El moderno sistema de calefacción es una demostración de un enfoque completamente nuevo para su regulación. Hasta la fecha, este no es un ajuste preliminar antes de iniciar el sistema con la facilitación del modo de operación hidráulico posterior. La calefacción moderna en una casa privada durante la operación tiene un régimen térmico que cambia constantemente. Lo que requiere que el equipo no solo realice un seguimiento de los cambios en la calefacción de espacios, sino que también responda a ellos correctamente.
Condiciones para un funcionamiento eficiente del sistema
Hay algunos puntos, cuya observancia garantizará el funcionamiento eficiente y de alta calidad del sistema de calefacción:
- El suministro de refrigerante a los dispositivos de calefacción debe realizarse en cantidades que aseguren el equilibrio térmico de la habitación, sujeta a cambios constantes de temperatura exterior ydependiendo del régimen de temperatura del local, determinado por su propietario.
- Reducción de costes, incluida la energía, para superar la resistencia hidráulica.
- Reducción de los costes de material al instalar un sistema de calefacción, también en función del diámetro de las tuberías que se instalen.
- Bajo nivel de ruido, estabilidad y fiabilidad de los dispositivos de calefacción.
Cómo calcular correctamente el sistema de calefacción
Para calcular la calefacción en una casa privada, necesita saber la cantidad de calor requerida. Para ello, se calculan las pérdidas de calor de toda la casa en las estaciones cálida y fría. Esto incluye pérdidas de calor a través de ventanas, puertas, envolventes de edificios, etc. Estos son cálculos bastante minuciosos. Generalmente se acepta que, en promedio, una fuente de calor debe producir 10 kW por 100 m2 área calentada.
Se entiende por sistema de calefacción la relación entre un conjunto de dispositivos: tuberías, bombas, equipos de corte y control, controles y automatismos para transferir el calor de una fuente directamente al ambiente.
Tipos de calderas de calefacción
Antes de realizar un cálculo hidráulico de los sistemas de calefacción, debe elegir la caldera adecuada (fuente de calor). Existen los siguientes tipos de calderas: eléctricas, de gas, de combustibles sólidos, combinadas y otras. En la mayoría de los casos, la elección depende del combustible que prevalece en el área donde vive.
Caldera eléctrica
Debido a problemas de conexión eléctrica y al alto precio de la electricidad, este equipo no ha ganado una amplia distribución.
Caldera de gas
Para instalar una caldera de este tipo, anteriormente se requería una habitación separada especial (sala de calderas). Actualmente, esto solo se aplica a los equipos con una cámara de combustión abierta. Esta opción es más común en lugares con gasificación.
Caldera de combustible sólido
Con la relativa disponibilidad de combustible, este equipo no es muy popular. Existen algunos inconvenientes durante su funcionamiento. Durante el día, es necesario producir una caja de fuego varias veces. Además, el régimen de transferencia de calor es cíclico. El uso de estas calderas se facilita (se reduce el número de hornos) al utilizar un bulbo o combustible con alta temperatura de combustión, lo que aumenta el tiempo de combustión debido al suministro de aire controlado. Esto también se puede hacer usando acumuladores de calor de agua, a los que se conecta la calefacción central.
Parámetros necesarios al calcular la potencia
- Wud - potencia específica de la fuente de calor (caldera) por área de construcción de 10 m2, teniendo en cuenta las condiciones climáticas de la región.
- S es el área de la habitación climatizada.
También existen valores de potencia específica generalmente aceptados, que dependen de la zona climática:
- Wud=0, 7-0, 9 - para la región Sur.
- Wud=1, 2-1, 5 - para la región Central.
- Wud=1, 5-2,0 - para la región norte.
Fórmula para la potencia de la caldera
Antes de embarcarse en una empresa tan importante como el cálculo hidráulico de los sistemas de calefacción, es necesario determinar la potencia de la fuente de calor mediante la siguiente fórmula:
Wgato=S×Wud/10.
Para facilitar el cálculo, tomaremos el valor promedio de Wud para 1 kW, por lo que obtenemos que 10 kW deben caer en 100 m 2 área calentada. Como resultado, los esquemas de instalación del sistema de calefacción dependerán del área de la casa.
En otros casos, la circulación forzada del refrigerante se utiliza mediante bombas de circulación.
Sistema de dos tubos
Esta es una versión clásica del sistema de calefacción, que ha demostrado su eficacia durante mucho tiempo. El cálculo hidráulico de un sistema de calefacción de dos tubos se discutirá a continuación. ¿Por qué se llama así? El caso es que la base del concepto de ingeniería fue la instalación de varias tuberías a través de los pisos del edificio. Se conectó un calentador a un elevador con agua caliente en todos los pisos, y se suministró agua fría del calentador a la tubería cercana.
Como resultado, el refrigerante del primer dispositivo, que aún no había tenido tiempo de enfriarse, ingresó al dispositivo, que estaba ubicado en el piso de abajo, y el líquido circulante tenía la misma temperatura que en el primer uno. Por lo tanto, la temperatura del refrigerante en la primera y la última tubería fue idéntica; esto significa quela transferencia de calor era la misma.
Sistema de calefacción bitubo - ventajas
La calefacción central en una casa privada con un sistema de dos tubos tiene las siguientes ventajas:
- Incluso el suelo radiante proporciona un calentamiento uniforme de todos los electrodomésticos.
- En comparación con un sistema de tubería única, se pueden calentar por completo muchas más habitaciones.
- Control de temperatura en cada habitación específica.
Liquidación y actividades gráficas
Al realizar un cálculo hidráulico complejo de los sistemas de calefacción, en primer lugar, es necesario llevar a cabo una serie de medidas preliminares:
- Se determina el equilibrio térmico del edificio calentado.
- Se selecciona el tipo de dispositivos de calefacción, después de lo cual se colocan esquemáticamente en el plano de planta.
- A continuación, se toma una decisión sobre la ubicación de todas las unidades de calefacción, el tipo y los materiales de las tuberías, los dispositivos de control y bloqueo.
- Para hacer un cálculo hidráulico de los sistemas de calefacción, deberá dibujar un diagrama esquemático en axonometría que indique las cargas calculadas y las longitudes de las secciones.
- Se determina el anillo principal: se trata de un segmento cerrado que incluye secciones de tuberías ubicadas en serie que tienen el flujo máximo de refrigerante desde la fuente de calor hasta el dispositivo de calefacción más remoto.
Para liquidaciónla sección se acepta como aquella que tiene un caudal de refrigerante constante y la misma sección transversal.
Ejemplo de cálculo hidráulico de un sistema de calefacción
En el segmento calculado, la carga de calor es igual al flujo de calor que debe transferirse en la tubería de suministro, y en la tubería de retorno ya ha transferido el líquido circulante que pasó por esta sección.
Consumo de portador de calor Gi-j, kg/h se calcula mediante la siguiente fórmula:
Gi-j=0, 86×Qi -j/(t2-t0), donde
Gi-j es la cantidad de calor en el segmento calculado i-j;
t2-t0 son las temperaturas de diseño del líquido caliente y frío respectivamente.
Cómo elegir el diámetro de las tuberías
Para reducir el costo de vencer la resistencia durante el movimiento del fluido en circulación, los diámetros de las tuberías deben ubicarse dentro de la velocidad mínima del refrigerante requerida para eliminar las burbujas de aire que contribuyen a la aparición de bolsas de aire. Para reducirlos, el diámetro de las tuberías se lleva a un valor mínimo que no genera ruido hidráulico en los accesorios y tuberías del sistema.
Todas las tuberías de producción se dividen en polímero y metal. Los primeros son más duraderos, los segundos son mecánicamente más fuertes. Qué tuberías usar en el sistema de calefacción depende de sus características individuales.
Cálculo hidráulico del sistema de calefacción - programa
Dada la cantidad de trabajo que debe realizarse en la etapa de diseño, puede utilizar un software especializado.
Usando los datos iniciales, el programa realiza la selección automática de tuberías del diámetro requerido, realiza el ajuste preliminar de las válvulas de control y equilibrio, las válvulas termostáticas y los reguladores automáticos en el sistema de calefacción. Además, el programa puede estimar de forma independiente qué tamaño de dispositivos de calefacción se necesitarán.
