Para muchos instaladores hay un pecado de prejuicio. Por ejemplo, el maestro considera que el cableado de tubería única es el mejor y lo ofrece a todos los clientes, propietarios de casas privadas. Dichas propuestas a menudo ocultan una baja calificación del contratista o algún tipo de beneficio. Nuestra tarea es considerar cómo funciona un sistema de calefacción de dos tubos, evaluar objetivamente las ventajas y desventajas, y dar recomendaciones para elegir un esquema.
¿Cómo funciona la calefacción de doble circuito?
El diseño de un sistema de calentamiento de agua de dos tubos implica el suministro y la eliminación de refrigerante de cada radiador a lo largo de dos carreteras separadas. Simplificado: la entrada de la batería está conectada a la línea de suministro, la salida al retorno. A través de la primera tubería, el agua calentada de la caldera se distribuye a todos los dispositivos de calefacción, la segunda tubería recoge el refrigerante enfriado y lo envía de vuelta al generador de calor.
Características de la distribución de agua de doble circuito:
- si todos los elementos del sistema se calculan correctamente, cada radiador recibe un refrigerante de la misma temperatura;
- un cambio en el flujo de agua a través de una batería debido al ajuste tiene poco efecto en el funcionamiento de los aparatos de calefacción vecinos;
- El número de radiadores en una rama puede llegar a 40 unidades. siempre que la capacidad de la bomba y el diámetro de las tuberías de suministro proporcionen el flujo de agua estimado.
Nota. El número 40 se toma sobre la base de la experiencia práctica en el diseño e instalación de calefacción en un taller de producción. En casas de campo, muchos electrodomésticos no están conectados a una rama, máximo - 10 piezas. Si necesita realizar el cableado en un edificio de varios pisos, la red de suministro de calor se divide en varios circuitos de dos tubos.
El movimiento del agua a través de tuberías y baterías se realiza de dos maneras: natural (convección) y forzada. Hay varias opciones para suministrar refrigerante, por lo que le sugerimos que considere cada circuito por separado.
4 tipos de sistemas de 2 tubos
Dependiendo de las condiciones para la instalación de tuberías y su posterior operación en casas particulares, se utilizan los siguientes esquemas de dos tuberías:
- Gravedad o gravedad con la circulación natural del agua calentada.
- Sistema de calefacción clásico sin salida.
- Anular con el movimiento acompañante del refrigerante, también es el circuito de Tichelman.
- Radiación con distribución de calor individual a radiadores desde el distribuidor de distribución.
La nota. La calefacción de dos tubos también puede incluir calefacción por suelo radiante. Los circuitos de calefacción actúan como baterías, las tuberías de suministro y un peine con una unidad de mezcla desempeñan el papel de tuberías. Por diseño, la calefacción por suelo está cerca del circuito colector.
En una versión llena de gravedad, el sistema funciona sin una presión excesiva, el refrigerante entra en contacto con la atmósfera a través de un tanque de expansión abierto. Las 3 variantes restantes de los esquemas están cerradas, operan bajo una presión de 1-2.5 Bar y solo con circulación forzada de agua caliente. Ahora analizaremos cada esquema utilizando un ejemplo específico de una casa de dos pisos.
Calentamiento por gravedad
El principio de funcionamiento del sistema con el movimiento natural del refrigerante se basa en el fenómeno de convección: un líquido caliente y menos denso tiende a elevarse por la tubería, desplazado por capas frías más pesadas. La caldera calienta el agua, se vuelve más ligera y se mueve a través de un elevador vertical a una velocidad de 0.1-0.3 m / s, luego diverge a lo largo de la red eléctrica y las baterías.
Aclaración. Se entiende que el líquido calentado y enfriado está dentro del mismo circuito cerrado, en este caso la red de calefacción de una casa privada actúa como tal.
Enumeramos las características del sistema de gravedad de dos tubos de un edificio de dos pisos que se muestra en el dibujo:
- La forma de tender carreteras es el cableado horizontal superior, que se origina en un elevador común. Este último se eleva desde la caldera, en el punto más alto hay un tanque de expansión en comunicación con la atmósfera.
- Las secciones horizontales se colocan con una pendiente mínima de 3 mm por metro de línea de rodadura. La alimentación se inclina hacia los radiadores, el retorno a la fuente de calor.
- Los diámetros de las tuberías aumentan en comparación con los sistemas de presión, ya que están diseñados para un caudal de agua bajo.
Un matiz importante. Para lograr un flujo por gravedad sostenible, se deben utilizar tuberías de Ø40-50 mm (internas). El diámetro mínimo permitido de las ramas de distribución y recolección - DN25, se coloca cerca de las últimas baterías.
En una casa de un piso, se usa un esquema similar, pero con una sola conexión de radiadores. El múltiple de suministro del cableado superior se coloca en el ático o debajo del techo, al revés, sobre el piso. Es imposible hacer un cableado más bajo: de acuerdo con la ley de los recipientes de comunicación, el refrigerante se escapará a las baterías, pero la velocidad y la eficiencia del calentamiento disminuirán al mínimo.
Los esquemas de gravedad actuales se han combinado gracias a la instalación de bombas de circulación. La unidad está montada en el bypass, para no interferir con el flujo de agua en caso de un corte de energía.
Ramas de calefacción sin salida
El sistema cerrado de dos tubos del tipo hombro (callejón sin salida) se monta en la mayoría de las casas de campo suburbanas y se usa a menudo en nuevos edificios de apartamentos. Cómo funciona el circuito:
- La red de radiadores consta de una o más ramas de dos tubos. El refrigerante se envía a los dispositivos de calefacción a lo largo de una carretera y regresa a lo largo de la segunda.
- El sistema funciona con una sobrepresión de 1–2.5 Bar; la circulación está asegurada por una bomba instalada cerca de la caldera.
- La expansión del agua se compensa con un tanque tipo membrana ubicado en la sala de calderas. El punto de inserción está en la tubería frente a la bomba de circulación (si observa el flujo de fluido).
- El aire se descarga de la red a través de grifos Mayevsky en las baterías y una válvula automática como parte del grupo de seguridad de la unidad de calefacción. También hay un manómetro y una válvula de seguridad.
- Una opción de cableado común es la horizontal inferior, cuando ambas tuberías pasan por debajo de los radiadores de manera abierta.
Comentario. Si es necesario, las líneas sin salida se pueden colocar sin problemas de forma cerrada: en ranuras de soleras, detrás de techos suspendidos o dentro de paredes.
Si es necesario distribuir el refrigerante en 2 alas de un edificio de dos pisos, se divide en 4 ramas separadas (arcenes), que convergen en un elevador común. Es de destacar que la longitud de las líneas y la carga térmica en los hombros no deberían ser las mismas en absoluto. El número de baterías y la ruta de colocación se desarrolla teniendo en cuenta las características de un edificio en particular.
Las ramas con diferentes números de radiadores se equilibran equilibrando, restringiendo el flujo ajustando los accesorios. Las válvulas siempre se colocan en las salidas de la batería y, si es necesario, en el hombro como un todo. Cómo equilibrar adecuadamente los contornos, lea en otra página de nuestro recurso.
Anillo de tihelman
El principio general de operación de este circuito es idéntico al cableado sin salida, pero el método de distribución y retorno del refrigerante difiere de 3 maneras:
- Cada circuito de calefacción está cerrado en un anillo.
- El método de conexión de la batería es el siguiente: el primer radiador en la alimentación es el último para la línea de retorno. Por el contrario, la batería final de la línea de distribución se convierte en la primera en regresar.
- El agua en ambas tuberías se mueve en una dirección, por lo tanto, el nombre técnico del sistema está asociado.
El dispositivo de bucle Tichelman implica un cableado horizontal inferior, oculto debajo del piso, con menos frecuencia, abierto en las paredes.Otra opción: el anillo se puede hacer debajo del techo, escondido detrás de techos suspendidos o en el sótano, y tuberías de tuberías a los calentadores.
La peculiaridad del anillo "enganche" - equilibrio hidráulico casi perfecto. Nota: en el camino a todas las baterías y viceversa, el refrigerante recorre la misma distancia. El circuito puede proporcionar el flujo de agua requerido para 10 o más radiadores con un equilibrio mínimo.
El autor del video explica bien el funcionamiento del sistema, pero hace una comparación incorrecta: las ramas correctamente equilibradas no producen peor calor que los "autoestopistas".
Método de conexión de haz
Este tipo más avanzado de sistema de calentamiento de agua de dos tubos incluye los siguientes elementos:
- calentadores: baterías ordinarias, convectores de piso o contornos individuales de calefacción por suelo radiante;
- 2 colectores - suministro y retorno, equipados con medidores de flujo y válvulas termostáticas;
- mangueras individuales de dos tubos colocadas desde el colector a los calentadores a lo largo del camino más corto (debajo del piso o techo, en el techo).
Un colector instalado en un lugar conveniente recibe y devuelve agua a la caldera a lo largo de dos carreteras principales. Usando las válvulas, se ajusta el caudal del refrigerante para cada batería. Si instala cabezales térmicos RTL o servos en las válvulas del múltiple, podrá ajustar automáticamente el clima en cualquier habitación y edificio en general.
Pros y contras del cableado de dos tubos
Para facilitar la percepción, hemos combinado las ventajas y desventajas de todos los sistemas anteriores en una sección. Primero, enumeramos los puntos positivos clave:
- La única ventaja de la gravedad sobre otros esquemas es la independencia de la electricidad. Requisito previo: debe seleccionar una caldera no volátil y realizar flejes sin conectarse a una red eléctrica de la casa.
- El sistema de hombro (callejón sin salida) es una alternativa digna al Leningrado y otros cables de un solo tubo. Las principales ventajas son la versatilidad y la simplicidad, gracias a las cuales el esquema de calefacción de dos tubos de una casa de 100-200 m² se puede montar por sí solo sin problemas.
- Las principales cartas de triunfo del circuito de Tichelman son el equilibrio hidráulico y la capacidad de proporcionar una gran cantidad de radiadores con portador de calor.
- El cableado del colector es la mejor solución para la colocación de tuberías ocultas y la automatización completa de la calefacción.
Nota. Los últimos 3 circuitos son fáciles de combinar con los circuitos de calefacción por suelo radiante. No siempre es aconsejable combinar una red de radiadores gravitacionales con pisos cálidos: la circulación forzada en los circuitos de calefacción es imposible sin electricidad.
Destaque brevemente las ventajas generales de los sistemas de vigas, incidentes y puntos muertos:
- pequeñas secciones de tuberías de distribución;
- flexibilidad en términos de tendido, es decir, las líneas pueden correr a lo largo de varias rutas: en los pisos, a lo largo y dentro de las paredes, debajo del techo;
- varios tubos de plástico o metal son adecuados para la instalación: polipropileno, polietileno reticulado, metal-plástico, cobre y acero inoxidable corrugado;
- Todas las redes de 2 tubos se prestan bien para el equilibrio y la regulación térmica.
Observamos un pequeño plus de cableado por gravedad: la facilidad de llenar y eliminar aire sin el uso de válvulas y grifos (aunque es más fácil ventilar el sistema con ellos). El agua se suministra lentamente a través de la boquilla en el punto inferior, el aire se desplaza gradualmente desde las tuberías hacia un tanque de expansión abierto.
Ahora sobre las desventajas significativas:
- El esquema con el movimiento natural del agua es engorroso y costoso. Necesitará tubos con un diámetro interno de 25 ... 50 mm, montados con una gran pendiente, idealmente de acero. La colocación oculta es muy difícil: la mayoría de los elementos estarán a la vista.
- En la instalación y operación de las ramas sin salida, no se encontraron inconvenientes significativos. Si los hombros son muy diferentes en longitud y cantidad de baterías, el equilibrio se restablece mediante un equilibrio profundo.
- Las vías de circunvalación de Tichelman siempre cruzan las puertas. Tenemos que hacer bucles de derivación, donde el aire puede acumularse posteriormente.
- El cableado tipo viga requiere costos financieros para el equipo: colectores con válvulas y rotámetros más equipos de automatización. Una alternativa es armar un peine de polipropileno o camisetas de bronce con sus propias manos.
Adición. Para controlar automáticamente la transferencia de calor de las baterías durante la gravedad, necesitará válvulas de radiador especiales con un diámetro mayor.
¿Qué esquema es mejor elegir?
La selección del cableado se lleva a cabo teniendo en cuenta muchos factores: el área y el número de pisos de una casa privada, el presupuesto asignado, la disponibilidad de sistemas adicionales, la confiabilidad del suministro de energía, etc. Le damos una serie de recomendaciones generales para la selección:
- Si planea acumular calefacción usted mismo, es mejor permanecer en un sistema de hombro de dos tubos. Ella perdona muchos errores a los principiantes y funcionará, a pesar de los defectos.
- Con altos requisitos para el interior de las habitaciones, tome como base el tipo de cableado del colector. Esconderás el peine en un armario de pared y separarás las líneas debajo de la regla. En una mansión de dos o tres pisos, es aconsejable instalar varios peines, uno por piso.
- Los cortes de energía frecuentes no dejan elección: debe ensamblar un circuito con circulación natural (flujo por gravedad).
- El sistema Tichelman es apropiado en edificios con un área grande y la cantidad de paneles de calefacción. Instalar un bucle en edificios pequeños no es práctico desde un punto de vista financiero.
- Para una pequeña casa de campo o baño, una opción de cableado sin salida con una tubería abierta es perfecta.
Propina. Las cabañas de calefacción para 2-4 habitaciones pequeñas se pueden organizar utilizando un sistema horizontal de una tubería con un cableado inferior: "Leningrado".
Si planea calentar la cabaña con radiadores, calefacción por suelo radiante y calentadores de agua, vale la pena usar una opción de cableado sin salida o de colector. Estos dos esquemas se combinan fácilmente con otros equipos de calefacción.
Cómo calcular el diámetro de la tubería
Con la instalación de un callejón sin salida y el cableado del colector en una casa de campo con un área de hasta 200 m², puede prescindir de cálculos rigurosos. Tome la sección de carreteras y delineadores de acuerdo con las recomendaciones:
- para suministrar un refrigerante a los radiadores en la construcción de 100 cuadrados o menos, la tubería Du15 es suficiente (tamaño externo 20 mm);
- las conexiones a las baterías se realizan con una sección transversal de Du10 (diámetro externo 15-16 mm);
- en una casa de dos pisos de 200 cuadrados, el elevador de distribución se hace con un diámetro de Du20-25;
- Si el número de radiadores en el piso excede las 5 unidades, divida el sistema en varias ramas que se extiendan desde el elevador de Ø32 mm.
Propina. Los diámetros de las carreteras y los delineadores se fijan con bastante precisión en los ejemplos de los esquemas anteriores. Puede usar la información especificada al desarrollar un proyecto de calefacción del hogar.
Se desarrolla un sistema de gravedad y anillo según cálculos de ingeniería. Si desea determinar la sección transversal de las tuberías usted mismo, en primer lugar, calcule la carga de calefacción de cada habitación, teniendo en cuenta la ventilación, luego descubra el caudal de refrigerante requerido de acuerdo con la fórmula:
- G es la tasa de flujo másico de agua calentada en la sección de tubería que alimenta los radiadores de una habitación en particular (o grupo de habitaciones), kg / h;
- Q - la cantidad de calor requerida para calentar esta habitación, W;
- Δt es la diferencia de temperatura calculada en el suministro y en el retorno, tome 20 ° С.
Ejemplo. Para calentar el segundo piso a una temperatura de +21 ° C, se necesitan 6000 vatios de energía térmica. El elevador de calefacción que atraviesa el techo debe llevar 0,86 x 6000/20 = 258 kg / h de agua caliente desde la sala de calderas.
Conociendo el consumo por hora del refrigerante, no es difícil calcular la sección transversal de la tubería de suministro de acuerdo con la fórmula:
- S es el área de la sección de tubería deseada, m²;
- V - caudal volumétrico de agua caliente, m³ / h;
- ʋ– caudal del portador de calor, m / s.
Referencia.La velocidad del refrigerante en los sistemas de presión con una bomba de circulación se toma del rango 0.3 ... 0.7 m / s. Durante la gravedad, el flujo es más lento: 0.1 ... 0.3 m / s.
Continuación del ejemplo. El caudal calculado de 258 kg / h es proporcionado por la bomba, tomamos la velocidad del agua de 0.4 m / s. El área de la sección transversal de la tubería de suministro es 0.258 / (3600 x 0.4) = 0.00018 m². Volvemos a calcular la sección transversal en diámetro de acuerdo con la fórmula del área del círculo, obtenemos 0.02 m - una tubería Du20 (exterior - Ø25 mm).
Tenga en cuenta que descuidamos la diferencia en la densidad del agua a diferentes temperaturas y sustituimos el caudal másico en la fórmula. El error es pequeño, con un cálculo artesanal está bastante permitido.
Conclusión final
La práctica muestra que un sistema sin salida de 2 tubos es adecuado para calentar la mayoría de los edificios residenciales medianos. La solución técnica cautiva con la simplicidad y el costo razonable del trabajo de instalación. El colector y el cableado asociado costarán más: el precio del equipo y la longitud de las líneas juegan un papel importante. Eche un vistazo al esquema con el bucle Tichelman: las tuberías de distribución del mismo diámetro corren a lo largo de todo el perímetro del edificio.
Una conversación separada es un sistema de calefacción de dos tubos con circulación de agua natural. En condiciones de cortes de energía frecuentes, es mejor no arriesgarse y no perseguir la belleza de los interiores, sino montar una calefacción no volátil. Las altas inversiones iniciales se compensan con el calor y el bajo consumo de electricidad.