Nota sulla sicurezza: Questo è un testo educativo archiviato da 2018. anno e non un progetto o istruzioni per l’installazione indipendente dell’impianto di riscaldamento. Il calcolo, la selezione delle apparecchiature, l’installazione, il collaudo e la messa in servizio devono essere affidati a progettisti e appaltatori qualificati, in conformità con le normative vigenti e la documentazione del produttore.
Il fabbisogno di riscaldamento complessivo dell’edificio è influenzato anche dall’involucro dell’edificio. Dai un’occhiata alle nostre finestre in legno, finestre in legno-alluminio e servizi, oppure invia una richiesta di preventivo.
Riscaldare un appartamento più grande e gli edifici familiari con le stufe tradizionali non è il passatempo invernale più piacevole. Riscaldare in questo modo è spiacevole non solo perché crea lavoro per la manutenzione della stufa, ma anche perché bisogna preparare il combustibile, accendere il fuoco, pulire la cenere, e durante tutti questi lavori l’appartamento diventa più sporco del solito. Oltre a questi svantaggi, il riscaldamento con stufe non soddisfa i requisiti delle abitazioni moderne né esteticamente né in termini di uniformità della distribuzione della temperatura. Sulla base di questi fatti, non sorprende che oggi non solo nei nuovi edifici di proprietà sociale, ma anche in speciali edifici familiari, venga utilizzato un sistema di riscaldamento centralizzato.
Schema di riscaldamento e principio di funzionamento
Il dispositivo di riscaldamento centralizzato (fig. 1) è costituito da un sistema: caldaia, elementi riscaldanti e tubazioni. Il punto più alto di questo sistema è il vaso di espansione. L’intero sistema è riempito d’acqua. Se bruciamo nella caldaia, l’acqua si riscalda e, a causa del suo peso specifico inferiore, sale e l’acqua calda viene sostituita dall’acqua che si è raffreddata negli elementi riscaldanti (ha quindi un peso specifico più elevato). L’acqua che scorre verso l’alto arriva attraverso i tubi agli elementi riscaldanti, lì, cedendo il suo calore, si raffredda e ritorna alla caldaia.
Immagine 1 — dispositivo per il riscaldamento centralizzato.
Di conseguenza, a causa della differenza di peso specifico dell’acqua fredda e calda nel sistema, si crea un flusso chiuso continuo, che consente di fornire una certa quantità di calore agli elementi riscaldanti.
La forza che permette la circolazione dell’acqua dovuta alla differenza di temperatura - soprattutto quando si riscalda su un solo livello - è molto piccola e quindi è importante dimensionare i dispositivi in base a calcoli attenti e accurati. Nella pratica accade spesso che gli apparecchi, soprattutto per appartamenti piccoli e singoli, vengano progettati rapidamente e sulla base dei dati dell’esperienza. Non c’è dubbio che a volte un sistema di riscaldamento centralizzato può essere implementato con successo in questo modo, ma è più comune che non funzioni perfettamente e gli errori che ne derivano siano più difficili da correggere in seguito.
Ecco perché non dobbiamo rimpiangere lo sforzo di creare i calcoli e i progetti necessari, perché sicuramente darà i suoi frutti. Non dobbiamo perdere di vista il fatto che un sistema come questo dovrebbe servire per tutta la vita.
Calcolo della quantità di calore richiesta
Il primo compito in fase di progettazione è calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare gli ambienti desiderati. La quantità di calore richiesta per il riscaldamento corrisponde alle sue perdite. Le perdite di calore dipendono dalla differenza tra la temperatura esterna e la temperatura dell’ambiente da riscaldare, dal coefficiente di scambio termico delle superfici che confinano con l’ambiente osservato, nonché dalle dimensioni di queste superfici.
Il calcolo deve essere eseguito separatamente per ciascuna superficie con diversi coefficienti di scambio termico e con differenze di temperatura esterna ed interna. La somma dei risultati parziali ottenuti in questo modo darà la quantità totale richiesta di calore ambientale. (Per coloro che sono riluttanti a fare calcoli, notiamo che per il calcolo sono richiesti solo i calcoli di base).
La quantità di calore richiesta viene calcolata utilizzando il modulo:
Q=F * k (tb - tk)
dove sono:
Q - quantità di calore disperso dall’ambiente, kcal/ora;
F - superficie (parete, finestra, porta, pavimento, soffitto) attraverso la quale passa il calore, m2;
k - coefficiente di trasferimento del calore per la superficie osservata, kcal/m2°C
tb - temperatura ambiente interna desiderata, °C
tk - temperatura esterna della superficie osservata, °C
Figura 2 — esempio di calcolo della quantità di calore richiesta.
Esempio di archivio di calcolo della stanza
Per una migliore panoramica del flusso di calcolo, faremo un esempio pratico. Il compito è calcolare la quantità di calore necessaria per l’edificio residenziale dalla figura n. 2. I dati tecnici sono: pareti divisorie in mattoni porosi, dimensione 10 cm, intonacate su entrambi i lati, spessore parete principale 38 cm intonacate su entrambi i lati, porta con vetro singolo, doppia finestra con telaio in legno. soffitto con travi in legno su entrambi i lati ricoperti di assi e sopra il soffitto un solaio chiuso, sotto il pavimento c’è terra. Temperatura esterna minima prevista - 20°C. Passaggio del calore attraverso la finestra esterna:
Superficie: F =1,5 x 2 = 3 m2
Coefficiente di trasferimento di calore: k = 3,5
Differenza di temperatura: tb = +20°C, tk = - 20°C, tb - tk = 20 - (-20) = 40°C
Q=3 x 3,5 x 40 = 420 kcal/ora
Passaggio di calore attraverso la parete principale esterna:
Area: F = 3 h 4 - area della finestra = 12 - 3 = 9 m2
Q = 9 h 1,3 x 40 = 468 kcal/ora
Passaggio di calore attraverso la porta dell’atrio:
Superficie: F = 0,9 x 2 = 1,8 m2
k = 3
Differenza di temperatura: tb = 20°C; tk =16°C, tb - tk = 20 - 16 = 4°C
Q =1,8 h 3 h 4 = 21,6 kcal/ora
Passaggio del calore attraverso la parete verso l’atrio:
Area: F = 3 x 3,5 - area della porta = 10,5 - 1,8 = 8,7m2
k = 1,6
Differenza di temperatura: tb - tk = 40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/ora
Passaggio di calore attraverso la parete verso il WC:
Superficie: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k = 1,6
Differenza di temperatura: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 h 1,6 h 2 = 14,2 kcal/ora
Passaggio di calore attraverso la parete verso il bagno:
Superficie: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k = 1,6
Differenza di temperatura: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
In questo caso il calore passa dal bagno alle stanze, cioè non si tratta di una perdita di calore, ma di un guadagno, e quindi questo valore va sottratto dal calore totale richiesto.
Q = 5,7 h 1,6 x (-4) = -36,5
lnon c’è differenza di temperatura tra le singole stanze, quindi non c’è scambio di calore e quindi non c’è bisogno di calcolare.
Passaggio di calore attraverso il soffitto:
Superficie: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Differenza di temperatura: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/ora
Passaggio di calore attraverso il pavimento:
Superficie: F = 15m2
k = 1,5
Differenza di temperatura: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C
Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 kcal/ora
Calore totale richiesto:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-–––––
2194,5 kcal/ora
Il valore ottenuto in questo modo dovrebbe essere aumentato di indennità quali indennità per le parti del mondo, indennità per il vento e indennità per interruzione del riscaldamento.
Accessori eolici:
Aree normali: con una parete esterna con apertura:
10% con più pareti esterne con aperture: 15%
Zone ventose: con una parete esterna con apertura:
20%, con più pareti esterne con aperture: 25%.
Accessorio interruzione calore:
Interruzione prevista del riscaldamento dalle 8 - 12 ore al giorno: 15%.
Interruzione prevista del riscaldamento dalle 12 - 16 ore al giorno: 25%.
Aggiunta ai lati del mondo
Orientamento nord-ovest: 5%.
Orientamento nord: 10%.
La stanza nell’esempio si trova in una zona con venti normali, è orientata verso nord e quindi il valore ottenuto va sommato due volte 10%, cioè totale 20%.
Non conteremo il permesso di interruzione del riscaldamento, perché è meno continuo.
2194,5
+438,9 (20%)
-———————
2633,4
Da questo valore va sottratta la quantità di calore ricevuta dalla parete verso il bagno:
2633,4
- 36,5
-————
2596,9
Di conseguenza, la quantità di calore necessaria per riscaldare la stanza è Q = 2597 kcal/ora
Progettazione del sistema
Prima di tutto, durante la progettazione, dovresti disegnare la base dei lati nella scala 1:100. o se possibile 1:50. Gli elementi riscaldanti devono essere posizionati sotto la finestra, e nei locali privi di finestre, accanto alla porta che conduce allo spazio libero, oppure verso locali più freschi. A causa della tubazione eventualmente più lunga, questa disposizione è leggermente più costosa della disposizione dei corpi scaldanti lungo le pareti interne, ma i vantaggi, il flusso d’aria e, in relazione a ciò, la disposizione della temperatura sono molto più significativi. (fig. 3)
Figura 3 — flusso d’aria attorno al corpo scaldante.
Scelta degli elementi riscaldanti
Dopo la progettazione segue la scelta della tipologia degli elementi riscaldanti e la determinazione delle superfici riscaldanti richieste. Per il riscaldamento dell’acqua calda gli elementi riscaldanti più adatti sono i radiatori in acciaio. Molte persone sono riluttanti a utilizzare questi radiatori, presumibilmente perché sono danneggiati dall’acqua e perdono rapidamente. Ciò però accade solo quando si scarica spesso ed ingiustificatamente l’acqua dall’impianto, oppure quando il radiatore rimane a lungo senza acqua dopo lo scarico dell’acqua. In condizioni di utilizzo normale, la durata dei radiatori in acciaio è quasi uguale a quella dei radiatori in ghisa. I radiatori in ghisa non sono i più adatti per il riscaldamento dell’acqua calda in primo luogo perché sono molto costosi e anche perché hanno un grosso peso proprio. In termini di prestazioni termiche, entrambi i tipi di radiatori sono identici.
I radiatori in alluminio sono tra i corpi scaldanti più moderni (Alutherm, Radal). Le caratteristiche termiche di questi radiatori sono molto favorevoli, il loro peso proprio è basso, hanno un aspetto esterno molto bello e moderno. Il loro collegamento è realizzato con flange filettate. Quando si collega il radiatore, per non creare un elemento galvanico e, di conseguenza, corrosione, le teste e gli alberi delle viti devono essere isolati con un isolante elettrico.
Unione di articoli per radiatori
I radiatori in acciaio larghi devono essere utilizzati solo se si utilizza un normale (da150 mm) ha prodotto un radiatore molto lungo. I radiatori in acciaio possono essere acquistati in commercio con5-10-15-20articoli saldati tra loro. Se un radiatore richiede più di20articoli, quindi esso
possiamo estendere per l’unità di5o forse da10elementi mediante viti intermedie per radiatori da5/4“ con filetto destrorso e sinistrorso e guarnizioni in Klingerite o Centaur. Si consiglia di lubrificare le viti con grasso resistente all’acqua con punto di ebollizione superiore 100°Co olio di grafite. Per il montaggio degli elementi è necessaria una chiave speciale.
I radiatori in ghisa, così come i vecchi radiatori in acciaio, sono assemblati per elementi e fissati con viti intermedie. Se acquistiamo radiatori usati, è necessario ispezionarli e controllarli attentamente prima dell’installazione, soprattutto i componenti dei singoli elementi. È meglio verificare lo stato della lamiera con un oggetto appuntito (ad esempio un raschietto a tre taglienti), perché la lamiera indebolita si forerà a causa della pressione, quindi in questo modo ci risparmieremo ulteriori inconvenienti.
Prova di pressione
I radiatori da noi assemblati o i radiatori di seconda mano devono essere testati prima dell’installazione. Il test verrà effettuato nel modo più semplice se chiudiamo un’estremità del radiatore con dei tappi e lo posizioniamo su tali tappi. Quindi riempiamo completamente d’acqua il radiatore, chiudiamo una delle aperture rimanenti con un tappo filettato e sull’altra apertura posizioniamo un tubo di gomma con un raccordo per tubo. Collegare l’altra estremità del tubo di gomma alla rete idrica. Se, a causa della pressione della rete idrica, dopo 5 -10 mminuti, non ci accorgiamo che il radiatore perde, possiamo installarlo. Dove non è presente la rete idrica, la pressione richiesta da 2-3 può essere prodotta con una pompa manuale.
I radiatori possono essere posizionati su gambe o su mensole fissate al muro. La soluzione con console è migliore, perché non impedisce la pulizia sotto il radiatore, ed ha anche un aspetto estetico migliore. Per fissare la console, è necessario praticare nel muro un foro con una profondità di 10 - 12cm in modo che i lati dell’apertura siano paralleli o che l’apertura si estenda verso il muro. Sopra l’apertura devono rimanere almeno due file di mattoni non danneggiate. Un radiatore di elementi 20 richiede due, e per un periodo più lungo una - tre console.
Fonte di calore
La superficie riscaldante richiesta della caldaia viene determinata in base al calore totale richiesto dall’edificio (appartamento). Otterremo questa dimensione aggiungendo le quantità di calore richieste per le singole stanze. Nel caso di caldaie più piccole, alimentate con coke o carbone di migliore qualità, in pratica può essere calcolato con 10.000 kcal/ora per 1 m2 superficie riscaldante. Pertanto, se dividiamo la quantità totale di calore richiesta per 10.000, otterremo approssimativamente la superficie riscaldante richiesta della caldaia. Si consiglia comunque di prendere una caldaia con rendimento leggermente superiore a quello calcolato.
Il tipo di caldaia è determinato principalmente dal tipo di combustibile. Per il coke, le piccole caldaie in ghisa sono le più adatte. Le caldaie in acciaio e con struttura saldata sono più adatte alla combustione di diversi combustibili.
Le caldaie piccole solitamente hanno una superficie riscaldante di 1,5 m2 (15.000 kcal/ora), 2,14 m2 (22.000 kcal/ora) e 3.16 m2 (32.000 kcal/ora). Per un edificio familiare, illustrato nell’immagine n. 4 come esempio, è necessaria una 17.000 kcal/ora di calore totale arrotondata. Abbiamo scelto la coca cola come carburante. Secondo tutti i dati forniti è necessaria una caldaia con una superficie riscaldante di 2,14 m2.
Figura 4 — calore richiesto per un edificio familiare.