Sistema de calefacción de un tubo Leningradka: esquemas y principio de organización

Para calentar una pequeña vivienda o una casa particular de dos pisos no es necesario utilizar tecnologías complejas y costosas. El sistema de calefacción “Leningradka”, conocido desde la época de la Unión Soviética, hoy se utiliza eficazmente para proporcionar calor a pequeñas edificaciones residenciales.

Sigue siendo popular gracias a la simplicidad de diseño y al uso económico de materiales. Después de todo, estará de acuerdo, más caro y complejo no siempre significa mejor.

Se puede instalar la “Leningradka” monotubo por su cuenta. Le ayudaremos a comprender el principio de funcionamiento del sistema, presentaremos los esquemas tecnológicos principales y describiremos paso a paso la tecnología de instalación del sistema de calefacción. El material visual en fotos y videos le ayudará a planificar el orden de ejecución del proyecto.

Principio de funcionamiento del esquema de calefacción “Leningradka”

La aparición de equipos de calefacción modernos y nuevas tecnologías permitió perfeccionar la “Leningradka”, hacerla controlable y aumentar sus capacidades funcionales.

La “Leningradka” clásica es un sistema de dispositivos de calefacción (radiadores, convectores, paneles) conectados por una tubería común. Por este sistema circula libremente el fluido térmico – agua o mezcla anticongelante. La fuente de calor es una caldera. Los radiadores se instalan a lo largo de las paredes en el perímetro de la vivienda.

El sistema de calefacción, según la ubicación de la tubería, se divide en dos tipos:

• horizontal;
• vertical.

La tubería del sistema puede ubicarse ya sea abajo o arriba. La ubicación superior de las tuberías se considera la más eficaz en términos de transferencia de calor, mientras que las tuberías inferiores son más fáciles de instalar.

La conexión inferior de los dispositivos requiere el uso obligatorio de una bomba, por lo que las prioridades económicas del sistema se reducen algo. En la opción superior, se necesita un cálculo preciso durante el período de diseño y la instalación de un tramo de aceleración, por lo que aumenta la longitud de la tubería y los costos de su construcción.

Con la conexión inferior de los aparatos de calefacción a la tubería principal de calefacción, es necesario prever un estrechamiento de las tuberías en el tramo, necesario para dirigir el fluido térmico hacia el radiador.

La circulación del fluido térmico puede ser forzada (mediante una bomba de circulación) o natural. Además, el sistema puede ser de tipo cerrado o abierto. Hablaremos de las particularidades de cada tipo de sistema en la siguiente sección.

Denominada “Leningradka”, el sistema de calefacción monotubo es adecuado para edificios residenciales de uno o dos pisos de pequeña superficie; el número óptimo de radiadores es de hasta 5 unidades.

Al usar de 6 a 7 baterías, es necesario realizar cálculos minuciosos de la estructura. Con 8 o más radiadores, el sistema puede resultar insuficientemente eficaz, y su instalación y modificación – injustificadamente costosas.

La opción de conexión diagonal en un esquema monotubo, aunque permite aumentar la transferencia de calor del sistema en un 10 – 12 %, no elimina el “desequilibrio” en el régimen de temperatura entre los primeros radiadores después de la caldera y los extremos.

Resumen de los esquemas tecnológicos principales

Cada uno de los esquemas de calefacción Leningradka tiene sus propias características de implementación práctica, ventajas y desventajas, que conoceremos a continuación.

Características de los esquemas horizontales

En casas particulares de una planta o en espacios de área reducida, normalmente se instala la «Leningradka» según un esquema horizontal. Al implementar esquemas horizontales, se debe tener en cuenta que todos los elementos calefactores (radiadores) se ubican al mismo nivel y su instalación se realiza a lo largo de las paredes del perímetro del espacio acondicionado.

Consideremos el esquema horizontal clásico más simple de tipo abierto con circulación forzada.

En el esquema horizontal de «Leningradka»: 1 — caldera; 2 — tubería de conexión; 3 — tanque; 4 — bomba de circulación; 5 — grifo de bola de drenaje; 6 — colector de aceleración; 7 — grifo de Maevski; 8 — radiadores; 9 — tubería de retorno; 10 — alcantarillado; 11 — grifo de bola; 12 — filtro; 14 — tubería de alimentación. Las flechas indican la dirección del movimiento del fluido caloportador.

Del esquema se observa que el sistema consta de:

1. Caldera de calefacción, que está conectada al sistema de suministro de agua y a las redes de alcantarillado;
2. Tanque de expansión con tubería de conexión – gracias a la presencia de este tanque, el sistema se denomina abierto. A él se conecta una tubería de la cual salen el exceso de agua al llenar el circuito y el aire que puede aparecer al hervir el líquido en la caldera;
3. Bomba de circulación, que está instalada en la tubería de retorno. Esta asegura la circulación del agua por el circuito;
4. Tubería de suministro de agua caliente y tubería de retorno del fluido caloportador enfriado;
5. Radiadores con grifos de Maevski instalados, a través de los cuales se purga el aire;
6. Filtro, a través del cual pasa el agua antes de entrar a la caldera;
7. Dos grifos de bola – al abrir uno de ellos, el sistema comienza a llenarse de fluido caloportador (agua) hasta la tubería de conexión. El segundo es un grifo de drenaje, con el cual se vacía el agua del sistema directamente al alcantarillado.

Los radiadores en el esquema están conectados por tubería desde abajo, pero se puede organizar una conexión diagonal, que en cuanto a transferencia de calor se considera más eficiente.

Este esquema ilustra el principio de la conexión diagonal. El fluido caloportador entra por la parte superior a través de la tubería conectada a la parte superior del radiador, y sale por el lado opuesto del dispositivo en la parte inferior.

El esquema anterior tiene inconvenientes significativos. Por ejemplo, si se necesita reparar o reemplazar el radiador, será necesario apagar todo el sistema de calefacción y vaciar el agua, lo cual es sumamente indeseable durante la temporada de calefacción.

Además, el esquema no permite regular la emisión de calor de las baterías, ni disminuir o aumentar la temperatura en las habitaciones. El esquema mejorado que se muestra a continuación resuelve estos problemas.

La principal diferencia de este esquema con respecto al anterior es que se colocaron válvulas de bola en las tuberías a ambos lados (resaltadas en azul), y se incorporaron bypass con válvulas de aguja en la tubería inferior (resaltadas en verde).

Las válvulas de bola instaladas a ambos lados de la batería se incorporaron para poder cortar el suministro de agua al radiador. Para desmontar la batería para reparación o reemplazo sin vaciar el agua del sistema, se pueden cerrar las válvulas de bola.

Gracias a la presencia de bypasses, la extracción del radiador puede realizarse sin desconectar el sistema – el agua circulará a través del circuito por el tubo inferior.

Los bypass también permiten regular el caudal del fluido caloportador. Si la válvula de aguja está completamente cerrada, el radiador recibe y entrega la máxima cantidad de calor.

Si se abre ligeramente la válvula de aguja, una parte del fluido caloportador pasará por el bypass, y la otra parte pasará por la válvula de bola. En este caso, el volumen de fluido que ingresa al radiador disminuirá.

Por lo tanto, regulando el nivel de la válvula de aguja, se puede controlar la temperatura en una u otra habitación.

Consideremos un esquema de calefacción horizontal cerrado con circulación forzada.

En la figura se muestra la implementación del esquema cerrado de “Leningradka” con circulación forzada. El suministro del fluido caloportador caliente se realiza mediante un tubo colector que recoge el agua enfriada y la dirige a la caldera para su posterior tratamiento.

A diferencia del esquema abierto, el sistema de tipo cerrado se encuentra bajo presión debido a la presencia de un tanque de expansión cerrado. Además, en el sistema hay un panel de control y gestión.

Consiste en un cuerpo sobre el cual se instalan:

1. Válvula de seguridad. Se selecciona en función de los parámetros técnicos de la caldera, específicamente según la presión máxima permitida. Si se produce una avería en el termostato, el exceso de agua saldrá a través de la válvula, reduciendo así la presión en el sistema.
2. Purgador de aire. El dispositivo extrae el exceso de aire del sistema. Si el sistema de termorregulación falla, al hervir el líquido en la caldera se generará aire adicional que se expulsará automáticamente a través del purgador;
3. Manómetro. Instrumento que permite controlar y modificar la presión del sistema. Por lo general, la presión óptima es de 1.5 atmósferas, pero puede variar – normalmente depende de los parámetros de la caldera.

El sistema cerrado se considera la solución más moderna gracias a la automatización de algunos procesos.

Aplicación de esquemas verticales

Los esquemas verticales de instalación «Leningradka» se utilizan en casas de dos pisos de superficie reducida. Por analogía, pueden ser de tipo abierto o cerrado, y se presentan en circuitos con circulación forzada o por gravedad.

Los sistemas con bomba de circulación los hemos presentado anteriormente. Consideremos el esquema vertical con circulación natural de tipo cerrado.

En el esquema, la tubería se dispone verticalmente, y el suministro de agua se produce de arriba abajo a través del depósito de expansión.

Implementar un esquema de circulación natural es bastante complicado. Aquí la tubería se instala en la parte superior de la pared con un cierto ángulo en la dirección del movimiento del agua. El refrigerante ingresa desde la caldera al depósito de expansión, desde donde se desplaza bajo presión por las tuberías y radiadores.

Para un funcionamiento eficiente del sistema, la caldera debe ubicarse por debajo del nivel de instalación de los radiadores.

En el esquema también se puede prever la posibilidad de retirar los radiadores sin detener el sistema de calefacción mediante la instalación de derivaciones con válvulas de aguja y válvulas de bola en la tubería.

Comparación entre sistemas de gravedad y sistemas con bomba

Existe la opinión de que la organización de un sistema de calefacción por gravedad permite ahorrar en la bomba de circulación.

Para organizar el movimiento natural del refrigerante a lo largo del circuito, es necesario calcular correctamente los ángulos de inclinación, el diámetro y la longitud de las tuberías, lo cual no es sencillo. Además, el sistema por gravedad puede funcionar de manera ininterrumpida y eficiente solo en espacios pequeños de una sola planta; en otras viviendas, su operación puede causar varios problemas.

Otra desventaja del sistema por gravedad es que para su instalación se requieren tuberías de mayor diámetro que en la construcción de circuitos de calefacción forzada. Son más caras y afectan la estética del interior.

En el diagrama se muestra la implementación del sistema por gravedad para distribución horizontal. Aquí, la caldera está ubicada por debajo del nivel de los radiadores; el refrigerante asciende por una tubería estrictamente vertical, llega al tanque de expansión y desde allí, a través del colector de aceleración, entra a los radiadores.

En la vivienda debe haber un sótano para la caldera, ya que la fuente de calor debe estar ubicada por debajo del nivel de los radiadores. Además, para organizar el sistema por gravedad se necesitará un ático bien acondicionado y aislado, donde se instalará el tanque de expansión.

El problema de cualquier sistema por gravedad en una casa de dos pisos es que en el segundo piso los radiadores calientan más que en el primero. La instalación de válvulas de equilibrio y bypass puede ayudar a resolver parcialmente este problema, pero no de manera significativa.

Además, la incorporación de equipos adicionales conlleva un aumento en el costo del sistema, y su funcionamiento puede permanecer inestable.

La solución más racional para el problema de la diferencia de temperatura del refrigerante que sale de la caldera y llega a los dispositivos más lejanos en el primer piso es instalar radiadores con un número mayor de secciones.

El aumento del área de transferencia de calor de esta manera permite prácticamente igualar las características de calefacción en los diferentes niveles del sistema.

El sistema por gravedad Leningradka no es adecuado para casas de tipo mansarda, ya que es posible colocar la tubería de manera recta solo en una casa con un techo completo. Además, el sistema no puede implementarse si las personas no viven en la casa de forma permanente.

Especificidad de la instalación del sistema de calefacción

El sistema monotubo «Leningradka» es complejo en cálculos y ejecución. Para su implementación en una casa como sistema de calefacción eficaz, es necesario realizar previamente cálculos profesionales minuciosos.

Elementos principales del sistema «Leningradka»:

• caldera de calefacción;
• tubería metálica o de polipropileno (pero no de metal-plástico);
• secciones de radiadores;
• tanque de expansión (para sistema cerrado) o tanque con válvula (para sistema abierto);
• tes.

También puede ser necesario una bomba de circulación (para sistemas con movimiento forzado del fluido caloportador).

Para mejorar las capacidades del sistema se utilizan:

• válvulas de bola (por cada radiador corresponden 2 válvulas de bola);
• bypass con válvula de aguja.

Cabe señalar que la tubería principal del sistema puede estar empotrada en el plano de la pared o ubicarse sobre este plano. Si el tubo se encuentra en la pared, el techo o el suelo, es importante garantizar su aislamiento térmico con cualquier material. De este modo se mejora la transferencia de calor de los tubos y la disminución de temperatura en los últimos radiadores será mínima.

Es posible instalar la tubería principal sobre la pared, evitando el ranurado, pero en este caso el interior de la estancia se ve afectado.

Si la tubería principal se instala en el plano del suelo, el montaje del propio revestimiento del suelo se realiza sobre el tubo. Si la tubería se coloca sobre el suelo, esto permitirá en el futuro realizar algunos cambios en la construcción del sistema.

La tubería de suministro y la tubería de retorno de los esquemas con movimiento natural del fluido térmico se instalan normalmente con una inclinación de 2 – 3 mm por metro lineal en la dirección del movimiento del agua u otro fluido térmico en el sistema. Los elementos calefactores se instalan al mismo nivel. En los esquemas con circulación artificial no es necesario mantener la inclinación.

Trabajos preparatorios del espacio

Si la tubería se va a ocultar en las estructuras de construcción, antes del montaje del sistema se hacen ranuras en el perímetro en los lugares donde se colocarán los tubos.

Al ranurar la pared se forman microfisuras, aparecen canales pasantes tanto en el exterior como en el interior. Esto conlleva la entrada de aire frío del exterior y la formación de condensación no deseada en el tubo. Como resultado, aumentan las pérdidas de calor de los radiadores y el consumo excesivo de gas.

Por lo tanto, durante la instalación de la tubería principal en la pared, el suelo o debajo del techo, es importante aislar el tubo con cualquier material aislante térmico.

Selección de radiadores y tuberías

Los tubos de polipropileno se caracterizan por su facilidad de montaje, sin embargo no son adecuados para casas ubicadas en regiones del norte. El polipropileno se funde a partir de +95°C, por lo que aumenta la probabilidad de rotura del tubo cuando la caldera funciona a máxima potencia calorífica.

Es recomendable utilizar exclusivamente tuberías metálicas, aunque su instalación presenta dificultades.

La tubería metálica se considera la más fiable. Soporta altas temperaturas del fluido caloportador, pero su instalación requiere trabajos de soldadura.

Al elegir el diámetro de la tubería, es necesario tener en cuenta el número de radiadores. Para 4-5 radiadores es adecuada una tubería principal de 25 mm y un bypass de 20 mm. Para un esquema de 6-8 radiadores, se utiliza una tubería principal de 32 mm y un bypass de 25 mm.

Si el sistema es por gravedad, entonces es necesario elegir una tubería principal de 40 mm o más. Cuantos más radiadores haya en el sistema, mayor debe ser el diámetro de las tuberías, de lo contrario será difícil hacer el equilibrado posteriormente.

También es importante calcular correctamente el número de secciones de los radiadores. El fluido caloportador, al entrar en el primer radiador, tiene la mayor eficiencia. Allí se produce un enfriamiento del agua de al menos 20 grados. Como resultado, a la salida, el agua a 50 grados se mezcla con el fluido a +70 grados.

Como resultado, al segundo radiador llegará un fluido caloportador con una temperatura más baja. Al pasar por cada radiador, la temperatura del fluido irá descendiendo cada vez más.

Para compensar las pérdidas de calor y garantizar la transferencia de calor necesaria de cada radiador, se debe aumentar el número de secciones de los radiadores. Para el primer radiador se debe considerar el 100% de potencia, para el segundo – 110%, para el tercero – 120%, etc.

Conexión de los elementos de calefacción y las tuberías

El bypass se integra en la tubería principal existente, se fabrica por separado con conexiones. La distancia entre las conexiones se considera con una tolerancia de 2 mm, para que durante la soldadura de las válvulas de esquina con la americana, el radiador quepa.

El juego admisible al apretar la americana suele ser de 1-2 mm. Si se supera esta distancia, se desviará y goteará. Para obtener medidas precisas, es necesario desenroscar las válvulas de esquina del radiador y medir la distancia entre los centros de los manguitos.

A las conexiones se sueldan o conectan tes, una abertura se destina para el bypass. El segundo tee se toma según la medida: se mide la distancia entre los ejes centrales de las conexiones, teniendo en cuenta el tamaño del asiento del bypass en el tee.

Realización de trabajos de soldadura

Al soldar, si las tuberías son metálicas, es importante evitar el reborde interno. Si la mitad del diámetro de la tubería está bloqueada, el fluido caloportador bajo presión preferirá pasar por la tubería principal más espaciosa. Como resultado, los radiadores pueden no recibir suficiente calor.

Si durante la soldadura de los elementos se ha formado un reborde, es necesario rehacer el trabajo de inmediato, soldando los elementos de nuevo.

Al soldar el bypass y la tubería principal, es necesario determinar de antemano qué extremo debe soldarse primero, ya que hay situaciones en las que, después de soldar un borde, no es posible insertar el soldador desde el otro lado entre la tubería y el tee.

Después de tener todos los elementos listos, los radiadores se cuelgan mediante válvulas de ángulo y manguitos combinados; se coloca en la ranura el bypass con las derivaciones, se mide la longitud de las derivaciones, se corta el exceso, se retiran los manguitos combinados y se sueldan a las derivaciones.

Momentos finales de los trabajos

Antes de poner en marcha el sistema, es necesario purgar el aire de la tubería y los radiadores mediante las válvulas de Maevsky.

Además, después de la puesta en marcha y la verificación de todos los componentes y conexiones, es importante realizar el balanceo del sistema: equilibrar la temperatura en todos los radiadores regulando la válvula de aguja.

En los esquemas verticales, el agua se suministra desde arriba a través de las columnas. El vaso de expansión debe estar situado por encima del nivel de los radiadores, y la tubería normalmente se instala en la pared. También es importante incorporar al sistema un dispositivo de circulación forzada.

Ventajas y desventajas del sistema

Las principales ventajas de la “Leningradka” – son la simplicidad de instalación, alta eficiencia, ahorro en materiales consumibles, instalación (la ranura se forma para un solo tubo o no se realiza en absoluto si se elige el tipo de instalación abierto).

Gracias a la incorporación de bypass, válvulas de bola y panel de control, ha sido posible regular la temperatura en las habitaciones sin reducir el nivel de calor en otras estancias; realizar la sustitución y reparación de radiadores sin detener el sistema.

La principal desventaja del sistema es la complejidad de los cálculos, la necesidad de balanceo, que a menudo se traduce en gastos adicionales – instalación de equipos adicionales, trabajos de reparación, etc.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video informativo sobre los esquemas de implementación del sistema “Leningradka”:

El sistema de calefacción denominado “Leningradka” es una solución económica y eficaz para calentar casas de pequeña superficie.

Si tiene algo que añadir al material expuesto o le surgen preguntas sobre el tema, por favor, deje comentarios en la publicación, comparta su experiencia personal en la instalación de la “Leningradka”. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.