Neste artigo: como funcionam os sistemas de aquecimento; como calcular o aquecimento doméstico; aquecimento de água – prós e contras; opções para aquecimento de água predial; como escolher o melhor esquema de aquecimento; elementos do sistema de aquecimento de água, o procedimento e as regras para sua instalação.
Imagine janeiro nos trópicos – uma brisa suave sopra um bangalô permeável a todos os ventos locais, o som das ondas rolando na praia é calmante … Paz e calor, paz e não se preocupe com o aquecimento no frio de janeiro – tudo isso é muito bom e até maravilhoso, só não lá estamos nós agora, não na parte equatorial da Terra. Portanto, deixamos de lado as fantasias “tropicais” e nos preocupamos com as fortes geadas que se aproximam. Enquanto as residências dos apartamentos desligam os telefones das redes de aquecimento, muito interessadas em saber quando começará a temporada de aquecimento, os proprietários de casas particulares devem se preocupar com o aquecimento por conta própria.
Aquecimento como uma necessidade
Um axioma imutável – qualquer local onde as pessoas vivem ou trabalham precisa ser aquecido durante a estação fria. O método de aquecimento clássico e mais antigo – lareira ou fogão – é ineficaz hoje, porque as dimensões das instalações estão aumentando e não há aquecimento suficiente no fogão. Entre as opções “funcionais” para o aquecimento da habitação estão elétrico, ar e água, de acordo com a fonte de energia térmica, o aquecimento pode ser elétrico, a gás ou combustível sólido.
O mais caro do ponto de vista da carteira será o aquecimento com o uso de eletricidade, sejam aquecedores infravermelhos ou sistemas com aquecimento do refrigerante com elementos de aquecimento. Além disso, o aquecimento elétrico requer um fornecimento de energia elétrica garantido e ininterrupto, o que é impossível em princípio, portanto, é usado apenas como uma opção de aquecimento de backup, e o principal é construído em uma das fontes de energia combustível.
O sistema de aquecimento de construção clássica consiste em uma caldeira de aquecimento conectada às linhas do radiador. O portador de calor aquecido na caldeira – em sua função pode ser ar, vapor, água ou anticongelante – entra nas linhas dos radiadores e radiadores, liberando calor para o ar das salas aquecidas, após o que retorna à caldeira para reaquecimento e entrada nos canais de aquecimento.
Como calcular o aquecimento
As necessidades de aquecimento dependem diretamente das perdas de calor pelas paredes, pisos e tetos, pelas aberturas de portas e janelas – ao calcular a potência de uma caldeira de aquecimento, é necessário descobrir quais as perdas de calor dos materiais de construção e acabamento com os quais foi criada esta casa. Até o outono de 2003, a proteção térmica de edifícios na Federação Russa era projetada de acordo com SNiP II-3-79 *, padrões SNiP 23-02-2003 foram introduzidos no outono – estude-os e faça um cálculo em relação à sua zona climática.
Em maior medida, o calor escapa pelas paredes externas com quase toda a sua área em contato com a atmosfera externa, a perda de calor aumenta com o aumento da diferença de temperatura entre interna (interna) e externa (externa) – a temperatura interna normal, via de regra, é determinada em 20 sobreCom o calor, ele é combinado com a temperatura negativa mais alta da estação fria em determinada área.
Por exemplo, em -30 sobreCom a perda média de calor das paredes, dependendo dos seus materiais de construção, será a seguinte:
- tijolo, 670 mm de espessura (2,5 tijolos), gesso por dentro – 89 W / m2;
- tijolo, 540 mm de espessura (2 tijolos), rebocado por dentro – 104 W / m2;
- picado, 250 mm de espessura, revestido por dentro – 70 W / m2;
- de uma barra, 180 mm de espessura, revestida por dentro – 89 W / m2;
- de uma barra, 100 mm de espessura, revestida por dentro – 101 W / m2;
- moldura, 200 mm de espessura, preenchida com argila expandida – 71 W / m2;
- concreto espumoso, 200 mm de espessura, gesso por dentro – 105 W / m2.
Perda média de calor de estruturas de fechamento em -30 sobreDE:
- piso do sótão de madeira – 35 W / m2;
- piso de madeira da cave (piso acima da cave) – 26 W / m2;
- portas de madeira, duplas, sem camada de isolamento – 234 W / m2;
- janelas em moldura dupla de madeira – 135 W / m2.
A perda de calor de uma unidade de vidro duplo será menor com uma lacuna interna maior entre os vidros, preenchendo o espaço entre os vidros com um gás inerte (por exemplo, argônio), se a superfície externa do vidro externo for coberta com um revestimento especial para proteção térmica.
Para calcular a perda de calor, é necessário calcular a área exata das paredes externas (finais), piso, teto, janela e tetos das portas, multiplicando pela perda de calor com m2 seus materiais constituintes, em seguida, resuma os resultados.
Aquecimento de água em casa
Se nos países da Europa e da América do Norte o aquecimento do ar é mais popular, então na Rússia há liderança indiscutível por trás do aquecimento da água – o pequeno diâmetro dos tubos, alta capacidade de calor da água, criação e manutenção eficazes do regime de temperatura exigido em salas aquecidas. No entanto, também existem desvantagens – a instalação de um sistema de tubulação para aquecimento de água não pode ser realizada sem a subsequente revisão das próprias instalações, o aquecimento constante do refrigerante (na maioria das vezes água) no sistema de aquecimento é necessário.
E ai dos proprietários que, tendo esquecido de escoar a água dos canos de aquecimento no inverno, saem de casa por muito tempo, deixando o sistema de aquecimento de água quente em baixas temperaturas – ao voltar, terá que resolver o problema do aquecimento praticamente do zero, porque a maior parte do oleoduto será danificada. Mas – mesmo drenando a água dos tubos de aquecimento de metal, é impossível livrar o sistema da corrosão do metal, porque a presença de ar irá acelerar significativamente os processos de corrosão.
O que você precisa saber antes de criar aquecimento de água quente
Seus elementos integrantes: uma caldeira para aquecimento da água de aquecimento; tubos que fornecem água quente para radiadores com um diâmetro de 19-65 mm; radiadores de ferro fundido, aço ou alumínio; capacidade do tanque de expansão, em média 30 l.
O projeto ou, caso contrário, o diagrama do sistema de aquecimento de água pode ser:
- um ou dois tubos, dependendo da conexão dos radiadores com os risers de alimentação;
- com risers verticais ou horizontais;
- fiação superior ou inferior, dependendo da posição da tubulação de abastecimento;
- beco sem saída ou com uma rodovia que passa.
Em um sistema de um tubo, não há risers de retorno e a água gelada dos radiadores flui de volta para os risers de abastecimento. Portanto, a temperatura da água nos radiadores dos andares inferiores é inferior à dos aquecedores localizados nos andares superiores, o que requer a instalação de radiadores com grande número de seções nos andares inferiores..
Sistema de um tuboA circulação de água nos aquecedores e risers de sistemas monotubo ocorre devido à diferença de temperatura, enquanto o aquecimento pode ser organizado de duas formas: ajustando o abastecimento de água aos radiadores de aquecimento superiores de forma que a maior parte flua pelo riser para os andares inferiores; A água quente passa pelos radiadores de cada andar sequencialmente, a partir do andar superior, enquanto neste método de aquecimento por fluxo contínuo, apenas a água resfriada entra nos radiadores dos andares inferiores. Ressalte-se que o segundo método é tanto mais ineficaz, pois não permite a instalação de válvulas na frente dos radiadores, pois desligar qualquer um deles interromperá completamente a circulação de água no sistema de aquecimento.
Apesar dos inconvenientes óbvios, incluindo a distribuição superior obrigatória dos risers de abastecimento, ou seja, a necessidade de um sótão, os sistemas de aquecimento de água de um tubo são mais baratos (menor consumo de tubos do que os de dois tubos) e têm uma aparência estética.
De acordo com a posição dos risers – horizontais ou verticais – a primeira opção é mais econômica, em que os radiadores de um andar são conectados a um riser horizontal. Em comparação com risers verticais, aos quais radiadores de andares diferentes são conectados, risers horizontais são mais fáceis de instalar, menos tubos são consumidos. No entanto, durante a operação em risers horizontais, a formação de muitos bloqueios de ar é inevitável..
Sistema de dois tubosOs layouts das tubulações superior e inferior diferem no método de fornecimento de refrigerante aos radiadores dos pisos: na primeira versão, a água quente da caldeira flui por um riser vertical até o sótão e somente daí pelos risers que a fornecem aos radiadores; na segunda versão, o refrigerante imediatamente, ou seja, do subsolo, direcionado ao longo dos risers distribuidores. Com qualquer uma das duas opções de fiação, instale o tanque de expansão apenas no sótão, no ponto mais alto do sistema de aquecimento.
Em esquemas de aquecimento sem saída, os anéis formados por tubos nos quais o refrigerante circula têm diferentes comprimentos lineares – o anel de circulação mais longo vai ao longo do riser localizado mais longe da caldeira, e o anel de circulação curto corre ao longo do riser começando perto da caldeira. As linhas de circulação associadas em sistemas de aquecimento têm comprimentos iguais de anéis formados por tubos e radiadores, de modo que a resistência neles é relativamente a mesma. Os sistemas com circulação de água são mais fáceis de configurar porque nos risers e radiadores que os formam, são estabelecidas condições quase iguais. No entanto, a operação de tais sistemas de aquecimento requer circulação de bomba forçada, e a taxa de fluxo dos tubos durante sua construção será maior.
Como escolher o esquema de aquecimento de água ideal
Em primeiro lugar, vamos dividir condicionalmente as casas particulares em três tipos:
- Tipo I, casa térrea, telhado inclinado, com ou sem cave;
- Tipo II, casa térrea, cobertura plana, com ou sem subsolo;
- Tipo III, uma casa de vários andares (de dois), o telhado é plano e íngreme, há um porão.
Em casas do tipo I, os sistemas de aquecimento com risers verticais serão ideais, uma vez que com a distribuição horizontal é impossível organizar o aquecimento do sótão sob um telhado inclinado. Independentemente da presença ou ausência de cave, um sistema de aquecimento de água de dois tubos com circulação natural de água, cablagem superior ou inferior é adequado para tais casas. Se a casa não tiver porão, a caldeira é montada no térreo, e a fiação do sistema só pode ficar no topo.
As casas do tipo II, em que existe ou não tem cave, são melhor equipadas com sistema de aquecimento horizontal, com instalação de caldeira na cave, se esta estiver disponível. Considerando a altura geralmente baixa da chaminé em tais casas (não mais de 6 m), a escolha de uma caldeira de aquecimento a gás ou combustível líquido será a mais acertada..
Para edifícios de vários andares do tipo III, um sistema de aquecimento de água de dois tubos com risers verticais será ideal, enquanto a fiação pode ser superior e inferior. Alternativamente, e por uma questão de economia, em casas de dois andares, você pode providenciar um sistema de aquecimento de um tubo, porque nele, a pressão gravitacional para os radiadores do piso inferior será maior do que para os dois tubos, mas a temperatura do refrigerante é muito mais baixa. Abandone imediatamente a ideia de um sistema de aquecimento com uma posição horizontal dos tubos de abastecimento – com ele, nas casas do tipo III, não será possível aquecer todas as divisões com alta qualidade. Os risers verticais proporcionarão a circulação natural do refrigerante no sistema, e o comprimento considerável da chaminé (mais de 10 m) permite o uso de uma caldeira de aquecimento em qualquer combustível.
Procedimento de instalação para um sistema de aquecimento de água
O sistema de aquecimento de água é planejado a partir da localização de seu elemento principal – a caldeira de aquecimento, devendo ser instalado antes do planejamento final da tubulação. Para a caldeira, de acordo com a área do seu plano inferior, é fundido um pedestal de concreto com uma altura de 40-50 mm, que pode ser substituído por uma chapa de ferro, sobre a qual é colocada uma chapa de amianto. Após a instalação em um pedestal, conectamos a caldeira ao canal da chaminé, cobrindo as fissuras na junção com argila (não usar argamassa de cimento, pois irá rachar durante o funcionamento da caldeira!).
Importante:é necessária ventilação na sala da caldeira, forçada ou natural! Será conveniente equipar o orifício de ventilação com uma veneziana para regular o fluxo de ar.
Importante: a tubagem da caldeira de aquecimento (entrada das tubagens principais na mesma) é efectuada exclusivamente com tubagens metálicas, independentemente do tipo de caldeira! Só depois, a alguma distância da caldeira, o duto pode ser conduzido com tubos de metal-plástico, mas as entradas na caldeira só podem ser feitas com tubos de metal.
Importante:o diâmetro dos tubos introduzidos na caldeira de aquecimento deve ser idêntico ao diâmetro das saídas da caldeira – é expressamente proibido o uso de adaptadores!
Importante:apesar da verdade da afirmação de que a caldeira de aquecimento deve ser instalada em um subsolo, esta afirmação não se aplica a uma caldeira a gás – é proibida a instalação de uma caldeira a gás em um subsolo pelas normas de segurança contra incêndio!
Tendo decidido o local de instalação da caldeira de aquecimento e instalando-a, passamos a desenhar o diagrama de fiação de aquecimento – considere cuidadosamente a localização dos risers, tubos de alimentação de refrigerante e as posições dos radiadores. Este último deve ser colocado sob as aberturas das janelas – o fluxo ascendente de ar quente aquecerá o plano do vidro interno e da moldura, evitando que o ponto de orvalho se desloque e se enevoe. Observe que quanto mais curvas e seções contiver o sistema de aquecimento, pior será a circulação do líquido refrigerante nele. Ao planejar o esquema de assentamento, é necessário posicionar a caldeira de aquecimento o mais baixo possível em relação ao centro horizontal dos radiadores – a água circula no sistema devido à diferença de gravidade específica entre o resfriado na tubulação / radiadores e entre aquele fornecido através do riser principal da caldeira de aquecimento.
A seção transversal dos tubos e o material do qual eles são feitos são selecionados de acordo com a quantidade de dinheiro alocada para a criação do aquecimento (os tubos podem ser de aço, galvanizado, metal-plástico e cobre) e o comprimento total do circuito de aquecimento – quanto maior a seção transversal dos tubos principais no sistema, mais fácil e mais rápido será o refrigerante se move através deles. O diâmetro do tubo principal principal ligado à caldeira de aquecimento não deve ser inferior a: para tubos de aço, galvanizado ou cobre – 22 mm; metal-plástico – 26 mm. Os tubos de distribuição devem ter um diâmetro menor que o diâmetro do riser principal. É melhor não usar tubos de polipropileno – eles dobram quando colocados horizontalmente a uma distância de 5 m, mais de dois radiadores de aquecimento não podem ser conectados a eles. Ao colocar a tubulação, as inclinações devem ser definidas na direção do dreno – 5 mm para cada metro em execução da tubulação.
Antes do início dos trabalhos de instalação da rede de alimentação dos radiadores, no ponto mais alto do sistema de aquecimento (a altura mínima da caldeira é de 3 m na vertical), é instalado um tanque de expansão com ou sem transbordamento (dependendo do projeto do tanque). Os tanques de expansão para sistemas de aquecimento de água podem ser abertos ou fechados. O desenho do primeiro tipo é exteriormente semelhante a uma panela, no fundo da qual um pequeno tubo é inserido, conectado ao circuito de aquecimento, um tubo é cortado na lateral, conectado à linha de transbordamento. Por exemplo, com uma área de aquecimento total de cerca de 100 m2 um tanque de expansão aberto com capacidade de 30 litros é suficiente.
O tanque de expansão do tipo fechado, denominado expansor, tem o formato oval ou de bola e é dividido internamente em duas partes – para líquido e para ar. A membrana separadora é flexível e à medida que a pressão da água aumenta, ela dobra, forçando o ar pela válvula instalada na seção de ar do tanque de expansão, quando a pressão cai, ela retorna à sua posição original, enquanto o ar é bombeado de volta pela válvula. Ao contrário dos tanques de expansão do tipo aberto, o tipo fechado pode ser instalado em qualquer parte do sistema de aquecimento, na maioria das vezes é montado próximo à caldeira de aquecimento, após o grupo de segurança.
Na frente do tanque de expansão fechado, é necessário instalar um grupo de segurança de console para a caldeira de aquecimento, que inclui um purgador automático equipado com uma válvula de corte, uma válvula de segurança e um manômetro. Este conjunto de fusíveis responderá prontamente a um aumento na pressão no sistema para um crítico e o restaurará liberando o excesso através das válvulas de ventilação.
O próximo passo é a instalação da tubulação antes, entre e depois dos radiadores, bem como a instalação dos próprios radiadores. Tudo é relativamente simples aqui – o tubo é levado para a posição do radiador, o radiador é instalado, as entradas e saídas são conectadas, respectivamente, então o tubo é conduzido para a posição do próximo radiador, onde todas as operações são repetidas. Durante a operação do sistema de aquecimento, será especialmente conveniente se cada radiador estiver equipado com uma torneira que permite eliminar os congestionamentos de ar nesta seção de aquecimento. Ao colocar uma linha com radiadores, é importante evitar a formação de cantos agudos no tubo – todos os cantos necessários devem ser o mais largos possível.
Na última fase, o circuito de aquecimento é fechado, onde começou – na caldeira de aquecimento. Ao entrar na caldeira, é instalado um filtro e, se necessário, uma bomba de circulação forçada (o filtro é instalado antes da bomba).
Importante: em qualquer, exceto no ponto mais baixo do sistema de aquecimento, é necessário providenciar uma unidade para drenar e encher o refrigerante – em caso de reparos ou desligamento do sistema de aquecimento, será necessário escoar a água.
O primeiro arranque da caldeira de aquecimento após a conclusão da instalação do sistema de aquecimento deve ser realizado apenas na presença de um especialista em aquecimento – um verdadeiro, e não algum vizinho “experiente” ou colega de trabalho.
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