Sistema di riscaldamento gravitazionale: principio di

Come e in che modo funziona il riscaldamento gravitazionale: cosa influenza la circolazione del refrigerante? Che attrezzatura è necessaria per un funzionamento completo e senza problemi del sistema? In questo articolo cercheremo di trovare risposte a queste e molte altre domande.

Cos'è?

In qualsiasi sistema di riscaldamento ad acqua, la funzione di trasferimento e distribuzione del calore ai dispositivi di riscaldamento viene eseguita dal refrigerante, una sostanza liquida con una significativa capacità termica specifica.

Molto spesso, questo ruolo è giocato dall'acqua ordinaria; tuttavia, nei casi in cui la casa può essere lasciata senza riscaldamento durante il freddo invernale, vengono spesso utilizzati liquidi con temperature di transizione di fase inferiori.

Indipendentemente dal tipo di liquido di raffreddamento, deve essere fatto per spostare, trasferire il calore.

Non ci sono molti modi per farlo.

• Negli impianti di riscaldamento centralizzato, la funzione di favorire la circolazione è la caduta di pressione tra i tubi di alimentazione e di ritorno della conduttura di riscaldamento.

• I sistemi autonomi a circolazione forzata per questo scopo sono completati con pompe di circolazione..
• Infine, il refrigerante nei sistemi gravitazionali (gravità) si muove solo cambiando la propria densità durante il riscaldamento..

Come funziona

principio

Proviamo a immaginare più visivamente il meccanismo di funzionamento di un tale sistema.

In poche parole, si compone di due vasi comunicanti collegati da tubi (circuito di riscaldamento) in un singolo anello. La prima nave è la caldaia, la seconda è il sistema di riscaldamento stesso, costituito da radiatori, imbottigliamento e connessioni. L'altezza di entrambe le navi è la stessa.

Specificare: di regola, il circuito di riscaldamento ha un'altezza significativa. Almeno - molto più di una caldaia. Per superare questo problema, il circuito immediatamente dopo la caldaia è completato con un collettore acceleratore - una sezione verticale in cui è forzato il refrigerante riscaldato.

Dopo che lo scambiatore di calore viene riscaldato, il suo contenuto si sposta verso l'alto, spostato dalle masse più fredde. Raggiunto il punto superiore del collettore acceleratore, il refrigerante caldo inizia a scendere, passando attraverso i riscaldatori lungo la strada e gradualmente dando loro energia termica.

Quando si raffredda, aumenta la sua densità e nel punto più basso del suo percorso è già pronto a spingere il liquido riscaldato nello scambiatore di calore della caldaia nel collettore acceleratore, iniziando un nuovo ciclo di funzionamento del sistema.

fattori

Ovviamente, maggiore è la velocità di circolazione, più uniforme sarà la distribuzione del calore nel circuito, minore sarà la variazione di temperatura delle batterie. Cosa determina questa velocità?

Il bilanciamento di due fattori opposti: creato quando il sistema di pressione e la resistenza idraulica del circuito.

Da cosa dipende ciascuno dei fattori?

Pressione alla testa

• Dall'altezza della sezione superiore del circuito (cioè, l'altezza totale della sezione della caldaia - collettore del piano superiore). Per aumentarlo, la caldaia, se possibile, viene montata nel seminterrato e la parte superiore del ripieno viene portata in soffitta.
• Dalla pendenza dell'imbottigliamento. Di regola, è reso permanente: dal punto più alto il ripieno scende alla caldaia, perdendo almeno un centimetro sopra il livello del pavimento per metro lineare di lunghezza. Grazie alla pendenza, il refrigerante raffreddato fa il suo percorso, portato via dal proprio peso.

Resistenza idraulica

Più è basso, più è facile per l'acqua o un altro liquido di raffreddamento farsi strada con una testa fissa.

Cosa influenza la resistenza idraulica del sistema?

• Il diametro del ripieno Più è grande, minore è la resistenza del tubo al flusso d'acqua. Il diametro minimo assoluto è di 32 millimetri; più spesso, quando si costruisce un sistema gravitazionale con le proprie mani, viene utilizzato un tubo di 40-50 mm come riempimento.
• La lunghezza del ripieno. Un contorno con una lunghezza di oltre un centinaio di metri con un diametro ragionevole sarà semplicemente inutilizzabile. Solitamente i sistemi di riscaldamento gravitazionale non superano i 40-50 metri.
• Il numero di curve e transizioni di diametro. Ognuno di loro aumenta la resistenza al movimento dell'acqua.
• Il numero e il tipo di valvole. Il minor numero di colpi di scena sui dispositivi choke, meglio è.

Conseguenza pratica: è meglio non utilizzare una valvola a vite nel sistema gravitazionale. Oltre al fatto che il loro design è obsoleto molto tempo fa, le loro mosse creano una resistenza idraulica molto maggiore di una valvola a sfera scanalata liscia.

• Infine, il materiale del tubo e la sua età hanno una forte influenza sulla resistenza al flusso. Per essere precisi, il fattore determinante è il cosiddetto coefficiente di rugosità. Confronta il suo valore per diversi tubi.

Conseguenza pratica: durante l'installazione è meglio usare plastica o metallo-plastica. Non si può avere paura del surriscaldamento: finché c'è acqua nel circuito, la temperatura dei tubi non supererà i 100 gradi.

attrezzatura

Gravitazionale può essere o un sistema chiuso che non comunica con l'aria atmosferica, o aperto all'atmosfera. Il tipo di apparecchiatura di cui ha bisogno dipende dal tipo di sistema.

aperto

In realtà, l'unico elemento obbligatorio è un vaso di espansione aperto.

Combina diverse funzioni:

• Tiene l'acqua in eccesso quando si surriscalda.
• Emette aria e vapore generato dall'acqua bollente nel circuito.
• È utilizzato per rabboccare l'acqua per compensare la perdita e l'evaporazione.

Nei casi in cui i radiatori si trovano sopra di esso in alcune aree dell'imbottigliamento, i tappi superiori sono completi di sfiato. In questo ruolo è possibile utilizzare sia i rubinetti Mayevsky che i normali rubinetti dell'acqua.

Per ripristinare il sistema, di solito è integrato da una diramazione che conduce al sistema fognario o semplicemente all'esterno della casa.

chiuso

In un sistema gravitazionale chiuso, le funzioni di un serbatoio aperto vengono distribuite a diversi dispositivi indipendenti.

• Il serbatoio di espansione del diaframma del sistema di riscaldamento offre la possibilità di espandere il liquido di raffreddamento durante il riscaldamento. Di norma, il suo volume è pari al 10% del volume totale del sistema.
• La valvola di sicurezza allevia la pressione in eccesso quando il serbatoio è pieno.
• L'aerazione manuale (ad esempio, la stessa gru di Mayevsky) o lo sfiato automatico è responsabile dello scarico dell'aria.
• Il manometro indica la pressione.

Importante: nel sistema gravitazionale deve essere presente almeno uno sfiato nel punto più alto. In contrasto con lo schema con circolazione forzata, qui la camera di equilibrio semplicemente non permetterà al refrigerante di muoversi.

In aggiunta a quanto sopra, un sistema chiuso viene solitamente dotato di un ponticello con un sistema di acqua fredda, che consente di riempirlo dopo lo scarico o di compensare eventuali perdite d'acqua.

disposizione

Le istruzioni per la distribuzione dei radiatori sono determinate principalmente dal numero di piani della casa.

Un piano

Quando si distribuisce su un piano, l'autore raccomanda vivamente di non reinventare la ruota e di utilizzare la Leningrado a prova di tempo. Nella corretta implementazione, si tratta di un anello posto lungo il perimetro della casa, con dispositivi di riscaldamento incorporati parallelamente a questo anello.

Ogni radiatore è collegato dal basso verso il basso o diagonalmente. I conduttori sono forniti con due valvole o una valvola nell'alimentazione e una valvola dell'aria sul tubo di ritorno. Le valvole di intercettazione consentono di scollegare le batterie per la riparazione, senza arrestare l'intero circuito, o di strozzare una parte dei dispositivi di riscaldamento per l'equalizzazione della temperatura.

Due piani

Ma nel caso di due piani lo schema a due tubi è ottimale con i nuovi diametri di imbottigliamento aumentati e il collegamento in stand-by dei radiatori. In effetti, creiamo un tipico schema di riempimento superiore: dopo il collettore acceleratore, il fluido termovettore viene spinto nel tubo di alimentazione e da lì per ritorno di gravità al riempimento del flusso di ritorno attraverso i radiatori.

Il punto più importante: i riser sono necessariamente strozzati per il bilanciamento. Senza di esso, otterremo una distribuzione della temperatura estremamente irregolare: l'intero liquido di raffreddamento passerà attraverso i riser più vicini alla caldaia.

Se la tua caldaia è montata nel seminterrato, sarà logico introdurre l'imbottigliamento inferiore.

Ovviamente, in base a una delle due condizioni:

1. Il seminterrato è isolato e ha una temperatura positiva per tutto l'anno.
2. Il tuo sistema di riscaldamento - con antigelo o qualsiasi altro antigelo.

Pro e contro

Che cos'è il riscaldamento per gravità sullo sfondo di un sistema con circolazione forzata? Vale la pena fermarsi a sua scelta quando si progetta il tuo cottage?

dignità

• Il sistema è assolutamente sicuro. Non ci sono parti mobili o usuranti; non dipende da fattori esterni, tra cui l'alimentazione elettrica instabile fuori dalla città.
• Lo schema gravitazionale è autoregolante. Più freddo c'è il ritorno, più veloce è la circolazione del liquido di raffreddamento: dopo tutto, ha una densità maggiore rispetto alle masse riscaldate nella caldaia.
• Infine, quando si progetta questo sistema, non è necessario impegnarsi in calcoli complessi, non sono richieste abilità speciali: tali schemi sono stati progettati anche dai nostri nonni. Nelle aree rurali, è ancora possibile trovare contorni collegati a uno scambiatore di calore a tubi di acciaio collocato in una fornace russa.

carenze

Non senza di loro.

• Il sistema si scalda abbastanza lentamente. Dall'accensione della caldaia all'uscita delle batterie fino alla temperatura di lavoro, possono trascorrere da 1 a 2 ore e 2 ore.

A proposito: si raffredderanno anche a causa del grande volume di refrigerante. Soprattutto se radiatori per riscaldamento in ghisa o registri in acciaio massiccio sono installati come dispositivi di riscaldamento.

• La semplicità del sistema non significa che il suo prezzo sarà significativamente inferiore rispetto alle alternative. Il diametro solido del riempimento avrà un costo significativo. Ecco un estratto dal listino prezzi attuale per un tubo in polipropilene rinforzato di una delle compagnie russe:

• Senza bilanciamento, la variazione di temperatura tra i radiatori può essere notevole.
• Infine, con un leggero trasferimento di calore dalla caldaia, le zone di imbottigliamento effettuate in soffitta o nel seminterrato possono essere afferrate con ghiaccio in caso di forti gelate.

Due in uno

Per risolvere tutti i problemi elencati dello schema gravitazionale, può essere aggiornato con una pompa della barra laterale. In questo caso, il sistema manterrà la capacità di lavorare con la circolazione naturale.

Nel portare avanti questo lavoro vale la pena seguire alcune semplici regole.

• Tra i punti di prelievo, una valvola è posizionata sulla pompa o, molto meglio, una valvola di ritegno a sfera. Quando la pompa è in funzione, non consente alla girante di guidare l'acqua in un piccolo cerchio.
• Prima della pompa è richiesto il serbatoio del fango. Proteggerà il rotore e i cuscinetti della pompa da incrostazioni e sabbia.
• Il collegamento alla pompa è limitato a una coppia di valvole che consentono di pulire il filtro o rimuovere la pompa per la riparazione senza perdita di refrigerante.

conclusione

Speriamo di essere in grado di rispondere a tutte le domande che si sono accumulate nel lettore. Come sempre, ulteriori informazioni sul principio di funzionamento dei sistemi a gravità e il loro dispositivo sono disponibili nel video allegato. Buona fortuna!