La introducción de tecnologías modernas ha llevado a la sustitución gradual de los sistemas de calefacción por gravedad. Los nuevos tipos de calefacción de espacios son más eficientes y requieren costos más bajos durante la estación fría. Entonces, ¿por qué se siguen instalando sistemas de gravedad en casas privadas modernas? La respuesta a esta pregunta es simple: tienen una gran confiabilidad basada en la comprensión de las leyes de la física, así como la independencia energética de las fuentes de corriente eléctrica.
¿Bajo qué principio funciona el sistema de calentamiento por gravedad?
El calentamiento por gravedad también se denomina sistema de circulación natural. Se ha utilizado para calentar casas desde mediados del siglo pasado. Al principio, la gente común no confiaba en este método, pero al ver su seguridad y practicidad, gradualmente comenzaron a reemplazar las estufas de ladrillo con calentadores de agua.
Luego, con la llegada de las calderas de combustible sólidola necesidad de hornos voluminosos desapareció por completo. El sistema de calefacción gravitacional funciona según un principio simple. El agua en la caldera se calienta y su gravedad específica se vuelve menos fría. Como resultado de esto, se eleva a lo largo del elevador vertical hasta el punto más alto del sistema. Después de eso, el agua de enfriamiento comienza su movimiento hacia abajo, y cuanto más se enfría, mayor es la velocidad de su movimiento. Se crea un flujo en la tubería dirigido al punto más bajo. Este punto es el tubo de retorno instalado en la caldera.
A medida que se mueve de arriba hacia abajo, el agua pasa a través de los radiadores, dejando parte de su calor en la habitación. La bomba de circulación no participa en el proceso de movimiento del refrigerante, lo que hace que este sistema sea independiente. Por lo tanto, no le teme a un corte de energía.
El cálculo del sistema de calefacción por gravedad se realiza teniendo en cuenta la pérdida de calor de la casa. Se calcula la potencia requerida de los dispositivos de calefacción y, sobre esta base, se selecciona la caldera. Debe tener una reserva de marcha de una vez y media.
Descripción del esquema
Para que dicho calentamiento funcione, las proporciones de las tuberías, sus diámetros y ángulos de inclinación deben seleccionarse correctamente. Además, algunos tipos de radiadores no se utilizan en este sistema.
Veamos de qué elementos consta toda la estructura:
- Caldera de combustibles sólidos. La entrada de agua al mismo debe ser en el punto más bajo del sistema. En teoría, la caldera también puede ser eléctrica o de gas, pero en la práctica para este tipo de sistemas no lo son.aplicar.
- Elevador vertical. Su parte inferior está conectada al suministro de la caldera y la parte superior se bifurca. Una parte está conectada a la tubería de suministro y la segunda está conectada al tanque de expansión.
- Depósito de expansión. Se vierte el exceso de agua en él, que se forma durante la expansión del calentamiento.
- Tubería de suministro. Para que el sistema de calentamiento de agua por gravedad funcione de manera eficiente, la tubería debe tener una pendiente descendente. Su valor es 1-3%. Es decir, para 1 metro de tubería, la diferencia debe ser de 1 a 3 centímetros. Además, la tubería debe disminuir de diámetro a medida que se aleja de la caldera. Para ello se utilizan tuberías de diferentes secciones.
- Aparatos de calefacción. En ellos se instalan tubos de gran diámetro o radiadores de hierro fundido M 140. No se recomiendan los modernos radiadores bimetálicos y de aluminio. Tienen un área de flujo pequeña. Y dado que la presión en el sistema de calentamiento por gravedad es pequeña, es más difícil empujar el refrigerante a través de tales dispositivos de calentamiento. El caudal disminuirá.
- Tubo de retorno. Al igual que la tubería de suministro, tiene una pendiente que permite que el agua fluya libremente hacia la caldera.
- Gruas para drenaje y toma de agua. El grifo de drenaje se instala en el punto más bajo, directamente al lado de la caldera. El grifo para la toma de agua se hace donde sea conveniente. La mayoría de las veces, esta es una ubicación cercana a la tubería que se conecta al sistema.
Beneficios del sistema
La ventaja más básica del sistema de calentamiento por gravedad es su completa autonomía. Por la sencillezsus elementos no requieren electricidad. Su otra ventaja es la fiabilidad, porque cuanto más simple es el sistema, menos mantenimiento requiere. Cabe señalar que la presión más baja en el sistema de calentamiento por gravedad es menos peligrosa.
Defectos
Los defensores de los sistemas cerrados citan muchas desventajas del calentamiento por gravedad. Muchos de ellos parecen exagerados, pero vamos a enumerarlos de todos modos:
- Apariencia fea. Las tuberías de suministro de gran diámetro pasan por debajo del techo, alterando la estética de la habitación.
- Dificultad en la instalación. Aquí estamos hablando del hecho de que las tuberías de suministro y descarga cambian su diámetro en pasos según la cantidad de dispositivos de calefacción. Además, el sistema de calefacción por gravedad de una casa particular está hecho de tuberías de acero, que son más difíciles de instalar.
- Baja eficiencia. Se cree que la calefacción interior es más económica, pero existen sistemas de circulación natural bien diseñados que funcionan igual de bien.
- Área de calefacción limitada. El sistema de gravedad funciona bien en áreas de hasta 200 metros cuadrados. metros.
- Número limitado de plantas. Dicha calefacción no se instala en casas de más de dos pisos.
Además de lo anterior, el suministro de calor por gravedad tiene un máximo de 2 circuitos, mientras que las casas modernas suelen tener varios circuitos.
Diferencias en el funcionamiento de una caldera de combustible sólido
El corazón de cualquier sistema de calefacción es la caldera. Aunque es posible instalarmismos modelos, el trabajo con diferentes tipos de calefacción será diferente. Para el funcionamiento normal de la caldera, la temperatura de la camisa de agua debe ser de al menos 55 °C. Si la temperatura es más baja, en este caso el interior de la caldera se cubrirá con alquitrán y hollín, por lo que su eficiencia disminuirá. Deberá limpiarse constantemente.
Para evitar que esto suceda, se instala una válvula de tres vías en un sistema cerrado a la salida de la caldera, que impulsa el refrigerante en un pequeño círculo, sin pasar por los calentadores, hasta que la caldera se calienta. Si la temperatura comienza a superar los 55 °C, en este caso la válvula se abre y el agua se mezcla en un círculo grande.
No se requiere una válvula de tres vías para un sistema de calefacción por gravedad. El hecho es que aquí la circulación no se produce por la bomba, sino por el calentamiento del agua, y hasta que no se calienta a una temperatura alta, el movimiento no comienza. El horno de la caldera en este caso permanece constantemente limpio. No se requiere una válvula de tres vías, lo que reduce el costo y la simplificación del sistema y se suma a sus ventajas.
Seguridad de la calefacción
Como se mencionó anteriormente, la presión en un sistema cerrado es mayor que en uno gravitatorio. Por lo tanto, adoptan un enfoque diferente de la seguridad. En calefacción cerrada, la expansión del refrigerante se compensa en el vaso de expansión con una membrana.
Es totalmente sellado y ajustable. Después de exceder la presión máxima permitida en el sistema, el exceso de refrigerante, superando la resistencia de la membrana, ingresa al tanque.
La calefacción por gravedad se llama abierta debido a un tanque de expansión con fugas. Puede instalar un tanque de tipo membrana y hacer un sistema de calentamiento por gravedad cerrado, pero su eficiencia será mucho menor, porque la resistencia hidráulica aumentará.
El volumen del depósito de expansión depende de la cantidad de agua. Para el cálculo, se toma su volumen y se multiplica por el coeficiente de expansión, que depende de la temperatura. Agregue un 30 % al resultado.
El coeficiente se selecciona en función de la temperatura máxima que alcanza el agua.
Congestión aérea y cómo lidiar con ella
Para el funcionamiento normal de la calefacción, es necesario que el sistema esté completamente lleno de refrigerante. La presencia de aire está estrictamente prohibida. Puede crear un bloqueo que impida el paso del agua. En este caso, la temperatura de la camisa de agua de la caldera será muy diferente a la temperatura de los calentadores. Para eliminar el aire, se montan válvulas de aire, grifos Mayevsky. Se instalan en la parte superior de los dispositivos de calefacción, así como en las secciones superiores del sistema.
Sin embargo, si el calentamiento por gravedad tiene las pendientes correctas de las tuberías de entrada y salida, no se requieren válvulas. El aire en la tubería inclinada subirá libremente a la parte superior del sistema y allí, como saben, hay un tanque de expansión abierto. También agrega una ventaja a la calefacción abierta al reducir elementos innecesarios.
¿Es posible montar un sistema de polipropileno?tubos
Las personas que hacen calefacción por su cuenta a menudo piensan si es posible hacer un sistema de calefacción por gravedad con polipropileno. Después de todo, las tuberías de plástico son más fáciles de montar. No hay costosos trabajos de soldadura ni tuberías de acero, y el polipropileno puede soportar altas temperaturas. Puede responder que dicho calentamiento funcionará. Al menos un rato. Entonces la eficiencia comenzará a disminuir. ¿Cuál es la razón? El punto son las pendientes de las tuberías de suministro y descarga, que aseguran el flujo de agua por gravedad.
El polipropileno tiene mayor expansión lineal que la tubería de acero. Después de repetidos ciclos de calentamiento con agua caliente, las tuberías de plástico comenzarán a combarse, violando la pendiente requerida. Como resultado, el caudal, si no se detiene, disminuirá significativamente y tendrá que pensar en instalar una bomba de circulación.
Dificultades para instalar un sistema de gravedad en una casa de dos pisos
El sistema de calefacción por gravedad de una casa de dos pisos también puede funcionar de manera eficiente. Pero su instalación es mucho más difícil que para una de un piso. Esto se debe a que no siempre se realizan techos tipo ático. Si el segundo piso es un ático, surge la pregunta: ¿dónde colocar el tanque de expansión, porque debe estar en la parte superior?
El segundo problema que deberá enfrentar es que las ventanas del primer y segundo piso no siempre están en el mismo eje, por lo tanto, las baterías superiores no se pueden conectar a las inferiores colocando tuberías en el más corto camino. Esto significa que se tendrán que hacer giros y curvas adicionales, lo que aumentará la hidráulicaresistencia en el sistema.
El tercer problema es la curvatura del techo, que puede dificultar el mantenimiento de pendientes adecuadas.
Consejos para instalar calefacción por gravedad en una casa de dos pisos
La mayoría de estos problemas se pueden resolver en la etapa de diseño de la casa. También hay un pequeño secreto sobre cómo aumentar la eficiencia de calefacción de una casa de dos pisos. Es necesario conectar los tubos de salida de los radiadores instalados en el segundo piso directamente a la línea de retorno del primer piso, y no hacer una línea de retorno en el segundo piso.
Otro truco es hacer las tuberías de ida y vuelta a partir de tuberías de gran diámetro. No menos de 50 mm.
¿Necesito una bomba en un sistema de calefacción por gravedad?
A veces hay una opción cuando la calefacción se instaló incorrectamente y la diferencia entre la temperatura de la camisa de la caldera y el retorno es muy grande. El refrigerante caliente, al no tener suficiente presión en las tuberías, se enfría antes de llegar a los últimos dispositivos de calentamiento. Reconstruir todo es un trabajo duro. ¿Cómo resolver el problema con un costo mínimo? Instalar una bomba de circulación en un sistema de calefacción por gravedad puede ayudar. Para estos efectos, se realiza un bypass en el que se incorpora una bomba de baja potencia.
No se requiere alta potencia, porque con un sistema abierto, se crea presión adicional en el tubo ascendente que sale de la caldera. Se necesita un bypass para dejar la posibilidad de trabajar sin electricidad. Se instala en el retorno antes de la caldera.
Cómo recaudar máseficiencia
Parecería que el sistema con circulación natural ya se ha llevado a la perfección, y es imposible pensar en algo para aumentar la eficiencia, pero no es así. Puede aumentar significativamente la comodidad de su uso aumentando el tiempo entre los incendios de la caldera. Para hacer esto, debe instalar una caldera de mayor potencia que la necesaria para calentar y eliminar el exceso de calor a un acumulador de calor.
Este método funciona incluso sin usar una bomba de circulación. Después de todo, el refrigerante caliente también puede subir por el tubo ascendente desde el acumulador de calor, en un momento en que la leña se quemó en la caldera.
