Schema di riscaldamento da caldaia a gas in una casa a due piani: panoramica e confronto dei migliori schemi di riscaldamento

Costruisce una nuova casa o ristruttura una vecchia, e si è arrivati al sistema di riscaldamento? Non sa quale tipo di distribuzione scegliere? Una schema di riscaldamento da caldaia a gas in una casa a due piani ben progettato è la garanzia non solo di calore e comfort in inverno, ma anche di un funzionamento ininterrotto dell'apparecchiatura.

Un progetto di riscaldamento ben fatto tiene conto di molti fattori – dal clima e dalle possibilità finanziarie, alla necessità di regolazione puntuale e questioni estetiche. In questo articolo esamineremo in dettaglio tutti i possibili tipi di sistemi di riscaldamento, presenteremo e confronteremo schemi già pronti con il miglior set di parametri per diversi casi, e indicheremo le possibilità di modifica.

Tipi di sistemi di riscaldamento a gas privati

Esistono molti parametri che determinano il tipo di sistema di riscaldamento, la scelta della caldaia a gas come generatore di calore principale è solo il primo passo. È possibile realizzare il circuito di riscaldamento collegando tutti i dispositivi con un unico tubo, oppure realizzare linee separate di mandata e ritorno.

Inoltre, la struttura del sistema dipende dagli apparecchi di riscaldamento utilizzati, dal tipo di vaso di espansione, dalla disposizione e dalla superficie della casa. Inoltre, è possibile suddividere il sistema in più circuiti separati e prevedere la possibilità di circolazione naturale in caso di interruzione di corrente, e molto altro.

Una centrale termica ben progettata e installata è garanzia di una temperatura confortevole in casa durante il periodo di riscaldamento e di un funzionamento ininterrotto dell'apparecchiatura.

Maggiori dettagli su tutte le possibilità, i vantaggi e gli svantaggi di ogni tipo di sistema saranno esaminati di seguito.

Schemi di collegamento monotubo e bitubo

All'interno di questi due tipi si possono distinguere 5 schemi di collegamento fondamentali.

Esaminiamoli in ordine crescente di complessità costruttiva e costo:

1. Semplice monotubo.
2. Monotubo 'Leningradka'.
3. Bitubo a fondo cieco.
4. «Anello di Tichelmann».
5. Schema a collettore, o a raggi.

Il più semplice schema monotubo di collegamento dei radiatori implica che il fluido termovettore arrivi al secondo radiatore solo dopo aver attraversato il primo, e così via. In un sistema di questo tipo può essere incluso anche il riscaldamento a pavimento – viene collegato per ultimo, dal ritorno del radiatore più lontano.

Questa variante consente di risparmiare al massimo su tubi, raccordi e valvole di intercettazione, e garantisce anche il flusso del termovettore attraverso tutti i radiatori.

Un semplice schema monotubo può non solo essere progettato e calcolato, ma anche installato autonomamente. Inoltre, è facile dotarlo della possibilità di circolazione naturale.

Tuttavia, tale sistema presenta un grave inconveniente: la temperatura diminuisce notevolmente con ogni radiatore, ed è impossibile regolarla. Se si limita la temperatura di mandata al primo radiatore con una valvola termostatica, la temperatura in tutti diminuirà proporzionalmente – solo l'aumento del numero di sezioni degli ultimi radiatori aiuta parzialmente.

Ma nelle case a due piani, di regola, la superficie è significativa e i sistemi sono troppo lunghi perché uno schema del genere funzioni in modo produttivo. A causa dell'impossibilità di regolazione, un semplice sistema monotubo viene praticamente non utilizzato.

Lo schema monotubo migliorato, il cosiddetto «Leningradka», prevede un bypass su ciascun radiatore. In questo modo, una parte del fluido termovettore passa oltre il radiatore e nel successivo arriva una miscela più calda.

Installando valvole di regolazione e intercettazione sulla mandata, sul ritorno e sul bypass di ogni radiatore, è possibile regolare la temperatura in singoli ambienti.

Se si aggiungono rubinetti e termoregolatori allo schema, si ottiene un sistema intermedio per prezzo e funzionalità tra un semplice monotubo e un bitubo – una soluzione abbastanza popolare.

Un sistema bitubo implica la separazione di mandata e ritorno in due tubi distinti, collegati a ciascun radiatore. Saranno necessari molti più materiali, ma il termovettore caldo non si mescolerà con il ritorno, e quindi riscalderà efficacemente un numero molto maggiore di radiatori.

I rami senza uscita sono convenienti da posare dove non è possibile anellare il locale con tubi, ad esempio a causa di una porta finestra. La direzione dei flussi in mandata e ritorno diventa opposta, e quindi esiste la possibilità che l'acqua percorra il percorso di minima resistenza e chiuda il circuito di circolazione già attraverso il primo radiatore, senza entrare affatto negli altri.

Il problema si risolve utilizzando valvole di bilanciamento, nonché tubi di sezione minore per il collegamento al radiatore rispetto a quelli per le linee principali.

Si possono combinare diversi schemi: qui nel piano interrato sono stati realizzati rami senza uscita, al primo piano un anello di Tichelmann, e al secondo un collegamento a collettore.

Il circuito di Tichelmann è la soluzione più riuscita e popolare in termini di rapporto costo-efficacia. La sua particolarità è che la direzione del flusso nella mandata e nel ritorno è parallela, quindi, indipendentemente dal radiatore attraversato dal fluido termovettore, la lunghezza del circuito di circolazione sarà la stessa, non esiste un percorso di minima resistenza. Di conseguenza, tutti i radiatori riscaldano in modo uniforme, ma ciascuno di essi può essere regolato singolarmente o completamente disattivato senza compromettere il funzionamento dell'impianto.

Lo schema a collettore prevede la presenza di due collettori, uno di mandata e uno di ritorno, dai quali si diramano a raggiera coppie di tubi verso ciascun apparecchio di riscaldamento. Per la migliore efficienza, il collettore viene posizionato in modo che la distanza da esso a ciascun apparecchio di riscaldamento sia approssimativamente uguale. Di solito, per ogni piano viene installato un collettore separato.

Solo in questo sistema ogni radiatore riceve fluido termovettore alla stessa temperatura, ed è quello più semplice da gestire, consentendo di modificare la potenza di riscaldamento dei singoli punti.

Il principale svantaggio dello schema a raggi è la necessità di un gran numero di tubi, che non solo aumenta il costo, ma complica anche l'installazione. D'altro canto, la canalizzazione di questi sistemi è completamente nascosta, il che risulta esteticamente gradevole.

Un altro aspetto importante: il sistema a collettore, a differenza di tutti i precedenti, non può essere a circolazione gravitazionale. Ciò significa che, anche con una caldaia indipendente dall'energia elettrica, il riscaldamento si spegnerà non appena la corrente viene a mancare e la pompa si ferma.

Per la regolazione del sistema a raggi non è necessario avvicinarsi a ciascun apparecchio: tutti i rubinetti sono raggruppati nell'armadio collettore; è sufficiente etichettarli con precisione durante il collegamento.

Spesso nelle case a due piani si utilizzano diversi schemi di distribuzione del riscaldamento per ambienti differenti, in base alla loro disposizione, superficie e apparecchi di riscaldamento utilizzati.

In una casa a due piani, gli impianti monotubo con un'unica tubazione di mandata sono praticamente inutilizzati, poiché gli ultimi radiatori del circuito lavorano in modo estremamente inefficiente. A seconda della superficie della casa, circuiti separati corrispondono a ciascun piano, a più piani o addirittura a ogni stanza.

Inoltre, è consuetudine separare il circuito dei radiatori da quello del pavimento riscaldante, a causa della necessità di diverse pressioni e temperature di esercizio.

La suddivisione della mandata dalla caldaia in diversi circuiti può avvenire tramite un separatore idraulico, un collettore o una loro combinazione. Il primo garantisce flussi a diversa pressione e temperatura per sistemi differenti, mentre il secondo è efficace per circuiti con apparecchi dello stesso tipo, ad esempio il collegamento a raggi dei radiatori.

Sistemi aperti e chiusi

Questo parametro indica se c'è contatto tra il fluido termovettore e l'aria, ed è determinato dal tipo di vaso di espansione.

Il vaso di espansione compensa l'aumento del volume del liquido durante il riscaldamento, prevenendo l'aumento di pressione nell'impianto. Il vaso di tipo aperto ha un foro nella parte superiore e funziona semplicemente grazie alla riserva di volume, riempiendosi a diversi livelli. Per evitare che l'acqua tracimi secondo il principio dei vasi comunicanti, tale vaso deve essere installato nel punto più alto dell'impianto. In una casa a due piani, di solito si tratta della parte superiore del montante di mandata.

Gli svantaggi di un tale sistema sono molti. Il fluido termovettore è a contatto con l'aria aperta, quindi evapora e si arricchisce di ossigeno. Di conseguenza, è vietato riempire un tale sistema con antigelo, l'acqua deve essere rabboccata regolarmente, e l'aria in eccesso provoca costantemente corrosione e blocchi d'aria. Inoltre, se posizionato in soffitta, il vaso richiede un accurato isolamento, mentre all'interno del secondo piano è problematico nasconderlo.

Nelle moderne caldaie a gas, il vaso di espansione a chiusura ermetica può essere già integrato – questo risparmia spazio e facilita il collegamento.

Il vaso di espansione chiuso è ermetico, composto da due camere separate da una membrana. Funziona grazie alla capacità dell'aria di comprimersi: quando l'impianto è riscaldato, l'acqua occupa la maggior parte del vaso, la pressione nella camera d'aria aumenta. Durante il raffreddamento, è proprio questa pressione a spingere l'acqua di nuovo nell'impianto.

Un tale vaso di espansione può essere installato in qualsiasi punto dell'impianto, più spesso sulla linea di ritorno, prima della pompa. Un impianto con vaso chiuso è completamente ermetico e può essere riempito anche con una soluzione tossica di glicole etilenico. Anche l'acqua normale in queste condizioni si purifica gradualmente da impurità e gas disciolti, diventando un fluido termovettore quasi ideale.

Per tipo di apparecchi di riscaldamento

In un unico impianto di riscaldamento possono essere inclusi diversi apparecchi: radiatori, pavimento radiante, convettori e altri. Possono essere combinati anche all'interno del più semplice schema a tubo singolo, ma con il tipo di circolazione gravitazionale è meglio utilizzare normali radiatori.

Tutti gli apparecchi di riscaldamento incassati nel pavimento sono comunemente chiamati convettori. In essi, la cessione di calore avviene grazie alla circolazione dell'aria nelle cavità dell'apparecchio.

Il pavimento radiante non è solo piacevole e comodo, ma anche economico, poiché l'aria calda riempie la parte inferiore abitabile della stanza e si raffredda sotto il soffitto. Questa soluzione è particolarmente indispensabile se in casa c'è un bambino. Inoltre, viene spesso installato in bagno e in cucina.

I sistemi costituiti solo da pavimenti radianti possono essere installati solo in edifici ben isolati e in climi moderati, altrimenti, in caso di gelo, o la casa sarà fredda o sarà impossibile camminare sul pavimento surriscaldato. Di solito, in un unico schema si combinano pavimenti radianti con un piccolo numero di radiatori – è bello, economico e comodo.

I radiatori sono molto popolari per un motivo: funzionano sia per irraggiamento del calore dalla superficie esterna, riscaldando l'aria e gli oggetti di fronte, sia per convezione, facendo passare flussi d'aria attraverso le alette.

L'efficienza di funzionamento del radiatore dipende dal collegamento dei tubi di mandata e di ritorno e, di conseguenza, dalla distribuzione dei flussi del fluido termovettore nelle sezioni.

Il principale svantaggio dei radiatori tradizionali è la difficoltà di posizionarli senza compromettere il design degli interni, poiché qualsiasi schermo di mascheramento ne riduce l'efficienza.

Per tipo di circolazione del fluido termovettore

L'acqua o l'antigelo nel sistema vengono solitamente spostati da una pompa di circolazione: essa crea la pressione necessaria, garantendo un riscaldamento rapido, efficiente e uniforme. Tuttavia, la presenza di una pompa rende qualsiasi sistema dipendente dall'energia elettrica: in caso di interruzione di corrente, anche il riscaldamento si spegne.

Un'alternativa sono i sistemi a gravità. Sono progettati in modo che il fluido termovettore circoli grazie all'aumento di densità quando si raffredda e alla forza di gravità, attraverso la pendenza di tutti i tubi del circuito.

I montanti del riscaldamento (4) e del ritorno (5) devono essere di diametro inferiore rispetto alle tubazioni principali (3 e 6), mentre il vaso di espansione (7) viene installato o all'inizio della mandata (2) o prima della caldaia (1).

Questo schema di riscaldamento per una casa privata a due piani con una caldaia a gas indipendente dall'elettricità funzionerà anche se l'elettricità non è affatto collegata, ma la velocità di circolazione e, di conseguenza, l'efficienza, saranno notevolmente inferiori. Inoltre, un flusso lento lascia molto più sedimento sulle pareti del sistema.

Interessante è la capacità di autoregolazione dei sistemi a circolazione naturale: più fredda è la casa, più velocemente si raffredda il fluido termovettore nei radiatori, aumenta la differenza di temperatura tra mandata e ritorno, e quindi anche la velocità del flusso e l'efficienza del riscaldamento.

Se i frequenti blackout sono una dura realtà e la casa è piccola, la soluzione migliore è un sistema a circolazione mista. Il suo progetto deve essere calcolato come per un sistema a gravità: con pendenze dei tubi, caldaia nel punto più basso, ecc.

Per l'installazione della pompa di circolazione è prevista una speciale 'tasca' – un bypass davanti alla caldaia; il cambio del tipo di circolazione viene effettuato tramite valvole.

In un tale sistema è possibile installare anche il riscaldamento a pavimento, ma funzionerà solo quando la pompa è accesa.

Distribuzione orizzontale e verticale

In una casa a due piani non ci si può limitare solo a tubazioni orizzontali: almeno una colonna montante per il secondo piano deve fornire il fluido termovettore. Ma il tipo di distribuzione nel complesso non cambia.

La distribuzione orizzontale può essere realizzata all'interno di ogni piano. In questo caso, i tubi collegano tutti i radiatori dello stesso livello in un'unica catena. È la soluzione più universale e diffusa, realizzabile con qualsiasi planimetria.

Si distingue inoltre tra distribuzione superiore e inferiore, che riguarda la parte verticale della tubazione. Per i sistemi con circolazione a gravità è adatta solo quella superiore.

È facile immaginare una distribuzione verticale monotubo pensando all'impianto di riscaldamento dei condomini. La planimetria di ogni piano, compresa la disposizione dei radiatori, coincide perfettamente. Ogni radiatore è collegato tramite una colonna montante a quelli dei vicini del piano superiore e inferiore, e non ci sono tubi di riscaldamento orizzontali nell'appartamento.

Se nella sua casa la planimetria consente di posizionare tutti i radiatori esattamente uno sopra l'altro, lo schema verticale funzionerà in modo più efficiente, soprattutto con la circolazione a gravità. Inoltre, le colonne montanti sono più facili da nascondere rispetto alle tubazioni orizzontali.

Tuttavia, durante l'installazione dell'impianto, sarà necessario attraversare più volte i solai, il che è più complesso che far passare un tubo attraverso una parete.

Apparecchiature aggiuntive – vantaggi e svantaggi

Qualsiasi schema di riscaldamento può essere perfezionato aggiungendo valvole termostatiche per regolare il funzionamento di ogni radiatore, termostati, un separatore idraulico, una pompa di circolazione per ogni circuito e altri dispositivi aggiuntivi.

Valvole di Mayevsky e gli sfiatatoi alla sommità di ogni colonna montante sono obbligatori nei sistemi con vaso di espansione chiuso. Ogni dispositivo aggiuntivo rende il sistema più efficiente, economico e consente una regolazione più fine e comoda.

Bisogna ricordare che un'eccessiva complessità dell'impianto non solo ne aumenta il costo, ma aumenta anche significativamente il rischio di guasto.

Utilizzi solo i componenti necessari, poiché meno apparecchiature ci sono, minore è la probabilità che una di esse si guasti e blocchi l'impianto.

I migliori schemi per una casa a due piani

In ogni caso specifico è necessario sviluppare un progetto di riscaldamento individuale che garantisca un funzionamento efficiente ed economico.

Per fare la scelta giusta, bisogna considerare i seguenti fattori:

• clima e qualità dell'isolamento dell'edificio;
• numero e destinazione degli ambienti. Ovunque è necessario un riscaldamento costante e uniforme?;
• stabilità della fornitura di energia elettrica e presenza di un generatore determinano in gran parte il tipo di circolazione;
• desideri individuali degli abitanti: pavimenti o pareti riscaldati in singoli ambienti o in tutta la casa, ecc.;
• planimetria degli ambienti: è realizzabile una distribuzione perimetrale?;
• requisiti di design e fase di ristrutturazione. In molti casi, tutti i tubi e talvolta anche gli apparecchi di riscaldamento possono essere nascosti nel pavimento e nelle pareti;
• budget – il preventivo per l'installazione del riscaldamento in un singolo edificio può variare di molte volte e decine di volte.

Rispondendo a tutte queste domande e conoscendo le peculiarità dei diversi schemi, Lei avrà un'idea della variante necessaria.

Non cerchi schemi eccessivamente complessi: a volte quelli primitivi sono più affidabili e non meno efficaci, e non è necessaria una regolazione fine.

Di seguito proponiamo di scegliere uno degli schemi di collegamento dei radiatori alla caldaia, testati ed efficaci, e di modificarlo in base alla sua planimetria.

La 'Leningradka' monotubo – affidabile ed economica

Uno schema a tubo singolo di questo tipo è uno dei più economici, semplici e antichi, ma ancora attuale e popolare. L'uso esclusivo di radiatori permette di prevedere un tipo di circolazione mista in caso di interruzione di corrente. A tal fine, la caldaia a gas deve essere indipendente dall'energia elettrica, e tutti i tubi devono avere una pendenza di 5 – 10 mm per metro lineare.

Per facilitare la regolazione, è possibile installare termoregolatori sull'alimentazione di ciascun radiatore e valvole di regolazione sui by-pass dei radiatori. Una valvola aggiuntiva sulla colonna montante consentirà di disattivare il circuito di riscaldamento di un singolo piano.

Il riscaldamento a pavimento può essere incluso nel sistema come un terzo circuito separato, oppure sostituire i radiatori su un piano. Tuttavia, in tal caso la suddivisione dei flussi deve passare attraverso un termomiscelatore o un separatore idraulico, in modo che il pavimento non si surriscaldi in caso di gelo fino a 70 – 80 °C, come le batterie.

Tenga anche presente che, in caso di interruzione di corrente, funzioneranno solo i radiatori, mentre nel circuito rigorosamente orizzontale del riscaldamento a pavimento il fluido termovettore rimarrà fermo.

Per un funzionamento efficiente del sistema «Leningradka» è necessario utilizzare tubi di diversi diametri: la mandata dalla caldaia fino alla suddivisione nei singoli circuiti dei piani deve essere del diametro maggiore, le condutture principali del piano di diametro medio, e i collegamenti dei radiatori del diametro più piccolo.

La limitazione principale nell'installazione di tale sistema riguarda la superficie riscaldabile: una casa di oltre 100 m² non viene riscaldata adeguatamente con circolazione naturale del fluido termovettore. Un tale sistema salverà solo dal congelamento dei tubi e dalla rottura dello scambiatore di calore della caldaia in caso di interruzione prolungata, ma non dal freddo.

Inoltre, anche con circolazione forzata, un tale circuito di riscaldamento è praticamente impossibile da regolare se comprende più di 5 – 7 radiatori. Cioè, per comodità d'uso in una casa grande, è necessario suddividere lo schema in un numero maggiore di circuiti.

Maggiori informazioni sulla realizzazione del sistema di riscaldamento monotubo Leningradka si possono leggere in questo materiale.

Anello di Tichelmann con circolazione forzata

Come abbiamo già accennato, questo schema di collegamento garantisce il funzionamento più efficiente e una comoda regolazione di ogni radiatore con costi relativamente contenuti dei materiali.

Il sistema può coprire l'intera casa con un unico anello, dividersi in 2 circuiti per piano, come nello schema, oppure essere utilizzato solo per un piano o una parte di esso.

Il sistema è comodo da configurare e manutenere; se necessario, è possibile spegnere o addirittura smontare parte dei radiatori senza fermare la caldaia.

I moderni sistemi di riscaldamento a radiatori sono spesso realizzati secondo questo schema, se è possibile nascondere la tubazione. Inoltre, in un unico circuito è possibile includere apparecchi di tipo diverso: radiatori, convettori, tende termiche.

Collegamento a collettore e sistemi misti

L'uso del collettore per separare non solo i circuiti di riscaldamento, ma anche per il collegamento individuale di ogni apparecchio è la soluzione più moderna e comoda da utilizzare.

Presenta una serie di vantaggi:

• estetico – tutti i tubi sono nascosti nel pavimento e nelle pareti;
• comodo – regolazione di qualsiasi apparecchio nell'armadio del collettore;
• efficiente – a tutti gli apparecchi viene fornito un fluido termovettore ugualmente caldo, ma ognuno di essi riscalda esattamente quanto necessario;
• universale – a un unico collettore è possibile collegare apparecchi di diversi tipi indipendentemente dalla disposizione.

Il principale svantaggio di questa soluzione è l'elevato costo sia dei materiali che dell'installazione. Saranno necessari molti più tubi rispetto a qualsiasi altro schema di collegamento, e anche la posa delle canalizzazioni nel pavimento, soprattutto se è già stato colato il massetto in cemento, costerà non poco.

Va anche considerato che tale collegamento esclude completamente la possibilità di circolazione naturale.

Per comodità di collegamento e manutenzione, a volte si utilizzano tubi di colore diverso, rosso e blu per mandata e ritorno.

Nelle case a due piani, di solito viene installato un collettore al centro di ogni piano, ma con un gran numero di apparecchi di riscaldamento i collettori possono essere di più. Per i sistemi di pavimento radiante si utilizzano collettori separati, con una temperatura del fluido termovettore più bassa.

Schema gravitazionale verticale

Oltre alle varianti standard descritte, ne esistono anche di più esotiche, come quella verticale a due tubi con circolazione naturale. Probabilmente è la soluzione migliore per una casa a due piani dove la corrente viene spesso interrotta.

Grazie al fatto che in un sistema verticale l'acqua circola più facilmente che in uno orizzontale, e un grande vaso di espansione sotto il tetto funge da collettore, è garantito un riscaldamento estremamente efficiente e uniforme anche senza l'uso di una pompa.

È molto importante, nella realizzazione di un tale sistema, utilizzare tubi di diametro diverso a seconda di quanti radiatori servono.

Il tubo di mandata dell'acqua calda al vaso di espansione e la linea di ritorno devono essere i più spessi; i montanti di mandata che alimentano il 2° piano sono leggermente più sottili, la loro parte inferiore al 1° piano ha un diametro ancora minore, e i tubi di collegamento dei radiatori hanno la sezione più piccola.

Conclusioni e video utili sull'argomento

È possibile vedere come viene implementato nella pratica un sistema a due tubi in una casa a due piani in questo video:

Qui è possibile informarsi sulla realizzazione di un sistema combinato con radiatori e pavimento radiante:

E questo video sarà utile a coloro che intendono realizzare un riscaldamento a circolazione gravitazionale o mista:

In conclusione, si può dire che non esiste uno schema di riscaldamento ideale e universale: in ogni caso specifico è necessario considerare molti fattori e stabilire le priorità. Abbiamo cercato di descrivere tutte le opzioni disponibili per rendere la scelta più facile e corretta.

E quale schema di riscaldamento ha nella sua casa? Quanto ne è soddisfatto e cosa vorrebbe cambiare? Si unisca alla discussione qui sotto.