Para muitos instaladores, existe um pecado de preconceito. Por exemplo, o mestre considera a fiação de um tubo a melhor e a oferece a todos os clientes - proprietários de casas particulares. Tais propostas geralmente ocultam a baixa qualificação do contratado ou algum tipo de benefício. Nossa tarefa é considerar como um sistema de aquecimento de dois tubos funciona, avaliar objetivamente as vantagens e desvantagens e fornecer recomendações para a escolha de um esquema.
Como funciona o aquecimento de circuito duplo?
O projeto de um sistema de aquecimento de água com dois tubos envolve o fornecimento e a remoção de líquido refrigerante de cada radiador ao longo de dois tubos separados. Simplificado: a entrada da bateria é conectada à linha de suprimento, a saída ao retorno. Através da primeira tubulação, a água aquecida da caldeira é distribuída a todos os dispositivos de aquecimento, o segundo tubo coleta o líquido de arrefecimento refrigerado e o envia de volta ao gerador de calor.
Características da distribuição de água de circuito duplo:
- se todos os elementos do sistema forem calculados corretamente, cada radiador receberá um líquido de arrefecimento da mesma temperatura;
- uma mudança no fluxo de água através de uma bateria devido ao ajuste tem pouco efeito na operação de aparelhos de aquecimento vizinhos;
- o número de radiadores em um ramo pode chegar a 40 peças. desde que a capacidade da bomba e o diâmetro dos tubos de alimentação forneçam o fluxo estimado de água.
Nota. O número 40 é obtido com base na experiência prática no projeto e instalação de aquecimento em uma oficina de produção. Nas casas de campo, muitos aparelhos não estão conectados a um ramo, no máximo - 10 peças. Se você precisar fazer a fiação em um edifício de vários andares, a rede de fornecimento de calor será dividida em vários circuitos de dois tubos.
O movimento da água através de tubos e baterias é fornecido de duas maneiras - natural (convecção) e forçada. Existem várias opções para fornecer refrigerante, por isso sugerimos que você considere cada circuito separadamente.
4 tipos de sistemas de 2 tubos
Dependendo das condições para a instalação de tubulações e outras operações em residências particulares, os seguintes esquemas de dois tubos são usados:
- Gravidade ou gravidade com a circulação natural da água aquecida.
- Sistema de aquecimento clássico sem saída.
- Anular com o movimento que acompanha o líquido de arrefecimento, é também o circuito de Tichelman.
- Radiação com distribuição de calor individual para radiadores do coletor de distribuição.
A anotação. O aquecimento de dois tubos também pode incluir o piso radiante. Os circuitos de aquecimento atuam como baterias, tubos de suprimento e um pente com uma unidade de mistura desempenhando o papel de gasodutos. Por design, o aquecimento do piso fica próximo ao circuito coletor.
Em uma versão com gravidade, o sistema opera sem pressão excessiva, o líquido de arrefecimento entra em contato com a atmosfera através de um tanque de expansão aberto. As três variantes restantes dos esquemas estão fechadas, operando sob pressão de 1-2,5 Bar e apenas com circulação forçada de água quente. Agora, analisaremos cada esquema usando um exemplo específico de uma casa de dois andares.
Aquecimento por gravidade
O princípio de operação do sistema com o movimento natural do líquido de refrigeração é baseado no fenômeno de convecção - um líquido quente e menos denso tende a subir pelo tubo, deslocado por camadas frias mais pesadas. A caldeira aquece a água, fica mais leve e se move através de um riser vertical a uma velocidade de 0,1-0,3 m / s, depois diverge ao longo da rede elétrica e das baterias.
Esclarecimento. Entende-se que o líquido aquecido e resfriado está dentro do mesmo circuito fechado, neste caso a rede de aquecimento de uma casa particular atua como tal.
Listamos as características do sistema de gravidade de dois tubos de um edifício de dois andares, mostrado no desenho:
- A maneira de instalar estradas é uma fiação superior horizontal, originária de um riser comum. Este último se eleva da caldeira, no ponto mais alto há um tanque de expansão em comunicação com a atmosfera.
- As seções horizontais são dispostas com uma inclinação mínima de 3 mm por metro da linha de rolamento. A alimentação é inclinada em direção aos radiadores, o retorno à fonte de calor.
- Os diâmetros dos tubos são aumentados em comparação com os sistemas de pressão, porque são projetados para uma baixa vazão de água.
Uma nuance importante. Para obter um fluxo de gravidade sustentável, devem ser usados tubos de Ø40-50 mm (interno). O diâmetro mínimo permitido dos ramos de distribuição e coleta - DN25, é colocado próximo às últimas baterias.
Em uma casa térrea, um esquema semelhante é usado, mas com uma única conexão de radiadores. O coletor de suprimentos da fiação superior é colocado no sótão ou sob o teto, o inverso - acima do piso. É impossível fazer uma fiação mais baixa - de acordo com a lei das embarcações que se comunicam, o líquido de refrigeração vaza para as baterias, mas a velocidade e a eficiência de aquecimento caem para o mínimo.
Os esquemas de gravidade atuais foram combinados graças à instalação de bombas de circulação. A unidade é montada no desvio, para não interferir no fluxo de água em caso de falta de energia.
Ramos de aquecimento sem saída
O sistema fechado de dois tubos do tipo ombro (beco sem saída) é montado na maioria das casas suburbanas e é frequentemente usado em novos prédios de apartamentos. Como o circuito funciona:
- A rede de radiadores consiste em um ou mais ramais de dois tubos. O líquido de refrigeração é enviado para os dispositivos de aquecimento ao longo de uma rodovia e retorna ao longo da segunda.
- O sistema opera com uma sobrepressão de 1–2,5 Bar, a circulação é fornecida por uma bomba instalada perto da caldeira.
- A expansão da água é compensada por um tanque do tipo membrana localizado na sala da caldeira. O ponto de inserção está na tubulação em frente à bomba de circulação (se você observar o fluxo de fluido).
- O ar é descarregado da rede através de torneiras Mayevsky nas baterias e em uma válvula automática como parte do grupo de segurança da unidade de aquecimento. Há também um manômetro e válvula de segurança.
- Uma opção de fiação comum é a horizontal inferior, quando os dois tubos passam sob os radiadores de maneira aberta.
Comente. Se necessário, linhas sem saída podem ser colocadas sem problemas de maneira fechada - em ranhuras da mesa, atrás de tetos suspensos ou dentro de paredes.
Se for necessário distribuir o líquido de refrigeração em 2 alas de um prédio de dois andares, ele será dividido em 4 ramos separados (ombros), convergindo para um riser comum. Vale ressaltar que o comprimento das linhas e a carga térmica nos ombros não devem ser os mesmos. O número de baterias e a rota de assentamento são desenvolvidos levando em consideração as características de um edifício específico.
As ramificações com um número diferente de radiadores são equilibradas pelo balanceamento - limitando o fluxo das válvulas de controle. As válvulas são sempre colocadas nas saídas da bateria e, se necessário, no ombro como um todo. Como equilibrar adequadamente os contornos, leia em outra página do nosso recurso.
Anel de Tihelman
O princípio geral de operação deste circuito é idêntico à fiação sem saída, mas o método de distribuição e retorno do líquido de refrigeração difere de três maneiras:
- Cada circuito de aquecimento é fechado em um anel.
- O método de conexão da bateria é o seguinte: o primeiro radiador na alimentação é o último para a linha de retorno. Por outro lado, a bateria final da linha de distribuição se torna a primeira para retorno.
- A água nos dois oleodutos se move em uma direção; portanto, o nome técnico do sistema está associado.
O dispositivo de loop Tichelman envolve uma fiação horizontal horizontal - escondida sob o chão, menos comumente - aberta nas paredes.Outra opção: o anel pode ser feito sob o teto, escondido atrás de tetos suspensos ou no porão, e canos para os aquecedores.
A peculiaridade do anel "engate" - equilíbrio hidráulico quase perfeito. Nota: no caminho para todas as baterias e vice-versa, o líquido de refrigeração percorre a mesma distância. O circuito é capaz de fornecer o fluxo de água necessário para 10 ou mais radiadores com balanceamento mínimo.
O autor do vídeo explica bem o funcionamento do sistema, mas faz uma comparação incorreta - os galhos corretamente balanceados produzem calor não pior do que os "caronas".
Método de conexão do feixe
Esse tipo mais avançado de sistema de aquecimento de água com dois tubos inclui os seguintes elementos:
- aquecedores - baterias comuns, convectores de piso ou contornos individuais de piso aquecido;
- 2 coletores - fornecimento e retorno, equipados com medidores de vazão e válvulas termostáticas;
- mangueiras individuais de dois tubos colocadas do coletor aos dispositivos de aquecimento pelo caminho mais curto (sob o piso ou o teto, no teto).
Um coletor instalado em um local conveniente recebe e devolve água à caldeira ao longo de duas rodovias principais. Usando as válvulas, a taxa de fluxo do líquido de arrefecimento para cada bateria é ajustada. Se você instalar cabeçotes ou servos térmicos RTL nas válvulas do manifold, poderá ajustar automaticamente o clima em qualquer ambiente e edifício em geral.
Prós e contras da fiação de dois tubos
Para facilitar a percepção, combinamos as vantagens e desvantagens de todos os sistemas acima em uma seção. Primeiro, listamos os principais pontos positivos:
- A única vantagem da gravidade sobre outros esquemas é a independência da eletricidade. Pré-requisito: você precisa selecionar uma caldeira não volátil e fazer cintas sem conectar a uma rede elétrica da casa.
- O sistema de ombro (beco sem saída) é uma alternativa valiosa para Leningrado e outras instalações elétricas de tubo único. As principais vantagens são versatilidade e simplicidade, graças às quais o sistema de aquecimento de dois tubos de uma casa de 100-200 m² pode ser montado sozinho, sem problemas.
- Os principais trunfos do circuito de Tichelman são a balança hidráulica e a capacidade de fornecer um grande número de radiadores com um líquido de arrefecimento.
- A fiação do coletor é a melhor solução para a colocação de tubos ocultos e a automação total do aquecimento.
Nota. Os últimos 3 circuitos são fáceis de combinar com os circuitos de aquecimento de piso. Nem sempre é aconselhável combinar uma rede de radiadores gravitacionais com pisos quentes - a circulação forçada em circuitos de aquecimento é impossível sem eletricidade.
Destaque brevemente as vantagens gerais dos sistemas de vigas, incidentais e de impasse:
- pequenas seções de tubos de distribuição;
- flexibilidade em termos de assentamento, ou seja, as linhas podem percorrer várias rotas - nos pisos, ao longo e dentro das paredes, sob o teto;
- vários tubos de plástico ou metal são adequados para instalação: polipropileno, polietileno reticulado, metal-plástico, cobre e aço inoxidável corrugado;
- todas as redes de 2 tubos se prestam bem ao balanceamento e regulação térmica.
Observe a fiação menor e a gravidade - a facilidade de encher e remover o ar sem o uso de válvulas e torneiras (embora seja mais fácil arejar o sistema com elas). A água é fornecida lentamente pelo bico no ponto mais baixo, o ar é gradualmente deslocado das tubulações para um tanque de expansão aberto.
Agora, sobre as desvantagens significativas:
- O esquema com o movimento natural da água é volumoso e caro. Você precisará de tubos com um diâmetro interno de 25 ... 50 mm, montados com uma grande inclinação, idealmente em aço. A colocação oculta é muito difícil - a maioria dos elementos estará à vista.
- Não houve desvantagens significativas na instalação e operação de filiais sem saída. Se os ombros forem muito diferentes em comprimento e número de baterias, o equilíbrio será restaurado pelo equilíbrio profundo.
- As faixas de anel de Tichelman sempre cruzam as portas. Temos que fazer loops de desvio, onde o ar pode se acumular posteriormente.
- A fiação do tipo feixe requer custos financeiros para o equipamento - coletores com válvulas e rotômetros, além de equipamentos de automação. Uma alternativa é montar um pente de polipropileno ou bronze com suas próprias mãos.
Adição. Para controlar automaticamente a transferência de calor das baterias durante a gravidade, você precisará de válvulas de radiador especiais com um diâmetro aumentado.
Qual esquema é melhor escolher
A seleção da fiação é realizada levando em consideração muitos fatores - a área e o número de andares de uma casa particular, o orçamento alocado, a disponibilidade de sistemas adicionais, a confiabilidade da fonte de alimentação e assim por diante. Damos várias recomendações gerais para a seleção:
- Se você planeja coletar o aquecimento, é melhor ficar em um sistema de ombro de dois tubos. Ela perdoa muitos erros aos iniciantes e funcionará, apesar das falhas.
- Com altos requisitos para o interior das salas, tome como base o tipo de fiação do coletor. Você esconde o pente em um armário na parede e separa as linhas sob a mesa. Em uma mansão de dois ou três andares, é aconselhável instalar vários pentes - um por andar.
- Quedas de energia frequentes não deixam uma escolha - você precisa montar um circuito com circulação natural (fluxo de gravidade).
- O sistema Tichelman é apropriado em edifícios com uma grande área e o número de painéis de aquecimento. Instalar um loop em pequenos edifícios é impraticável do ponto de vista financeiro.
- Para uma pequena casa de campo ou banheiro, uma opção de fiação sem saída com uma tubulação aberta é perfeita.
Gorjeta. Casas de aquecimento para 2 a 4 quartos pequenos podem ser organizadas usando um sistema horizontal de um tubo com uma fiação mais baixa - “Leningrado”.
Se você planeja aquecer a casa com radiadores, piso radiante e aquecedores de água, vale a pena usar uma opção de fiação sem saída ou de coletor. Esses dois esquemas são facilmente combinados com outros equipamentos de aquecimento.
Como calcular o diâmetro do tubo
Com a instalação de um beco sem saída e fiação de coletor em uma casa de campo com uma área de até 200 m², você pode fazer isso sem cálculos rigorosos. Tome a seção de rodovias e delineadores de acordo com as recomendações:
- para fornecer um líquido de arrefecimento aos radiadores na construção de 100 quadrados ou menos, a tubulação Du15 é suficiente (tamanho externo 20 mm);
- as conexões às baterias são feitas com uma seção transversal de Du10 (diâmetro externo 15-16 mm);
- em uma casa de dois andares de 200 quadrados, o riser de distribuição é feito com um diâmetro de Du20-25;
- se o número de radiadores no piso exceder 5 peças, divida o sistema em vários galhos que se estendem da haste Ø32 mm.
Gorjeta. Os diâmetros das rodovias e delineadores são afixados com muita precisão nos exemplos dos esquemas acima. Você pode usar as informações especificadas ao desenvolver um projeto de aquecimento doméstico.
Um sistema de gravidade e anel é desenvolvido de acordo com os cálculos de engenharia. Se você deseja determinar a seção transversal dos tubos, primeiro calcule a carga de aquecimento de cada ambiente, levando em consideração a ventilação e, em seguida, descubra a vazão necessária do líquido de arrefecimento de acordo com a fórmula:
- G é a vazão mássica de água aquecida na seção de tubo que alimenta os radiadores de uma sala específica (ou grupo de salas), kg / h;
- Q - a quantidade de calor necessária para aquecer uma determinada sala, W;
- Δt é a diferença de temperatura calculada no suprimento e, no retorno, leva 20 ° C.
Exemplo. Para aquecer o segundo andar a uma temperatura de +21 ° C, são necessários 6000 watts de energia térmica. O riser de aquecimento que passa pelo teto deve trazer 0,86 x 6000/20 = 258 kg / h de água quente da sala da caldeira.
Conhecendo o consumo horário do líquido de refrigeração, não é difícil calcular a seção transversal do tubo de alimentação de acordo com a fórmula:
- S é a área da seção de tubo desejada, m²;
- V - vazão volumétrica de água quente, m³ / h;
- rate - vazão do transportador de calor, m / s.
Referência.A velocidade do líquido de refrigeração em sistemas de pressão com uma bomba de circulação é calculada na faixa de 0,3 ... 0,7 m / s. Durante a gravidade, o fluxo é mais lento - 0,1 ... 0,3 m / s.
Continuação do exemplo. A vazão calculada de 258 kg / h é fornecida pela bomba, tomamos a velocidade da água de 0,4 m / s. A área da seção transversal do tubo de suprimento é de 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 m². Recalculamos a seção transversal em diâmetro de acordo com a fórmula da área do círculo, obtemos 0,02 m - um tubo Du20 (externo - Ø25 mm).
Observe que negligenciamos a diferença nas densidades da água em diferentes temperaturas e substituímos a taxa de fluxo de massa na fórmula. O erro é pequeno, com um cálculo de artesanato é bastante permitido.
Conclusão final
A prática mostra que um sistema sem saída de 2 tubos é adequado para aquecer a maioria dos edifícios residenciais de médio porte. A solução técnica cativa a simplicidade e o custo razoável do trabalho de instalação. O coletor e a fiação associada custarão mais - o preço do equipamento e o comprimento das linhas desempenham um papel. Dê uma olhada no esquema com os dutos Tichelman - de distribuição de diâmetro igual ao longo de todo o perímetro do edifício.
Uma conversa em separado é um sistema de aquecimento de dois tubos com circulação natural de água. Em condições de falta de energia frequente, é melhor não arriscar e não perseguir a beleza do interior, mas montar um aquecimento não volátil. Os altos investimentos iniciais são compensados pelo calor e pelo baixo consumo de eletricidade.