Calentar una casa privada con una caldera Viessman: proyecto y cálculos de la A a la Z
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CALENTAR UNA CASA DE CAMPO, UNA CASA DE CAMPO PRIVADA CON TUS PROPIAS MANOS
Este artículo nos lo envió Igor Vasilyevich Shishkin, uno de nuestros autores habituales.
La minuciosidad y la precisión son las características principales de todas las publicaciones anteriores del autor.
El artículo sobre la instalación de un sistema de calefacción para una casa de campo no fue una excepción a esta regla.
Lamentablemente nos vemos obligados a publicarlo con algunas abreviaturas, ya que el volumen no nos permite abrazar la inmensidad. Sin embargo, en un futuro próximo planeamos publicar los materiales de M.V. Shishkin íntegramente, sin abreviaturas. Este número incluirá una descripción general bastante completa de los tipos modernos de baterías de radiadores, una descripción más completa de los métodos para calcular los parámetros clave del sistema de calefacción, la literatura recomendada por el autor para un conocimiento más completo del tema y mucha otra información útil. .
Habiendo decidido hace 10 años construir nuestra propia casa para unas vacaciones en el campo, inmediatamente comenzamos a construirla con aislamiento. Tenía muchas ganas de pasar tiempo al aire libre en invierno, rodeado de nieve blanca, en lugar de sucia, de Moscú. Al principio usábamos sólo el primer piso de la casa para las vacaciones de invierno en la casa de campo, Para calentarlo se instaló una estufa Buleryan. Este horno funcionó excelentemente. Calentamiento rápido de la habitación, alta eficiencia: justo lo que necesita un residente de verano cuando sale de la ciudad un par de fines de semana para tomar aire fresco y relajarse.
Sin embargo, con el crecimiento de la familia y especialmente después del nacimiento de los nietos, surgió la cuestión de ampliar la superficie calentada gracias al segundo piso, que estuvo aislado durante la construcción de la casa. Por tanto, el único problema era el suministro de calor al segundo piso. La conclusión se sugirió por sí sola: necesitamos organizarnos calentamiento de agua individual en casa. Esta conclusión coincidió exitosamente con la conexión de toda nuestra comunidad de dacha al gasoducto principal, lo que simplificó significativamente la solución al problema.
Después de tomar la decisión fundamental de reconstruir la casa, se formularon los requisitos básicos para el futuro sistema de calefacción;
- Ambos pisos de la casa deben tener calefacción;
- el sistema de calefacción debe funcionar automáticamente para mantener la temperatura establecida incluso cuando no hay personas en la casa;
- el sistema de calefacción debe poder regular por separado la temperatura en el suelo y en diferentes habitaciones;
- la caldera de gas debe tener unas dimensiones mínimas y producir, además de agua caliente para calefacción, agua caliente para las necesidades domésticas;
- El sistema de calefacción debe diseñarse de tal manera que pueda ser instalado y mantenido por una persona que tenga conocimientos básicos de técnicas de plomería.
Todo lo anterior nos llevó a elegir como fuente de calor una caldera mural de doble circuito con quemador cerrado de una reconocida empresa alemana. Viessman. (Modelo “Vitopend 100” con una potencia de 24 kW. La potencia requerida de la caldera se calcula mediante una fórmula simple: WK=1xS/5 kW, donde S=10 m130 es el área total calentada de la casa.)
En calderas de este tipo, los gases de escape se eliminan mediante un ventilador incorporado y, por lo tanto, no es necesario construir una chimenea tradicional e instalar una tubería en el techo.
Para una chimenea coaxial especial, basta con hacer solo un agujero en la pared (foto 1). Además, estas calderas no queman oxígeno en la habitación y no requieren aire frío adicional en la casa.
Después de seleccionar la caldera, comenzamos a determinar la potencia de calefacción requerida y el número de radiadores en cada habitación. EN zona climática de Moscú, para determinar la potencia térmica suficiente para calentar, puede seguir reglas simples:
- en una habitación con una pared exterior y una ventana, 1 kW de potencia térmica es suficiente para calentar 10 mg de espacio habitable;
- si la habitación tiene dos paredes exteriores y una ventana, entonces para calentar 10 mg se necesitan 1 kW;
- Si la habitación tiene dos paredes exteriores y dos ventanas, calentar 10 m2 requiere al menos 1 kW de potencia térmica.
Existen métodos más precisos para calcular la potencia térmica requerida de los radiadores, que utilizan los especialistas, pero para una evaluación independiente estas simples reglas son suficientes. Los resultados de nuestro cálculo se muestran en la Fig. 1, donde para todas las habitaciones se indica lo siguiente: el área, la potencia térmica requerida para calefacción, el número de radiadores y el número de secciones para cada radiador.
Para una chimenea de caldera coaxial especial, basta con hacer un agujero en la pared. t Las baterías de radiador de aluminio anodizado tienen una alta potencia calorífica, poco peso, baja inercia térmica y un diseño elegante. Colector de agua caliente.
Para determinar el número de secciones se tomó el valor de potencia promedio de una sección, igual a aproximadamente 200 W para radiadores de aluminio anodizado (foto 2). Para la cocina y el pasillo, situados en la planta baja y con puertas a la calle, se aumentó el número de tramos de radiadores. Se tomó como número máximo de secciones en un radiador 10, ya que con un mayor número de secciones, debido al aumento de la resistencia hidráulica, la eficiencia del radiador disminuye notablemente.
Después de leer las recomendaciones dadas en diversas fuentes literarias, y teniendo en cuenta el diseño existente de la casa, se decidió elegir una horizontal de dos tubos. diagrama de cableado con circulación forzada de refrigerante. Al mismo tiempo, se decidió equipar el sistema de calefacción con controladores automáticos de temperatura (válvulas termostáticas) instalados en los radiadores. El uso de estos dispositivos no es un homenaje a la moda. Además de garantizar unas condiciones confortables en el local, esto también supone un ahorro importante, que puede llegar al 40%. Decidimos utilizar agua como refrigerante, ya que el fabricante de la caldera seleccionada prohíbe el uso de anticongelante.
Figura 1. Plano del 1º y 2º piso de la casa.
El plano muestra: el área de las habitaciones, la potencia térmica necesaria para calefacción (entre paréntesis), el número de radiadores y el número
secciones para cada radiador.
En la siguiente etapa, se desarrolló un diagrama esquemático del sistema de calefacción de la casa (Fig. 2). Creo que este diagrama necesita alguna aclaración.
El agua caliente de la caldera 1 ingresa al colector de agua caliente 3 (foto 3). Desde el colector, el agua se suministra a través de tres válvulas a los ramales de calefacción izquierdo y derecho del primer piso y a través del tubo ascendente 1 al segundo piso de la casa. El agua de “retorno” enfriada después de los radiadores se recoge en el colector de agua fría 4, desde donde ingresa a la caldera para calentarse. Para drenar el agua del sistema, se proporcionan dos pares de válvulas 2 y un colector de drenaje 13. Para apagar la caldera durante la puesta en servicio y el mantenimiento, el circuito proporciona dos válvulas 12. Cada uno de los radiadores, si es necesario, también se puede desconectar de el sistema mediante válvulas 11 y válvulas 2. Para purgar el aire de los radiadores, se instala un respiradero 8 (válvula Maevsky) en cada uno de ellos.
Figura 2. Esquema hidráulico del sistema de calefacción de una casa individual: 1 caldera de calefacción; 2 válvulas de cierre; Z. Colector de agua caliente; 4 elevadores de agua caliente; 5-ascensor de agua fría (“retorno”); batería de 6 radiadores; Válvula de 7 radiadores con cabezal térmico; Válvula de cierre de 8 radiadores; 9. salida de aire; Bucle “corto” de 10 válvulas de control; colector de 11 drenajes; válvula de 12 drenajes; Colector de 13 circuitos refrigerados.
El sistema se regula mediante válvulas de los colectores caliente 3 y frío 13 y válvula 10 para ajustar el flujo de refrigerante en las ramas principales.
Habiendo descubierto el esquema de calefacción de la casa, comenzamos a seleccionar los componentes: radiadores, tuberías, válvulas de cierre y control.
Como resultado del análisis de las características técnicas de varios tipos de radiadores, nos decidimos por calentadores de aluminio anodizado que, cuando se utilizan en los sistemas de calefacción de casas individuales permiten el pleno aprovechamiento de todas sus cualidades positivas: alta transferencia de calor, bajo peso, baja inercia térmica, facilidad de instalación y diseño elegante (foto 2).
De la variedad de diferentes tuberías de agua para sistemas de calefacción, elegimos las tuberías de metal y plástico. Este tipo de tubería es un tubo de aluminio de paredes delgadas recubierto por dentro y por fuera con plástico. Las tuberías de metal y plástico tienen una muy alta resistencia a la corrosión, no están sujetas a depósitos de sedimentos en la superficie interna y, lo que es muy importante, la instalación de todo el sistema de calefacción se puede realizar con herramientas domésticas económicas sin el uso de equipos profesionales especiales.
Fig. 3. Esquema de tubería de la caldera, organización del suministro de agua al segundo piso de la casa y drenaje del refrigerante del sistema:
1 caldera de gas; 2 colectores de agua caliente; Colector de agua fría de 3; Bucle “corto” de 4 válvulas de control; 5 elevadores de agua caliente; Tubo ascendente de agua fría de 6 (“retorno”); colector de 7 drenajes; B-tubo de drenaje; 9 salidas de aire; 10 radiadores del 1er piso; 11 radiadores 2do piso.
Después de seleccionar los elementos principales del sistema de calefacción: caldera, baterías de radiadores, tuberías, comencé a vincular el diagrama del circuito presentado en la Fig. 2 a habitaciones específicas. En mi opinión, esto es necesario porque un diseño detallado le permite ahorrar significativamente tiempo y dinero al determinar con precisión la cantidad de tuberías y toda la lista necesaria de válvulas de cierre y control. Además, el diseño detallado permite una óptima instalar una tubería de agua caliente y "retorno" de ramas individuales en las instalaciones, asegurando la pendiente necesaria de las tuberías de drenaje de agua al vaciar el sistema de calefacción.
En el marco del artículo, resultó bastante difícil proporcionar un dibujo detallado de todo el sistema, por lo que nos limitamos a ilustrar su parte más importante, a saber, un dibujo de un fragmento de la tubería de la caldera, organizando el suministro de agua. al 2do piso de la casa y drenando el refrigerante del sistema (Fig. 3 y Foto 4).
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Debo señalar que mientras trabajaba en la organización del drenaje del refrigerante del sistema, encontré problemas, para resolverlos tuve que cambiar y complicar el esquema original de las tuberías del radiador y hacer algunos cambios en el diseño de las tuberías. Según el diagrama refinado (ver Fig. 3), el refrigerante de las baterías principales y del radiador "calientes" 10 se drena a través del "retorno", y desde la caldera a través de los colectores de agua caliente 2 y fría 3 pasa a través de tuberías hacia abajo. a través del piso y el techo del primer piso (foto 5) hacia el colector colector 7, desde donde se descarga a través del tubo 8 a la calle fuera de la casa.
Al elaborar dibujos para el diseño del sistema de calefacción, también se tuvieron en cuenta los requisitos para la instalación de baterías de radiadores y sus tuberías. Estos requisitos son bastante simples, pero obligatorios:
- los radiadores se instalan estrictamente debajo de las ventanas de modo que el centro del dispositivo de calefacción coincida con el centro de la ventana (desviación permitida: no más de 20 mm);
- los dispositivos de calefacción se instalan de tal manera que sus "nervaduras" estén ubicadas estrictamente verticalmente;
- en cada habitación individual, los radiadores deben ubicarse al mismo nivel (horizontalmente);
- la distancia desde el suelo hasta la parte inferior del dispositivo es de al menos 60 mm, la distancia entre la parte superior del dispositivo y el alféizar de la ventana es de al menos 100 mm, y la distancia entre la pared trasera del radiador y la pared del casa es de al menos 30 mm.
Teniendo en cuenta todos los requisitos para la instalación de baterías de radiadores, las condiciones que garantizan el drenaje del refrigerante del sistema y los requisitos para la instalación de termostatos, se desarrolló un diseño de tuberías de radiadores. La Fig. 4 y la foto 2 muestran un radiador lineal, y la Fig. 5 muestra un radiador final con válvulas de cierre y control. La lista de todos los elementos de la tubería de la batería del radiador se resume en la tabla. Las boquillas del radiador, las juntas, los tapones y la válvula Mayevsky generalmente se incluyen en el kit del radiador, pero también se pueden comprar como un juego por separado.
Instalamos el sistema de calefacción de la siguiente manera. “Despegamos” con un nivel láser las líneas correspondientes a las líneas axiales de los tubos principal y de “retorno” caliente, asegurando una pendiente hacia la caldera igual a 0. Marcamos e instalamos soportes en la pared para colgar las baterías de los radiadores. . Moviendo los soportes en las clavijas, establecemos la distancia requerida desde la pared al plano de los radiadores (ver Fig. 0020 y Fig. 004).
Después de colgar las baterías en su lugar, comenzamos a ensamblar. válvulas de cierre y control. Lo realizaron en condiciones confortables, sobre una mesa de trabajo, utilizando hilos de lino y pasta selladora (foto 18). El montaje se puede realizar con otros materiales: cinta FUM, por ejemplo, o hilo Tangit UNI-LOCK, pero los profesionales prefieren el viejo "lino" junto con la pasta selladora. También decidimos no desviarnos de este método probado en el tiempo.
El fragmento central del sistema de calefacción: tuberías de caldera, tuberías de suministro de agua al segundo piso de la casa y drenaje del refrigerante del sistema.
Válvula de drenaje. Válvula de radiador con cabezal térmico. Válvula de cierre del radiador.
Después de ensamblar las válvulas de cierre y control de los 13 radiadores, las instalamos en su lugar y comenzamos a trabajar en las tuberías. La longitud de los tubos se determinó localmente y se cortó con una cortadora de rodillos económica. Después del corte, se calibró el extremo del tubo con una herramienta especial. (La foto 19 muestra un cortador de rodillo y un calibrador). Si era necesario girar 90 ″, el tubo se doblaba insertando en su interior un conductor especial (foto 20), que es un resorte que se estrecha hacia los extremos. Garantiza una sección transversal constante del tubo en el codo y protege este último contra “roturas”.
Fig.4. Esquema de instalación y cableado de radiadores lineales: 1 - batería del radiador; 2 géneros; Alféizar de 3 ventanas; Línea de agua caliente de 4; 5-“regreso”; Válvula de radiador de 6 ángulos; 7-cabeza térmica; válvula de cierre de 8 ángulos; 9-te; 10 clips.
Fig.5. Esquema de instalación y cableado de radiadores finales: batería de 1 radiador; 2 pisos, alféizar de 3 ventanas; 4 autopistas
agua caliente; 5. “regreso”; 6. válvula de radiador de esquina; 7-cabeza térmica; válvula de cierre de 8 ángulos; 9 esquinas; 10 clips.
Después de completar el trabajo de instalación, llenamos el sistema con agua y realizamos una prueba de presión, creando una presión en el sistema de un poco menos de 3 atm (es imposible aumentar la presión más, ya que a una presión mayor que esa, el se activa la válvula de seguridad de la caldera). El sistema se llenó y presurizó mediante una bomba "Malysh" que se introdujo en el pozo y se conectó mediante una manguera flexible a la tubería de drenaje. Disponibilidad en el sistema colector de frío y calor hizo posible llenar y prensar una por una sus ramas individuales, lo cual es muy conveniente. Al llenar el sistema con agua, no se debe olvidar purgar el aire de los radiadores mediante grifos Mayevsky. Los grifos Mayevsky también deben abrirse al vaciar el sistema.
Válvula de radiador en ángulo. Válvula de cierre en ángulo. Cabezal térmico CE. Tee. E9 Heterosexual “americano”. N rincón "americano". Niples y juntas de radiador. Tee y Mayevsky tocan. Soporte de montaje del radiador con taco. Coronilla.
Para ensamblar conexiones de tuberías roscadas, los profesionales prefieren el viejo "lino" junto con pasta selladora (de montaje). Cortador de rodillos y calibrador especial. Conductor de flexión para tubos de metal y plástico. Instalación de ventilación de aire. Instalación de un colector caliente.
Debo decir que al revisar las conexiones se revelaron 5 fugas, las cuales estuvieron asociadas con un apriete excesivo y destrucción de las juntas de las tetinas de los kits del radiador. Las conexiones a remolque” y con la ayuda de los “americanos” demostraron ser excelentes. No se detectó ni una sola fuga en las conexiones de las pinzas con tubos de metal y plástico.
El agua para llenar el sistema de calefacción se tomó del agua de lluvia y, además, se pasó a través de una jarra filtrante doméstica universal. Para proteger nuestro sistema de calefacción del congelamiento y la destrucción, equipamos nuestra casa con un sistema de notificación automática sobre una caída crítica de temperatura. Se ensambla a partir del dispositivo VM8038 del conjunto “Master KIT”, un teléfono móvil antiguo y sensores de temperatura bimetálicos simples.
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LISTA DE ELEMENTOS CANSADORES DE LA BATERÍA DEL RADIADOR
Nombre de las partes |
Tipo de radiador Lineal |
Finito |
Foto no. |
Nota |
Válvula de radiador en ángulo |
1 |
1 |
8. |
|
Válvula de cierre en ángulo |
1 |
1 |
9 |
|
Cabeza térmica |
1 |
1 |
10 |
|
Tee |
2 |
1 |
11 |
3/4″-20-3/4” |
Area |
– |
1 |
|
3/4 ″ -20 |
Heterosexual "americano"* |
2 |
2 |
12 |
|
Rincón “americano”* |
1 |
2 |
13 |
|
Boquilla del radiador |
4 |
4 |
14 |
|
junta de pezón |
4 |
4 |
14 |
|
grúa maievski |
1 |
1 |
15 ** |
|
Tapa |
1 |
1 |
|
|
soporte de montaje |
4 |
4 |
16 |
|
Coronilla |
– |
1 |
17 |
3 / 4-20 |
* “Americano”: para abreviar, así se llama en la jerga del plomero una conexión roscada de tuberías mediante una tuerca de unión.
**La foto 15 muestra una grúa Mayevsky con una T para conectar el punto más alto de la tubería.
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SISTEMA DE CALEFACCIÓN PARA CASA DE BRICOLAJE - VIDEO
© Autor: Igor SHISHKIN, Moscú
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