Sistema di riscaldamento dell'acqua a circolazione forzata: schemi, opzioni realizzative, dettagli tecnici
Molte soluzioni moderne per il riscaldamento dell'acqua nelle case richiedono l'uso di un gruppo pompa.La progettazione e l'installazione di un sistema di riscaldamento a circolazione forzata devono essere effettuate tenendo conto delle problematiche tecniche che sorgono a causa del rapido movimento del liquido di raffreddamento.
L'alta pressione nel circuito di riscaldamento consente la realizzazione di numerosi schemi elettrici. D'accordo, questo è un vantaggio importante di un sistema di riscaldamento a circolazione forzata. Tuttavia, la disposizione di tale schema richiede una progettazione competente.
Ti diremo in base a quali caratteristiche vengono selezionati i principali componenti operativi del sistema e descriveremo anche in dettaglio le possibili opzioni per il cablaggio della linea principale e le modalità di organizzazione del circuito di riscaldamento.
Il contenuto dell'articolo:
Caratteristiche tecniche dei principali componenti del sistema
Lo schema forzato si differenzia da quello naturale per l'aggiunta di una o più pompe di circolazione. A causa dell'aumento della pressione e della velocità di movimento del liquido di raffreddamento, cambiano le regole per la formazione dei nodi e la posizione degli elementi del circuito.
Questo fatto deve essere preso in considerazione al fine di garantire un riscaldamento di alta qualità con circolazione forzata.
Requisiti generali del gruppo pompa
Le pompe di circolazione vengono selezionate in base ai requisiti del volume di acqua distillata (metro cubo all'ora) e della pressione (contatore). Il calcolo di entrambi i parametri dipende dalla cilindrata dell'alloggiamento riscaldato e dal metodo di riscaldamento, nonché dalla lunghezza del circuito dell'acqua e dal diametro dei suoi tubi.
La pompa deve essere selezionata in modo che i suoi parametri non corrispondano ai requisiti del sistema.Ciò ti consentirà di aggiungere elementi al circuito, se necessario, senza sostituire la pompa.
Fondamentalmente le pompe sono progettate per una tensione di 220 Volt, ma esistono anche quelle con supporto per 12 Volt. In caso di sbalzi di tensione è necessario installare uno stabilizzatore per evitare guasti al dispositivo.
In caso di frequenti interruzioni di corrente, è necessario occuparsi della disponibilità gruppo di continuità. Non è necessario prendere un potente UPS: i dispositivi con un consumo superiore a 150 Watt all'ora vengono utilizzati raramente per riscaldare le case private.
Convenzionalmente le pompe di circolazione possono essere suddivise in due tipologie a seconda della posizione del motore. I dispositivi con rotore a secco hanno un'efficienza maggiore, ma hanno un livello di rumore maggiore e una durata ridotta rispetto a quelli con rotore bagnato.
Se il cablaggio del sistema offre la possibilità di un movimento naturale del liquido di raffreddamento lungo il circuito, la pompa deve essere installata tramite un bypass. In questo caso, in caso di guasto o interruzione di corrente, è possibile commutare il riscaldamento in modalità circolazione gravitazionale.
L'acqua può anche muoversi attraverso una pompa non funzionante, ma creerà una forte resistenza al suo movimento.
Il problema dell'arresto della pompa è particolarmente urgente quando si utilizza il riscaldamento con stufe o caminetti. In questo caso, il forno continuerà a riscaldare lo scambiatore di calore e l'acqua al suo interno potrebbe bollire e l'intero sistema potrebbe guastarsi per un lungo periodo.
E' meglio farlo installazione della pompa sul tubo di ritorno, perché la temperatura dell'acqua più bassa ne prolungherà la durata.Se non è possibile installare la pompa in un luogo diverso dalla tubazione in uscita dalla caldaia, è opportuno utilizzare una pompa con guarnizioni in ceramica.
Sebbene possano resistere a temperature fino a 110°C, se il sistema bolle, potrebbero avere problemi di funzionamento.
Informazioni utili sulla scelta delle pompe di circolazione per un impianto di riscaldamento sono fornite negli articoli:
- Selezione di una pompa di circolazione: dispositivo, tipi e regole per la scelta di una pompa di riscaldamento
- Pompa di circolazione per riscaldamento: dieci migliori modelli e consigli per gli acquirenti
Sottigliezze nella scelta di caldaie e forni
L'uso di caldaie elettriche e a gas e di forni a combustione lunga come generatori di calore è interessante dal punto di vista della facilità di controllo del flusso di calore attraverso lo scambiatore di calore.
Applicazione stufe a combustibile solido, in particolare i progetti fatti in casa, sono irti di una generazione di calore insufficiente o eccessiva. Tuttavia, il loro utilizzo è spesso giustificato dal punto di vista dell'economicità e della disponibilità del carburante.
Esistono molti modelli di elettrici e caldaie a gas con pompa integrata. Da un lato, il sistema di circolazione integrato è adattato alla potenza della caldaia e consente di evitare l'acquisto e l'installazione di una pompa separata. D'altra parte, se la pompa integrata si rompe, non sarà così facile ripararla o sostituirla come se fosse una pompa separata.
I requisiti per la caldaia quando si utilizza la circolazione forzata sono gli stessi di quando si utilizza la circolazione naturale:
- Calcolo della potenza della caldaia - l'indicatore deve soddisfare il fabbisogno di riscaldamento della casa nelle condizioni più severe per una determinata zona. Si consiglia di avere una piccola riserva di carica (10-20%) a causa di possibili circostanze di forza maggiore che possono verificarsi nell'impianto di riscaldamento.
- Avvertimento di ebollizione del liquido refrigerante nello scambiatore di calore. Questo requisito è più facile da soddisfare quando si utilizza una combinazione “forno-pompa” rispetto a quando si utilizza un modello gravitazionale del movimento dei fluidi.
Per evitare l'ebollizione dell'acqua nello scambiatore della caldaia è sufficiente regolare la potenza in base alla temperatura del liquido in uscita. Questo metodo funziona per qualsiasi tipo di circolazione.
Per le stufe a circolazione naturale non è possibile impedire l'ebollizione del liquido di raffreddamento in caso di eccessiva quantità di combustibile caricato. L'unica opzione in presenza di una pompa è aumentare il volume del liquido condotto attraverso lo scambiatore di calore.
Inoltre, tale sistema di emergenza può essere automatizzato utilizzando un termostato e un'unità di controllo della velocità della pompa.
Installazione e collaudo del circuito idraulico
Con uno schema di riscaldamento che utilizza la circolazione forzata, ci saranno velocità dell'acqua più elevate rispetto al modello a gravità. Pertanto è possibile utilizzare un diametro del tubo più piccolo con gli stessi parametri di riscaldamento dell'edificio. Ciò riduce i costi del riscaldamento dell'acqua in termini di costi per tubi, raccordi e raccordi.
Inoltre, gli elementi di contorno di diametro inferiore sono più facili da nascondere in nicchie tecnologiche o da inserire all'interno dei locali.
Rispetto alla circolazione naturale, alla pressione idrostatica della colonna di liquido si aggiungerà una maggiore pressione idrodinamica del flusso. Pertanto, per evitare la formazione di perdite o, soprattutto, lo sfondamento del sistema, è necessario rispettare alcune regole.
In caso di passaggio dalla circolazione gravitazionale alla circolazione forzata è necessario eliminare tutte le perdite, anche minime, del circuito. All'aumentare della pressione, aumenterà la portata, il che, oltre al problema nella stanza, causerà una diminuzione della quantità di liquido refrigerante e la sua eccessiva aerazione (saturazione dell'aria).
Prima dell'inizio della stagione di riscaldamento è necessario effettuare prove idrauliche di resistenza del circuito con la pressione massima utilizzata o anche leggermente superiore. Ciò consentirà di identificare i problemi ed eliminarli prima dell'inizio del freddo, quando non è auspicabile un lungo spegnimento del riscaldamento per le riparazioni.
Poiché la velocità di movimento del liquido di raffreddamento sarà maggiore di 0,25 m/s, secondo SNiP 41-01-2003 non è necessario mantenere una pendenza costante dei tubi per rimuovere l'aria dal circuito. Pertanto, con la circolazione forzata, l'installazione di tubi e radiatori è un po' più semplice che con un circuito a gravità.
Opzioni di riscaldamento con circolazione forzata
L'utilizzo della circolazione forzata consente di allontanarsi dal principio di progettazione del cablaggio tenendo conto obbligatoriamente della differenza di pressione idrostatica, necessaria per il funzionamento in un circuito gravitazionale.
Ciò aggiunge variabilità durante la modellazione della geometria del circuito idraulico e offre l'opportunità di utilizzare soluzioni come il riscaldamento a collettori o il riscaldamento a pavimento di grandi superfici.
Applicazione del cablaggio superiore e inferiore
Qualsiasi schema di riscaldamento può essere classificato condizionatamente come cablaggio superiore o inferiore. Con il cablaggio aereo, l'acqua calda sale sopra gli apparecchi di riscaldamento e poi, scorrendo verso il basso, riscalda i radiatori. Con il fondo: l'acqua calda viene fornita dal basso. Ogni opzione ha i suoi lati positivi.
Il cablaggio superiore viene utilizzato anche per la circolazione naturale. Pertanto i circuiti di riscaldamento di questo tipo consentono l'utilizzo di entrambi i tipi di circolazione. Ciò, in primo luogo, offre l'opportunità di scegliere e, in secondo luogo, aumenta l'affidabilità del sistema.
In caso di interruzione di corrente o di guasto della pompa, il movimento dell'acqua lungo il circuito continuerà, anche se a velocità ridotta.
Quando si utilizza il cablaggio inferiore, la lunghezza totale dei tubi è inferiore, il che riduce i costi di creazione del sistema. Inoltre, non è necessario posare le alzate al piano superiore, il che è positivo dal punto di vista del design della stanza. Il tubo inferiore di alimentazione dell'acqua calda viene posato nel seminterrato o al livello del pavimento del primo piano.
Varietà di schemi di connessione monotubo
Lo schema monotubo utilizza lo stesso tubo per fornire acqua calda ai radiatori e scaricare acqua fredda alla caldaia di riscaldamento. Con questo layout la lunghezza delle tubazioni utilizzate viene quasi dimezzata e il numero di raccordi e valvole di intercettazione ridotto.
Tuttavia, i radiatori vengono riscaldati in sequenza, pertanto, nel calcolare il numero di sezioni, è necessario tenere conto della graduale diminuzione della temperatura del liquido di raffreddamento fornito.
I circuiti monotubo possono essere realizzati in versione orizzontale e verticale. Con la circolazione forzata, se si utilizzano montanti verticali, l'acqua calda può essere fornita non solo dall'alto, ma anche dal basso.
La fattibilità dell'uso dell'una o dell'altra opzione dipende non solo dalla comodità dell'installazione del tubo, ma anche dal numero massimo consentito di radiatori su un montante di un circuito monotubo.
Esistono due modi per collegare i radiatori del riscaldamento:
- Connessione seriale — il liquido refrigerante scorre attraverso tutti i radiatori.In questo caso è necessario un numero minimo di tubi, ma qualora fosse necessario spegnere uno dei radiatori bisognerà fermare l'intero ramo dell'impianto.
- Connessione bypass — il liquido refrigerante può fluire bypassando il radiatore attraverso il ramo installato. Utilizzando un sistema di rubinetti, è possibile reindirizzare il flusso oltre il radiatore, consentendone la riparazione o lo smantellamento senza interrompere il riscaldamento.
Per il riscaldamento viene spesso utilizzato un circuito monotubo, ma se i radiatori sono numerosi, viene utilizzata un'altra opzione per riscaldarli in modo uniforme.
Modalità di utilizzo della versione a due tubi
Viene chiamato uno schema del circuito di riscaldamento che utilizza un secondo tubo per scaricare l'acqua raffreddata alla caldaia sistema a due tubi. La metratura delle tubazioni aumenta, così come il numero di collegamenti e dispositivi.
Tuttavia, il sistema presenta un vantaggio importante: a ciascun radiatore viene fornito un liquido di raffreddamento della stessa temperatura. Ciò rende l'opzione a due tubi molto interessante.
Per il riscaldamento dell'acqua con circolazione forzata vengono utilizzati sia il cablaggio orizzontale che quello verticale. Inoltre, con la versione verticale, è possibile sfruttare la fornitura di acqua calda superiore ed inferiore.
Poiché la temperatura dell'acqua fornita a tutti i radiatori è la stessa, la geometria dei circuiti dipende solo dai seguenti fattori:
- risparmio di materiale — ridurre al minimo la lunghezza dei tubi e il numero di collegamenti;
- facilità di disegno del contorno riscaldamento tramite pareti e soffitti;
- attrazione estetica - la possibilità di inserire elementi riscaldanti all'interno dei locali.
A seconda del movimento dell'acqua calda e refrigerata, i circuiti bitubo si dividono in due tipologie:
- Imparentato. Il movimento in entrambi i tubi avviene nella stessa direzione. Il ciclo del refrigerante ha la stessa durata per tutti i radiatori in questa parte del sistema, quindi la loro velocità di riscaldamento è la stessa.
- Senza uscita. In uno schema parallelo, i radiatori situati più vicini alla caldaia si riscaldano più velocemente. Tuttavia per gli impianti a circolazione forzata questo non è molto importante a causa della notevole velocità dell'acqua nel circuito.
Quando si sceglie tra le opzioni associate e quelle senza uscita, sono guidati dalla condizione di praticità dell'installazione del tubo di ritorno. Negli schemi verticali, con il cablaggio inferiore si ottiene un sistema senza uscita, mentre con il cablaggio superiore si ottiene un sistema passante.
Utilizzando un collettore di distribuzione del riscaldamento
Un altro modo popolare per organizzare il riscaldamento ora è realizzazione di un circuito collettore. In una certa misura, questo schema può essere definito un sottotipo di due tubi, sebbene sia utilizzato anche nell'organizzazione di circuiti di riscaldamento monotubo.
Solo la distribuzione del liquido di raffreddamento caldo e la raccolta del liquido di raffreddamento raffreddato non avvengono dal montante principale, ma da speciali dispositivi del nodo di distribuzione: i collettori. Un tale sistema funziona stabilmente solo utilizzando la circolazione forzata.
L'unità di distribuzione per un sistema a due tubi è una complessa combinazione di collettori di mandata e ritorno, con l'aiuto del quale l'alimentazione del refrigerante viene bilanciata in termini di temperatura e pressione.
Ogni ramo dell'apparecchio alimenta un elemento riscaldante o un piccolo gruppo di essi.Le diramazioni si trovano solitamente sotto il pavimento, ogni piano di un edificio a più piani è servito da un collettore installato centralmente.
Nonostante gli evidenti vantaggi di questo tipo di sistema di riscaldamento, il sistema a collettori presenta due svantaggi significativi:
- lunghezza massima della tubazionepertanto, questa opzione per organizzare un circuito idrico richiede notevoli investimenti finanziari;
- difficoltà nel modificare il contorno — i tubi con questa opzione si trovano solitamente sotto il pavimento o nelle pareti, quindi se si aggiungono dispositivi di riscaldamento sarà molto difficile apportare modifiche.
Tutti i collettori sono solitamente montati in un armadio speciale, poiché lì si trovano le valvole di intercettazione ed è necessario l'accesso. Posizionare i rubinetti in un unico posto è molto comodo.
Se è necessario accendere o spegnere i termosifoni o si verifica un'emergenza, è sufficiente avere accesso all'armadio e non è necessario visitare tutte le stanze.
I collettori di distribuzione possono avere una struttura semplice composta da due pettini e un minimo di valvole di intercettazione.I componenti complessi possono includere anche termostati automatici, valvole elettroniche, miscelatori, prese d'aria automatiche, sensori e unità di controllo, una valvola di scarico dell'acqua e una pompa di circolazione separata.
Questi sistemi possono regolare con maggiore precisione la temperatura della tua casa, ma richiedono una buona conoscenza delle basi e delle sfumature del riscaldamento idronico.
Riscaldamento tramite riscaldamento a pavimento
È considerato uno dei metodi di riscaldamento più confortevoli organizzazione di pavimenti riscaldati. Va notato che l'installazione di questa opzione di riscaldamento per soggiorni, docce, cucine e altri locali è piuttosto complicata.
I pavimenti riscaldati ad acqua su una vasta area sono possibili solo con circolazione forzata, poiché è necessario creare pressione in un lungo sistema di tubi stretti.
La pressione è necessaria per superare la resistenza dei tubi stretti con molte curve. Inoltre, è necessario raggiungere una pressione che consenta di rimuovere l'aria dai tubi del riscaldamento a pavimento, che si trovano orizzontalmente.
Esistono numerose combinazioni di posa dei tubi:
- per stanze piccole utilizzare circuiti con un ingresso per l'acqua calda ed un'uscita per l'acqua refrigerata;
- per stanze grandi organizzare impianti di riscaldamento a pavimento più complessi utilizzando un collettore di distribuzione.
Spesso vengono installate pompe di circolazione separate per parti del circuito con pavimenti riscaldati.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Una descrizione dettagliata di uno schema di riscaldamento a due tubi e piuttosto complesso per una casa a due piani:
Sistema chiuso per una casa a tre piani basata su una caldaia a gas:
L'utilizzo di pompe per il riscaldamento dell'acqua dei locali semplifica notevolmente la progettazione del circuito, rendendo possibili opzioni non disponibili per il modello a gravità. La corretta selezione dell'attrezzatura risolverà il problema del riscaldamento della tua casa, rendendo questo processo comodo e semplice.
Hai qualcosa da aggiungere o hai domande sull'organizzazione di un impianto di riscaldamento a circolazione forzata? Si prega di lasciare commenti sul post e partecipare alle discussioni. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.
Abbiamo il riscaldamento centralizzato, ma poiché viviamo in una casa privata possiamo accenderlo a qualsiasi ora. Ma il problema è che scorre molto debolmente, non c'è pressione e viene erogato solo quando inizia la stagione di riscaldamento. Pertanto, quando fa freddo, è necessario accendere la pompa. L'abbiamo installata alla fine del ramo, dopo 5 minuti di funzionamento i tubi sono già caldi, penso che per noi la pompa sia l'opzione migliore, non consuma molta elettricità, puoi farla funzionare 24 ore su 24 .