Calcul du système de chauffage (Partie 4 - Sélection du type de système)

En quoi consiste le système et comment fonctionne-t-il

Pour que la chaleur circule de la chaufferie aux appareils de chauffage, un intermédiaire est utilisé dans le système d'eau - un liquide. Un caloporteur de ce type se déplace dans le pipeline et chauffe les pièces de la maison, et toutes peuvent avoir une zone différente. Ce facteur rend un tel système de chauffage populaire.

Le mouvement du liquide de refroidissement peut être effectué de manière naturelle, la circulation est basée sur les principes de la thermodynamique. En raison des différentes densités d'eau froide et chauffée et de la pente du pipeline, l'eau se déplace dans le système.

L'un des éléments importants du système de chauffage est un vase d'expansion ouvert, qui reçoit un excès de liquide chauffé. C'est cet élément qui stabilise la pression du liquide de refroidissement. La condition principale est que le réservoir doit être situé au point le plus élevé du système de chauffage.

L'alimentation en chaleur ouverte fonctionne selon le schéma suivant:

• La chaudière chauffe l'eau et est fournie aux appareils de chauffage dans chaque pièce de la maison.
• Sur le chemin du retour, l'excès de liquide entre dans le vase d'expansion de type ouvert, sa température baisse et l'eau retourne à la chaudière.

Les systèmes de chauffage monotube impliquent l'utilisation d'une seule ligne pour l'alimentation et le retour. Les systèmes à deux tuyaux ont des tuyaux de départ et de retour indépendants. Lorsque vous décidez de monter indépendamment un système de chauffage dépendant, il est préférable de choisir un système à un tuyau, il est plus simple, plus accessible et a une conception élémentaire.

L'alimentation en chaleur monotube comprend les éléments suivants:

• Chaudière de chauffage.
• Piles ou radiateurs.
• Vase d'expansion.
• Tuyaux.

Un schéma simplifié implique l'utilisation de tuyaux d'une section transversale de 80 à 100 mm au lieu de radiateurs, mais il convient de garder à l'esprit qu'un tel système est moins efficace en fonctionnement.

Un système de chauffage ouvert à deux tuyaux avec une pompe est plus coûteux en termes de matériaux et se caractérise par une installation complexe. Cependant, dans ce cas, tous les inconvénients d'un système monotube sont pratiquement éliminés, ce qui permet de compenser les coûts et la complexité du dispositif. Tous les appareils de chauffage reçoivent un liquide de refroidissement à la même température, tandis que le liquide refroidi est envoyé vers la conduite de retour.

Notes du jeune ingénieur

Dans les systèmes de chauffage à deux tubes, le mouvement associé du liquide de refroidissement est souvent utilisé. Pourquoi? Quels sont ses avantages? Pourquoi un schéma sans issue est-il pire? Tout d'abord, essayons de comprendre «qui est qui», pour ainsi dire. Ainsi, le mouvement associé du liquide de refroidissement est un tel mouvement du liquide de refroidissement dans lequel l'eau des canalisations d'alimentation et de retour s'écoule dans le même sens (Fig.1). Avec le contraire (impasse), tout est juste le contraire (Fig.2)

Fig. 1
Schéma d'un système de chauffage à deux tubes avec un mouvement de passage du liquide de refroidissement.

Fig. 2Schéma d'un système de chauffage à deux tubes avec un mouvement sans issue du liquide de refroidissement.
Considérez à la fois l'un et l'autre schéma du point de vue de l'hydraulique et de l'équilibrage, de la longueur des canalisations et de l'installation. JE.
Hydraulique et équilibrage. Par hydraulique, j'entends le calcul direct de la perte de charge dans les branches / anneaux. L'équilibrage consiste à relier les branches les unes aux autres, c'est-à-dire que nous nous efforçons de garantir que tous les anneaux / branches ont la même perte de charge. Nous savons tous que lors du calcul des pertes de charge du réseau, nous devons calculer les pertes de charge dans l'anneau de circulation principal
(le plus chargé et le plus long) et dans le reste des anneaux pour les faire correspondre avec l'anneau de circulation principal.
C'est simple: si dans certains anneaux la perte de charge est inférieure à celle des autres, l'eau tendra vers ce circuit même, par conséquent, dans d'autres anneaux, ce ne sera pas suffisant.
Cela signifie que nous ne recevrons pas le débit requis du liquide de refroidissement dans chaque branche et, par conséquent, le transfert de chaleur nécessaire des appareils de chauffage.Dans ce cas, le système est considéré comme déséquilibré. L'hydraulique pour le mouvement de passage du liquide de refroidissement est étonnamment simple. Si vous avez une branche de radiateurs de même puissance et de même taille standard (Fig.3), il suffit de calculer la perte de charge dans le circuit à travers n'importe quel radiateur, dans les autres circuits la perte de charge est la même. Le système est, par défaut, couplé hydrauliquement, c.-à-d. équilibré et ne nécessite aucun préréglage des vannes de radiateur.

Fig. 3
Schéma avec le mouvement de passage du liquide de refroidissement à la même puissance des appareils. Cependant, si la puissance des appareils de chauffage est différente ou s'ils ont une taille standard différente (ce qui affecte la valeur de la résistance locale de l'appareil), vous devrez alors compter les pertes à travers chaque circuit et interconnecter les appareils les uns avec les autres. à l'aide de vannes thermostatiques (Fig.4).

Fig. 4
Schéma avec le mouvement de passage du liquide de refroidissement à différentes puissances des appareils. Lors de l'utilisation du contre-courant du liquide de refroidissement, dans tous les cas, les pertes de charge à travers chaque circuit sont prises en compte et une vanne thermostatique est installée sur chaque appareil. Mais, nous pouvons dire que dans le cas de l'installation de vannes thermostatiques sur des appareils avec un modèle d'écoulement passant du liquide de refroidissement, il est très probable que le réglage de la vanne suffira à l'équilibrage. Si nous avons un circuit sans issue, alors sur le premier appareil sur la branche (Fig. 5), nous devons définir le réglage maximum, c'est-à-dire. serrer la section transversale autant que possible, et si le système est très long, le réglage de la vanne peut ne pas être suffisant, ou si nous définissons le réglage maximum, la section transversale sera tellement réduite que l'eau ne coule pas dans le chauffe-eau.

Fig. 5Le réglage de la vanne est un schéma avec un mouvement sans issue du liquide de refroidissement.
Selon le critère «Hydraulique et équilibrage», un schéma avec un mouvement de passage du liquide de refroidissement est plus préférable.

Cependant, il y a un écueil dans ce schéma. Dans ce schéma, il y a ce que l'on appelle des "points d'égalité de pression". Si les connexions à l'appareil de chauffage sont connectées au secteur à cet endroit, l'eau ne coulera pas dans l'appareil. Quels sont ces points? Je vous suggère de vous familiariser avec la figure 6.

Fig. 6Points de «pression égale» - un diagramme avec un mouvement de passage du liquide de refroidissement.
La figure montre que ces points sont situés au milieu du chemin, mais dans le cas d'un routage plus complexe, il est plus difficile de prédire où se trouvent ces points. Et la physique ici est simple: au point 1, situé sur la canalisation d'alimentation, et au point 2 - sur le retour, la pression est la même et en raison du fait qu'il n'y a pas de différence de pression entre ces points, l'eau ne s'écoule pas le dispositif.

Conseil: essayez d'éviter de tels points et connectez l'appareil plus loin d'eux !!!

II.
Longueur des conduites et installation.
Souvent, un circuit de passage nécessite des itinéraires plus longs, mais ce n'est pas toujours le cas. Tout dépend de la pièce et de l'emplacement des appareils. En ce qui concerne l'installation, le schéma sans issue est plus facile à monter, ne serait-ce que parce que les diamètres des sections parallèles et les dimensions standard des raccords ne diffèrent pas. Selon le critère «Longueur des canalisations et installation», le schéma sans issue est plus optimal.

Pour plus de simplicité et de facilité de comparaison, les faits donnés sur les modèles d'écoulement du liquide de refroidissement sont présentés dans le tableau récapitulatif 1.

Tableau 1.
Comparaison des schémas d'écoulement du fluide caloporteur associé et impasse

Critère	Diagramme de flux de liquide de refroidissement
	Qui passe	Impasse
JE.Hydraulique et équilibrage: - la puissance calorifique / la taille standard des appareils de chauffage sont les mêmes	1. Calcul des pertes de charge à travers n'importe quel circuit 2. Le système est lié hydrauliquement sans l'utilisation de. raccords	1. Calcul des pertes de charge à travers chaque circuit 2. Il est nécessaire de relier les circuits les uns aux autres en réglant les vannes thermostatiques sur chaque appareil
- la puissance calorifique / la taille standard des appareils de chauffage sont différentes	1. Calcul des pertes de charge à travers chaque circuit 2. Il est nécessaire de relier les circuits les uns aux autres en réglant les vannes thermostatiques sur chaque appareil
II.Longueur des pipelines	Plus long	Plus court
IIje.Installation	Plus fort (les diamètres des sections parallèles et les tailles standard des raccords diffèrent)	Plus facile (les diamètres des sections parallèles et les tailles standard des raccords ne diffèrent pas)
IV.Présence de points de "pression égale"	+	—

Si vous avez des questions, quelque chose n'est pas clair ou s'il y a d'autres informations sur ce sujet, n'hésitez pas et postez vos commentaires.

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Caractéristiques de disposition et de fonctionnement

Si le choix est fait en faveur du chauffage avec une pompe et un vase d'expansion, alors lors de l'organisation de l'approvisionnement en chaleur dans la maison, certaines de ses caractéristiques doivent être prises en compte:

• Pour que le liquide de refroidissement circule normalement, la chaudière doit être située au point le plus bas du système et le vase d'expansion au point le plus élevé.
• Il est préférable de placer le vase d'expansion dans le grenier de votre maison. Si cette pièce n'est pas chauffée, le réservoir et la colonne montante nécessitent une bonne isolation thermique pendant la saison froide.
• Le système doit avoir un nombre minimum de tours, de connexions et de raccords.
• En raison de la circulation lente du liquide de refroidissement dans le système, un chauffage puissant ne doit pas être autorisé. L'eau bouillante réduit considérablement la durée de vie des appareils de chauffage et des tuyaux.

• Si en hiver, le fonctionnement du système de chauffage n'est pas prévu, le liquide doit être évacué sans faute. Cela aidera à éviter la destruction des tuyaux, des batteries et de la chaudière.
• Il est très important de surveiller en permanence le niveau d'eau dans le vase d'expansion et d'ajouter du liquide si nécessaire. Le non-respect de cette règle entraînera la formation d'embouteillages d'air, par conséquent, les appareils de chauffage fonctionneront moins efficacement.
• La meilleure option pour le liquide de refroidissement est l'eau, car l'antigel est très toxique, ce qui rend son utilisation impossible dans les systèmes de chauffage ouverts. Cette option peut être utilisée s'il n'est pas possible de vidanger le liquide de refroidissement en hiver.

Lors de l'assemblage d'un système de chauffage, y compris un système de chauffage pour un garage avec une pompe de circulation, il est important de calculer correctement la section transversale des tuyaux et le degré de leur pente. Ces valeurs sont réglementées par SNiP 2.04.01-85. Dans les systèmes où le liquide de refroidissement circule naturellement, les tuyaux ont une section transversale plus grande que dans le chauffage à circulation forcée. De plus, dans le premier cas, la longueur des tuyaux est beaucoup plus courte. En ce qui concerne la pente, il est recommandé de le faire dans des systèmes à circulation naturelle de liquide, tandis que les documents réglementaires établissent une pente de 2-3 mm par mètre de contour.

Schémas de chauffage

Schéma de chauffage avec un mouvement de passage du liquide de refroidissement

Dans un système avec un mouvement de passage du liquide de refroidissement, les circuits de circulation sont égaux. En termes simples, la somme des longueurs «d'alimentation» et de «retour» de chaque radiateur est la même, par conséquent, l'hydraulique des radiateurs ne dépend pas de sa distance par rapport à la chaufferie. Le liquide de refroidissement se sent plus confiant dans ce système. Les radiateurs chauffent uniformément, déséquilibrer un tel système, avec une installation et un fonctionnement appropriés, est assez difficile.

Inconvénients: intensité de travail élevée, consommation de tuyaux légèrement plus élevée, par rapport à l'impasse, il n'est pas toujours possible d'effectuer techniquement, surtout lorsqu'il y a de nombreux niveaux différents dans la maison.

Circuit de chauffage sans issue

Dans les systèmes de chauffage sans issue, le mouvement de l'eau chaude dans la conduite d'alimentation est opposé au mouvement de l'eau refroidie dans la conduite de retour. La longueur des anneaux de circulation n'est pas la même ici: plus le réchauffeur est éloigné de la chaudière, plus la longueur de l'anneau de circulation est grande et, inversement, plus le réchauffeur est proche de la chaudière, plus la longueur du réchauffeur est courte. anneau de circulation. Les circuits de circulation dans un tel système ne sont pas égaux, le système est mis en place pendant une longue période et peut facilement être déséquilibré. Afin d'élargir l'utilisation des systèmes sans issue, comme les plus économiques, la longueur des autoroutes est réduite et au lieu d'un système longue distance, plusieurs sont construites. Dans de tels cas, le meilleur ajustement horizontal du système est assuré.

Système de chauffage monotube "Leningradka"

Le système monotube est également appelé "Leningrad". Il est loin d'être parfait, mais populaire en raison de sa simplicité. "Leningradka" est un système dans lequel tous les radiateurs de chauffage sont connectés en série à un tuyau, qui sert d'alimentation et de retour. Il s'avère que la ligne est en boucle vers la chaudière et que les radiateurs y sont connectés aux bons endroits. Le caloporteur dans le sens du mouvement entre séquentiellement dans chacun des dispositifs de chauffage. C'est le principal inconvénient. Le liquide de refroidissement le plus chaud entre dans le premier radiateur. Une partie de la chaleur est utilisée pour le chauffer. Le liquide de refroidissement devient plus froid, est mélangé dans la ligne, réduisant la température globale. Après cela, déjà avec un un peu plus froid, il entre dans le deuxième radiateur, où il se refroidit un peu et, s'ajoutant au flux principal, le refroidit encore plus. Au fur et à mesure que vous progressez, un caloporteur de plus en plus froid entre dans chaque élément chauffant suivant. Avec une chaîne suffisamment longue et un grand nombre d'appareils, le dernier radiateur est totalement inefficace.

Pour contourner cette propriété et obtenir des rendements approximativement égaux de chaque appareil, vous pouvez augmenter le nombre de sections de radiateur à mesure qu'elles s'éloignent de la chaudière. Ainsi, il est possible de compenser le système, d'égaliser le transfert de chaleur de chaque appareil.

Il est également nécessaire d'installer des régulateurs et des robinets, qui peuvent être utilisés pour réguler le débit du liquide de refroidissement dans chaque appareil de chauffage, en égalisant la température si nécessaire. Cela vous permet d'obtenir un transfert de chaleur plus ou moins égal de chacun d'eux.

Circuit de chauffage collecteur (poutre)

Elle est dite radiale, car lors de son installation, il est envisagé d'installer un collecteur de distribution à chaque niveau. De ce collecteur, comme les rayons, les tuyaux divergent vers des radiateurs de chauffage. Une caractéristique du système de poutre est la connexion indépendante de chaque radiateur ou circuit et, par conséquent, la répartition uniforme du liquide de refroidissement sur tous les appareils. Un tel système de chauffage vous permet de réguler la consommation de chaque radiateur ou circuit séparément, en obtenant la bonne répartition des zones de température dans les locaux.

Le principal inconvénient de la disposition des poutres est sa consommation élevée de matériaux. Ce système nécessite beaucoup de matériaux. De plus, non seulement les tuyaux, mais aussi les vannes, puisque chaque radiateur devra alimenter deux lignes à la fois - l'alimentation du liquide de refroidissement et le retour. Et chaque ligne doit être équipée de vannes - à la fois à l'entrée et à la sortie.

Mais, malgré la consommation élevée de composants, un tel système permet, en cas d'urgence, d'éteindre rapidement tout radiateur, groupe, pièce séparée ou étage entier. Le système de chauffage peut continuer à fonctionner pendant ce temps et chauffer les locaux. De plus, avec le câblage de poutre, les tuyaux sont posés sans joints.Le tuyau en polyéthylène réticulé et posé sous le sol élimine le risque de fuite, et toutes les réparations, si nécessaire, sont effectuées directement au niveau des connexions du radiateur ou dans le collecteur.

Circuit de chauffage gravitationnel (gravité)

Un système de chauffage avec circulation naturelle du liquide de refroidissement est appelé gravité ou gravité. Son travail est basé sur la différence de densité de l'eau froide et de l'eau chaude et la différence de hauteur dans l'emplacement des appareils de chauffage et de la chaudière. L'eau chaude a une densité beaucoup plus faible, de sorte que le liquide de refroidissement plus froid provenant des radiateurs la déplace de la chaudière et la dirige vers la colonne montante. Une fois la chaleur transférée aux radiateurs, l'eau refroidie se déplace vers la chaudière sous l'influence des forces gravitationnelles, et l'eau plus chaude de la chaudière s'écoule à sa place.

Aujourd'hui, ce système est considéré comme obsolète et rarement utilisé en raison de lacunes telles que le coût élevé, le faible rendement, le manque d'économie, car il nécessite des coûts élevés pour les matériaux (grands diamètres de tuyaux) et le travail (il est difficile de se conformer à un certain nombre de exigences de mise en œuvre). Fonctionne efficacement dans les petits bâtiments de faible hauteur. Dans les maisons à deux étages, l'efficacité est moindre, il est difficile de parvenir à un équilibre entre les étages supérieurs et inférieurs.

En conclusion, il convient de souligner deux avantages principaux de ce système - un niveau élevé d'inertie et d'indépendance énergétique, c'est-à-dire l'absence de besoin d'électricité dans le bâtiment, qui devrait être équipé de ce système de chauffage.

Diagrammes de systèmes de chauffage ouverts

Dans les systèmes de chauffage de type ouvert, le liquide de refroidissement peut circuler de deux manières. Dans le premier cas, le mouvement s'effectue de manière naturelle, son deuxième nom est circulation gravitationnelle. Dans le chauffage de type ouvert avec une pompe, un équipement supplémentaire force le liquide à se déplacer, cette option est appelée mouvement forcé ou artificiel. Vous devez choisir l'une ou l'autre méthode en fonction de la surface de la pièce, du nombre d'étages et du régime thermique utilisé.

Types de systèmes de chauffage sans issue

En fonction de l'organisation de la tuyauterie, on distingue deux types de systèmes de chauffage sans issue:

• horizontal;
• vertical (épaule).

Dans le premier cas, les canalisations d'alimentation et de retour sont situées horizontalement. Pour eux, des tuyaux de mêmes diamètres et des composants de montage de tailles standard communes sont utilisés. Cela simplifie grandement l'installation du système de chauffage dans une maison privée.

Le circuit horizontal permet de maintenir presque la même température dans tous les radiateurs. Cependant, son inconvénient est la complexité accrue de l'équilibrage des radiateurs individuels avec une longueur significative de canalisations du système de chauffage.

Le système vertical est utilisé lorsqu'il est nécessaire de chauffer une maison à deux étages. Dans ce cas, le système de canalisations est divisé en deux branches. La première branche longe le premier étage du bâtiment. La deuxième branche mène au deuxième étage par une colonne montante verticale. Les systèmes de chauffage sans issue de ce type sont plus complexes.

Pour leur fonctionnement stable et stable, un certain nombre de conditions doivent être remplies:

• le nombre d'appareils de chauffage à chaque étage ne doit pas dépasser 10;
• un calcul précis des diamètres des canalisations doit être effectué;
• des vannes d'équilibrage avec contrôle automatique de la pression doivent être installées à chaque étage;
• lors de l'installation d'un système de cul-de-sac vertical, le mouvement du liquide de refroidissement par gravité est exclu - une pompe de circulation doit être utilisée.

Lors de l'installation d'un système sans issue de tout type, non seulement un calcul précis et des performances de travail qualifiées, mais également le choix correct des radiateurs et des accessoires sont d'une importance capitale.

Les radiateurs Ogint se distinguent non seulement par leur efficacité thermique et leur fiabilité élevées, mais également par leurs excellentes caractéristiques hydrauliques. Notre société propose également des éléments d'assemblage fonctionnels. Cela vous permet de créer des systèmes de chauffage sans issue efficaces et fonctionnant de manière stable de type horizontal et vertical.

Circulation gravitationnelle

Dans les systèmes où le liquide de refroidissement circule naturellement, il n'y a aucun mécanisme pour faciliter le mouvement du fluide. Le processus est effectué en raison de la dilatation du liquide de refroidissement chauffé. Pour qu'un système de ce type fonctionne efficacement, une colonne montante d'appoint d'une hauteur de 3,5 mètres ou plus est installée.

Le pipeline dans un système de chauffage à circulation naturelle de liquide a certaines restrictions de longueur, en particulier, il ne doit pas dépasser 30 mètres. Par conséquent, un tel apport de chaleur peut être utilisé dans les petits bâtiments; dans ce cas, les maisons d'une superficie ne dépassant pas 60 m2 sont considérées comme la meilleure option. La hauteur de la maison et le nombre d'étages sont également d'une grande importance lors de l'installation de la colonne montante. Un autre facteur doit être pris en compte, dans un système de chauffage de type à circulation naturelle, le liquide de refroidissement doit être chauffé à une certaine température; en mode basse température, la pression requise n'est pas créée.

Un schéma avec mouvement de fluide gravitationnel a certaines capacités:

• Combinaison avec des systèmes de chauffage par le sol. Dans ce cas, une pompe de circulation est installée sur le circuit d'eau menant aux éléments chauffants. Dans le cas contraire, l'opération est effectuée comme d'habitude, sans interruption même en l'absence d'alimentation.
• Travailler avec une chaudière. L'appareil est installé dans la partie supérieure du système, mais à un niveau inférieur à celui du vase d'expansion. Dans certains cas, une pompe est installée sur la chaudière pour qu'elle fonctionne correctement. Cependant, il faut comprendre que dans une telle situation le système devient forcé, ce qui oblige à installer un clapet anti-retour pour empêcher la recirculation du liquide.

Systèmes avec induction artificielle du mouvement du liquide de refroidissement

Les schémas d'un système de chauffage ouvert avec une pompe impliquent dans tous les cas l'utilisation d'un appareil approprié. Cela vous permet d'augmenter la vitesse de déplacement du liquide et de réduire le temps de chauffage de la maison. Le flux de liquide de refroidissement dans ce cas se déplace à une vitesse d'environ 0,7 m / s, de sorte que le transfert de chaleur devient plus efficace et toutes les sections du système d'alimentation en chaleur sont chauffées de manière égale.

Lors de l'installation d'un système de chauffage de type ouvert avec une pompe, plusieurs caractéristiques doivent être prises en compte:

• La présence d'une pompe de circulation intégrée nécessite une connexion au système d'alimentation électrique. Pour un fonctionnement ininterrompu en cas de coupure de courant d'urgence, il est recommandé d'installer la pompe sur une dérivation.
• L'équipement de pompage doit se trouver sur le tuyau de retour devant l'entrée de la chaudière, à une distance allant jusqu'à 1,5 mètre de celle-ci.
• La pompe pénètre dans la canalisation en tenant compte du sens de déplacement du liquide de refroidissement.

L'installation de la pompe a également ses propres caractéristiques, elle est située sur le tuyau de dérivation entre deux vannes d'arrêt. S'il y a de l'électricité dans le réseau, ce qui est nécessaire au fonctionnement de l'équipement de pompage, les robinets sont fermés. Dans ce cas, le liquide de refroidissement passe par un coude de dérivation avec une pompe de circulation. En l'absence de tension, les vannes sont ouvertes, permettant au système de fonctionner en mode gravitationnel.

Tuyau simple ou double tuyau?

Tuyau unique les systèmes de chauffage se sont répandus, en particulier dans les bâtiments à plusieurs étages, dans les anciens systèmes de chauffage central, ainsi que dans les systèmes à circulation naturelle. Malgré la moindre consommation de métal (longueur des canalisations), le système comporte assez souvent des inconvénients:

• Avec le mouvement séquentiel du liquide de refroidissement du premier radiateur au suivant, une baisse significative de la température se produit, de sorte que la surface de transfert de chaleur doit augmenter avec la distance de l'alimentation en eau chaude.
• Il n'y a pas de possibilité de régulation individuelle du transfert de chaleur de chaque radiateur.
• La présence d'une dérivation sur les radiateurs fait généralement la moyenne de la température dans la colonne montante du système de chauffage, mais conserve également l'impossibilité de régulation.

Deux tuyaux les systèmes de chauffage sont l'option la plus courante et s'adaptent à presque toutes les configurations de tuyauterie du bâtiment (cul-de-sac, associé ou collecteur). La chaleur est fournie et évacuée des radiateurs par différents canalisations. Le système est plus stable du côté hydraulique et est soumis à une régulation à la fois qualitative et quantitative. Voir la section avec la classification des systèmes de chauffage dans le sens d'écoulement du fluide caloporteur.

Systèmes de chauffage à un et deux tuyaux

Dans tout système d'alimentation en chaleur, l'eau est chauffée dans la chaudière, puis pénètre dans les appareils de chauffage, après quoi elle retourne à la chaudière par le tuyau de retour. Cependant, un tel mouvement du fluide de refroidissement peut être réalisé de différentes manières.

Un système monotube suppose le mouvement du liquide à travers un tuyau de grand diamètre, et tous les appareils de chauffage sont situés sur la même ligne.

Un système de chauffage monotube avec mouvement naturel du liquide de refroidissement présente plusieurs avantages:

• Utilisation d'une quantité minimale de consommables.
• Assemblage simple de tous les éléments et leur connexion.
• Le nombre minimum de tuyaux dans la pièce.

Parmi les inconvénients d'une telle disposition de tuyaux, il convient de prêter attention au chauffage inégal des batteries. Avec une distance de la chaudière à gaz pour un système de chauffage ouvert, les batteries chauffent moins, respectivement, leur transfert de chaleur diminue.

Le système à deux tuyaux gagne en popularité. En raison du fait que les appareils de chauffage sont connectés à la fois aux tuyaux d'alimentation et de retour, le système forme une sorte d'anneau fermé.

Parmi les avantages de ce programme, on trouve les suivants:

• Chauffage uniforme de tous les appareils de chauffage.
• Une température individuelle peut être réglée pour chaque radiateur.
• Haute fiabilité du système de chauffage.

Parmi les inconvénients d'un système de chauffage à deux tuyaux, une installation plus complexe de branches de communication à l'intérieur de la pièce et des investissements et des coûts de main-d'œuvre importants se démarquent.

Options de disposition des pipelines

Il existe deux types de routage à deux tuyaux: vertical et horizontal. Les pipelines verticaux sont généralement situés dans des bâtiments à plusieurs étages. Ce schéma vous permet de chauffer chaque appartement, mais en même temps, la consommation de matériaux est importante.

Une propriété positive d'un tel câblage est la sortie naturelle de l'air des tuyaux, lorsqu'il monte vers le haut. Le schéma horizontal est utilisé dans la construction à un et à deux étages. L'air des canalisations est évacué à l'aide de robinets Mayevsky installés sur chaque radiateur.

Câblage supérieur et inférieur

Distribution de liquide de refroidissement réalisé selon le principe supérieur ou inférieur... Avec un acheminement par le haut, le tuyau d'alimentation passe sous le plafond et descend jusqu'au radiateur. Le tuyau de retour longe le sol.

Avec cette conception, la circulation naturelle du liquide de refroidissement se produit bien, en raison de la différence de hauteur, il parvient à gagner en vitesse. Mais une telle mise en page n'a pas été largement utilisée en raison de son manque d'attrait externe.

Le schéma d'un système de chauffage à deux tuyaux avec un câblage inférieur est beaucoup plus courant. Dans celui-ci, les tuyaux sont placés en bas, mais l'alimentation passe généralement un peu plus haut que le retour. De plus, les pipelines passent parfois sous le plancher ou au sous-sol, ce qui est un grand avantage d'un tel système.

Cette disposition convient aux schémas avec mouvement forcé du liquide de refroidissement, car lors de la circulation naturelle, la chaudière doit être au moins 0,5 m plus basse que les radiateurs, il est donc très difficile de l'installer.

Mouvement entrant et passant du liquide de refroidissement

Un système de chauffage à deux tuyaux, dans lequel l'eau chaude se déplace dans différentes directions, est appelé compteur ou impasse. Lorsque le mouvement du liquide de refroidissement est effectué le long des deux canalisations dans le même sens, on parle de système de passage.

Le circuit associé est plus facile à régler et à régler, en particulier dans les canalisations principales. Si le nombre de sections des radiateurs est le même, il n'est pas nécessaire d'équilibrer le schéma de passage.

Dans un tel chauffage, souvent lors de l'installation de tuyaux, ils recourent au principe d'un télescope, ce qui facilite le réglage. C'est-à-dire que lors de l'assemblage du pipeline, les sections de tuyau sont posées séquentiellement, réduisant progressivement leur diamètre. Avec le mouvement venant en sens inverse du liquide de refroidissement, il doit y avoir des vannes thermiques et des vannes à pointeau pour le réglage.

Schéma de connexion du ventilateur

Le système de ventilateur, ou poutre, est utilisé dans les bâtiments à plusieurs étages pour relier chaque appartement avec la possibilité d'installer des compteurs. Pour ce faire, un collecteur est installé à chaque étage avec une sortie de tuyau vers chaque appartement.

Et pour le câblage seules les sections de tuyau pleines sont utilisées, c'est-à-dire sans joints. Des appareils de mesure thermique sont installés sur les canalisations. Cela permet à chaque propriétaire de contrôler sa propre consommation de chaleur. Lors de la construction d'une maison privée, un tel schéma est utilisé pour la tuyauterie étage par étage.

Pour ce faire, un peigne est installé dans la tuyauterie de la chaudière, à partir duquel chaque radiateur est connecté séparément. Cela vous permet de répartir uniformément le liquide de refroidissement entre les appareils et de réduire ses pertes du système de chauffage.

Méthodes d'alimentation en liquide de refroidissement

La conduite de fluide chaud peut être positionnée de plusieurs manières. En fonction de cela, l'eyeliner est divisé en supérieur et inférieur.

La distribution supérieure implique l'apport de liquide de refroidissement chaud par la colonne montante principale et la distribution aux radiateurs par les tuyaux de distribution. Ce système est mieux utilisé dans les bâtiments résidentiels privés et les chalets d'un ou deux étages.

Un système de chauffage avec un câblage inférieur est considéré comme plus efficace et pratique. Dans ce cas, les tuyaux d'alimentation et de retour sont situés côte à côte et le liquide de refroidissement se déplace de bas en haut. L'eau chaude circule à travers les appareils de chauffage et retourne à la chaudière pour le système de chauffage ouvert par un tuyau de retour. Pour éviter l'accumulation d'air dans le système de chauffage, une grue Mayevsky est installée sur chaque radiateur.

Fonctionnement de la boucle Tichelmann

Le plus courant dans les réseaux domestiques est un schéma sans issue pour le mouvement du liquide de refroidissement. Son principe de fonctionnement est que l'eau chauffée de la chaudière par la conduite d'alimentation entre dans chaque radiateur

, et à la sortie du circuit de chauffage, il est immédiatement dirigé vers la chaudière par la conduite de retour. Ainsi, les flux d'eau dans le "ravitaillement" et le "retour" se déplacent l'un vers l'autre. Dans ce cas, la ligne d'alimentation va de la chaudière au dernier appareil, et la ligne de retour fonctionne dans le sens opposé, en partant de la dernière batterie jusqu'à la chaudière.

Une caractéristique fondamentale d'un système de passage est qu'à la fois dans les tuyaux d'alimentation et de retour le liquide de refroidissement se déplace dans le même sens

... Cela est généralement utilisé dans les réseaux avec un câblage inférieur. Dans ce cas, il est prévu de poser non pas deux, mais trois tuyaux:

• pipeline d'approvisionnement;
• pipeline de retour;
• canalisation pour renvoyer le liquide de refroidissement de la conduite de retour à la chaudière.

Dans ce cas, l '«alimentation» va également de la chaudière au dernier appareil de chauffage.Le tuyau de retour va du premier au dernier appareil de chauffage. Ainsi, le liquide de refroidissement se déplace le long de celui-ci dans le même sens qu'à travers la canalisation de pression. À partir du dernier appareil de chauffage, il retourne à la chaudière par un tuyau séparé.

Élévateurs principaux

Selon l'emplacement des colonnes montantes principales, le câblage peut être vertical ou horizontal.

Dans le premier cas, les radiateurs de chaque étage sont connectés à une colonne montante verticale. Un tel système a ses propres caractéristiques:

• Aucune poche d'air n'est formée.
• Chauffage efficace des bâtiments de plusieurs étages.
• La possibilité de connecter des radiateurs de chauffage à chaque étage.
• installation plus complexe de compteurs de chaleur dans les appartements des immeubles à plusieurs étages.

Avec un câblage horizontal, tous les radiateurs de sol sont connectés à une seule colonne montante. Le principal avantage d'un tel système est l'utilisation de moins de matériaux pour l'installation et, par conséquent, un coût inférieur du système.

Équipement d'arrêt moderne pour le contrôle de la température

Les systèmes de chauffage sont les veines des maisons modernes qui transportent la chaleur et les chauffent. Les systèmes de chauffage modernes impliquent l'utilisation des dernières solutions et schémas, ainsi que divers types d'équipements, qui permettent d'automatiser l'apport de chaleur à travers les réseaux.

De tels éléments peuvent contrôler le chauffage des maisons même sans intervention humaine et réguler la température dans des limites spécifiées, en fonction de l'heure de la journée.

Le chauffage monotube peut être considérablement amélioré avec de nouveaux types de vannes d'arrêt. Les systèmes de chauffage modernes peuvent impliquer une installation sur le tuyau d'écoulement et la dérivation au lieu de deux vannes - une.

Un tel élément est appelé une vanne à trois voies. En fonction de la position du registre de fermeture, la vanne à trois voies peut ouvrir le chemin du liquide de refroidissement vers le radiateur et fermer l'alimentation du by-pass, et vice versa - elle ferme le by-pass et ouvre le flux du mélange vers la batterie .

Ces grues peuvent être équipées d'un entraînement électrique, qui est connecté à un dispositif spécial - un contrôleur. Ce contrôleur mesure la température de l'air dans la pièce, ou le degré de chauffage du mélange de liquide de refroidissement et donne des commandes à la vanne à trois voies, augmentant ou diminuant ainsi l'alimentation en liquide de refroidissement des radiateurs. Le reste du flux de chaleur chaude est évacué dans la dérivation.

Calculs nécessaires

Il est très important d'effectuer correctement les calculs hydrauliques; sur leur base, le diamètre du tuyau est sélectionné pour un circuit de chauffage de type ouvert avec une pompe.

Pour calculer la pression de circulation, les paramètres suivants doivent être pris en compte:

• Distance de l'axe central de la chaudière au centre de l'appareil de chauffage. Plus cette valeur est élevée, plus le liquide de refroidissement circule de manière stable.
• Pression d'eau à la sortie de la chaudière et à son entrée. La tête de circulation est déterminée par la différence de température du fluide.

Le diamètre du pipeline dépend en grande partie du matériau à partir duquel il est fabriqué. Les tuyaux en acier pour le système de chauffage doivent avoir une section transversale d'au moins 5 cm. Après le câblage, des tuyaux d'un diamètre plus petit peuvent être utilisés, mais le câblage, au contraire, doit se dilater.

Les paramètres du vase d'expansion sont également d'une grande importance. Pour un fonctionnement efficace du système, un réservoir doit être utilisé qui a un volume d'environ 5% du volume de tout le fluide dans le système. Le non-respect de cette consigne peut entraîner l'éclatement des tuyaux ou des éclaboussures d'eau excessives.

Avantages et inconvénients

Parmi les principaux avantages, on trouve:

• facilité d'installation, qui ne nécessite pas de gros coûts de main-d'œuvre;
• à bas prix;
• aspect esthétique, car un tuyau traverse la maison.

Les inconvénients comprennent:

• répartition inégale du liquide de refroidissement sur les radiateurs, à la suite de quoi des dispositifs supplémentaires doivent être installés;
• dans les maisons à deux étages ou plus, pour le fonctionnement efficace du système, il est nécessaire de créer une pression accrue du liquide de refroidissement en installant une pompe de circulation;
• lors de l'utilisation de tuyaux métalliques, il est beaucoup plus difficile de démonter et de remplacer les radiateurs.

Ensemble complet du système

Le chauffage de type ouvert dans une maison privée nécessite l'installation d'une chaudière fonctionnant au combustible solide ou au mazout. Le fait est que ce type de chauffage se caractérise par la formation périodique de bourrages d'air, ce qui peut provoquer un accident lors de l'utilisation de chaudières électriques et à gaz.

La puissance de la chaudière de chauffage peut être calculée selon le schéma standard, selon lequel 1 kW d'énergie plus 10-30% est nécessaire pour chauffer 10 m2 de la surface de la pièce, plus 10-30%, selon la qualité de l'isolation thermique.

Vous ne devez pas utiliser de polymères comme matériau pour le vase d'expansion; l'acier est la meilleure option dans ce cas. Le volume du réservoir dépend de la surface de la pièce chauffée, par exemple, dans le système de chauffage d'un petit bâtiment d'une hauteur d'un étage, un vase d'expansion de 8 à 15 litres peut être utilisé.

En ce qui concerne les tuyaux pour le schéma du système de chauffage avec une pompe de circulation, dans ce cas, les matériaux suivants peuvent être utilisés:

• Acier... Un tel pipeline se caractérise par une conductivité thermique élevée et une résistance à la haute pression. Cependant, l'installation présente quelques difficultés et nécessite l'utilisation de matériel de soudage.
• Polypropylène... Un tel système se distingue par sa facilité d'installation, sa résistance et son étanchéité, il est capable de résister aux fluctuations de température. Les tuyaux en polypropylène se caractérisent par un fonctionnement sans faille depuis un quart de siècle.
• Métal-plastique... Les tuyaux en ce matériau résistent à la corrosion, les dépôts ne se forment pas sur leurs parois internes qui entravent le mouvement naturel du liquide de refroidissement. Cependant, le coût d'un tel système est assez élevé et sa durée de vie n'est que de 15 ans.
• Cuivre... Un pipeline en cuivre est considéré comme le plus cher, mais il tolère parfaitement des températures élevées, jusqu'à +500 degrés, et se caractérise par un transfert de chaleur maximal.

Les appareils de chauffage dans un système de chauffage ouvert doivent être suffisamment durables, par conséquent, des métaux ayant des propriétés similaires doivent être choisis. Les plus populaires sont les radiateurs en acier, ce qui s'explique par la combinaison optimale de l'apparence des modèles, de leur prix et de leur puissance thermique.

Classification

1. Type de système de chauffage basé sur le différentiel créé:
   Système de chauffage par gravité (avec circulation naturelle);
2. Système de chauffage à circulation forcée par pompe (mécanique).
3. Schéma d'alimentation du liquide de refroidissement aux appareils de chauffage:
   standard ou sans issue;
4. qui passe;
5. faisceau ou collecteur.
6. Par la méthode d'alimentation et de retrait du liquide de refroidissement:
   monotube;
7. deux tuyaux.
8. Par la méthode d'installation des pipelines:
   bande ouverte;
9. installation dissimulée.
10. Par le type de matériau utilisé pour les canalisations et les raccords de raccordement:
    Pipelines en acier;
11. Tuyauterie en cuivre;
12. Tuyaux en plastique renforcé;
13. Pipelines en polypropylène;

La séquence d'actions pour l'auto-installation du système

La disposition d'un système de chauffage de type ouvert implique l'exécution séquentielle des travaux suivants:

• Installation de chaudière de chauffage. Selon la taille, l'équipement est solidement et fermement fixé au sol ou fixé au mur.
• Acheminement des tuyaux. Le pipeline est installé conformément au projet précédemment établi et au schéma sélectionné. À ce stade, il ne faut pas oublier la pente recommandée sur tout le contour.
• Installation d'appareils de chauffage et leur raccordement à une canalisation commune.
• Installation du vase d'expansion et de son isolation thermique (si nécessaire).
• Connexion des éléments du système.
• Test de fonctionnement, au cours duquel les endroits de connexion lâche sont identifiés.
• Démarrage du système de chauffage.

Il est recommandé d'installer un capteur de température à la sortie de la chaudière, qui surveille l'efficacité du système d'alimentation en chaleur de type ouvert.

Caractéristiques des systèmes à circulation forcée du liquide de refroidissement

Pour un fonctionnement de haute qualité et efficace du circuit forcé d'un système de chauffage de type ouvert avec une pompe, l'installation d'un équipement approprié est nécessaire. Dans ce cas, il est nécessaire de choisir la bonne pompe et le bon endroit pour son installation.

Règles de sélection de la pompe

L'appareil est choisi en fonction de deux caractéristiques principales: la puissance et la tête. Ces paramètres dépendent directement de la superficie du bâtiment chauffé. Dans la plupart des cas, les valeurs suivantes sont prises comme point de référence:

• Pour un système chauffant une surface de 250 m2, une pompe d'une capacité de 3,5 m3 / h et d'une pression de 0,4 atmosphère est nécessaire.
• Pour une surface jusqu'à 350 m2, mieux vaut choisir un équipement d'une capacité de 4,5 m3 / h et d'une pression de 0,6 atm.
• Si le bâtiment a une grande superficie, jusqu'à 800 m2, il est recommandé d'utiliser une pompe d'une capacité de 11 m3 / h avec une pression supérieure à 0,8 atmosphère.

Si vous abordez plus attentivement le choix de l'équipement de pompage, des paramètres supplémentaires sont pris en compte:

• Longueur du pipeline.
• Le type d'appareils de chauffage et leur nombre.
• Le diamètre des tuyaux et le matériau à partir duquel ils sont fabriqués.
• Type de chaudière de chauffage.

Raccordement de la pompe au circuit de chauffage

Il est recommandé d'installer la pompe de circulation sur le tuyau de retour, dans ce cas, le liquide déjà refroidi passera à travers l'appareil. Cependant, lors de l'utilisation de modèles plus modernes, fabriqués à partir de matériaux résistants à la chaleur, un raccordement à la ligne d'alimentation n'est pas exclu. Dans tous les cas, l'équipement installé ne doit pas perturber la circulation du liquide de refroidissement.

Il existe plusieurs options pour changer le schéma gravitationnel en une option forcée:

1. Installation du vase d'expansion à un niveau supérieur. Cette option peut être qualifiée de la plus simple, mais cela nécessitera un grand grenier.
2. Le vase d'expansion est transféré vers la colonne montante distante. Si vous utilisez cette méthode pour reconstruire un ancien système, cela prendra beaucoup de temps et d'efforts. Si vous équipez un nouveau système selon ce schéma, il ne se justifiera pas.
3. Placer la colonne montante du vase d'expansion à proximité immédiate du coude sur lequel se trouve la pompe. Dans ce cas, le tuyau avec le réservoir est coupé de la conduite d'alimentation et coupé dans le tuyau de retour derrière la pompe.
4. Raccordement de la pompe à la conduite d'alimentation. Cette méthode est considérée comme la meilleure option pour la reconstruction du circuit de chauffage. Gardez toutefois à l'esprit que tous les appareils ne peuvent pas résister à des températures élevées.

Pour que le système de chauffage avec vase d'expansion ouvert et pompe fonctionne efficacement, il est important de choisir le bon circuit, de calculer les paramètres de tous les éléments constitutifs, de sélectionner l'équipement approprié et d'effectuer systématiquement les travaux d'installation.