Sistema di riscaldamento monotubo Leningradka: schemi e principio di organizzazione

Per riscaldare una piccola abitazione o una casa a due piani non è necessario utilizzare tecnologie complesse e costose. Il sistema di riscaldamento “Leningradka”, noto già dai tempi dell'Unione Sovietica, oggi viene utilizzato efficacemente per fornire calore a piccoli edifici residenziali.

Rimane popolare grazie alla semplicità di progettazione e al consumo economico di materiali. Dopotutto, ammettiamolo, più costoso e complesso non significa sempre meglio.

È possibile realizzare da soli il sistema monotubo “Leningradka”. La aiuteremo a comprendere il principio di funzionamento del sistema, forniremo gli schemi tecnologici principali e descriveremo passo dopo passo la tecnologia di installazione del sistema di riscaldamento. Il materiale fotografico e video illustrativo La aiuterà a pianificare l'ordine di realizzazione del progetto.

Principio di funzionamento dello schema di riscaldamento “Leningradka”

L'avvento di moderne apparecchiature di riscaldamento e di nuove tecnologie ha permesso di migliorare la “Leningradka”, renderla controllabile e aumentare le possibilità funzionali.

La classica “Leningradka” è un sistema di apparecchi di riscaldamento (radiatori, convertitori, pannelli) collegati da un'unica tubazione. In questo sistema circola liberamente un fluido termovettore – acqua o miscela antigelo. La fonte di calore è una caldaia. I radiatori vengono installati lungo il perimetro dell'abitazione, lungo le pareti.

Il sistema di riscaldamento, a seconda della posizione della tubazione, si divide in due tipi:

• orizzontale;
• verticale.

La tubazione del sistema può essere posizionata inferiormente o superiormente. La posizione superiore dei tubi è considerata la più efficace in termini di trasferimento di calore, mentre i tubi inferiori sono più facili da montare.

Il collegamento inferiore degli apparecchi richiede l'obbligatorio utilizzo di una pompa, per cui le priorità economiche del sistema vengono in qualche modo ridotte. Nella variante superiore, è necessario un calcolo preciso durante la fase di progettazione e la realizzazione di un tratto di accelerazione, per cui aumentano la lunghezza della tubazione e i costi per la sua costruzione.

Con il collegamento inferiore degli apparecchi di riscaldamento alla linea di riscaldamento, è necessario prevedere un restringimento dei tubi nel tratto, necessario per dirigere il fluido termovettore nel radiatore.

La circolazione del fluido termovettore può avvenire forzatamente (con l'ausilio di una pompa di circolazione) o naturalmente. Inoltre, il sistema può essere di tipo chiuso o aperto. Parleremo delle caratteristiche di ciascun tipo di sistema nella prossima sezione.

Denominata “Leningradka”, il sistema di riscaldamento monotubo è adatto per edifici residenziali a uno o due piani di piccola superficie, il numero ottimale di radiatori è fino a 5 pezzi.

Con l'uso di 6-7 radiatori è necessario effettuare calcoli scrupolosi della struttura. Con 8 o più radiatori, il sistema potrebbe non essere sufficientemente efficace, e la sua installazione e modifica – ingiustificatamente costose.

La variante diagonale di collegamento nello schema monotubo, sebbene consenta di aumentare la resa termica del sistema del 10 – 12 %, non elimina lo “squilibrio” nel regime termico tra i primi radiatori vicini alla caldaia e quelli estremi.

Panoramica degli schemi tecnologici principali

Ciascuno degli schemi di riscaldamento 'Leningradka' ha le proprie peculiarità di realizzazione pratica, vantaggi e svantaggi, che analizzeremo di seguito.

Caratteristiche degli schemi orizzontali

Nelle case private a un piano o in ambienti di piccole dimensioni si installa solitamente la 'Leningradka' secondo uno schema orizzontale. Nella realizzazione pratica degli schemi orizzontali, è necessario considerare che tutti gli elementi riscaldanti (radiatori) sono posizionati sullo stesso livello e vengono installati lungo le pareti perimetrali dell'ambiente da riscaldare.

Consideri il più semplice classico schema orizzontale di tipo aperto con circolazione forzata.

Nello schema orizzontale della 'Leningradka': 1 — caldaia; 2 — tubo di collegamento; 3 — serbatoio; 4 — pompa di circolazione; 5 — rubinetto a sfera di scarico; 6 — collettore di accelerazione; 7 — valvola di Maevskij; 8 — radiatori; 9 — tubazione di ritorno; 10 — rete fognaria; 11 — rubinetto a sfera; 12 — filtro; 14 — tubazione di mandata. Le frecce indicano la direzione del flusso del fluido termovettore.

Dallo schema si vede che il sistema è composto da:

1. Caldaia di riscaldamento, collegata al sistema di alimentazione dell'acqua e alla rete fognaria;
2. Vaso di espansione con tubo di collegamento – grazie alla presenza di questo vaso il sistema è chiamato aperto. Ad esso è collegato un tubo dal quale escono l'acqua in eccesso durante il riempimento del circuito e l'aria che può formarsi quando il liquido bolle nella caldaia;
3. Pompa di circolazione, installata sulla tubazione di ritorno. Essa garantisce la circolazione dell'acqua nel circuito;
4. Tubazione di mandata dell'acqua calda e tubazione di ritorno del fluido termovettore raffreddato;
5. Radiatori con valvole di Maevskij installate, attraverso le quali viene scaricata l'aria;
6. Filtro, attraverso il quale passa l'acqua prima di entrare nella caldaia;
7. Due rubinetti a sfera – all'apertura di uno di essi, il sistema inizia a riempirsi di fluido termovettore-acqua fino al tubo. Il secondo è segreto, con il suo aiuto si scarica l'acqua dal sistema direttamente nella rete fognaria.

Nello schema, le batterie sono collegate tramite tubazione dal basso, ma è possibile organizzare un collegamento diagonale, che in termini di resa termica è considerato più efficace.

Questo schema illustra il principio del collegamento diagonale. Il fluido termovettore entra dall'alto attraverso il tubo collegato alla parte superiore del radiatore ed esce dal lato posteriore dell'apparecchio nella parte inferiore.

Lo schema sopra illustrato presenta notevoli inconvenienti. Ad esempio, se è necessaria la riparazione o la sostituzione del radiatore, si dovrà spegnere completamente l'impianto di riscaldamento e scaricare l'acqua, cosa estremamente indesiderabile durante la stagione di riscaldamento.

Inoltre, lo schema non prevede la possibilità di regolare la resa termica dei radiatori, di ridurre o aumentare la temperatura negli ambienti. Lo schema migliorato, riportato di seguito, risolve questi problemi.

La differenza principale rispetto allo schema precedente è che sui tubi su entrambi i lati sono state posizionate valvole a sfera (evidenziate in blu), mentre nel tubo inferiore sono stati inseriti bypass con valvole a spillo (evidenziate in verde).

Le valvole a sfera installate su entrambi i lati del radiatore sono state inserite per poter interrompere l'alimentazione dell'acqua al radiatore. Per smontare il radiatore per riparazione o sostituzione senza scaricare l'acqua dall'impianto, è possibile chiudere le valvole a sfera.

Grazie alla presenza di bypass, la rimozione del radiatore può avvenire senza disattivare l'impianto – l'acqua passerà lungo il circuito attraverso il tubo inferiore.

I bypass consentono inoltre di regolare la portata del fluido termovettore. Se la valvola a spillo è completamente chiusa, il radiatore riceve e cede la massima quantità di calore.

Se si apre parzialmente la valvola a spillo, una parte del fluido termovettore passerà attraverso il bypass e l'altra parte attraverso la valvola a sfera. In questo caso, il volume di fluido termovettore che entra nel radiatore diminuirà.

Pertanto, regolando la valvola a spillo, è possibile controllare la temperatura in ogni ambiente.

Consideriamo uno schema di riscaldamento orizzontale chiuso con circolazione forzata.

Nella figura è mostrata la realizzazione dello schema chiuso “Leningradka” con circolazione forzata. L'alimentazione del fluido termovettore riscaldato avviene tramite un unico tubo collettore che raccoglie l'acqua raffreddata e la convoglia alla caldaia per un ulteriore trattamento.

A differenza dello schema aperto, il sistema di tipo chiuso è sotto pressione a causa della presenza di un vaso di espansione chiuso. Inoltre, nell'impianto è presente un pannello di controllo e gestione.

È composta da un corpo su cui sono installati:

1. Valvola di sicurezza. Viene scelta in base ai parametri tecnici della caldaia, in particolare in base alla pressione massima ammissibile. Se si verifica un guasto del termoregolatore, l'acqua in eccesso fuoriuscirà attraverso la valvola, riducendo così la pressione nell'impianto.
2. Sfiato d'aria. Il dispositivo rimuove l'aria in eccesso dal sistema. Se il sistema di termoregolazione si guasta, quando il liquido nella caldaia bolle, si formerà aria in eccesso che verrà automaticamente espulsa attraverso lo sfiato d'aria.
3. Manometro. Strumento che permette di controllare e regolare la pressione nell'impianto. Di solito la pressione ottimale è di 1,5 atmosfere, ma il valore può essere diverso – di solito dipende dai parametri della caldaia.

Il sistema chiuso è considerato la soluzione più moderna grazie all'automazione di alcuni processi.

Applicazione degli schemi verticali

Gli schemi verticali di installazione della 'Leningradka' sono utilizzati in case a due piani di piccola superficie. Possono essere, per analogia, di tipo aperto o chiuso, e sono rappresentati da circuiti con circolazione forzata o a gravità.

Abbiamo illustrato sopra i sistemi con pompa di circolazione. Consideriamo lo schema verticale con circolazione naturale di tipo chiuso.

Nello schema, la tubazione è disposta verticalmente e l'alimentazione dell'acqua avviene dall'alto verso il basso attraverso un vaso di espansione.

Realizzare uno schema con circolazione naturale è piuttosto complesso. Qui la tubazione viene installata nella parte superiore della parete con una certa inclinazione nella direzione del flusso dell'acqua. Il fluido termovettore entra dalla caldaia nel vaso di espansione, da dove si muove sotto pressione attraverso i tubi e i radiatori.

Per un funzionamento efficiente dell'impianto, la caldaia deve essere posizionata al di sotto del livello di installazione dei radiatori.

Nello schema può anche essere prevista la possibilità di rimuovere i radiatori senza fermare l'impianto di riscaldamento grazie all'installazione sulla tubazione di bypass con valvole a spillo e valvole a sfera.

Confronto tra sistemi a gravità e sistemi con pompa

Si ritiene che l'organizzazione di un sistema di riscaldamento a gravità permetta di risparmiare sulla pompa di circolazione.

Per organizzare il movimento naturale del fluido termovettore nel circuito, è necessario calcolare correttamente gli angoli di inclinazione, il diametro e la lunghezza dei tubi, il che non è semplice. Inoltre, il sistema a gravità può funzionare in modo continuo ed efficiente solo in piccoli edifici a un piano; in altre case, il suo utilizzo può causare una serie di problemi.

Un altro svantaggio del sistema a gravità è che per la sua realizzazione sono necessari tubi di diametro maggiore rispetto a quelli utilizzati per i circuiti di riscaldamento forzato. Costano di più e rovinano l'arredamento.

Nello schema è rappresentata la realizzazione del sistema a gravità per la distribuzione orizzontale. Qui la caldaia è posizionata al di sotto del livello dei radiatori, il fluido termovettore sale attraverso un tubo rigorosamente verticale, entra nel vaso di espansione e da lì, attraverso il collettore di accelerazione, arriva ai radiatori.

Nell'ambiente deve essere predisposto un seminterrato per la caldaia, poiché la fonte di calore deve trovarsi al di sotto del livello dei radiatori. Inoltre, per l'organizzazione del sistema a gravità sarà necessario un sottotetto ben attrezzato e isolato, sul quale verrà montato il vaso di espansione.

Il problema di qualsiasi sistema a gravità in una casa a due piani è che al secondo piano i radiatori riscaldano più che al primo. L'installazione di valvole di bilanciamento e bypass può aiutare a risolvere parzialmente questo problema, ma non in modo significativo.

Inoltre, l'introduzione di apparecchiature aggiuntive comporta un aumento del costo del sistema stesso, e il suo funzionamento può rimanere instabile.

La soluzione più razionale per il problema della differenza di temperatura del fluido termovettore che esce dalla caldaia e raggiunge gli apparecchi più lontani al primo piano è l'installazione di radiatori con un numero maggiore di sezioni.

L'aumento della superficie di scambio termico in questo modo consente praticamente di uniformare le caratteristiche di riscaldamento ai diversi livelli del sistema.

Il sistema a gravità 'Leningradka' non è adatto per case di tipo mansardato, poiché è possibile posizionare il tubo in modo rettilineo solo in una casa con un tetto a tutti gli effetti. Inoltre, il sistema non può essere installato se nella casa le persone non vivono stabilmente.

Specifiche di installazione del sistema di riscaldamento

Il sistema monotubo 'Leningradka' è complesso nei calcoli e nell'esecuzione. Per introdurlo in una casa come sistema di riscaldamento efficiente, è necessario effettuare preventivamente calcoli professionali accurati.

Elementi principali del sistema 'Leningradka':

• caldaia per riscaldamento;
• tubazione metallica o in polipropilene (ma non in metalloplastica);
• sezioni dei radiatori;
• vaso di espansione (per sistema chiuso) o serbatoio con valvola (per sistema aperto);
• raccordi a T.

Potrebbe anche essere necessario una pompa di circolazione (per sistemi con movimento forzato del fluido termovettore).

Per migliorare le potenzialità del sistema si utilizzano:

• valvole a sfera (per ogni radiatore sono necessarie 2 valvole a sfera);
• bypass con valvola a spillo.

Va notato che la tubazione principale del sistema può essere incassata nel muro o posizionata sopra di esso. Se il tubo si trova nella parete, nel soffitto o nel pavimento, è importante garantirne l'isolamento termico con qualsiasi materiale. In questo modo si migliora la resa termica dei tubi e la diminuzione della temperatura negli ultimi radiatori sarà minima.

La tubazione principale può essere installata sopra la parete, evitando le tracce, ma in questo caso l'interior design della stanza ne risente.

Se la tubazione principale viene installata nel piano del pavimento, la posa del rivestimento del pavimento avviene sopra il tubo. Se la tubazione viene posata sopra il pavimento, ciò consentirà in futuro di apportare alcune modifiche alla costruzione del sistema.

Il tubo di mandata e la tubazione di ritorno degli impianti a circolazione naturale vengono solitamente montati con una pendenza di 2 – 3 mm per metro lineare nella direzione del flusso dell'acqua o di altro fluido termovettore nel sistema. Gli elementi riscaldanti vengono invece installati allo stesso livello. Negli impianti a circolazione forzata non è necessario rispettare la pendenza.

Lavori preparatori dell'ambiente

Se la tubazione verrà nascosta nelle strutture edili, prima del montaggio del sistema si realizzano delle tracce lungo il perimetro nei punti in cui verranno posizionati i tubi.

Durante la realizzazione delle tracce nella parete si formano microfratture e canali passanti sia all'interno che all'esterno. Ciò comporta l'ingresso di aria fredda dall'esterno e la formazione di condensa indesiderata sul tubo. Come risultato – si aumentano le perdite di calore dei radiatori e il consumo eccessivo di gas.

Pertanto, durante l'installazione della tubazione nella parete, nel pavimento o sotto il soffitto, è importante isolare il tubo con qualsiasi materiale termoisolante.

Scelta dei radiatori e dei tubi

I tubi in polipropilene sono facili da installare, ma non sono adatti per case situate nelle regioni settentrionali. Il polipropilene si scioglie a temperature superiori a +95°C, quindi aumenta la probabilità di rottura del tubo durante la massima resa termica della caldaia.

È consigliabile utilizzare esclusivamente tubi metallici, anche se la loro installazione presenta delle difficoltà.

La tubazione metallica è considerata la più affidabile. Sopporta le alte temperature del termovettore, ma per la sua installazione sono necessari lavori di saldatura.

Nella scelta del diametro del tubo è necessario considerare il numero di radiatori. Per 4-5 batterie, è adatta una linea principale di diametro 25 mm e un bypass da 20 mm. Per uno schema composto da 6-8 radiatori, si utilizza una linea principale da 32 mm e un bypass da 25 mm.

Se il sistema prevede un flusso a gravità, è necessario scegliere una linea principale di 40 mm e superiore. Maggiore è il numero di radiatori coinvolti nel sistema, maggiore deve essere il diametro dei tubi, altrimenti in seguito sarà difficile effettuare la bilanciatura.

È importante calcolare correttamente anche il numero di sezioni dei radiatori. Il termovettore, entrando nella prima batteria del radiatore, ha la massima efficienza. In essa avviene un raffreddamento dell'acqua di almeno 20 gradi. All'uscita, l'acqua a 50 gradi si mescola con il fluido a +70 gradi.

Di conseguenza, nel secondo radiatore entra un termovettore con temperatura già inferiore. Passando attraverso ogni batteria, la temperatura del fluido diminuirà sempre di più.

Per compensare le perdite di calore e garantire la necessaria resa termica di ogni batteria, è necessario aumentare il numero di sezioni dei radiatori. Per il primo radiatore occorre considerare il 100% della potenza, per il secondo il 110%, per il terzo – 120% e così via.

Collegamento degli elementi riscaldanti e dei tubi

Il bypass viene inserito nella linea principale esistente, realizzato separatamente con i raccordi. La distanza tra i raccordi viene considerata con una tolleranza di 2 mm, in modo che durante la saldatura delle valvole angolari con l'americano il radiatore possa entrare.

Il gioco consentito sul serraggio dell'americano è solitamente di 1-2 mm. Se si supera questa distanza, l'americano si inclinerà e perderà. Per ottenere misure precise, è necessario svitare le valvole angolari nel radiatore e misurare la distanza tra i centri dei manicotti.

Ai raccordi vengono saldati o collegati i raccordi a T, un foro viene destinato al bypass. Il secondo raccordo a T viene preso su misura – si misura la distanza tra gli assi centrali dei raccordi, tenendo conto della dimensione di alloggiamento del bypass sul raccordo a T.

Esecuzione dei lavori di saldatura

Durante la saldatura, se i tubi sono metallici, è importante evitare il rigonfiamento interno. Se metà del diametro del tubo è ostruita, il termovettore sotto pressione preferirà passare attraverso la linea principale più spaziosa. Di conseguenza, i radiatori potrebbero non ricevere una quantità sufficiente di calore.

Se durante la saldatura degli elementi si è formato un rigonfiamento, è necessario rifare immediatamente il lavoro, saldando nuovamente gli elementi.

Durante la saldatura del bypass e del tubo principale, è necessario determinare in anticipo quale estremità saldare per prima, poiché possono verificarsi situazioni in cui, dopo aver saldato un lato, non è possibile inserire il saldatore tra il tubo e il tee dall'altro lato.

Dopo aver preparato tutti gli elementi, i radiatori vengono installati utilizzando valvole angolari e raccordi combinati, si inserisce il bypass con i derivatori nella traccia, si misura la lunghezza dei derivatori, si taglia l'eccesso, si rimuovono i raccordi combinati e si saldano ai derivatori.

Momenti conclusivi dei lavori

Prima di avviare l'impianto, è necessario eliminare l'aria dai tubi e dai radiatori utilizzando le valvole di Maevskij.

Inoltre, dopo l'avvio e la verifica di tutti i nodi e collegamenti, è importante eseguire il bilanciamento dell'impianto – equalizzare la temperatura in tutti i radiatori regolando la valvola a spillo.

Negli schemi verticali, l'acqua viene fornita dall'alto attraverso le colonne montanti. Il vaso di espansione deve trovarsi al di sopra del livello dei radiatori, e la tubazione viene solitamente montata nella parete. È inoltre importante integrare nell'impianto un dispositivo di circolazione forzata.

Vantaggi e svantaggi del sistema

I principali vantaggi della “Leningradka” – semplicità di installazione, alta efficienza, risparmio su materiali di consumo e montaggio (la traccia viene realizzata per un solo tubo o non viene fatta affatto, se si sceglie il tipo di installazione aperto).

Grazie all'introduzione di bypass, rubinetti a sfera e pannello di controllo, è diventato possibile regolare la temperatura nelle stanze senza ridurre il calore in altri ambienti; inoltre è possibile sostituire o riparare i radiatori senza fermare l'impianto.

Il principale svantaggio del sistema è la complessità dei calcoli, la necessità di bilanciamento, che spesso si traduce in costi aggiuntivi – installazione di apparecchiature supplementari, lavori di riparazione, ecc.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video informativo sugli schemi di realizzazione del sistema “Leningradka”:

Il sistema di riscaldamento denominato “Leningradka” è una soluzione economica ed efficiente per riscaldare case di piccole dimensioni.

C'è qualcosa da aggiungere al materiale esposto o avete domande sull'argomento? Per favore, lasciate commenti alla pubblicazione, condividete la vostra esperienza personale nella realizzazione della “Leningradka”. Il modulo per contattarci si trova nella parte inferiore.