Come organizzare il riscaldamento di una casa privata con le proprie mani: schemi per un sistema di riscaldamento autonomo

I proprietari di case private sanno bene che un sistema di riscaldamento autonomo è molto più economico ed efficiente di uno centralizzato. Molti proprietari affidano la decisione sul riscaldamento della casa a specialisti che effettuano calcoli, progettano e supervisionano l'installazione del sistema di riscaldamento.

Tuttavia, ci sono anche artigiani che decidono di installare il riscaldamento domestico fai-da-te, per non pagare più del dovuto per i servizi degli specialisti. Eppure non è un piccolo risparmio dal budget familiare, non è vero?

Prima di procedere ai calcoli e alla progettazione, è necessario decidere la variante ottimale del sistema e i suoi componenti. La aiuteremo a risolvere questi problemi.

Nell'articolo viene fornita una panoramica dettagliata delle possibili soluzioni ingegneristiche per una casa privata, sono indicati i pro e i contro di ogni schema, i principi di funzionamento e le sfumature di installazione.

Sistema di riscaldamento: quali tipi esistono

Esistono molte soluzioni ingegneristiche per il riscaldamento dell'abitazione. Distinguiamo tre tipi principali di sistemi di riscaldamento.

Sistema di riscaldamento con liquido termovettore

Il metodo di riscaldamento domestico più comune nel nostro paese. Prevede la presenza di un circuito chiuso in cui circola un liquido termovettore.

Come fluido termovettore, spesso si utilizza l'acqua, ma possono essere usati anche vari antigelo, che si distinguono per la bassa temperatura di congelamento. Per riscaldare il termovettore, nel sistema viene installata una caldaia di qualsiasi tipo adatto.

Il termovettore riscaldato viene inviato attraverso i tubi alle stanze, dove entra nei radiatori. Questi dispositivi sono progettati per trasferire calore all'aria. Nelle batterie, il termovettore si raffredda, dopodiché attraverso i tubi ritorna alla caldaia, dove viene nuovamente riscaldato.

Questo ciclo si ripete più volte. Per regolare il sistema si possono utilizzare termostati, che consentono di mantenere automaticamente la temperatura impostata, o valvole. In quest'ultimo caso si procede alla regolazione manuale.

Il riscaldamento con l'utilizzo di un fluido termovettore appartiene ai sistemi piuttosto semplici da progettare e realizzare. Se necessario, è possibile assemblarlo da soli. Tuttavia, è certamente consigliabile mostrare il progetto a specialisti per evitare errori che potrebbero ridurre significativamente l'efficienza del sistema.

I sistemi di riscaldamento con fluido termovettore liquido sono sempre realizzati come un circuito chiuso, all'interno del quale circola un liquido riscaldato.

Tra i vantaggi si può annoverare la lunga durata della struttura, a condizione che sia stata effettuata un'installazione corretta e che non vi siano anomalie durante l'utilizzo.

Il sistema funziona silenziosamente, è estremamente semplice da riparare e manutenere. È importante che, con un progetto ben eseguito, sia possibile mantenere la temperatura desiderata in tutti gli ambienti riscaldati.

Il sistema è efficiente e consente di risparmiare risorse energetiche. La capacità termica del fluido termovettore è circa 4000 volte superiore a quella dell'aria. Ciò consente di riscaldare l'aria negli ambienti fino a una temperatura confortevole in tempi relativamente brevi.

Un sistema di riscaldamento di questo tipo è composto da diversi elementi, i principali sono la tubatura, la caldaia e i radiatori (+)

Tra gli svantaggi va notato che un tale riscaldamento può essere installato solo durante la costruzione o una ristrutturazione importante della casa. Se si utilizza acqua come fluido termovettore, bisogna tenere presente che la sua temperatura di congelamento è piuttosto alta. Ciò può comportare il danneggiamento dei tubi in caso di congelamento del sistema.

Inoltre, la presenza di aria nei tubi con l'acqua provoca una rapida corrosione degli elementi della struttura.

Riscaldamento ad aria

Il fluido termovettore in questo caso è l'aria riscaldata. Viene riscaldata da un calorifero ad acqua o a vapore installato nell'edificio, oppure da un aerotermo elettrico o a fiamma. Dopo il trattamento termico, il mezzo gassoso preparato entra nell'ambiente.

In base al principio di funzionamento, gli schemi di riscaldamento ad aria si suddividono in due tipi:

• combinati con la ventilazione;
• a ricircolo.

La prima opzione prevede una parziale immissione di aria fresca prelevata dall'esterno e un'espulsione di uguale volume della massa d'aria viziata.

Nella seconda opzione, l'intero flusso d'aria che circola nella stanza viene catturato e convogliato verso il riscaldatore d'aria per il trattamento. Quindi ritorna completamente. È chiaro che, dal punto di vista igienico-sanitario, il primo schema è preferibile.

È possibile riscaldare la casa senza il consueto liquido termovettore. Il riscaldamento ad aria prevede il riscaldamento delle masse d'aria e la loro immissione diretta negli ambienti da riscaldare (+)

L'aria riscaldata a 55-60°C entra nei condotti d'aria, attraverso i quali viene distribuita nelle stanze. Qui si distribuisce in modo uniforme. Dopo il raffreddamento, le masse d'aria scendono e passano attraverso aperture grigliate all'interno del condotto di ritorno, attraverso il quale ritornano al riscaldatore. Il ciclo si ripete più volte.

Un tale sistema di riscaldamento è regolato solo tramite automazione, il che rende la temperatura negli ambienti estremamente confortevole.

Il riscaldamento ad aria è estremamente sicuro, poiché l'automazione monitora tutti i parametri del sistema e, in caso di problemi, blocca i suoi elementi. Inoltre, nella struttura non ci sono tubi riempiti di liquido caldo, che in circostanze sfavorevoli potrebbero rompersi o perdere.

Negli schemi di riscaldamento ad aria non ci sono i radiatori familiari all'utente comune, il che, insieme all'assenza di tubi, incide notevolmente sul costo di realizzazione del sistema. Non sono presenti le valvole di intercettazione tipiche dei sistemi di riscaldamento a vapore e ad acqua.

Nella realizzazione di un circuito combinato con la ventilazione, viene risolto anche il problema del rinnovo della composizione dell'aria.

La durata di esercizio, a condizione di un corretto montaggio del riscaldamento ad aria, è di circa 20 anni. Tra i vantaggi si può annoverare anche l'aspetto estetico del riscaldamento ad aria. Le tubature intrecciate necessarie per gli impianti con liquido termovettore sono assenti in questo caso.

Il riscaldatore d'aria può funzionare a gas o con altri combustibili. Il tipo di bruciatore può essere atmosferico o con ventilatore (+)

Tra gli svantaggi, vanno segnalati i possibili problemi con la qualità dell'aria. Il sistema aspira dall'esterno masse d'aria inquinate, rendendo necessaria l'installazione di filtri. Questi vanno cambiati abbastanza spesso.

Inoltre è consigliabile utilizzare umidificatori d'aria, poiché le masse riscaldate sono spesso eccessivamente secche. Se qualche sostanza tossica, come il monossido di carbonio, entra nell'impianto, si diffonde molto rapidamente in tutta la casa.

Sistemi di riscaldamento elettrici

Per l'impianto di riscaldamento autonomo di una casa privata, vengono spesso utilizzati sistemi elettrici. Ne esistono diversi tipi; ne esamineremo due, i più richiesti.

I convettori elettrici sono apparecchi di riscaldamento compatti che possono essere installati all'interno della stanza da riscaldare. A seconda della potenza, può esserci uno o più dispositivi.

Il principio di funzionamento dei diversi tipi di convettori elettrici è simile. L'aria fredda entra nell'apparecchio attraverso la griglia, dove viene riscaldata per mezzo di una resistenza elettrica.

Grazie alla convezione naturale o all'azione del ventilatore, le masse d'aria riscaldate si sollevano, si mescolano con l'aria presente nella stanza e la riscaldano. La temperatura nella stanza aumenta. L'aria raffreddata scende, rientra nell'apparecchio e il ciclo si ripete.

L'uso di convettori elettrici – è il metodo più semplice per riscaldare gli ambienti residenziali. Tuttavia, considerando il costo dell'elettricità, è piuttosto costoso.

Il riscaldamento elettrico può essere realizzato utilizzando la radiazione infrarossa. Una sottile pellicola IR flessibile viene montata sul soffitto o sul pavimento e funge da dispositivo di riscaldamento che riscalda l'aria nella stanza fino a una temperatura confortevole.

Il sistema funziona come segue. Quando la corrente elettrica viene applicata alla pellicola, gli elementi in carbonio si riscaldano e iniziano a emettere onde infrarosse in un intervallo sicuro per l'uomo.

Queste onde iniziano a muoversi fino al primo grande oggetto che incontrano. Può essere il pavimento, i mobili o qualcosa di simile. Gli oggetti accumulano le onde IR, si riscaldano e cedono calore all'aria. Il riscaldamento avviene molto rapidamente.

La distribuzione del calore è estremamente favorevole per l'uomo: nella parte inferiore della stanza si trova l'aria più calda, in quella superiore leggermente più fredda.

I medici confermano che il riscaldamento a infrarossi è analogo ai raggi solari ed è considerato molto benefico per l'uomo. Nonostante la notevole differenza nel principio di funzionamento, entrambi i tipi di impianti presentano vantaggi simili. Innanzitutto, i costi di costruzione sono minimi.

Le tariffe poco attraenti delle società di fornitura energetica non scoraggiano coloro che desiderano dotarsi di riscaldamento elettrico. Per la gestione delle apparecchiature viene utilizzata l'automazione, che consente di impostare il funzionamento del sistema sulla modalità più efficiente dal punto di vista energetico.

La pellicola riscaldante a infrarossi può essere posizionata sul pavimento o sul soffitto. In ogni caso, riscalderà l'ambiente in modo efficace e sicuro (+)

L'elettricità è molto comoda da usare. Non è necessario utilizzare alcun combustibile, il che elimina il problema dello stoccaggio e dell'acquisto.

Inoltre, le caldaie a combustibile solido, ad esempio, sono considerate molto «sporche» perché producono fuliggine e cenere. Le apparecchiature elettriche non hanno questi problemi. Sono completamente sicure, silenziose e non producono emissioni tossiche.

I sistemi elettrici sono generalmente molto compatti. Gli apparecchi utilizzati possono avere design molto diversi. Questi sistemi sono durevoli e richiedono solo una manutenzione regolare.

Il loro principale svantaggio è la gestione costosa, a causa dell'alto costo dell'elettricità. Nonostante l'efficienza dei sistemi, le bollette elettriche sono generalmente considerevoli.

Varietà di sistemi con liquido termovettore

Come dimostra la pratica, il più delle volte per l'installazione di un riscaldamento autonomo si sceglie un sistema con un liquido termovettore, quindi parleremo delle sue varietà. Tale sistema viene realizzato in una delle due possibili configurazioni.

Schema più semplice – monotubo

Rappresenta un circuito chiuso ad anello, all'interno del quale sono installati in sequenza i radiatori del riscaldamento. Il liquido termovettore entra nel primo, poi nel successivo e così via, fino a tornare alla caldaia. È uno schema estremamente semplice, ma tuttavia non il più efficiente.

Il principale svantaggio del sistema di riscaldamento monotubo consiste nel raffreddamento del termovettore “all'avvicinarsi” ai radiatori più lontani dalla caldaia.

Lo schema di distribuzione monotubo prevede il posizionamento sequenziale dei radiatori. Il sistema è molto semplice, ma presenta limitazioni nell'uso (+)

Il liquido esce dallo scambiatore di calore della caldaia a una temperatura di circa 75°C. Allo stesso modo entra nel primo radiatore, nel secondo è leggermente più freddo e così via. Se la lunghezza della tubazione è breve e i radiatori sono pochi, ciò non è un problema.

Ma se i radiatori sono molti, negli ultimi si troverà un liquido termovettore riscaldato a 45-50°C. Il che non è assolutamente sufficiente per un normale riscaldamento dell'ambiente.

Possono esserci due modi per correggere la situazione. Il primo – aumentare la temperatura del liquido termovettore o aggiungere sezioni agli ultimi radiatori della catena per aumentare la loro resa termica. Entrambe le opzioni richiederanno ulteriori investimenti economici, ma senza garantire il risultato.

Un altro modo per affrontare il problema è l'installazione di una pompa di circolazione. Ciò aumenterà effettivamente l'efficienza del sistema monotubo, ma lo renderà anche dipendente dall'energia e più costoso da gestire.

Schema avanzato – bitubo

La differenza principale rispetto al primo schema è che il fluido termovettore viene fornito a ciascun radiatore quasi simultaneamente. Per la sua fornitura agli apparecchi viene utilizzato un tubo di mandata, mentre per la raccolta e lo scarico si utilizza un tubo chiamato ritorno.

Il fluido termovettore può essere fornito ai radiatori secondo uno schema collettore o a tee. Nel primo caso, a ciascun apparecchio viene collegata una propria mandata e un proprio ritorno. I tubi si diramano dal collettore a forma di “raggi”, da cui il secondo nome “a raggi”.

Nella variante a tee, gli apparecchi vengono collegati in serie alla mandata e al ritorno tramite connettori a tre vie – i tee.

Lo schema a due tubi per l'impianto di riscaldamento prevede che a ciascun radiatore vengano collegati un tubo di mandata del fluido termovettore e un tubo di scarico, il ritorno (+).

Il collettore prevede l'installazione di valvole di intercettazione su ogni diramazione verso il radiatore, consentendo di disinserirlo se necessario. Il funzionamento dello schema di riscaldamento a raggi si basa sulla circolazione forzata del liquido, perché per il movimento naturale del termovettore ci sono troppi ostacoli idraulici nei numerosi anelli.

Le varianti a tee possono funzionare sia per gravità naturale, sia tramite l'inclusione di una pompa di circolazione nel sistema. Questa pompa spinge il fluido termovettore, quindi durante la realizzazione degli anelli di riscaldamento non è necessario rispettare una pendenza, né installare il tubo di mandata al di sotto degli apparecchi di riscaldamento.

Il principale vantaggio dello schema a due tubi è garantire un riscaldamento uniforme di tutti i radiatori nell'edificio, indipendentemente dal loro numero. Tuttavia, per la sua installazione sono necessari molti più tubi e altri componenti, di conseguenza costerà di più. Questo è il principale svantaggio del sistema a due tubi.

Sistema a circolazione gravitazionale

Il fluido termovettore all'interno del circuito di riscaldamento deve muoversi. Ciò può avvenire mediante circolazione naturale. Essa si genera grazie alla differenza di densità tra il fluido freddo e quello riscaldato.

Il liquido riscaldato ha una densità minore, quindi inizia a salire spontaneamente dalla caldaia lungo la colonna montante, da dove viene indirizzato verso le tubazioni di scarico e poi ai radiatori. Il fluido termovettore in raffreddamento aumenta la sua densità, diventando così più pesante.

L'efficienza del funzionamento del sistema a circolazione naturale del fluido termovettore dipende dalla differenza di temperatura, dall'altezza di sollevamento del fluido termovettore e dall'angolo di posa della tubazione scelto correttamente (+)

Per questo motivo scende più in basso, si raccoglie nella tubazione del ritorno, attraverso la quale arriva alla caldaia. In questo modo, mentre l'apparecchio è in funzione, si realizza una circolazione del fluido termovettore di tipo gravitazionale. Tuttavia la sua velocità è relativamente bassa e può variare.

Dipende soprattutto da due fattori:

1. Posizione degli elementi dell'impianto. I radiatori dovrebbero essere posizionati significativamente più in alto della caldaia o sollevati fino al soffitto, o meglio ancora nel sottotetto, la colonna montante principale dalla quale partiranno i derivazioni verso i radiatori.
2. Differenza di temperatura tra il fluido termovettore raffreddato e riscaldato. Maggiore è questa differenza, maggiore è la velocità del movimento del liquido. Per questo motivo, per evitare perdite di calore, la colonna montante principale può essere isolata con materiale speciale, mentre il tubo di ritorno, al contrario, non viene coperto da nulla.

Tra i vantaggi dello schema di un impianto di riscaldamento di una casa privata con circolazione naturale si possono annoverare la sua economicità e semplicità nella progettazione, realizzazione e manutenzione. Durante il funzionamento è assolutamente silenziosa, senza alcuna vibrazione.

Gli svantaggi dello schema a circolazione naturale sono piuttosto numerosi. Si avvia lentamente, a causa della bassa velocità di avanzamento del termovettore con una piccola differenza di temperatura.

Un sistema a circolazione naturale del fluido termovettore liquido, progettato correttamente, può essere piuttosto complesso e coprire non solo uno, ma anche più piani (+)

Inoltre, per una normale circolazione del liquido nel circuito, è necessaria una tubazione assemblata con tubi di diametro relativamente grande. Tali sistemi sono limitati in dimensioni a causa della bassa pressione naturale nella rete. La lunghezza di tale struttura non può superare i 30 m in orizzontale.

Schema a circolazione forzata

Nell'impianto viene inserita una pompa di circolazione, che spinge il termovettore a muoversi a una determinata velocità. La pompa è installata in qualsiasi punto della linea di riscaldamento.

Tuttavia, per l'installazione sulla mandata, è necessario acquistare la pompa solo da produttori affidabili, poiché dovrà operare in condizioni sfavorevoli, anche se tutti i modelli di circolazione attualmente in commercio sono progettati per tale impiego.

La potenza della pompa viene selezionata in base alla lunghezza della tubatura e può variare. Grazie alla circolazione forzata, il circuito può avere lunghezze diverse, anche molto estese. La velocità di avanzamento del fluido termovettore non dipende dalla differenza di temperatura, il che consente di realizzare le più svariate soluzioni ingegneristiche.

Inoltre, diventa possibile utilizzare tubi di piccolo diametro, il che ha un effetto positivo sull'aspetto estetico di tale sistema di riscaldamento.

L'inclusione di una pompa di circolazione nello schema consente di realizzare soluzioni ingegneristiche più complesse e rende il sistema più efficiente (+)

Tra gli svantaggi del riscaldamento a circolazione forzata va segnalata la dipendenza dall'energia elettrica. Ciò significa che in assenza di alimentazione elettrica il riscaldamento non funzionerà. Per i luoghi dove i blackout sono frequenti, questo è un difetto molto grave.

Inoltre, l'installazione della pompa comporterà costi aggiuntivi per l'acquisto, il montaggio e la successiva manutenzione.

Elementi principali del sistema di riscaldamento

L'insieme degli elementi inclusi in un sistema di riscaldamento con fluido termovettore liquido può essere molto vario. Tutto dipende dal tipo di schema scelto. Tuttavia, alcuni elementi fondamentali sono sempre presenti. Innanzitutto la caldaia. L'apparecchio genera calore, che viene trasmesso al fluido termovettore.

In base al tipo di combustibile utilizzato, tutte le caldaie si dividono in:

1. A combustibile solido. Per il funzionamento vengono utilizzati tutti i tipi di combustibile solido: legna, carbone, torba, ecc. In commercio si possono trovare varietà di tali dispositivi: apparecchi a pellet e pirolitici.
2. A gas. Funzionano a gas naturale di rete o a gas liquefatto.
3. Elettriche. Producono calore convertendo l'energia elettrica.
4. A combustibile liquido. Come combustibile utilizzano gasolio, benzina e materiali simili.
5. Combinate. I dispositivi sono dotati di diversi bruciatori e possono funzionare con più tipi di combustibile.

I più pratici sono considerati le caldaie combinate. Esse aiutano a non rimanere senza riscaldamento in caso di interruzioni nella fornitura del combustibile principale. Tuttavia, il costo di tali modelli è molto più alto rispetto a quelli standard.

Radiatore a pannello – uno dei dispositivi di riscaldamento più affidabili e semplici

Un altro elemento obbligatorio dell'impianto di riscaldamento sono i dispositivi che accumulano calore. Anch'essi possono essere di vario tipo.

Si distinguono i seguenti tipi di radiatori:

• A pannello, che rappresentano un pannello intero in acciaio di varie dimensioni.
• A lamelle, costituiti da più lamelle il cui spessore può variare significativamente.
• Tubolari. Sono realizzati a forma di collettore inferiore e superiore collegati da tratti di tubo.
• Sezionali. Sono assemblati da sezioni riscaldanti, il cui numero può essere qualsiasi.

E l'ultimo elemento obbligatorio di un impianto di riscaldamento di questo tipo è la tubazione.

Per il suo assemblaggio si utilizzano tubi metallici o di plastica. I primi sono molto resistenti, ma soggetti a corrosione e difficili da montare. I secondi sono molto semplici da assemblare, non arrugginiscono, ma la resistenza delle diverse marche di plastica può variare notevolmente. Pertanto è molto importante non sbagliare nella scelta del materiale per il tubo di plastica.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Quale metodo di riscaldamento per una casa privata è più conveniente:

Tutto sullo schema di riscaldamento monotubo:

Principio di funzionamento del riscaldamento ad aria:

Il riscaldamento autonomo può essere realizzato in vari modi. La scelta della soluzione sarà sicuramente influenzata dalle caratteristiche climatiche della zona in cui si trova la casa.

È difficilmente opportuno installare un costoso sistema a liquido termovettore dove l'inverno dura uno o due mesi e la temperatura scende raramente sotto lo zero. È importante considerare anche le caratteristiche dell'edificio e le possibilità finanziarie. Se si prende la decisione giusta, in casa ci sarà sempre caldo.

C'è qualcosa da aggiungere o ha domande sul tema dell'organizzazione del riscaldamento autonomo per una casa privata? Per favore, lasci commenti alla pubblicazione. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.