Os sistemas de aquecimento de quase todas as configurações requerem equilíbrio, a única exceção é a fiação ao longo do circuito de Tichelman. Iremos considerar três maneiras possíveis de balancear, falar sobre as vantagens, desvantagens e adequação de cada um dos métodos e dar recomendações práticas..
Qual é a essência do equilíbrio
Os sistemas de aquecimento hidráulico são considerados os mais complexos. Seu trabalho eficaz só é possível com uma compreensão profunda dos processos físicos ocultos da observação visual. A operação conjunta de todos os dispositivos deve garantir a absorção da quantidade máxima de calor pelo transportador de calor e sua distribuição uniforme por todos os dispositivos de aquecimento de cada circuito.
O modo de operação de cada sistema hidráulico é baseado na relação de duas grandezas inversamente proporcionais: resistência hidráulica e rendimento. São eles que determinam a vazão do refrigerante em cada nó e parte do sistema e, portanto, a quantidade de calor fornecida aos radiadores. No caso geral, o cálculo da taxa de fluxo para cada radiador individual reflete um alto grau de irregularidade: quanto mais longe o dispositivo de aquecimento está da unidade de aquecimento, maior o efeito da resistência hidrodinâmica dos tubos e ramificações, respectivamente, o refrigerante circula a uma velocidade mais baixa.
A tarefa de equilibrar o sistema de aquecimento é garantir que o fluxo em cada parte do sistema terá aproximadamente a mesma intensidade, mesmo com mudanças temporárias nos modos de operação. O equilíbrio cuidadoso permite atingir um estado em que o ajuste individual dos cabeçotes termostáticos não afeta significativamente outros elementos do sistema. Ao mesmo tempo, a própria possibilidade de balanceamento deve ser prevista ainda na fase de projeto e instalação, pois para configurar o sistema são necessários acessórios especiais e dados técnicos para os equipamentos da sala de caldeiras. Em particular, é obrigatório instalar válvulas de corte em cada radiador, nas pessoas comuns chamadas de chokes.
Características de trabalhar com diferentes tipos de fiação
Os sistemas de aquecimento de um tubo se prestam ao controle de equilíbrio mais facilmente. Isso se deve ao fato de que a vazão total através do radiador e do bypass de conexão é sempre a mesma e não depende da vazão das conexões instaladas. Portanto, em sistemas como o “Leningradka” o trabalho não é feito tanto no equilíbrio do fluxo, mas na equação da quantidade de calor liberada pelo refrigerante nos radiadores. Simplificando, o principal objetivo do balanceamento neste caso é garantir que a água flua para o radiador mais distante a uma temperatura suficientemente alta..
Em sistemas sem saída de dois tubos, um princípio ligeiramente diferente se aplica. Cada radiador do sistema é uma espécie de shunt, cuja resistência hidráulica é menor que a do resto do grupo localizado mais na direção do fluxo. Por causa disso, uma parte significativa do refrigerante flui através do shunt de volta para a unidade de aquecimento, enquanto a circulação posterior pelo sistema tem uma intensidade muito menor. Em tais sistemas de aquecimento, é necessário trabalhar precisamente para equalizar o fluxo em cada radiador, alterando a vazão dos acessórios.
Os sistemas de aquecimento associados a dois tubos não requerem nenhum balanceamento, mas ao mesmo tempo possuem um consumo de material relativamente alto. Essa é a beleza do loop de Tichelmann: o percurso do refrigerante no circuito de cada radiador é aproximadamente o mesmo, pelo que a equivalência do fluxo em cada ponto do sistema é automaticamente mantida. A situação é semelhante com os sistemas de aquecimento radiante e piso radiante: a equalização do fluxo é realizada em um coletor comum usando medidores de fluxo flutuante.
Modelagem computacional
O método mais construtivo e correto de ajuste é construir um modelo de projeto do sistema de aquecimento hidráulico. Isso pode ser feito em softwares como Danfoss CO e Valtec.PRG, ou com produtos pagos como AutoSnab 3D. Você não deve ter medo de software pago: como você verá mais tarde, seu custo não pode ser comparado com o custo de dispositivos especiais de balanceamento automático, enquanto o projeto calculado do sistema hidráulico fornecerá uma imagem completa do sistema, seus modos de operação e processos físicos ocorrendo em cada ponto.
O balanceamento usando cálculos de software é executado pela construção de uma cópia virtual exata do sistema de aquecimento. Em diferentes ambientes de trabalho, o mecanismo de modelagem segue com algumas diferenças, porém, todos os programas deste tipo possuem uma interface amigável e amigável. É muito importante que a construção seja executada com muita precisão: com a indicação de cada encaixe, elemento de reforço, voltas e ramificações presentes no sistema real. Aqui está o que você precisa dos dados iniciais:
- dados do passaporte da caldeira: potência, eficiência, programação de fluxo de pressão, pressão de trabalho.
- informações sobre a bomba de circulação: taxa de fluxo e cabeça;
- tipo de refrigerante;
- material e diâmetro nominal dos tubos, temperatura ambiente;
- informações técnicas sobre todas as válvulas de corte e controle, coeficientes de resistência locais (CMC) de cada elemento;
- dados de passaporte para válvulas de corte, a dependência de sua capacidade na queda de pressão e grau de abertura.
Após a construção de um modelo do sistema, todo o trabalho se resume a garantir a igualdade da vazão do refrigerante em cada radiador. Para fazer isso, subestime artificialmente a vazão das válvulas de corte nos radiadores e circuitos onde há um aumento significativo no fluxo em comparação com o resto. Quando o balanceamento virtual é concluído, os Kvs são escritos para cada radiador – os coeficientes de largura de banda. Usando uma tabela ou gráfico do passaporte da válvula, o número necessário de revoluções da haste de ajuste é determinado, após o qual esses dados são usados para equilibrar o sistema real na natureza.
A maneira empírica
Claro, você pode ajustar o sistema de aquecimento com até dez radiadores sem cálculos preliminares. No entanto, este método consome muito tempo e muito tempo. Entre outras coisas, com esse balanceamento, não é possível prever uma mudança na taxa de fluxo durante a operação dos cabeçotes termostáticos, o que reduz muito a precisão do balanceamento..
O algoritmo de equilíbrio manual é simples, para começar é necessário desligar absolutamente todos os radiadores do sistema. Isso é feito para corresponder o mais próximo possível à temperatura do refrigerante na entrada e na saída da unidade de aquecimento. Todo esse processo leva cerca de uma hora, sendo necessário colocar a bomba de circulação na velocidade máxima e certificar-se de que não haja travas de ar no sistema..
O próximo passo é abrir totalmente a válvula de corte no radiador mais distante (geralmente esta válvula não está instalada no último radiador). Após 10-15 minutos, a temperatura de aquecimento do radiador extremo é medida, ela será usada como uma referência durante o balanceamento posterior.
Em seguida, você precisa abrir ligeiramente a válvula de corte no penúltimo radiador. O grau de abertura deve ser tal que o aquecimento ocorra até a temperatura de referência e, ao mesmo tempo, a temperatura de aquecimento no último radiador não diminua. A borda é muito fina e o trabalho é muito complicado pela inércia dos radiadores: após cada mudança na posição da haste da válvula, espere pelo menos 15 minutos em um radiador de alumínio e cerca de 30-40 minutos em um radiador de ferro fundido. Este é o ponto principal do balanceamento manual: passando do radiador mais distante para o primeiro da cadeia, é necessário reduzir a vazão, garantindo que a mesma temperatura seja mantida em cada dispositivo de aquecimento. O ajuste deve ser realizado de forma muito fina e precisa, porque um aumento acentuado na taxa de fluxo no meio do circuito levará a uma queda na temperatura em sua parte distante, então levará mais 15-20 minutos para retornar o sistema ao seu estado original.
Depuração em modo automático
Existe uma espécie de meio termo entre os dois métodos descritos acima. Equipamentos especiais para o balanceamento automático de sistemas de aquecimento hidráulico permitem o ajuste com altíssima precisão e em pouco tempo. No momento, a principal solução técnica para tais fins é considerada a bomba “inteligente” Grundfos ALPHA 3, equipada com um transmissor removível, bem como um aplicativo proprietário para dispositivos móveis. O preço médio de um conjunto de equipamentos é cerca de US $ 300.
Qual é a essência do empreendimento? A bomba possui um medidor de fluxo embutido e pode se comunicar com um smartphone ou tablet, onde todas as informações são processadas. O aplicativo funciona como um guia: orienta o usuário passo a passo e indica quais manipulações devem ser realizadas nas diferentes partes do sistema de aquecimento. Ao mesmo tempo, quartos individuais com um número especificado de dispositivos de aquecimento são salvos no banco de dados do aplicativo, é possível selecionar diferentes tipos de radiadores, indicar sua potência, padrões de aquecimento necessários e outros dados.
O processo é extremamente simples e demonstra totalmente o algoritmo do programa. Após o emparelhamento com o transmissor e a preparação para a operação, todos os radiadores são desconectados do sistema, isso é necessário para medir a vazão zero. As válvulas de bloqueio em cada radiador são totalmente abertas por sua vez. Nesse caso, o medidor de fluxo na bomba registra as mudanças no fluxo e determina a vazão máxima de cada dispositivo de aquecimento. Depois que todos os radiadores foram inseridos na base do programa, eles são ajustados individualmente..
O ajuste da válvula de desligamento dos radiadores ocorre em tempo real. O aplicativo possui indicação sonora para capacidade de trabalho em locais de difícil acesso. O balanceamento requer um ajuste fino da haste de fechamento para uma posição que o fluxo de corrente no sistema seja igual ao valor recomendado pelo programa. Após a conclusão dos trabalhos com cada radiador, o aplicativo gera um relatório, que inclui todos os dispositivos de aquecimento do sistema e a vazão do refrigerante nos mesmos. Após o balanceamento, a bomba ALPHA 3 pode ser removida e substituída por outra com parâmetros de desempenho semelhantes..
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