O aquecimento das instalações de uma casa de campo pode ser organizado de várias maneiras - por um fogão, convectores a gás ou elétricos, dispositivos de infravermelho e outros aquecedores de ar. Mas para as salas de estar, o aquecimento tradicional da água continua sendo a opção preferida. A instalação desse sistema em uma casa ou apartamento particular começa com a seleção do esquema correto, levando em consideração o layout do edifício e a disposição dos equipamentos de aquecimento.
Como o sistema funciona
Se você planeja conduzir calor independentemente nas instalações, deve entender o design e o princípio da operação do aquecimento da água. Três componentes de qualquer circuito:
- uma planta que gera energia térmica e a transfere para a água;
- tubulação;
- aparelhos de aquecimento localizados em salas aquecidas.
Nota. Válvulas de corte - torneiras, válvulas de balanceamento, válvulas misturadoras - sempre fazem parte da fiação. Equipamentos adicionais - uma bomba de circulação, um tanque de expansão - fazem parte da caldeira ou são montados separadamente.
O princípio de operação do sistema baseia-se na transferência de calor da fonte para os dispositivos de aquecimento através de um fluido de trabalho líquido - água comum, capaz de absorver uma grande quantidade de energia (calor específico - 4,18 kJ / kg • ° C). Em alguns casos, é utilizado um líquido anticongelante - uma solução aquosa de etileno glicol ou propileno glicol. Como isso acontece:
- Queimando combustível de hidrocarboneto ou consumindo eletricidade, a instalação aquece a água a uma temperatura de 40 ... 90 graus.
- O fluido quente se move através dos tubos usando uma bomba ou de maneira natural (devido à convecção) para os radiadores a água.
- Entre os dispositivos de aquecimento e o ar da sala, há uma troca de calor - a água que flui através da bateria esfria de 10 a 20 ° C, a atmosfera da sala aquece. Além disso, a superfície quente do radiador emite radiação térmica infravermelha.
- O refrigerante resfriado é retornado através da linha para o gerador de calor, onde é novamente aquecido até a temperatura necessária.
- O excesso de água resultante da expansão térmica entra em um tanque especial. Quando a temperatura no sistema cai, o líquido se contrai novamente e sai do tanque de expansão.
Referência. A liberação intensa de calor infravermelho da superfície das baterias começa em temperaturas acima de 60 ° C.
Antes do aquecimento, lembre-se de uma regra: a eficiência do aquecimento é praticamente independente do volume de água no sistema. Este indicador afeta apenas a taxa de aquecimento / resfriamento da casa ao iniciar ou parar o gerador de calor.
Listamos as características realmente importantes:
- a diferença de temperatura na entrada e na saída do aquecedor doméstico, o máximo permitido - 25 graus;
- fonte de energia - deve ser selecionada de acordo com o cálculo da perda de calor através de paredes externas + aquecimento do ar para ventilação;
- caudal do líquido de refrigeração - o volume de água que passa pelos radiadores no espaço de 1 hora;
- A resistência hidráulica da rede de tubulação juntamente com os radiadores não deve idealmente exceder 1 Bar (coluna de água de 10 m).
Uma explicação sobre o volume total de refrigerante nos tubos será dada pelo especialista Vladimir Sukhorukov em seu vídeo:
Tipos de caldeiras e outros aquecedores de água
A eficiência do aquecimento em uma casa particular depende da instalação que aquece o fluido de trabalho (água). Uma unidade selecionada corretamente gera a quantidade de calor necessária para os radiadores e uma caldeira de aquecimento indireto (se houver), consumindo energia economicamente.
O sistema de água autônomo pode funcionar de:
- uma caldeira usando um combustível específico - gás natural, lenha, carvão, diesel;
- caldeira elétrica;
- fogões a lenha com circuito de água (metal ou tijolo);
- bomba de calor.
Adição. Existem tipos combinados de aquecedores que combinam simultaneamente 2-3 fontes de energia, por exemplo, carvão - gás natural, lenha - eletricidade (uma cópia é mostrada abaixo na foto). Também existem caldeiras universais onde você pode instalar um bico de diesel, um queimador a gás ou a pellets - para escolher.
Na maioria das vezes, para a organização do aquecimento em casas de campo, são usadas as caldeiras - gás, energia elétrica e combustível sólido. Estes últimos são fabricados apenas na versão de piso, o restante dos geradores de calor - parede e estacionário. As unidades a diesel são usadas com menos frequência, o motivo é o alto preço do combustível. Como escolher a caldeira de água quente certa é discutida em um guia detalhado.
O aquecimento do fogão combinado com registros de água ou radiadores modernos é uma boa solução para aquecer uma casa de verão, uma garagem e uma pequena casa residencial com uma área de 50 a 100 m². A desvantagem é que o trocador de calor colocado dentro do fogão aquece a água incontrolavelmente. Para evitar ferver, é importante fornecer circulação forçada no sistema.
Referência. Anteriormente, esses esquemas eram feitos por gravidade - sem uma bomba, com um tanque de expansão aberto. Registros e estradas foram soldados a partir de tubos de aço com um diâmetro de 40 ... 80 mm (interno), dispostos com uma inclinação de 3-5 mm por 1 m para melhor fluxo de gravidade. O aquecimento era chamado de vapor, porque o sistema não tinha medo de ferver.
As bombas de calor não são amplamente utilizadas nos países da antiga União. Causas:
- o principal problema é o alto custo do equipamento;
- devido ao clima frio, os dispositivos de ar-água são simplesmente ineficazes;
- sistemas geotérmicos de água da terra são difíceis de instalar;
- componentes eletrônicos e compressores de bombas de calor são muito caros para reparar e manter.
Devido ao alto preço, o período de retorno das unidades excede 15 anos. Mas a eficiência das usinas (3-4 kW de calor por 1 quilowatt de eletricidade gasta) atrai artesãos - artesãos que tentam montar análogos caseiros de aparelhos de ar condicionado antigos.
Como criar a versão mais simples de uma bomba de calor com suas próprias mãos, veja o vídeo:
Aparelhos de aquecimento de água
Como os elementos de aquecimento das instalações podem ser:
- radiadores tradicionais instalados sob aberturas de janelas e perto de paredes frias, por exemplo, no lado norte do edifício;
- contorno dos tubos do aquecimento de piso, caso contrário - pisos quentes;
- aquecedores de rodapé;
- convectores de chão.
O aquecimento da água do radiador é a opção mais confiável e barata dentre as listadas. É bem possível instalar e conectar as baterias, o principal é selecionar corretamente o número de seções por potência. Desvantagens - aquecimento insuficiente da zona inferior da sala e a localização dos dispositivos à vista, o que nem sempre é consistente com o design de interiores.
Todos os radiadores disponíveis comercialmente são divididos em 4 grupos de acordo com o material de fabricação:
- Alumínio - seccional e monolítico. De fato, são fundidos a partir de silumin, uma liga de alumínio com silício, e são mais eficazes em termos de taxa de aquecimento.
- Bimetálico. Um análogo completo de baterias de alumínio, apenas no interior é uma estrutura feita de tubos de aço. O escopo são arranha-céus de vários apartamentos com aquecimento central, onde o líquido de refrigeração é fornecido com uma pressão de mais de 10 bar.
- Painel de aço. Radiadores do tipo monolítico relativamente baratos, feitos de folhas de metal estampadas e aletas adicionais.
- Ferro fundido secional. Aparelhos pesados, que consomem calor e caros, com um design original. Devido ao peso decente, alguns modelos são equipados com pernas - não é realista pendurar um acordeão na parede.
Nota.Estamos falando de radiadores de ferro fundido em um design moderno. As baterias do tipo soviético MS-140 estão desatualizadas em todos os aspectos.
Em termos de demanda, os dispositivos de aço ocupam uma posição de liderança - são baratos e, do ponto de vista da transferência de calor, o metal fino é ligeiramente inferior ao silumina. A seguir estão os aquecedores de alumínio, bimetálico e ferro fundido. Escolha o que você preferir.
Construção sob o piso
O sistema de aquecimento de piso é composto pelos seguintes elementos:
- circuitos de aquecimento de tubos de metal-plástico ou polietileno, vazados com betonilha de cimento ou colocados entre os troncos (em uma casa de madeira);
- coletor de distribuição com medidores de vazão e válvulas termostáticas para regular o fluxo de água em cada circuito;
- unidade de mistura - uma bomba de circulação mais uma válvula (de duas ou três vias) que mantém a temperatura do líquido de refrigeração na faixa de 35 ... 55 ° C.
A unidade de mistura e o coletor são conectados à caldeira por duas redes principais - alimentação e retorno. A água aquecida a 60 ... 80 graus é misturada em porções com a válvula nos circuitos à medida que o refrigerante circulante esfria.
Pisos quentes são a maneira mais confortável e econômica de aquecimento, embora os custos de instalação sejam 2-3 vezes maiores que a rede de radiadores. A melhor opção de aquecimento é mostrada nos circuitos de foto-piso de água + baterias, regulados por cabeçotes térmicos.
Convectores de rodapé e de piso
Ambos os tipos de aquecedores são similares em design a um trocador de calor a água - uma bobina de cobre com placas finas montadas - aletas. Na versão montada no piso, a parte de aquecimento é fechada por uma caixa decorativa que se assemelha a um pedestal; as lacunas na passagem do ar são deixadas acima e abaixo.
O trocador de calor do convector de piso é instalado em um compartimento abaixo do nível de um piso limpo. Alguns modelos estão equipados com ventiladores de baixo ruído que aumentam o desempenho do aquecedor. O líquido de arrefecimento é fornecido através de tubos dispostos de maneira oculta sob a mesa.
Os dispositivos descritos se encaixam com sucesso no design da sala, e os convectores subterrâneos são indispensáveis perto das paredes exteriores transparentes feitas inteiramente de vidro. Mas os proprietários comuns não têm pressa em comprar esses dispositivos, porque:
- radiadores convectores de cobre-alumínio - um prazer não é barato;
- para o aquecimento total da casa, localizada na pista do meio, você precisará instalar aquecedores em torno do perímetro de todos os cômodos;
- trocadores de calor montados no chão sem ventiladores são ineficazes;
- os mesmos produtos com ventiladores emitem um zumbido monótono e silencioso.
Daí a conclusão: um convector é útil para certos lugares onde é difícil colocar baterias convencionais. Mas aquecer esses dispositivos com todo o edifício é excessivamente caro.
Rede de radiadores - métodos de roteamento de 4 tubos
Ao organizar o aquecimento em casas particulares, são utilizados 4 esquemas principais:
- um tubo, também é "Leningradka";
- umeral de dois tubos (caso contrário - beco sem saída);
- passagem de dois canos;
- colecionador.
Nota. Em uma casa de dois andares, é permitido combinar 2 esquemas. Exemplo: no 1º andar, para fazer um sistema coletor, no segundo - para instalar a fiação com o fluxo de líquido de refrigeração associado. Embora essas decisões nem sempre sejam justificadas.
De acordo com os padrões modernos, todos os esquemas acima são herméticos. A água nos tubos está a uma pressão de 0,5 ... 3 Bar (dependendo da temperatura), um tanque de expansão fechado é instalado com uma membrana de borracha no interior. Um pré-requisito para a operação do sistema é a circulação forçada da bomba elétrica.
"Leningradka" e o esquema de deadlock de dois tubos podem operar sem uma bomba de circulação, devido ao fluxo de fluido convectivo. O princípio é o seguinte: a água mais fria e pesada desloca a água quente com uma gravidade específica mais baixa.Porém, para conduzir e estabelecer fluxo de gravidade, é necessário usar tubos de dimensões aumentadas - Ø32 ... 80 mm, montados com uma certa inclinação.
A fiação do coletor e do anel associado (outro nome - loop de Tichelman) não pode funcionar sem bombeamento forçado de água, portanto, ela é sempre fechada. Vamos considerar cada esquema com mais detalhes.
Opção de conexão de um tubo
Inicialmente, o sistema parece simples - ao longo das paredes externas do edifício, uma rodovia é montada horizontalmente, onde todos os radiadores estão conectados, com as duas mangueiras. Depois de passar a primeira bateria, o líquido de refrigeração resfriado retorna ao tubo comum, mistura com o quente e entra no próximo dispositivo de aquecimento. Por conseguinte, cada radiador subsequente recebe um líquido de arrefecimento mais frio.
Qual é a complexidade de um esquema de um tubo:
- O diâmetro do tubo principal é de pelo menos 20 mm (passagem interna), o que corresponde ao tamanho externo do metal-plástico 26 mm, polipropileno - 32 mm. A seção especificada permanece a mesma ao longo de todo o comprimento do pipeline.
- O número de baterias em uma ramificação é de no máximo 6 peças, caso contrário, será necessário aumentar o diâmetro do tubo de distribuição para 32-50 mm. A instalação é complicada e mais cara em 15-20% (mínimo).
- Como a água menos aquecida chega a radiadores distantes, sua superfície de transferência de calor deve ser aumentada em 10 a 30%, adicionando o número de seções.
- O controle manual ou automático do fluxo através de 1 aquecedor afeta a operação de outros dispositivos, pois a temperatura e o fluxo de água na estrada comum mudam.
Referência. Nos prédios de apartamentos construídos na União Soviética, são utilizados sistemas verticais de tubo único, onde as baterias são conectadas aos tirantes, o princípio de "Leningrado" é mantido. Esquemas semelhantes, apenas em miniatura, são usados em chalés particulares de dois andares, quando é necessário organizar o fluxo de gravidade.
O aquecimento de água em circuito fechado de um tubo é adequado para casas de campo e residenciais com uma área de 60 a 100 m². Dois andares não são um problema, o sistema é dividido em 2 ramos de anel, convergindo em tees perto da caldeira, uma bomba está envolvida.
Esquemas de dois tubos - anel e beco sem saída
Uma diferença característica entre esses fios é a divisão do líquido de refrigeração quente e resfriado em 2 linhas - fornecimento e retorno. Aqui, dois tubos chegam às baterias - uma água entra nos radiadores e, no segundo, flui de volta para a caldeira. Para aquecimento de casas, são utilizados 2 sistemas:
- Com um esquema sem saída, o líquido de refrigeração segue a linha até o último dispositivo e depois retorna pelo fluxo de retorno - flui na direção oposta.
- No loop de anel de Tichelman, a água não muda de direção depois de sair da bateria. Ou seja, o líquido de arrefecimento nas duas rodovias flui em uma direção.
Adição. O primeiro sistema consiste em um ou vários ramos sem saída - ombros de comprimentos diferentes ou iguais. O segundo é feito na forma de um ou mais anéis fechados, convergindo na caldeira.
Vantagens dos métodos de conexão de bateria de dois tubos:
- pequenos diâmetros de rodovias - 15-20 mm (interno);
- todos os radiadores são preenchidos com um líquido de arrefecimento da mesma temperatura;
- não há restrições quanto ao número de aquecedores em uma linha;
- o sistema se presta à automação e ajuste, alterar a vazão ou desconectar completamente uma bateria não afeta a operação das vizinhas;
- o cabeamento associado adequadamente montado é bem balanceado hidraulicamente;
- baixos custos de instalação.
Não é difícil montar um esquema de beco sem saída com suas próprias mãos - ele "perdoa" erros frívolos e é facilmente equilibrado. Com o laço de Tichelman, é mais difícil - em um prédio de um andar, uma estrada dupla cruza necessariamente a abertura da porta da frente, que terá que ser dobrada com canos de cima ou de baixo, embaixo do piso.
Sistema coletor
Aqui, a conexão dos radiadores é organizada pelo método do feixe a partir de um pente de distribuição localizado próximo ao centro do edifício.Ele é conectado à caldeira com dois tubos, e cada bateria possui sua própria linha de dois tubos - fornecimento e retorno. As mangueiras do radiador vão para os dispositivos pelo caminho mais curto - elas se escondem na mesa do piso ou são montadas sob o teto do piso inferior.
Nota. A remoção de ar dos dutos ocultos é feita através das saídas de ar automáticas instaladas em um pente.
O esquema de vigas é uma opção de fiação moderna que preserva as vantagens de um sistema sem saída. Existem vantagens adicionais:
- tubos, mangueiras e um armário com um coletor estão escondidos dentro das estruturas dos edifícios, de modo que o circuito é adequado para qualquer solução interior;
- conveniência e simplicidade da regulação (balanceamento), os controles estão localizados em um único local - um armário de distribuição;
- se você equipar válvulas termostáticas do pente com servos e colocar uma unidade de controle eletrônico, poderá automatizar totalmente o aquecimento da água do edifício.
Para conectar os aquecedores ao coletor, são utilizados tubos de polietileno reticulado Ø10 mm (seção interna), protegidos por uma bainha de isolamento térmico. Desde a instalação de uma caldeira a um pente, é instalada uma rodovia com um diâmetro de 26 ... 40 mm, dependendo do número de consumidores.
As desvantagens da fiação do feixe:
- em uma casa antiga, é difícil conduzir tubulações para radiadores - abrir a mesa ou cortar os estroboscópios;
- alto custo de materiais e trabalho;
- o circuito não funciona sem uma bomba;
- As linhas colocadas dentro do monólito de concreto não podem ser refeitas ou substituídas.
Finalmente, as vantagens e desvantagens
Primeiro, vamos revelar as principais desvantagens deste aquecimento:
- Investimentos significativos em construção - o proprietário arca com os custos da compra de materiais, equipamentos e instalação;
- durante a operação, é necessário monitorar a operação da usina termelétrica, caldeiras a diesel e madeira para serem carregadas com combustível dentro do prazo;
- existe a possibilidade de vazamento ou descongelamento dos elementos da rede de aquecimento.
Essas deficiências não podem ser chamadas de críticas. Os investimentos são gradualmente pagos, com falta de recursos, a instalação é realizada de forma independente. A probabilidade de vazamentos é reduzida a zero devido à montagem e ao enchimento de alta qualidade do líquido de arrefecimento sem congelamento (anticongelante) se o aquecimento for ligado periodicamente.
A lista de vantagens parece muito mais impressionante:
- Universalidade. Para aquecer o fluido de trabalho, você pode usar equipamentos que utilizam várias fontes de energia e combustível. Se necessário, coloque 2-4 aquecedores de água diferentes.
- Uma ampla seleção de acessórios. O desenvolvedor pode escolher o esquema e os materiais para um orçamento pessoal - aplique tubos de polipropileno baratos, radiadores de painel de suprimento e uma caldeira elétrica.
- Flexibilidade. Qualquer esquema de tipo fechado é facilmente adaptado aos requisitos do proprietário, os oleodutos são instalados de maneira fechada ou aberta. Uma exceção é a fiação por gravidade, montada de acordo com regras estritas.
- A temperatura da superfície dos dispositivos não excede 80 graus, o calor infravermelho é liberado, o ar não seca.
- Paralelamente ao aquecimento, é fácil organizar o suprimento de água quente - para instalar e conectar uma caldeira de armazenamento indireto ao gerador de calor.
- Existe a possibilidade de automação e controle completos do aquecimento à distância - via conexão GSM ou Internet.
Como você entende, a publicação é apenas para orientação e é útil para os proprietários que ainda não decidiram como aquecer sua casa. Instruções mais detalhadas sobre a seleção de equipamentos de calor, tubulações e acessórios usados podem ser encontradas em outras páginas de nosso recurso (as transições são destacadas em azul no texto do artigo).