. Além disso, pode-se encontrar exemplos formulários latas de plástico velhas.
Faz sentido gastar dinheiro em um tanque de expansão selado? Acontece que existe, já que um sistema de aquecimento fechado tem muitas vantagens:
- A estanqueidade completa exclui absolutamente o processo de evaporação do refrigerante. Isso abre a possibilidade de usar, além da água, anticongelantes especiais. A medida é mais do que necessária se a casa de campo no inverno não for usada constantemente, mas “chegadas”, ocasionalmente.
- Em um sistema de aquecimento aberto, o tanque de expansão, como já mencionado, deve ser montado no ponto mais alto. Muitas vezes, um sótão sem aquecimento se torna um lugar assim. E isso acarreta problemas adicionais para o isolamento térmico do recipiente, de modo que, mesmo nas geadas mais severas, o refrigerante não congela.
E em um sistema fechado, um tanque de expansão pode ser instalado em quase qualquer parte dele. O local mais adequado para a instalação é o tubo de retorno diretamente em frente à entrada da caldeira - aqui as partes do tanque estarão menos expostas aos efeitos da temperatura do refrigerante aquecido. Mas isso não é de forma alguma um dogma, e pode ser montado de tal maneira que não interfira e não desarmonia com sua aparência com o interior da sala, se, digamos, o sistema usar uma caldeira de parede instalada no corredor ou na cozinha.
- Em um tanque de expansão aberto, o refrigerante está sempre em contato com a atmosfera. Isso leva a uma saturação constante do líquido com ar dissolvido, motivo da ativação da corrosão nos tubos do circuito e nos radiadores, ao aumento da formação de gás durante o processo de aquecimento. Os radiadores de alumínio são especialmente intolerantes a isso.
- Um sistema de aquecimento fechado com circulação forçada é menos inerte - aquece muito mais rápido na partida, muito mais sensível a ajustes. São excluídas perdas completamente injustificadas na área do tanque de expansão aberto.
- A diferença de temperatura na tubulação de alimentação e na tubulação de retorno nas correntes conectadas à caldeira é menor do que em um sistema aberto. Isso é importante para a segurança e durabilidade do equipamento de aquecimento.
- Um circuito fechado com circulação forçada para criar circuitos exigirá toneladas de tubos de menor diâmetro - há um ganho tanto no custo do material quanto na simplificação do trabalho de instalação.
- Um tanque de expansão do tipo aberto precisa de controle - para evitar transbordamento durante o enchimento e para evitar que o nível de líquido nele caia abaixo de um nível crítico durante a operação. Obviamente, tudo isso pode ser resolvido com a instalação de dispositivos adicionais, por exemplo, válvulas flutuantes, tubos de transbordamento etc., mas são complicações desnecessárias. Em um sistema de aquecimento fechado, esses problemas não surgem.
- E, finalmente, esse sistema é o mais versátil, pois é adequado para qualquer tipo de bateria, permite conectar circuitos de piso radiante, convectores e cortinas térmicas. Além disso, se desejado, o fornecimento de calor quente também pode ser organizado através da instalação de uma caldeira de aquecimento indireto no sistema.
Das deficiências graves, apenas uma pode ser mencionada. Isso é — obrigatório "grupo de segurança", incluindo instrumentação (manômetro, termômetro), válvula de segurança e saída de ar. No entanto, é bastante não não prosperidade, mas um custo tecnológico que garante o funcionamento seguro do sistema de aquecimento.
Em uma palavra, as vantagens de um sistema fechado superam claramente, e os gastos com um tanque de expansão hermético especial parecem bastante justificados.
Como é organizado o tanque de expansão para aquecimento do tipo fechado e como funciona?
O dispositivo do tanque de expansão para um sistema do tipo fechado não é muito complicado:
Normalmente toda a estrutura é colocada em uma caixa estampada de aço (pos. 1) de forma cilíndrica (existem tanques em forma de “comprimido”). Para a fabricação de metal de alta qualidade com revestimento anticorrosivo. Fora do tanque é coberto com esmalte. Para aquecimento, são utilizados produtos com corpo vermelho. (Existem tanques azuis - mas são baterias de água para o sistema de abastecimento de água. Eles não são projetados para temperaturas elevadas e todas as suas partes estão sujeitas a requisitos sanitários e higiênicos aumentados).
De um lado do tanque existe um tubo roscado (pos. 2) para a ligação ao sistema de aquecimento. Às vezes, os acessórios são incluídos no pacote para facilitar o trabalho de instalação.
No lado oposto existe uma válvula de niple (pos. 3), que serve para pré-criar a pressão necessária na câmara de ar.
No interior, toda a cavidade do tanque é dividida por uma membrana (pos. 6) em duas câmaras. No lado do tubo de derivação há uma câmara para o refrigerante (pos. 4), no lado oposto - ar (pos. 5)
A membrana é feita de um material elástico com baixo índice de difusão. É dada uma forma especial, que fornece uma deformação "ordenada" quando a pressão nas câmaras muda.
O princípio de funcionamento é simples.
- Na posição inicial, quando o tanque é conectado ao sistema e preenchido com refrigerante, um certo volume de líquido entra na câmara de água através do tubo. A pressão nas câmaras se equaliza e esse sistema fechado assume uma posição estática.
- Com o aumento da temperatura, o volume do refrigerante no sistema de aquecimento se expande, acompanhado por um aumento na pressão. O excesso de líquido entra no tanque de expansão (seta vermelha) e dobra a membrana com sua pressão (seta amarela). Ao mesmo tempo, o volume da câmara para o refrigerante aumenta e o volume da câmara para o ar diminui, respectivamente, e a pressão do ar aumenta.
- Com a diminuição da temperatura e a diminuição do volume total do refrigerante, o excesso de pressão na câmara de ar contribui para o movimento da membrana de volta (seta verde) e o refrigerante volta para os tubos do sistema de aquecimento (azul seta).
Se a pressão no sistema de aquecimento atingir um limite crítico, a válvula no "grupo de segurança" deve funcionar, o que liberará o excesso de fluido. Alguns modelos de tanques de expansão possuem válvula de segurança própria.
Diferentes modelos de tanques podem ter seus próprios recursos de design. Portanto, são inseparáveis ou com possibilidade de substituição da membrana (para isso é fornecido um flange especial). O kit pode incluir suportes ou grampos para montagem do tanque na parede, ou pode haver suportes - pernas para colocá-lo no chão.
Além disso, eles podem diferir no design da própria membrana.
À esquerda está um tanque de expansão com membrana - diafragma (já discutido acima). Como regra, esses são modelos não separáveis. Muitas vezes é usada uma membrana tipo balão (figura à direita), feita de um material elástico. Na verdade, ela própria é uma câmara de água. Com o aumento da pressão, essa membrana é esticada, aumentando em volume. São esses tanques equipados com um flange dobrável, que permite substituir independentemente a membrana em caso de falha. Mas o princípio básico trabalho não muda em nada.
Vídeo: marca de tanques de expansão do dispositivo "Flexcon FLAMCO»
Preços para tanques de expansão Flexcon FLAMCO
Tanques de expansão Flexcon
Como calcular os parâmetros necessários do tanque de expansão?
Ao escolher um tanque de expansão para um determinado sistema de aquecimento, seu volume de trabalho deve ser um ponto fundamental.
Cálculo por fórmulas
Você pode encontrar recomendações para instalar um tanque, cujo volume é aproximadamente 10% do volume total de refrigerante que circula pelos circuitos do sistema. No entanto, é possível realizar um cálculo mais preciso - para isso existe uma fórmula especial:
Vb =Vcom ×k / D
Os símbolos na fórmula são:
Vb- o volume de trabalho necessário do tanque de expansão;
Vc- o volume total do refrigerante no sistema de aquecimento;
k- coeficiente levando em consideração a expansão volumétrica do refrigerante durante o aquecimento;
D- coeficiente de eficiência do tanque de expansão.
Onde obter os valores iniciais? Vamos em ordem:
- O volume total do sistema ( Vcom) pode ser definido de várias maneiras:
- É possível detectar pelo hidrômetro qual volume total caberá quando o sistema estiver cheio de água.
- O método mais preciso usado no cálculo do sistema de aquecimento é a soma do volume total dos tubos de todos os circuitos, a capacidade do trocador de calor da caldeira existente (indicado nos dados do passaporte) e o volume de todos dispositivos de troca de calor nas instalações - radiadores, convectores, etc.
- Erro bastante aceitável dá a maneira mais simples. Baseia-se no fato de que são necessários 15 litros de refrigerante para fornecer 1 kW de potência de aquecimento. Assim, a potência nominal da caldeira é simplesmente multiplicada por 15.
2. O valor do coeficiente de expansão térmica ( k) é um valor tabular. Varia não linearmente dependendo da temperatura de aquecimento do líquido e da porcentagem de anticongelante nele. etilenoglicol aditivos. Os valores são mostrados na tabela abaixo. A linha do valor de aquecimento é obtida do cálculo da temperatura operacional planejada do sistema de aquecimento. Para água, o valor da porcentagem de etilenoglicol é tomado - 0. Para anticongelante - com base em uma concentração específica.
| Temperatura de aquecimento do transportador de calor, °C | Teor de glicol, % do volume 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. O valor do coeficiente de eficiência do tanque de expansão ( D) terá que ser calculado usando uma fórmula separada:
D = (Qm – Qb) / (Qm + 1 )
Qm- a pressão máxima permitida no sistema de aquecimento. Será determinado pelo limiar da válvula de segurança no "grupo de segurança", que deve ser indicado no passaporte do produto.
Qb- pressão de pré-bombeamento da câmara de ar do tanque de expansão. Também pode ser indicado na embalagem e na documentação do produto. É possível alterá-lo - bombeando com uma bomba de carro ou, inversamente, sangrando através de um mamilo. Geralmente é recomendado ajustar esta pressão dentro de 1,0 - 1,5 atmosferas.
Calculadora de volume do tanque de expansão
Para simplificar o procedimento de cálculo para o leitor, uma calculadora especial é colocada no artigo, na qual estão incluídas as dependências indicadas. Insira os valores solicitados e, após pressionar o botão "CALCULATE", você receberá o volume necessário do tanque de expansão.