Come calcolare la portata di un impianto di riscaldamento

Un sistema di riscaldamento correttamente installato e regolato garantisce il massimo comfort in un'abitazione privata. La qualità del suo funzionamento non dipende solo dall'accuratezza della progettazione del cablaggio e della scelta delle apparecchiature. Molto dipende anche dalla correttezza dei calcoli preliminari, come ad esempio il volume e la portata del refrigerante nell'impianto di riscaldamento. Se tutto è stato calcolato con precisione, i risultati potranno essere utilizzati in futuro, ad esempio per la modernizzazione delle comunicazioni ingegneristiche. Come calcolare la portata del refrigerante e calcolare il volume necessario di antigelo da versare nelle tubature, in base a quali formule è necessario effettuare il calcolo - lo scoprirete nel nostro articolo.

Definizioni di base

La portata calcolata del refrigerante è necessaria per sapere a quale velocità il fluido di lavoro deve circolare nelle tubazioni e nei radiatori di riscaldamento. Ciò consente di scegliere una pompa di circolazione con caratteristiche di rendimento ottimali. Se la pompa è sottopotenziata, gli ambienti non si riscalderanno correttamente; se la pompa è sovrapotenziata, il consumo energetico aumenterà.

Per evitare che ciò accada, è necessario un calcolo preliminare della portata del refrigerante in funzione del carico termico. A tal fine, si determina la differenza tra la temperatura del fluido all'ingresso del sistema di riscaldamento e quella all'uscita del sistema di riscaldamento. Il valore sarà necessario per i calcoli successivi.

Qual è la portata del mezzo di trasferimento del calore in funzione del carico termico?

È la quantità di massa, misurata in kg/s (chilogrammi al secondo), necessaria per trasferire la quantità di calore richiesta nell'ambiente. Il calcolo si effettua dividendo la richiesta di calore in watt per la potenza termica del mezzo in J/kg.

Se non sono richiesti risultati molto precisi, è possibile utilizzare una formula approssimativa per la portata del fluido.

Per il calcolo, si ipotizza che siano necessari 15 litri di fluido termico per trasferire 1 kW di calore.

Ad esempio, se nell'edificio è installata una caldaia da 10 kW, saranno necessari circa 150 litri di prodotto per il suo corretto funzionamento.

Qual è il carico termico

Il carico termico è un parametro definito come una differenza di temperatura (differenza di temperatura) tra due punti: all'ingresso del sistema di riscaldamento (rete diretta) e all'uscita da esso (ritorno). Se è possibile utilizzare la portata massica approssimativa del mezzo di riscaldamento, spesso lo si fa senza misurazioni. A questo scopo, si considera un valore medio di 15-20 °C per un sistema di riscaldamento autonomo standard.

Dopo aver ottenuto i dati preliminari, passare ai calcoli principali.

Calcolo del volume di refrigerante per sistemi autonomi

Negli edifici residenziali a più piani, la distribuzione del calore avviene secondo progetti standard e non è necessario calcolare nulla. Nelle case private, il calcolo della portata del refrigerante e della quantità necessaria per il versamento viene effettuato individualmente.

Nota bene: il calcolo di questi parametri deve essere effettuato dopo lo sviluppo del progetto di distribuzione del riscaldamento, conoscendo le dimensioni, il tipo e le caratteristiche di tutti i componenti - tubi, batterie, caldaia di riscaldamento, ecc.

Vengono eseguiti i calcoli delle seguenti caratteristiche.

La potenza della caldaia di riscaldamento

La scelta va fatta in base alla disposizione, alla superficie totale dei locali e al pavimento della casa. Se la caldaia sarà meno potente, gli ambienti saranno scarsamente riscaldati. Con una potenza eccessiva aumenteranno i costi energetici improduttivi.

I professionisti utilizzano formule ingegneristiche per un calcolo accurato. Se non è indispensabile un'elevata precisione, è possibile calcolare la potenza in base al rapporto approssimativo: 10 m² = 1 kW.

Così, per una casa con una superficie totale di 250 m² sarà necessario un modello di caldaia per 25 kW.

Si consiglia di aumentare questo risultato di 10-15% per evitare problemi di sovraccarichi termici improvvisi. Il calcolo finale mostra che avrà bisogno di una caldaia da 27,5-28,75 kW. Dalla gamma di modelli disponibili, scegliere il valore maggiore più vicino. Questo calcolo è adatto a case con stanze di altezza normale (fino a 3 metri) e situate in luoghi con condizioni climatiche moderate.

Se la casa si trova in una regione calda o fredda e/o ha soffitti più alti, vengono introdotti dei fattori di correzione. È anche possibile utilizzare tabelle speciali in cui la potenza termica viene specificata tenendo conto del tipo di edificio e del volume totale. Per calcolare quest'ultimo, la superficie totale del pavimento deve essere moltiplicata per l'altezza del soffitto.

Se l'altezza è diversa per le varie stanze, il calcolo viene effettuato separatamente e i risultati vengono sommati.

Calcolo del volume del mezzo di riscaldamento

Questo è necessario per sapere quanta acqua o antigelo sarà necessaria per riempire il sistema. Il volume totale viene calcolato con la formula

V di _refrigerante = V di _caldaia + V di _radiatori + V di _tubi

Per calcolare l'importo totale, è necessario effettuare il calcolo di ogni componente.

• Caldaia di riscaldamento. Tutte le sue caratteristiche, compreso il volume, sono indicate nella documentazione tecnica di ciascun modello. Il calcolo non è necessario. Per le caldaie a pavimento, è di 25 litri o più, per le caldaie murali - circa 3-7 litri.
• Batterie. Il loro volume dipende dalla portata del liquido di raffreddamento attraverso il radiatore. I dati sono indicati anche nella documentazione tecnica. In caso di perdita, il volume della batteria viene calcolato in base alla capacità approssimativa di una sezione separata. Per la ghisa, l'alluminio e il bimetallico il volume è rispettivamente di circa 1,5, 0,4 e 0,3 litri. Per una batteria a dieci sezioni il volume sarà di 15, 4 e 3 litri.
• Tubi. Il loro volume e la portata del refrigerante dipendono dal diametro interno. Per il calcolo si utilizzano tabelle di riferimento. Esse indicano il volume di un metro lineare per ogni dimensione. Se nell'impianto di riscaldamento sono installati tubi di diametro diverso, il calcolo viene effettuato separatamente e i risultati vengono sommati.

Volume del vaso di espansione

Poiché tutti i refrigeranti si espandono quando vengono riscaldati, la portata del refrigerante caldo sarà leggermente superiore a quella del refrigerante freddo e la pressione nel sistema di riscaldamento aumenterà. Per compensare questo fenomeno, vengono installati dei serbatoi di espansione. Il loro volume viene calcolato in base alla formula:

V = (_VS x E)/d

Dove:

• _VS - volume totale dell'impianto di riscaldamento;
• E - coefficiente di espansione termica;
• d - coefficiente di efficienza.

Per l'acqua si assume un coefficiente di espansione pari a 4%, per il Thermagent pari a 4,4%. Il valore standard di d per le abitazioni private è pari a 0,57 (in base alla pressione massima di esercizio di 2,5 bar e al caricamento del serbatoio a 0,5 bar).

Riempimento del fluido termovettore nei tubi

Dopo aver effettuato tutti i calcoli necessari, si può procedere al riempimento dell'impianto di riscaldamento. Il corretto riempimento del circuito prevede l'esecuzione consecutiva di diverse fasi.

№ 1. Prova di pressione

Questa procedura viene eseguita per verificare la tenuta dell'impianto di riscaldamento. A tale scopo, vengono installati due manometri nel circuito. Il punto superiore si trova sul vaso di espansione in un sistema aperto o sul radiatore del piano superiore in un sistema chiuso. Il punto inferiore si trova sulla linea di ritorno della caldaia di riscaldamento. Se la casa ha un solo piano, il punto superiore è installato sulla linea principale di alimentazione. Sui radiatori più lontani dalla caldaia vengono montati anche dei manometri. Prima di iniziare i lavori, devono indicare 0,3-0,4 atmosfere.

Opressovka consente di verificare se il calcolo dell'impianto, il suo cablaggio e l'installazione sono stati eseguiti correttamente. Il lavoro viene svolto in questa sequenza:

1. un tubo della pompa di pressione è collegato all'impianto di riscaldamento attraverso un rubinetto di scarico o un altro punto;
2. se la prova di pressione viene eseguita in un sistema aperto, è necessario chiudere preventivamente la valvola del vaso di espansione;
3. la pompa si accende e inizia a pompare l'acqua nelle tubazioni di riscaldamento dal serbatoio di prova della pressione;
4. Il pompaggio viene effettuato finché la pressione nei tubi non raggiunge il livello di lavoro di 0,7-1,5 atm;
5. dopo aver ispezionato con cura tutti i collegamenti: giunti dei tubi, raccordi del radiatore, guarnizioni, ecc..;
6. in parallelo, aprire le valvole Maevsky sui radiatori per eliminare l'aria intrappolata nel liquido di raffreddamento;
7. poi aumentare la pressione di un quarto o della metà della pressione nominale, mantenere per 30 minuti per i tubi in polimero, 10 minuti - per i tubi in metallo;
8. ispezionare nuovamente i giunti e registrare la pressione.

Se i calcoli di pressione mostrano che la pressione è diminuita di non più di 0,1-0,2 atm, il sistema è considerato a prova di perdite.

№ 2. Risciacquo

Dopo la prova di pressione, l'impianto deve essere preparato per il riscaldamento - lavato con acqua o con una soluzione speciale con additivi. Il liquido di lavaggio versato nel serbatoio viene pompato da una pompa e immesso attraverso un tubo flessibile nei tubi di riscaldamento tramite un raccordo speciale o un altro punto di pompaggio conveniente. In un sistema aperto, l'acqua o la soluzione possono essere fornite attraverso un serbatoio di espansione. Il lavaggio viene eseguito fino a quando il liquido che esce dal foro di scarico è pulito, privo di detriti e particelle di sporco. Al termine del lavoro, la soluzione di lavaggio viene completamente rimossa dal sistema.

№ 3. Riempimento

Dopo i calcoli, la prova di pressione e il lavaggio, il sistema viene riempito con un mezzo di riscaldamento opportunamente selezionato. La procedura di riempimento sarà diversa per i circuiti aperti e chiusi. Prima del riempimento, il refrigerante viene adeguatamente preparato: l'acqua viene addolcita e l'antigelo concentrato viene diluito nella proporzione specificata. Alcuni refrigeranti, come Thermagent ECO, sono disponibili già pronti per il riempimento.

Come riempire un sistema chiuso

Il refrigerante viene pompato nei tubi da una pompa attraverso un tubo flessibile collegato al raccordo di reintegro. Per il corretto pompaggio saranno necessari due operatori: uno monitorerà e controllerà l'apparecchiatura, il secondo - per spurgare l'aria dai radiatori attraverso le valvole Maevsky. Ciò consentirà di rimuovere tempestivamente gli ingorghi d'aria formatisi nel sistema. Il riempimento avviene in più fasi.

Primo. Prima di iniziare il lavoro, il circuito di riscaldamento viene preparato per il riempimento. Chiudere i rubinetti Maevsky e quelli installati sulla caldaia di riscaldamento (taglio). Aprire tutte le altre valvole di intercettazione e la valvola del vaso di espansione.

Secondo. Per controllare la pressione nel sistema, installare un manometro. L'addetto al controllo della pompa monitora la pressione. Quando il manometro indica 1,4-1,5 bar, l'assistente inizia a spurgare l'aria dai radiatori, partendo dal più basso e arrivando al più alto. Quando la pressione scende leggermente, l'operaio principale pompa il refrigerante nei tubi. Si assicura che il manometro indichi almeno 1,0 bar. Dopo che tutta l'aria è stata espulsa, il refrigerante viene pompato fino a 1,5 bar. Quando si raggiunge questo valore, si aprono i rubinetti della caldaia di riscaldamento: prima il rubinetto di ritorno, poi il rubinetto diretto. Quindi eseguire nuovamente il pompaggio, portando la pressione al livello di funzionamento calcolato.

Terzo. Al termine del riempimento del refrigerante e del riempimento completo dei radiatori, la pompa di circolazione rilascia l'aria accumulata. Per verificare la correttezza del pompaggio si effettua una prova di riscaldamento. Per fare questo:

• la caldaia e la pompa di circolazione sono accese;
• i tubi vengono riscaldati con il refrigerante;
• su ogni radiatore aprono i cazzi Maevsky;
• controllare che l'aria sia completamente uscita e richiudere.

Se il calcolo della portata del refrigerante e l'avvio del sistema sono stati eseguiti correttamente e non ci sono perdite, la pressione raggiunge il livello di lavoro (non più di 1,8 bar) e si stabilizza.

Come riempire un sistema aperto

A differenza dei circuiti chiusi, dove è consentito l'uso di antigelo a base di glicole etilenico, nei circuiti aperti è possibile utilizzare solo il refrigerante sicuro "Thermagent ECO" a base di glicole propilenico. Ciò è dovuto al fatto che in questo tipo di riscaldamento il fluido di lavoro è a contatto con l'aria. Come nel caso precedente, per il lavoro saranno necessarie due persone.

Caratteristiche del versamento in un sistema aperto

Il più delle volte il riempimento viene effettuato direttamente attraverso il vaso di espansione, dal quale viene rimosso il coperchio. Su tutti i radiatori vengono preliminarmente aperti i rubinetti Maevsky. Uno degli addetti versa il refrigerante nel serbatoio di espansione, il secondo controlla i radiatori. Non appena l'aria è completamente fuori e l'acqua o l'antigelo iniziano a fluire dai rubinetti, questi vengono chiusi. Il liquido refrigerante viene versato in modo che il suo livello sia circa la metà dell'altezza del serbatoio. In questo modo si garantisce il necessario reintegro della portata del fluido nei tubi di riscaldamento. Il riempimento può essere effettuato anche attraverso il raccordo di reintegro. In questo caso, è necessaria una pompa. Le valvole Mayevsky vengono chiuse nello stesso ordine: dalla più bassa alla più alta.

A cosa prestare attenzione. Prima di iniziare i lavori, chiudere tutte le valvole di arresto e di controllo, con l'aspettativa che dopo il versamento l'impianto venga avviato e riscaldato. Quindi i rubinetti Maevsky vengono riaperti per rilasciare l'aria. Se la portata del refrigerante aumenta e il suo livello nel serbatoio diminuisce, si procede a un nuovo riempimento.

Quale liquido di raffreddamento scegliere

Il mezzo di lavoro ottimale per i sistemi di riscaldamento aperti e chiusi può essere considerato il prodotto Thermagent, realizzato con la moderna tecnologia dei metalli OAT (Organic Acid Technology). Il pacchetto di additivi carbossilati agisce in modo selettivo, formando una sottile pellicola protettiva solo sul centro di corrosione. Grazie a ciò, il loro consumo è ridotto al minimo.

I calcoli dimostrano che gli agenti termici possono essere utilizzati con successo negli impianti di riscaldamento per 10 anni senza richiedere il drenaggio e la sostituzione. Altri vantaggi sono:

• nessuna formazione di schiuma durante la circolazione;
• bassa viscosità a basse temperature;
• proprietà stabili alle fluttuazioni di temperatura.

I termostati sono universali, possono essere utilizzati sia per il riscaldamento di abitazioni private che di grandi impianti industriali.