Cómo calcular el caudal de un sistema de calefacción

Un sistema de calefacción correctamente instalado y ajustado proporciona el máximo confort en una vivienda particular. La calidad de su funcionamiento no sólo depende de la precisión con que se diseñe el cableado y se seleccionen los equipos. Mucho depende de que los cálculos preliminares sean correctos, por ejemplo, el volumen y el caudal de refrigerante del sistema de calefacción. Si todo se calcula con precisión, los resultados podrán utilizarse en el futuro, por ejemplo, en la modernización de las comunicaciones de ingeniería. Cómo calcular el caudal de refrigerante y calcular el volumen requerido de anticongelante para verter en las tuberías, de acuerdo con lo que las fórmulas que necesita para hacer el cálculo - usted aprenderá acerca de esto a continuación de nuestro artículo.

Definiciones básicas

El caudal calculado del refrigerante es necesario para saber a qué velocidad debe circular el fluido de trabajo por las tuberías y radiadores de calefacción. Esto permite seleccionar una bomba de circulación con características de rendimiento óptimas. Si la bomba tiene poca potencia, las habitaciones no se calentarán correctamente, si la bomba tiene demasiada potencia, aumentará el consumo de energía.

Para evitar que esto ocurra, es necesario realizar un cálculo previo del caudal de refrigerante en función de la carga térmica. Para ello, se determina la diferencia entre la temperatura del medio a la entrada y a la salida del sistema de calefacción. Este valor será necesario para los cálculos posteriores.

¿Cuál es el caudal del fluido caloportador en función de la carga térmica?

Es la cantidad de masa, medida en kg/s (kilogramos por segundo), necesaria para transferir la cantidad de calor requerida a la habitación. El cálculo se realiza dividiendo la demanda de calor en vatios por la potencia calorífica del medio en J/kg.

Si no se requieren resultados muy precisos, puede utilizarse una fórmula aproximada para el caudal de fluido.

Para el cálculo, se supone que se necesitan 15 litros de fluido térmico para transferir 1 kW de calor.

Por ejemplo, si se instala en el edificio una caldera de calefacción de 10 kW, se necesitarán aproximadamente 150 litros de medio para su correcto funcionamiento.

Cuál es la carga térmica

La carga térmica es un parámetro que se define como una diferencia de temperatura (diferencia de temperatura) entre dos puntos: a la entrada del sistema de calefacción (red directa) y a la salida del mismo (retorno). Si se puede utilizar el caudal másico aproximado del medio de calefacción, a menudo se hace sin mediciones. Para ello, se toma un valor medio de 15-20 °C para un sistema de calefacción autónomo estándar.

Tras obtener los datos preliminares, pasa a los cálculos principales.

Cálculo del volumen de refrigerante para sistemas autónomos

En los edificios residenciales de varias plantas, la distribución del calor se realiza según diseños estándar y no es necesario calcular nada. En las viviendas particulares, el cálculo del caudal de refrigerante y su cantidad necesaria para el vertido se realiza individualmente.

Tenga en cuenta: calcular estos parámetros deben ser después de que el proyecto se desarrolla la distribución de calefacción, tamaño conocido, tipo y características de todos los componentes - tuberías, baterías, caldera de calefacción, etc.

Se realizan los cálculos de las siguientes características.

La potencia de la caldera de calefacción

Se selecciona en función de la distribución, la superficie total de los locales y la planta de la casa. Si la caldera será menos potente, las habitaciones se calentarán mal. Con demasiada potencia aumentará los costos de energía improductivos.

Los profesionales utilizan fórmulas de ingeniería para realizar cálculos precisos. Si no es esencial una gran precisión, puedes calcular la potencia basándote en la relación aproximada: 10 m² = 1 kW.

Así, para una casa con una superficie total de 250 m² necesitará un modelo de caldera para 25 kW.

Se recomienda aumentar este resultado en 10-15% para evitar problemas de sobrecargas térmicas repentinas. El cálculo final muestra que necesitará una caldera de 27,5-28,75 kW. De la gama de modelos disponibles, elija el valor mayor más próximo. Este cálculo es adecuado para viviendas con habitaciones de altura normal (hasta 3 metros) y situadas en lugares con condiciones climáticas moderadas.

Si la casa está situada en una región cálida o fría y/o tiene techos más altos, se introducen factores de corrección. También es posible utilizar tablas especiales en las que se especifica la potencia calorífica teniendo en cuenta el tipo de edificio y el volumen total. Para calcular este último, hay que multiplicar la superficie total del suelo por la altura del techo.

Si la altura es diferente para distintas habitaciones, el cálculo se hace por separado y se suman los resultados.

Cálculo del volumen del medio calefactor

Esto es necesario para saber cuánta agua o anticongelante se necesitará para llenar el sistema. El volumen total se calcula mediante la fórmula:

V de _refrigerante = V de _caldera + V de _radiadores + V de _tubos

Para calcular el importe total, debe efectuarse el cálculo de cada componente.

• Caldera de calefacción. Todas sus características, incluido el volumen, se indican en la documentación técnica de cada modelo. El cálculo no es necesario. Para calderas de suelo es de 25 litros o más, para calderas murales - alrededor de 3-7 litros.
• Pilas. De su volumen depende el caudal de refrigerante que circula por el radiador. Los datos también se indican en la documentación técnica. Si se pierde, el volumen de la batería se calcula a partir de la capacidad aproximada de una sección separada. Para hierro fundido, aluminio y volumen bimetálico es de aproximadamente 1,5, 0,4 y 0,3 litros, respectivamente. Para una batería de diez secciones será de 15, 4 y 3 litros.
• Tuberías. Su volumen y el caudal del refrigerante dependen del diámetro interior. Para el cálculo se utilizan tablas de referencia. En ellas se indica el volumen de un metro lineal para cada tamaño. Si en el sistema de calefacción se instalan tuberías de diferentes diámetros, el cálculo se realiza por separado y se suman los resultados.

Volumen del depósito de expansión

Dado que todos los refrigerantes se dilatan al calentarse, el caudal de refrigerante caliente será ligeramente superior al de refrigerante frío, y la presión en el sistema de calefacción aumentará. Para compensar este fenómeno, se instalan depósitos de expansión. Su volumen se calcula según la fórmula

V = (_VS x E)/d

Dónde:

• _VS - volumen total del sistema de calefacción;
• E - coeficiente de dilatación térmica;
• d - coeficiente de eficacia.

Para el agua, se supone que el coeficiente de dilatación es de 4%, y para Thermagent, de 4,4%. El valor estándar de d para casas particulares se toma como 0,57 (basado en la presión máxima de trabajo de 2,5 bar y la carga del depósito a 0,5 bar).

Llenado de las tuberías con el fluido caloportador

Una vez realizados todos los cálculos necesarios, se puede proceder al llenado del sistema de calefacción. El llenado correcto del circuito implica el cumplimiento consecutivo de varios pasos.

№ 1. Prueba de presión

Este procedimiento se lleva a cabo para comprobar la estanqueidad del sistema de calefacción. Para ello, se instalan dos manómetros en el circuito. El punto superior se encuentra en el depósito de expansión en un sistema abierto o en el radiador del piso superior en un sistema cerrado. El inferior, en el conducto de retorno de la caldera de calefacción. Si la casa tiene una sola planta, el punto superior se instala en la tubería principal de suministro. En los radiadores más alejados de la caldera también se montan manómetros. Antes de empezar a trabajar, deben indicar 0,3-0,4 atmósferas.

Opressovka permite comprobar si el cálculo del sistema, su cableado y su instalación se han realizado correctamente. El trabajo se lleva a cabo en esta secuencia:

1. una manguera de la bomba de presión se conecta al sistema de calefacción a través de un grifo de vaciado u otro punto;
2. si la prueba de presión se realiza en un sistema abierto, es necesario cerrar previamente la válvula del depósito de expansión;
3. la bomba se pone en marcha y comienza a bombear agua a las tuberías de calefacción desde el depósito del comprobador de presión;
4. El bombeo se lleva a cabo hasta que la presión en las tuberías alcanza el nivel de trabajo de 0,7-1,5 atm;
5. después se inspeccionan cuidadosamente todas las conexiones: juntas de tuberías, racores del radiador, juntas, etc;
6. en paralelo, abra las válvulas Maevsky de los radiadores para purgar el aire atrapado con el refrigerante;
7. a continuación, aumentar la presión en un cuarto o la mitad de la presión nominal, mantener durante 30 minutos para tuberías de polímero, 10 minutos - para tuberías de metal;
8. vuelva a inspeccionar las juntas y registre la presión.

Si los cálculos de presión muestran que la presión no ha disminuido más de 0,1-0,2 atm, se considera que el sistema es estanco.

№ 2. Descarga

Tras la prueba de presión, el sistema debe prepararse para la calefacción: se lava con agua o con una solución especial con aditivos. El líquido de lavado vertido en el depósito se bombea mediante una bomba y se introduce a través de una manguera en las tuberías de calefacción a través de un accesorio especial u otro punto de bombeo conveniente. En un sistema abierto, el agua o la solución pueden suministrarse a través de un depósito de expansión. El lavado se lleva a cabo hasta que el líquido que sale por el orificio de drenaje está limpio, es decir, libre de residuos y partículas de suciedad. Una vez finalizado el trabajo, la solución de lavado se elimina completamente del sistema.

№ 3. Relleno

Tras los cálculos, la prueba de presión y el lavado, el sistema se llena con un medio calefactor adecuadamente seleccionado. El procedimiento de llenado será diferente para los circuitos abiertos y cerrados. Antes del llenado, el refrigerante se prepara adecuadamente: el agua se ablanda y el anticongelante concentrado se diluye en la proporción especificada. Algunos refrigerantes, como Thermagent ECO, están disponibles listos para el llenado.

Cómo llenar un sistema cerrado

El refrigerante se bombea a las tuberías mediante una bomba a través de una manguera conectada a la conexión de reposición. Se necesitarán dos trabajadores para el bombeo correcto: uno supervisará y controlará el equipo, el segundo - para purgar el aire de los radiadores a través de las válvulas Maevsky. Esto permitirá eliminar a tiempo los atascos de aire formados en el sistema. El llenado se realiza en varias etapas.

En primer lugar. Antes de empezar a trabajar, se prepara el circuito de calefacción para el llenado. Cierre los grifos Maevsky y los instalados en la caldera de calefacción (corte). Abrir todas las demás válvulas de cierre y la válvula del depósito de expansión.

Segundo. Para controlar la presión del sistema, instale un manómetro. El empleado que controla la bomba, vigila la presión. Cuando el manómetro indica 1,4-1,5 bar, el ayudante empieza a purgar el aire de los radiadores, empezando por los más bajos y avanzando hacia los superiores. Cuando la presión baja ligeramente, el operario principal bombea el refrigerante a las tuberías. Se asegura de que el manómetro indique al menos 1,0 bar. Una vez que se ha purgado todo el aire, se bombea el refrigerante hasta 1,5 bar. Cuando se alcance este valor, abre los grifos de la caldera de calefacción: primero el grifo de retorno y luego el grifo directo. A continuación, realice de nuevo el bombeo, llevando la presión al nivel de funcionamiento calculado.

Tercera. Al final del llenado del refrigerante y el llenado completo de los radiadores de la bomba de circulación para liberar el aire acumulado allí. Para comprobar la exactitud de bombeo se lleva a cabo la prueba de funcionamiento de la calefacción. Para ello:

• la caldera y la bomba de circulación están encendidas;
• los tubos se calientan con refrigerante;
• en cada radiador abren las pollas Maevsky;
• compruebe si el aire ha salido completamente de ellos y vuelva a cerrarlos.

Si el cálculo del caudal de refrigerante y el arranque del sistema se han realizado correctamente y no hay fugas, la presión alcanza el nivel de trabajo (no más de 1,8 bar) y se estabiliza.

Cómo llenar un sistema abierto

A diferencia de los circuitos cerrados, en los que está permitido el uso de anticongelantes a base de etilenglicol, en los circuitos abiertos sólo puede utilizarse el refrigerante seguro "Thermagent ECO" a base de propilenglicol. Esto se debe al hecho de que en dicho calentamiento el fluido de trabajo está en contacto con el aire. Como en el caso anterior, se necesitarán dos personas para el trabajo.

Características del vertido en un sistema abierto

Lo más frecuente es que el llenado se realice directamente a través del depósito de expansión, del que se retira la tapa. En todos los radiadores se abren previamente los grifos Maevsky. Uno de los trabajadores vierte el refrigerante en el depósito de expansión, el segundo supervisa los radiadores. En cuanto sale todo el aire y empieza a salir agua o anticongelante por los grifos, se cierran. El refrigerante se vierte de forma que su nivel se sitúe aproximadamente a la mitad de la altura del depósito. Esto asegurará la reposición necesaria del caudal de líquido en las tuberías de calefacción. El llenado también puede realizarse a través de la conexión de reposición. En este caso, necesitará una bomba. Válvulas Mayevsky se cierran en el mismo orden: de menor a mayor.

A qué hay que prestar atención. Antes de empezar a trabajar, cierre todas las válvulas de cierre y de control con la expectativa de que después de verter el sistema se pondrá en marcha y se calentará. Entonces se abren de nuevo los grifos Maevsky para liberar el aire. Si el caudal del refrigerante aumenta y su nivel en el depósito disminuye, se rellena de nuevo.

Qué refrigerante elegir

El medio de trabajo óptimo tanto para sistemas de calefacción abiertos como cerrados pueden considerarse los productos Thermagent fabricados con la moderna tecnología de metales OAT (Organic Acid Technology). El paquete de aditivos de carboxilato actúa selectivamente, formando una fina película protectora sólo en el centro de corrosión. Gracias a ello, su consumo se reduce al mínimo.

Los cálculos muestran que los agentes térmicos pueden utilizarse con éxito en sistemas de calefacción durante 10 años sin necesidad de drenaje y sustitución. Otras ventajas son:

• sin formación de espuma durante la circulación;
• baja viscosidad a bajas temperaturas;
• propiedades estables a las fluctuaciones de temperatura.

Los termagentes son universales, pueden utilizarse tanto en la calefacción de viviendas particulares como de grandes instalaciones industriales.