Sistema de calefacción por colectores: esquemas de distribución para casas particulares y apartamentos
El problema clave del sistema de calefacción clásico de uno y dos tubos en casas particulares es el rápido enfriamiento del fluido caloportador. Reconozca que no está mal instalar un sistema que carezca de ese defecto.
¿Usted desea implementar en su casa una calefacción donde el fluido caloportador se mantenga caliente el mayor tiempo posible? Le ayudaremos a resolver esta tarea – en el artículo se analiza el sistema de calefacción por colectores, que ha ganado gran popularidad en los últimos años. Es precisamente este sistema el que puede mantener la temperatura necesaria dentro del circuito durante un largo tiempo.
Además, en este material hemos examinado qué principios subyacen al sistema y qué esquema de distribución es el más conveniente en cuanto a la instalación. En el artículo se han seleccionado esquemas y fotos temáticas, consejos útiles y videos sobre las características del sistema de colectores y los matices de la instalación de radiadores.
Contenido del artículo:
Estructura del sistema de colectores
La base del esquema de calefacción por colectores y el principal órgano de trabajo es el nudo de distribución, comúnmente llamado peine del sistema.
Es un tipo especial de accesorio de fontanería que se encarga de distribuir el fluido caloportador por anillos y conductos independientes.
En la composición del grupo colector también se incluye: el vaso de expansión, la bomba de circulación y los dispositivos del grupo de seguridad.
El nodo colector para el sistema de calefacción de dos tubos consta de dos partes componentes:
- De entrada – se conecta a la unidad de calefacción a través de la tubería de suministro, recibe y distribuye el portador de calor calentado a la temperatura requerida a lo largo del circuito.
- De salida – está conectado a las tuberías de retorno de los circuitos independientes, se encarga de recoger el agua enfriada de «retorno» y redirigirla a la caldera de calefacción.
La principal diferencia entre el cableado de calefacción por colectores y la conexión secuencial tradicional de dispositivos es que cada dispositivo de calefacción en la casa tiene una conexión independiente.
Esta solución de diseño permite controlar la temperatura de cada radiador en la casa y, si es necesario, incluso apagarlo.
A menudo, al diseñar la calefacción, se utiliza un tipo de cableado mixto, en el que se conectan varios circuitos al nodo, cada uno de los cuales se controla de forma independiente. Pero dentro del circuito, los dispositivos de calefacción están conectados en serie.
Ventajas y desventajas del sistema de colectores radiales
Entre las innegables ventajas de instalar un sistema de colectores, cabe destacar:
- Facilidad de uso. Gracias a que cada elemento se controla de forma independiente, el usuario tiene la posibilidad de ajustar la temperatura en cualquier punto de la casa. Y según sea necesario, apagar fácilmente uno o un grupo de dispositivos de calefacción en la habitación. Mientras tanto, la temperatura en otras habitaciones se mantendrá igual.
- Posibilidad de utilizar tuberías de pequeño diámetro. Dado que cada rama que sale del colector alimenta solo un dispositivo, para su instalación se pueden usar tuberías de pequeño diámetro, que se pueden ocultar fácilmente en la solera.
- Mantenibilidad. En caso de detectar fallos, será fácil desconectar cualquier sección de la tubería sin interrumpir el funcionamiento de todo el sistema.
Para formar varios circuitos con diferentes parámetros, por ejemplo: diferencias de presión o diferentes temperaturas del portador, se utilizan peines distribuidores con función de compensador hidráulico.
La aguja hidráulica consiste en una tubería espaciosa, a cuyas salidas se conectan una serie de circuitos con circulación independiente.
El agua calentada por la caldera ingresa al interior del separador hidráulico. Circulando dentro del dispositivo, el agua se extrae a diferentes distancias de las conexiones y se redistribuye por los circuitos.
Debido a que el portador de calor caliente transporta el calor a los radiadores con menos pérdidas, el coeficiente de eficiencia del sistema aumenta. Esto permite reducir la potencia de la caldera y, al mismo tiempo, ahorrar combustible.
El sistema de calefacción, cuyo elemento principal es el colector, no está exento de inconvenientes.
Entre ellas cabe destacar:
- Consumo de tubería. En comparación con la conexión en serie, el consumo de tubería al instalar un sistema de colectores es dos/tres veces mayor. La diferencia en los costos está determinada por el tamaño del área utilizada.
- Necesidad de utilizar bombas de circulación. La instalación de circuitos independientes no se realiza sin el montaje de bombas de circulación. Esto conlleva costos adicionales.
El punto débil del sistema de colectores es su dependencia de la energía. Así que incluso con la caldera encendida, en caso de un corte de electricidad, las tuberías permanecerán frías. Por esta razón, no se recomienda utilizar dichos sistemas en áreas donde los cortes de suministro eléctrico son frecuentes.
Al colocar los circuitos en la solera del suelo, hay que tener en cuenta que cualquier conexión es un potencial punto de fuga. Y en caso de que surja un defecto, para repararlo será necesario abrir el hormigón monolítico. Y esto ya es una operación muy problemática y costosa.
Por lo tanto, las conexiones de las redes del sistema de colectores se colocan exclusivamente por encima del nivel del suelo. La mayoría de las veces están vinculadas al armario del colector.
Principios para la elaboración de esquemas de distribución
No existen estándares unificados de planificación para la elaboración de esquemas de distribución de un sistema de colectores. El equipo se selecciona según las tareas específicas.
Pero los especialistas coinciden en una opinión autorizada: que dicho sistema no es adecuado para la calefacción de apartamentos. Esto se debe a la complejidad de la implementación del proyecto, ya que en una vivienda normalmente hay dos o más columnas ascendentes.
Y una de las condiciones obligatorias para la implementación del esquema es la necesidad de conectar todos los radiadores a una misma columna ascendente.
También puede serle útil la información sobre cómo conectar un radiador de calefacción.
Si se sellan todos los demás canales de suministro de agua para que un solo tubo ascendente asuma toda la carga, se formará un circuito hidráulico cerrado dentro de un apartamento. Todos los dispositivos de calefacción ubicados más arriba en el tubo ascendente quedarán aislados del sistema y no recibirán el calor deseado.
Los residentes de los pisos superiores, tarde o temprano, descubrirán la causa de este fenómeno, y habrá que rehacer el esquema nuevamente de manera forzosa, invirtiendo una suma considerable.
Se permite instalar la distribución por colectores de calefacción en edificios de apartamentos de nueva construcción, siempre que durante la fase de construcción se hayan instalado válvulas adicionales para conectar circuitos de diferentes configuraciones.
El sistema de colectores es el más adecuado para casas particulares.
Lo principal es seguir las recomendaciones básicas de los profesionales al diseñar la distribución:
- Presencia de purgador de aire. La válvula automatizada se coloca directamente en los colectores de ida y retorno.
- Presencia de vaso de expansión. Su volumen debe ser al menos el 3% del volumen total del refrigerante. Pero también se permite utilizar dispositivos de mayor volumen.
- Ubicación del vaso de expansión. Se instala en el «retorno», colocándolo antes de la bomba de circulación en el sentido del flujo de agua. Más detalles sobre su instalación se describen en otro artículo nuestro.
- Instalación de bombas de circulación en cada circuito. Su ubicación no es determinante, pero alcanzan la máxima eficiencia en el «retorno» debido a la baja temperatura de trabajo.
Si es necesario utilizar un colector equipado con un compensador hidráulico, el vaso de expansión se instala antes de la bomba principal, destinada a garantizar el movimiento del agua en el circuito pequeño.
La bomba de circulación se fija de modo que el eje quede estrictamente horizontal. De lo contrario, la primera burbuja de aire dejará el equipo sin lubricación ni refrigeración.
Puede leer más sobre la selección de la bomba de circulación en este artículo.
Si hay nodos de distribución adicionales en el sistema de calefacción, estos no deben estar comunicados entre sí.
Selección de componentes del sistema
Al diseñar la calefacción, lo mejor es adquirir unidades de distribución de fabricación industrial.
Gracias a la variedad de surtido, no será difícil elegir el colector según parámetros específicos de calefacción, garantizando así la precisión y fiabilidad del sistema.
Los parámetros clave al elegir tuberías para los circuitos de calefacción son la resistencia a la corrosión, la resistencia térmica y una alta resistencia al estallido. Además, las tuberías deben tener la flexibilidad necesaria para poder instalarse en cualquier ángulo.
Al elegir productos, se debe dar preferencia a las tuberías suministradas en rollos. El uso de piezas enteras evitará uniones en el tendido, lo cual es especialmente importante en la instalación cerrada dentro de la solera.
Tuberías para sistemas de viviendas particulares
Al diseñar la calefacción en viviendas particulares, se debe tener en cuenta que la presión en el sistema es de aproximadamente 1,5 atmósferas y la temperatura del refrigerante puede alcanzar:
- para radiadores – 50-70 grados;
- para suelos radiantes – 30-40 grados.
Para sistemas de calefacción autónomos con sus parámetros predecibles, no es necesario adquirir tubos corrugados de acero inoxidable. Muchos propietarios se limitan a comprar tuberías de polietileno reticulado con la marca «PEX».
Dichas tuberías se unen mediante racores a presión, lo que permite obtener conexiones continuas.
Además de los altos parámetros de rendimiento, la principal ventaja del polietileno reticulado es la memoria mecánica del material. Por lo tanto, si se estira con fuerza el extremo de la tubería y se inserta un racor en el espacio formado, la tubería lo envolverá firmemente, proporcionando una unión segura.
Al usar tuberías de metal-plástico, la unión se realiza mediante racores de conexión con tuercas de apriete. Esto resulta en una unión desmontable que, según el SNiP, no puede «empotrarse».
También puede tener información sobre qué tuberías son mejores para la calefacción, tratada aquí.
Tuberías para edificios de apartamentos
Si se va a instalar un sistema de colectores en un edificio de apartamentos, se debe tener en cuenta que la presión de trabajo es de 10-15 atmósferas y la temperatura del refrigerante puede alcanzar aproximadamente 100-120 °C. Hay que recordar que la instalación de calefacción por colectores solo es posible en la planta baja.
La opción óptima para la instalación del sistema en un edificio de apartamentos es el uso de tubos corrugados de acero inoxidable.
Un claro ejemplo de ello es la producción de la empresa coreana Kofulso. Los tubos de esta marca pueden trabajar a una presión de trabajo de 15 atmósferas y soportar temperaturas de aproximadamente 110 °C. La presión de ruptura de los tubos Kofulso alcanza los 210 kgf/cm².
El montaje de las uniones de la tubería con el uso de tales elementos no es difícil. Simplemente se inserta el tubo en el racor y se fija enroscando la tuerca, que comprime la superficie corrugada metálica con un sello de silicona elástico.
Particularidades de la instalación del sistema
Se debe instalar el sistema de calefacción por colectores de una casa particular ya en la etapa de construcción. Ya que después de la colocación o el vertido del piso terminado, la instalación de dicho sistema se volverá económicamente inviable. La única opción para resolver el problema en este caso será el método abierto de montaje del tendido.
Instalación del peine distribuidor
En los pisos de casas con distribución horizontal de calefacción, para colocar el colector, la bomba de circulación y el equipo de regulación, será necesario instalar una caja cerrada: un armario colector.
El armario colector se instala en nichos separados de habitaciones protegidas de la humedad. La mayoría de las veces se destina un lugar en el pasillo, el vestidor o el trastero.
Al diseñar la calefacción de un edificio de dos pisos, será necesario instalar dos grupos colectores: en el primer y segundo nivel. Los nodos de distribución adicionales permitirán asegurar una longitud aproximadamente igual del circuito.
Como opción, se puede tomar como base un esquema en el que el primer grupo se encargue de la distribución de calor por los circuitos individuales, y el segundo actúe como componente clave en la instalación del «suelo radiante».
La cantidad de entradas y salidas del colector siempre es igual al número de elementos de calefacción ubicados en el piso: radiadores o anillos de suelo radiante. Para cada habitación se tiende una rama separada que, al unir varios aparatos de calefacción, realizará un esquema de paso o sin salida.
Para reducir los costos de conexión de los radiadores, se utiliza el esquema «de paso».
En el sistema «de paso», varios dispositivos conectados en serie se considerarán como un solo elemento.
Opciones de tendido de tuberías
En la distribución por colector, el método más común es colocar las tuberías en una solera de hormigón. Su espesor varía entre 50 y 80 mm, lo cual es suficiente para el «monolitizado» de la distribución interior del sistema de calefacción.
Pero según el SNiP, solo se permiten uniones continuas en el hormigón.
Para esto, a menudo se utilizan tuberías de metal-plástico de 16 mm de diámetro. Debido a que se doblan fácilmente, es conveniente tender la tubería bajo el suelo.
Si se planea, después de la prueba de presión del sistema, verter las tuberías de metal-plástico con una solera de hormigón, es necesario envolverlas previamente con aislamiento térmico.
Esta capa permitirá minimizar el riesgo de daños en las tuberías debido a la expansión térmica, ya que en este caso se «frotarán» no contra el hormigón, sino contra el aislamiento.
Sobre la solera se coloca madera contrachapada, que se cubre con el revestimiento final del suelo: linóleo o parqué.
Las tuberías también pueden llegar a los radiadores lateralmente o por arriba, por ejemplo: en el espacio del falso techo.
Algunos profesionales prefieren tender las tuberías de forma externa, colocándolas a lo largo de las paredes y ocultándolas detrás de rodapiés decorativos. Pero este método de instalación conlleva un inevitable aumento de la longitud de la tubería.
No se recomienda tender la tubería a través de vanos de puertas. Esto puede provocar que, al instalar el umbral de la puerta interior, durante la perforación se dañe la tubería.
En caso de que sea necesario pasar la tubería a través de una pared, para evitar que se dañe por el asentamiento del edificio, se debe equipar el agujero en la pared con un manguito.
En cada circuito hidráulico que sale del peine de distribución se instala una válvula de cierre individual.
Para poder purgar el aire acumulado en el sistema, se instalan:
- en el nodo de distribución – válvulas de purga de aire;
- En los radiadores (se acumula en los puntos más altos) – grifos de Maevski.
Gracias a que cada circuito hidráulico que va después de los colectores es un sistema independiente, resulta cómodo utilizarlo para la creación de «suelos radiantes».
La circulación del aire al instalar la versión de suelo se produce de forma natural.
Al implementar dicho sistema, las tuberías de metal-plástico se colocan sobre una junta de aislamiento térmico, formando un patrón en forma de serpiente o espiral. El diámetro de las tuberías y el paso de colocación se determinan según los cálculos. Una condición: la longitud de un circuito no debe exceder los 90 metros.
Los circuitos colocados se conectan al nodo de distribución y, tras comprobar la estanqueidad de las conexiones, se vierten con mortero de cemento. La altura de la capa de mortero es de 70-90 mm.
Siguiendo el mismo principio se instala tanto el sistema de colectores de una casa de dos plantas como el de un edificio residencial con muchas plantas.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Principio de diseño del sistema:
Cómo realizar la instalación correctamente:
Al instalar un sistema de calefacción por colectores en su hogar, tendrá la posibilidad de ajustar individualmente los modos de funcionamiento de los dispositivos.
Y los costos adicionales por el aumento de la longitud de los tubos se compensan con la reducción de su diámetro y la simplificación de la instalación del sistema.
¿Tiene usted un sistema de calefacción por colectores en su hogar? ¿O solo planea instalarlo y mientras tanto estudia información? ¿Quizás tiene alguna pregunta sobre cómo elaborar el esquema de distribución del sistema de colectores? Haga sus preguntas, comparta su experiencia personal en la instalación de calefacción en su hogar, dejando comentarios debajo de este artículo.
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En una casa grande, la distribución por colectores es ideal. No se necesitan bailes con tambores ni ajustes del sistema, no hay quejas sobre radiadores fríos en los puntos lejanos.
Es cierto que muchos clientes se resisten a los colectores, solo por razones de ahorro. Montar esto cuesta bastante dinero, al menos mucho más que la distribución normal. Hay que buscar colectores económicos, ahora los fabrican muchos productores.
Y también convencer a la gente de que así será mejor y más cómodo. En cuanto a la bomba eléctrica, en una casa grande, especialmente en el campo, no se puede prescindir de un generador.