A introdução de tecnologias modernas levou à substituição gradual dos sistemas de aquecimento por gravidade. Novos tipos de aquecimento ambiente são mais eficientes e exigem custos mais baixos durante a estação fria. Então, por que os sistemas de gravidade ainda estão sendo instalados em casas particulares modernas? A resposta a esta pergunta é simples: eles têm grande confiabilidade baseada no entendimento das leis da física, bem como independência energética de fontes de corrente elétrica.
Em que princípio funciona o sistema de aquecimento por gravidade
O aquecimento por gravidade também é chamado de sistema de circulação natural. Tem sido usado para aquecer casas desde meados do século passado. No início, as pessoas comuns não confiavam nesse método, mas vendo sua segurança e praticidade, gradualmente começaram a substituir os fogões de tijolos por aquecimento de água.
Depois com o advento das caldeiras de combustível sólidoa necessidade de fornos volumosos desapareceu completamente. O sistema de aquecimento gravitacional funciona com um princípio simples. A água na caldeira aquece e sua gravidade específica fica menos fria. Como resultado disso, ele sobe ao longo do riser vertical até o ponto mais alto do sistema. Depois disso, a água de resfriamento inicia seu movimento descendente, e quanto mais resfria, maior a velocidade de seu movimento. Um fluxo é criado no tubo direcionado para o ponto mais baixo. Este ponto é o tubo de retorno instalado na caldeira.
À medida que se move de cima para baixo, a água passa pelos radiadores, deixando um pouco de seu calor na sala. A bomba de circulação não participa do processo de movimentação do refrigerante, tornando este sistema independente. Portanto, ela não tem medo de f alta de energia.
O cálculo do sistema de aquecimento por gravidade é feito tendo em conta a perda de calor da casa. A potência necessária dos dispositivos de aquecimento é calculada e, com base nisso, a caldeira é selecionada. Deve ter uma reserva de marcha de uma vez e meia.
Descrição do esquema
Para que tal aquecimento funcione, as proporções dos tubos, seus diâmetros e ângulos de inclinação devem ser selecionados corretamente. Além disso, alguns tipos de radiadores não são usados neste sistema.
Vamos considerar em quais elementos toda a estrutura consiste:
- Caldeira de combustível sólido. A entrada de água deve ser no ponto mais baixo do sistema. Teoricamente, a caldeira também pode ser elétrica ou a gás, mas na prática para tais sistemas não sãoaplique.
- Riser vertical. Sua parte inferior está conectada à alimentação da caldeira e a parte superior se ramifica. Uma parte está conectada à tubulação de abastecimento e a segunda está conectada ao tanque de expansão.
- Tanque de expansão. O excesso de água é derramado nele, que é formado durante a expansão do aquecimento.
- Oleoduto. Para que o sistema de aquecimento de água por gravidade funcione de forma eficiente, a tubulação deve ter uma inclinação descendente. Seu valor é de 1-3%. Ou seja, para 1 metro de tubo, a diferença deve ser de 1-3 centímetros. Além disso, a tubulação deve diminuir de diâmetro à medida que se afasta da caldeira. Para isso, são usados tubos de diferentes seções.
- Aquecedores. Como eles são instalados tubos de grande diâmetro ou radiadores de ferro fundido M 140. Radiadores modernos bimetálicos e de alumínio não são recomendados. Eles têm uma pequena área de fluxo. E como a pressão no sistema de aquecimento gravitacional é pequena, é mais difícil empurrar o refrigerante através desses dispositivos de aquecimento. A vazão diminuirá.
- Encanamento de retorno. Assim como o tubo de alimentação, possui uma inclinação que permite que a água flua livremente em direção à caldeira.
- Guindastes para drenagem e captação de água. A torneira de drenagem é instalada no ponto mais baixo, diretamente ao lado da caldeira. A torneira para entrada de água é feita onde for conveniente. Na maioria das vezes, esse é um local próximo ao pipeline que se conecta ao sistema.
Benefícios do Sistema
A vantagem mais básica do sistema de aquecimento gravitacional é sua total autonomia. Por causa da simplicidadeseus elementos não requerem eletricidade. Sua outra vantagem é a confiabilidade, pois quanto mais simples o sistema, menos manutenção ele requer. Deve-se notar que a pressão mais baixa no sistema de aquecimento por gravidade é menos perigosa.
Falhas
Os defensores dos sistemas fechados citam muitas desvantagens do aquecimento por gravidade. Muitos deles parecem rebuscados, mas vamos listá-los de qualquer maneira:
- Aparência feia. Tubos de alimentação de grande diâmetro correm sob o teto, interrompendo a estética da sala.
- Dificuldade na instalação. Aqui estamos falando sobre o fato de que os tubos de alimentação e descarga mudam seu diâmetro em etapas, dependendo do número de dispositivos de aquecimento. Além disso, o sistema de aquecimento por gravidade de uma casa particular é feito de tubos de aço, que são mais difíceis de instalar.
- Baixa eficiência. Acredita-se que o aquecimento interno seja mais econômico, mas existem sistemas de circulação natural bem projetados que funcionam tão bem.
- Área de aquecimento limitada. O sistema de gravidade funciona bem em áreas de até 200 metros quadrados. metros.
- Número limitado de andares. Esse aquecimento não é instalado em casas acima de dois andares.
Além do acima, o fornecimento de calor gravitacional tem no máximo 2 circuitos, enquanto as casas modernas geralmente têm vários circuitos.
Diferenças no funcionamento de uma caldeira a combustível sólido
O coração de qualquer sistema de aquecimento é a caldeira. Embora seja possível instalarmesmos modelos, o trabalho com diferentes tipos de aquecimento será diferente. Para o funcionamento normal da caldeira, a temperatura da camisa de água deve ser de pelo menos 55 °C. Se a temperatura for mais baixa, nesse caso a caldeira interna será coberta com alcatrão e fuligem, o que fará com que sua eficiência diminua. Ele precisará ser constantemente limpo.
Para evitar que isso aconteça, uma válvula de três vias é instalada em um sistema fechado na saída da caldeira, que aciona o refrigerante em um pequeno círculo, contornando os aquecedores, até que a caldeira aqueça. Se a temperatura começar a exceder 55 °C, nesse caso a válvula se abre e a água é misturada em um grande círculo.
Uma válvula de três vias não é necessária para um sistema de aquecimento por gravidade. O fato é que aqui a circulação não ocorre devido à bomba, mas sim ao aquecimento da água, e até que ela aqueça a uma temperatura alta, o movimento não começa. O forno da caldeira, neste caso, permanece constantemente limpo. Não é necessária uma válvula de três vias, o que reduz o custo e a simplificação do sistema e aumenta suas vantagens.
Segurança de aquecimento
Como mencionado acima, a pressão em um sistema fechado é maior do que em um gravitacional. Portanto, eles adotam uma abordagem diferente para a segurança. No aquecimento fechado, a expansão do refrigerante é compensada no tanque de expansão com uma membrana.
É totalmente selado e ajustável. Após ultrapassar a pressão máxima permitida no sistema, o excesso de refrigerante, superando a resistência da membrana, vai para o tanque.
Aquecimento por gravidade é chamado de aberto por causa de um tanque de expansão com vazamento. Você pode instalar um tanque tipo membrana e fazer um sistema de aquecimento por gravidade fechado, mas sua eficiência será muito menor, pois a resistência hidráulica aumentará.
O volume do tanque de expansão depende da quantidade de água. Para o cálculo, seu volume é tomado e multiplicado pelo coeficiente de expansão, que depende da temperatura. Adicione 30% ao resultado.
O coeficiente é selecionado de acordo com a temperatura máxima que a água atinge.
Congestionamento aéreo e como lidar com eles
Para o funcionamento normal do aquecimento, é necessário que o sistema esteja completamente cheio de líquido refrigerante. A presença de ar é estritamente proibida. Pode criar um bloqueio que impede a passagem de água. Neste caso, a temperatura da camisa de água da caldeira será muito diferente da temperatura dos aquecedores. Para remover o ar, são montadas válvulas de ar, torneiras Mayevsky. Eles são instalados na parte superior dos dispositivos de aquecimento, bem como nas seções superiores do sistema.
No entanto, se o aquecimento por gravidade tiver as inclinações corretas da tubulação de entrada e saída, não são necessárias válvulas. O ar na tubulação inclinada subirá livremente até o topo do sistema e, como você sabe, há um tanque de expansão aberto. Também adiciona uma vantagem ao aquecimento aberto, reduzindo itens desnecessários.
É possível montar um sistema de polipropilenotubos
As pessoas que fazem aquecimento por conta própria muitas vezes pensam se é possível fazer um sistema de aquecimento por gravidade a partir de polipropileno. Afinal, tubos de plástico são mais fáceis de montar. Não há trabalhos caros de soldagem e tubos de aço, e o polipropileno pode suportar altas temperaturas. Você pode responder que esse aquecimento funcionará. Pelo menos por enquanto. Então a eficiência começará a diminuir. Qual é a razão? O ponto são as inclinações das tubulações de alimentação e descarga, que garantem o escoamento por gravidade da água.
O polipropileno tem maior expansão linear do que o tubo de aço. Após repetidos ciclos de aquecimento com água quente, os tubos de plástico começarão a ceder, violando a inclinação necessária. Como resultado disso, a vazão, se não for interrompida, diminuirá significativamente, e você terá que pensar em instalar uma bomba de circulação.
Dificuldades na instalação de um sistema de gravidade em uma casa de dois andares
O sistema de aquecimento por gravidade de uma casa de dois andares também pode funcionar de forma eficiente. Mas sua instalação é muito mais difícil do que em um andar. Isso se deve ao fato de que os telhados do tipo sótão nem sempre são feitos. Se o segundo andar é um sótão, surge a pergunta: onde colocar o tanque de expansão, porque ele deve estar bem no topo?
O segundo problema que você terá que enfrentar é que as janelas do primeiro e do segundo andar nem sempre estão no mesmo eixo, portanto, as baterias superiores não podem ser conectadas às inferiores colocando tubos nos mais curtos maneira. Isso significa que curvas e curvas adicionais terão que ser feitas, o que aumentará a potência hidráulicaresistência no sistema.
O terceiro problema é a curvatura do telhado, que pode dificultar a manutenção das inclinações adequadas.
Dicas para instalar o aquecimento por gravidade em uma casa de dois andares
A maioria desses problemas pode ser resolvida na fase de projeto da casa. Há também um pequeno segredo de como aumentar a eficiência do aquecimento de uma casa de dois andares. É necessário conectar os tubos de saída dos radiadores instalados no segundo andar diretamente à linha de retorno do primeiro andar, e não fazer uma linha de retorno no segundo andar.
Outro truque é fazer as tubulações de abastecimento e retorno a partir de tubulações de grande diâmetro. Não inferior a 50 mm.
Preciso de uma bomba em um sistema de aquecimento por gravidade?
Às vezes há uma opção quando o aquecimento foi instalado incorretamente e a diferença entre a temperatura da camisa da caldeira e o retorno é muito grande. O líquido de refrigeração quente, não tendo pressão suficiente nas tubagens, arrefece antes de chegar aos últimos dispositivos de aquecimento. Reconstruir tudo é um trabalho árduo. Como resolver o problema com custo mínimo? Instalar uma bomba de circulação em um sistema de aquecimento por gravidade pode ajudar. Para esses fins, é feito um bypass, no qual é embutida uma bomba de baixa potência.
Alta potência não é necessária, pois com um sistema aberto cria-se pressão adicional no riser que sai da caldeira. Um bypass é necessário para deixar a possibilidade de trabalhar sem eletricidade. É instalado no retorno antes da caldeira.
Como aumentar maiseficiência
Parece que o sistema com circulação natural já foi aperfeiçoado, e é impossível pensar em algo para aumentar a eficiência, mas não é. Você pode aumentar significativamente a conveniência de seu uso aumentando o tempo entre os incêndios da caldeira. Para fazer isso, você precisa instalar uma caldeira de potência maior do que a necessária para o aquecimento e remover o excesso de calor para um acumulador de calor.
Este método funciona mesmo sem usar uma bomba de circulação. Afinal, o refrigerante quente também pode subir o riser do acumulador de calor, no momento em que a lenha queimou na caldeira.
