L'introduzione delle moderne tecnologie ha portato alla graduale sostituzione dei sistemi di riscaldamento a gravità. I nuovi tipi di riscaldamento degli ambienti sono più efficienti e richiedono costi inferiori durante la stagione fredda. Allora perché i sistemi a gravità vengono ancora installati nelle moderne case private? La risposta a questa domanda è semplice: hanno una grande affidabilità basata sulla comprensione delle leggi della fisica, nonché sull'indipendenza energetica dalle fonti di corrente elettrica.
Su quale principio funziona il sistema di riscaldamento a gravità
Il riscaldamento per gravità è anche chiamato sistema di circolazione naturale. È stato utilizzato per riscaldare le case dalla metà del secolo scorso. All'inizio la gente comune non si fidava di questo metodo, ma vedendone la sicurezza e la praticità iniziarono gradualmente a sostituire le stufe in muratura con il riscaldamento dell'acqua.
Poi con l'avvento delle caldaie a combustibile solidola necessità di forni ingombranti è scomparsa del tutto. Il sistema di riscaldamento gravitazionale funziona secondo un principio semplice. L'acqua nella caldaia si riscalda e il suo peso specifico diventa meno freddo. Di conseguenza, sale lungo il montante verticale fino al punto più alto del sistema. Dopodiché, l'acqua di raffreddamento inizia il suo movimento verso il basso e più si raffredda, maggiore è la velocità del suo movimento. Viene creato un flusso nel tubo diretto al punto più basso. Questo punto è il tubo di ritorno installato nella caldaia.
Mentre si sposta dall' alto verso il basso, l'acqua passa attraverso i radiatori, lasciando parte del suo calore nella stanza. La pompa di circolazione non partecipa al processo di movimento del liquido di raffreddamento, rendendo questo sistema indipendente. Pertanto, non ha paura di un'interruzione di corrente.
Il calcolo del sistema di riscaldamento a gravità viene effettuato tenendo conto della dispersione termica della casa. Viene calcolata la potenza richiesta dei dispositivi di riscaldamento e su questa base viene selezionata la caldaia. Dovrebbe avere una riserva di carica di una volta e mezza.
Descrizione schema
Affinché tale riscaldamento funzioni, è necessario selezionare correttamente i rapporti dei tubi, i loro diametri e angoli di inclinazione. Inoltre, in questo sistema non vengono utilizzati alcuni tipi di radiatori.
Consideriamo in quali elementi è composta l'intera struttura:
- Caldaia a combustibile solido. L'ingresso dell'acqua al suo interno dovrebbe trovarsi nel punto più basso del sistema. Teoricamente la caldaia può essere anche elettrica oa gas, ma in pratica per tali impianti non lo sonoapplica.
- Alzata verticale. La sua parte inferiore è collegata all'alimentazione della caldaia e la parte superiore si dirama. Una parte è collegata alla tubazione di alimentazione e la seconda è collegata al vaso di espansione.
- Vaso di espansione. L'acqua in eccesso viene versata al suo interno, che si forma durante l'espansione dal riscaldamento.
- Conduttura di approvvigionamento. Affinché il sistema di riscaldamento dell'acqua a gravità funzioni in modo efficiente, la tubazione deve avere una pendenza verso il basso. Il suo valore è 1-3%. Cioè, per 1 metro di tubo, la differenza dovrebbe essere di 1-3 centimetri. Inoltre, la tubazione dovrebbe diminuire di diametro man mano che si allontana dalla caldaia. Per questo vengono utilizzati tubi di diverse sezioni.
- Apparecchi di riscaldamento. Come tali vengono installati tubi di grande diametro o radiatori in ghisa M 140. Si sconsiglia l'uso di moderni radiatori bimetallici e in alluminio. Hanno una piccola area di flusso. E poiché la pressione nel sistema di riscaldamento gravitazionale è piccola, è più difficile spingere il liquido di raffreddamento attraverso tali dispositivi di riscaldamento. La portata diminuirà.
- Conduttura di ritorno. Proprio come il tubo di alimentazione, ha una pendenza che consente all'acqua di fluire liberamente verso la caldaia.
- Gru per lo scarico e il prelievo dell'acqua. Il rubinetto di scarico è installato nel punto più basso, direttamente accanto alla caldaia. Il rubinetto per l'aspirazione dell'acqua è fatto dove è comodo. Molto spesso, questa è una posizione vicino alla pipeline che si collega al sistema.
Vantaggi di sistema
Il vantaggio fondamentale del sistema di riscaldamento gravitazionale è la sua completa autonomia. Per la semplicitài suoi elementi non richiedono elettricità. L' altro vantaggio è l'affidabilità, perché più semplice è il sistema, meno manutenzione richiede. Va notato che la pressione più bassa nel sistema di riscaldamento a gravità è meno pericolosa.
Difetti
I fautori dei sistemi chiusi citano molti svantaggi del riscaldamento per gravità. Molti di loro sembrano inverosimili, ma li elenchiamo comunque:
- Aspetto brutto. Tubi di alimentazione di grande diametro corrono sotto il soffitto, sconvolgendo l'estetica della stanza.
- Difficoltà di installazione. Qui stiamo parlando del fatto che i tubi di alimentazione e scarico cambiano il loro diametro gradualmente a seconda del numero di dispositivi di riscaldamento. Inoltre, il sistema di riscaldamento a gravità di una casa privata è realizzato con tubi di acciaio, che sono più difficili da installare.
- Bassa efficienza. Si ritiene che il riscaldamento interno sia più economico, ma esistono sistemi di circolazione naturale ben progettati che funzionano altrettanto bene.
- Area di riscaldamento limitata. Il sistema a gravità funziona bene su aree fino a 200 mq. metri.
- Numero di piani limitato. Tale riscaldamento non è installato nelle case sopra due piani.
Oltre a quanto sopra, la fornitura di calore gravitazionale ha un massimo di 2 circuiti, mentre le case moderne hanno spesso diversi circuiti.
Differenze nel funzionamento di una caldaia a combustibile solido
Il cuore di ogni impianto di riscaldamento è la caldaia. Sebbene sia possibile installarlostessi modelli, il lavoro con diversi tipi di riscaldamento sarà diverso. Per il normale funzionamento della caldaia, la temperatura della camicia d'acqua deve essere di almeno 55 °C. Se la temperatura è più bassa, in questo caso la caldaia all'interno sarà ricoperta di catrame e fuliggine, per cui la sua efficienza diminuirà. Dovrà essere costantemente pulito.
Per evitare che ciò accada, una valvola a tre vie è installata in un sistema chiuso all'uscita della caldaia, che aziona il liquido di raffreddamento in un piccolo cerchio, bypassando i riscaldatori, fino a quando la caldaia non si riscalda. Se la temperatura inizia a superare i 55 °C, in questo caso la valvola si apre e l'acqua viene miscelata in un grande cerchio.
Non è necessaria una valvola a tre vie per un sistema di riscaldamento a gravità. Il fatto è che qui la circolazione non avviene a causa della pompa, ma a causa del riscaldamento dell'acqua, e fino a quando non si riscalda a una temperatura elevata, il movimento non inizia. Il forno della caldaia in questo caso rimane costantemente pulito. Non è necessaria una valvola a tre vie, il che riduce i costi e la semplificazione del sistema e ne aumenta i vantaggi.
Sicurezza riscaldamento
Come accennato in precedenza, la pressione in un sistema chiuso è maggiore che in uno gravitazionale. Pertanto, adottano un approccio diverso alla sicurezza. In riscaldamento chiuso, l'espansione del liquido di raffreddamento viene compensata nel vaso di espansione con una membrana.
È completamente sigillato e regolabile. Dopo aver superato la pressione massima consentita nell'impianto, il liquido di raffreddamento in eccesso, superando la resistenza della membrana, va nel serbatoio.
Il riscaldamento per gravità è chiamato aperto a causa di un vaso di espansione che perde. Puoi installare un serbatoio a membrana e realizzare un sistema di riscaldamento a gravità chiuso, ma la sua efficienza sarà molto inferiore, perché la resistenza idraulica aumenterà.
Il volume del vaso di espansione dipende dalla quantità di acqua. Per il calcolo, il suo volume viene preso e moltiplicato per il coefficiente di espansione, che dipende dalla temperatura. Aggiungi il 30% al risultato.
Il coefficiente viene selezionato in base alla temperatura massima raggiunta dall'acqua.
Congestione aerea e come affrontarla
Per il normale funzionamento del riscaldamento, è necessario che l'impianto sia completamente riempito di liquido di raffreddamento. La presenza di aria è severamente vietata. Può creare un blocco che impedisce il passaggio dell'acqua. In questo caso, la temperatura della camicia d'acqua della caldaia sarà molto diversa dalla temperatura dei riscaldatori. Per rimuovere l'aria, sono montate valvole dell'aria, rubinetti Mayevsky. Sono installati nella parte superiore dei dispositivi di riscaldamento, nonché nelle sezioni superiori dell'impianto.
Tuttavia, se il riscaldamento per gravità ha la corretta pendenza dei tubi di ingresso e uscita, non sono necessarie valvole. L'aria nella tubazione inclinata salirà liberamente verso la parte superiore del sistema e lì, come sapete, c'è un vaso di espansione aperto. Aggiunge anche un vantaggio per aprire il riscaldamento riducendo gli elementi non necessari.
E' possibile montare un sistema di polipropilenetubi
Le persone che fanno il riscaldamento da sole spesso pensano se sia possibile realizzare un sistema di riscaldamento a gravità in polipropilene. Dopotutto, i tubi di plastica sono più facili da montare. Non ci sono costosi lavori di saldatura e tubi d'acciaio e il polipropilene può resistere alle alte temperature. Puoi rispondere che tale riscaldamento funzionerà. Almeno per un po. Quindi l'efficienza inizierà a diminuire. Qual è il motivo? Il punto sono le pendenze dei tubi di alimentazione e scarico, che assicurano il flusso d'acqua per gravità.
Il polipropilene ha una maggiore espansione lineare rispetto al tubo in acciaio. Dopo ripetuti cicli di riscaldamento con acqua calda, i tubi di plastica inizieranno a piegarsi, violando la pendenza richiesta. Di conseguenza, la portata, se non interrotta, diminuirà notevolmente e dovrai pensare all'installazione di una pompa di circolazione.
Difficoltà nell'installazione di un sistema a gravità in una casa a due piani
Anche il sistema di riscaldamento a gravità di una casa a due piani può funzionare in modo efficiente. Ma la sua installazione è molto più difficile rispetto a quella a un piano. Ciò è dovuto al fatto che i tetti di tipo mansarda non sono sempre realizzati. Se il secondo piano è un sottotetto, allora sorge la domanda: dove mettere il vaso di espansione, perché dovrebbe essere in cima?
Il secondo problema che dovrai affrontare è che le finestre del primo e del secondo piano non sono sempre sullo stesso asse, quindi non è possibile collegare le batterie superiori a quelle inferiori posando i tubi nel punto più corto strada. Ciò significa che dovranno essere effettuate curve e curve aggiuntive, il che aumenterà l'idraulicaresistenza nel sistema.
Il terzo problema è la curvatura del tetto, che potrebbe rendere difficile il mantenimento di una pendenza adeguata.
Suggerimenti per l'installazione del riscaldamento a gravità in una casa a due piani
La maggior parte di questi problemi può essere risolta in fase di progettazione della casa. C'è anche un piccolo segreto su come aumentare l'efficienza del riscaldamento di una casa a due piani. È necessario collegare i tubi di uscita dei radiatori installati al secondo piano direttamente alla linea di ritorno del primo piano, e non realizzare una linea di ritorno al secondo piano.
Un altro trucco è realizzare le tubazioni di mandata e ritorno da tubi di grande diametro. Non meno di 50 mm.
Ho bisogno di una pompa in un sistema di riscaldamento a gravità?
A volte c'è un'opzione quando il riscaldamento è stato installato in modo errato e la differenza tra la temperatura della camicia della caldaia e il ritorno è molto grande. Il liquido di raffreddamento caldo, non avendo una pressione sufficiente nei tubi, si raffredda prima di raggiungere gli ultimi dispositivi di riscaldamento. Ricostruire tutto è un duro lavoro. Come risolvere il problema con il minimo costo? L'installazione di una pompa di circolazione in un sistema di riscaldamento a gravità può aiutare. A tal fine, viene realizzato un bypass, in cui è incorporata una pompa a bassa potenza.
Non è richiesta una potenza elevata, perché con un sistema aperto si crea una pressione aggiuntiva nel montante in uscita dalla caldaia. È necessario un bypass per lasciare la possibilità di lavorare senza elettricità. Si installa sul ritorno prima della caldaia.
Come aumentare di piùefficienza
Sembrerebbe che il sistema a circolazione naturale sia già stato portato alla perfezione, ed è impossibile pensare a qualcosa per aumentare l'efficienza, ma non è così. È possibile aumentare significativamente la comodità del suo utilizzo aumentando il tempo tra gli incendi della caldaia. Per fare ciò, è necessario installare una caldaia di potenza maggiore di quella necessaria per il riscaldamento e rimuovere il calore in eccesso in un accumulatore di calore.
Questo metodo funziona anche senza utilizzare una pompa di circolazione. Dopotutto, il liquido di raffreddamento caldo può anche salire sul montante dall'accumulatore di calore, nel momento in cui la legna da ardere è bruciata nella caldaia.
