DEIl y a une opinion que le chauffage gravitationnel est un anachronisme à notre ère informatique. Mais que se passe-t-il si vous construisez une maison dans une zone où il n'y a pas encore d'électricité ou où l'alimentation électrique est très intermittente? Dans ce cas, vous devrez vous rappeler la manière à l'ancienne d'organiser le chauffage. Voici comment organiser le chauffage gravitationnel, et nous en parlerons dans cet article.
Système de chauffage par gravité
Le système de chauffage gravitationnel a été inventé en 1777 par le physicien français Bonneman et a été conçu pour chauffer un incubateur.
Mais ce n'est que depuis 1818 que le système de chauffage gravitationnel est devenu omniprésent en Europe, bien que jusqu'à présent uniquement pour les serres et les serres. En 1841, l'Anglais Hood a développé une méthode de calcul thermique et hydraulique des systèmes de circulation naturelle. Il a pu théoriquement prouver la proportionnalité des taux de circulation du liquide de refroidissement aux racines carrées de la différence de hauteur du centre de chauffage et du centre de refroidissement, c'est-à-dire la différence de hauteur entre la chaudière et le radiateur. La circulation naturelle du liquide de refroidissement dans les systèmes de chauffage a été bien étudiée et avait une base théorique puissante.
Mais avec l'avènement des systèmes de chauffage par pompage, l'intérêt des scientifiques pour le système de chauffage gravitationnel s'est progressivement estompé. Actuellement, le chauffage gravitationnel est éclairé superficiellement dans les cours de l'institut, ce qui a conduit à l'analphabétisme des spécialistes qui installent ce système de chauffage. C'est dommage à dire, mais les installateurs de chauffage gravitationnel utilisent principalement les conseils des «expérimentés» et ces maigres exigences qui figurent dans les documents réglementaires. Il convient de rappeler que les documents réglementaires dictent uniquement les exigences et ne fournissent pas d'explication sur les raisons de l'apparition d'un phénomène particulier. À cet égard, parmi les spécialistes, il y a un nombre suffisant d'idées fausses, que je voudrais dissiper un peu.
Description détaillée du système
Chauffage par gravité ouvert
Lors du chauffage de l'eau, une partie de celle-ci s'évaporera inévitablement sous forme de vapeur. Pour un retrait rapide, un vase d'expansion est installé tout en haut du système. Il remplit 2 fonctions - l'excès de vapeur est éliminé par le trou supérieur et la perte de volume de liquide est automatiquement compensée. Ce schéma est appelé ouvert.
Cependant, il présente un inconvénient majeur: l'évaporation relativement rapide de l'eau. Par conséquent, pour les grands systèmes ramifiés, ils préfèrent fabriquer de leurs propres mains un système de chauffage gravitationnel de type fermé. Les principales différences entre son schéma sont les suivantes.
- Au lieu d'un vase d'expansion ouvert, un évent automatique est installé au point le plus élevé de la canalisation. Un système de chauffage gravitationnel de type fermé, en cours de chauffage du liquide de refroidissement, produit une grande quantité d'oxygène à partir de l'eau, qui, en plus de la surpression, est une source de rouille des éléments métalliques. Pour l'élimination rapide de la vapeur à haute teneur en oxygène, un évent automatique est installé;
- Pour compenser la pression du liquide de refroidissement déjà refroidi, un vase d'expansion à membrane de type fermé est monté devant le collecteur d'entrée de la chaudière. Si la pression gravitationnelle dans le système de chauffage dépasse la norme admissible, la membrane élastique compense cela en augmentant le volume total.
Sinon, lors de la conception et de l'installation d'un système de chauffage gravitationnel uniquement de vos propres mains, vous pouvez respecter les règles et recommandations habituelles.
Chauffage par gravité classique à deux tubes
Afin de comprendre le principe de fonctionnement d'un système de chauffage gravitationnel, considérons un exemple de système gravitationnel classique à deux tuyaux, avec les données initiales suivantes:
- le volume initial de liquide de refroidissement dans le système est de 100 litres;
- hauteur du centre de la chaudière à la surface du liquide de refroidissement chauffé dans le réservoir H = 7 m;
- distance entre la surface du fluide caloporteur chauffé dans le réservoir et le centre du radiateur du deuxième étage h1 = 3 m,
- distance au centre du radiateur du premier étage h2 = 6 m.
- La température à la sortie de la chaudière est de 90 ° C, à l'entrée de la chaudière - 70 ° C.
La pression de circulation effective pour le radiateur du deuxième étage peut être déterminée par la formule:
Δp2 = (ρ2 - ρ1) g (H - h1) = (977 - 965) 9,8 (7 - 3) = 470,4 Pa.
Pour le radiateur du premier étage, ce sera:
Δp1 = (ρ2 - ρ1) g (H - h1) = (977 - 965) 9,8 (7 - 6) = 117,6 Pa.
Pour rendre le calcul plus précis, il est nécessaire de prendre en compte le refroidissement de l'eau dans les canalisations.
L'essence du système
Comment se produit la pression de circulation?
Le mouvement d'écoulement à travers les tuyaux du fluide caloporteur est dû au fait qu'avec une diminution et une augmentation de sa température, il change sa densité et sa masse.
Le changement de température du liquide de refroidissement se produit en raison du chauffage de la chaudière.
Dans les tuyaux de chauffage, il y a un liquide plus froid qui a cédé sa chaleur aux radiateurs, donc sa densité et sa masse sont plus grandes. Sous l'influence des forces gravitationnelles dans le radiateur, le liquide de refroidissement froid est remplacé par du chaud.
En d'autres termes, après avoir atteint le point le plus élevé, l'eau chaude (il peut s'agir d'antigel) commence à être répartie uniformément sur les radiateurs, en déplaçant l'eau froide. Le liquide refroidi commence à descendre dans la partie inférieure de la batterie, après quoi il passe complètement par les tuyaux dans la chaudière (il est déplacé par l'eau chaude provenant de la chaudière).
Dès que le liquide de refroidissement chaud entre dans le radiateur, le processus de transfert de chaleur commence. Les parois du radiateur chauffent progressivement puis transfèrent la chaleur dans la pièce elle-même.
Le liquide de refroidissement circulera dans le système tant que la chaudière fonctionnera.
Tuyauterie pour chauffage par gravité
De nombreux experts estiment que le pipeline doit être posé avec une pente dans le sens du mouvement du liquide de refroidissement. Je ne soutiens pas que cela devrait idéalement être le cas, mais dans la pratique, cette exigence n'est pas toujours remplie. Quelque part le faisceau se met en travers du chemin, quelque part les plafonds sont faits à différents niveaux. Que se passera-t-il si vous installez le pipeline d'alimentation avec une pente inverse?
Je suis sûr que rien de terrible ne se passera. La pression de circulation du liquide de refroidissement, si elle diminue, alors d'une assez petite quantité (quelques pascals). Cela se produira en raison de l'influence parasite qui refroidit dans le remplissage supérieur du liquide de refroidissement. Avec cette conception, l'air du système devra être évacué à l'aide d'un collecteur d'air à circulation et d'un évent. Un tel dispositif est illustré sur la figure. Ici, la vanne de vidange est conçue pour libérer de l'air au moment où le système est rempli de liquide de refroidissement. En mode de fonctionnement, cette vanne doit être fermée. Un tel système restera pleinement fonctionnel.
Schémas de découplage par gravité
Il existe une relation directe entre la pression de circulation dans le système et la distance verticale entre le point de chaleur maximale (en haut) et le point de chaleur minimale (en bas). Dans ce cas, la distribution supérieure du système gravitaire sera la meilleure option.
Trois systèmes indépendants
Mais ce n'est pas tout:
- Il est recommandé de fixer le vase d'expansion à la conduite verticale principale d'alimentation en eau chaude. Il est principalement utilisé pour l'élimination de l'air.
- La conduite d'alimentation doit être inclinée vers la direction du mouvement du liquide de refroidissement.
- Dans les radiateurs de chauffage, le mouvement de l'eau chaude doit être organisé de haut en bas (et de préférence en diagonale).C'est un point très important.
Si vous utilisez tout cela pour construire du chauffage dans votre propre maison, vous obtenez un diagramme schématique. Qu'en est-il du câblage inférieur? Il n'y a aucune objection à cette option. Mais ici, vous devrez faire face à de nombreuses questions. Par exemple, comment évacuer les masses d'air accumulées? Comment augmenter la pression du liquide de refroidissement? Bien qu'il existe des options pour résoudre ces problèmes, ils entraînent des coûts élevés. Et pourquoi sont-ils nécessaires s'il existe des régimes beaucoup plus simples.
Le mouvement du caloporteur refroidi
L'une des idées fausses est que dans un système à circulation naturelle, le liquide de refroidissement refroidi ne peut pas monter, ce que je ne suis pas non plus d'accord avec eux. Pour un système circulant, le concept de haut et de bas est très conditionnel. En pratique, si le pipeline de retour monte dans une section, il tombe quelque part à la même hauteur. Dans ce cas, les forces gravitationnelles sont équilibrées. La seule difficulté est de surmonter la résistance locale dans les virages et les sections linéaires de la canalisation. Tout cela, ainsi que l'éventuel refroidissement du liquide de refroidissement dans les sections de la montée, doivent être pris en compte dans les calculs. Si le système est correctement calculé, alors le diagramme montré dans la figure ci-dessous a le droit d'exister. À propos, au début du siècle dernier, de tels schémas étaient largement utilisés, malgré leur faible stabilité hydraulique.
Une version simplifiée du système de chauffage avec circulation naturelle du caloporteur
La chaudière est placée, son emplacement est déterminé à l'avance. Une colonne montante d'alimentation est sortie de la chaudière, et dans un endroit prédéterminé vers le haut, dans la mesure du possible dans le bâtiment. En règle générale, dans le grenier ou dans un débarras de l'étage supérieur d'une maison de campagne.
Un vase d'expansion avec un tuyau de trop-plein conduit à la buanderie, où se trouve un système d'égouts, est installé sur la colonne montante en haut. Si le vase d'expansion est censé être fermé, alors il est installé sur la conduite de retour dans la chaufferie ou dans une autre pièce, un purgeur automatique est installé au point le plus élevé. Un groupe de sécurité est également installé dans la chaufferie au 1er étage. La chaudière doit être installée le plus bas possible, dans une fosse ou un sous-sol. Il est interdit d'installer une chaudière à gaz au sous-sol. À partir du point supérieur, où un vase d'expansion ouvert ou un évent automatique a été installé, un abaissement est effectué. Il s'avère une boucle de pression. Ensuite, parlons de ce à quoi sert une boucle de pression.
Emplacement des radiateurs
Ils disent qu'avec la circulation naturelle du liquide de refroidissement, les radiateurs, sans faute, doivent être situés au-dessus de la chaudière. Cette affirmation n'est vraie que lorsque les appareils de chauffage sont situés dans un étage. Si le nombre d'étages est de deux ou plus, les radiateurs du niveau inférieur peuvent être situés sous la chaudière, ce qui doit être vérifié par calcul hydraulique.
En particulier, pour l'exemple représenté sur la figure ci-dessous, avec H = 7 m, h1 = 3 m, h2 = 8 m, la pression de circulation effective sera:
g · = 9,9 · [7 · (977 - 965) - 3 · (973 - 965) - 6 · (977 - 973)] = 352,8 Pa.
Ici:
ρ1 = 965 kg / m3 est la densité de l'eau à 90 ° C;
ρ2 = 977 kg / m3 est la densité de l'eau à 70 ° C;
ρ3 = 973 kg / m3 est la densité de l'eau à 80 ° C.
La pression de circulation résultante est suffisante pour que le système réduit fonctionne.
Disposition du radiateur
Un étage
Comme déjà mentionné, l'auteur est un praticien et osera donner des recommandations pour la conception du câblage, sur la base de sa propre expérience.
Pour une maison à un étage, le meilleur système est le soi-disant Leningrad, ou système de chauffage de caserne.
Que représente-t-il dans la mise en œuvre correcte?
- Le contour principal encercle toute la maison autour du périmètre. La seule coupure autorisée dans le circuit est la même vanne sur la dérivation à l'endroit où la pompe est installée. Matériau - tuyau pas plus mince que DN 32.
Utile: pour une raison quelconque, la circulation naturelle est associée à beaucoup exclusivement avec des tuyaux en acier.En vain: dans ce cas, vous pouvez utiliser en toute sécurité même du polypropylène sans renfort. Un système ouvert signifie aucune surpression; la température pendant la circulation normale ne dépassera jamais le point d'ébullition de l'eau.
- Les radiateurs coupent parallèlement au contour. Connexion - en bas ou en diagonale.
La première option de la barre latérale est correcte. Les deuxième et troisième pour nos besoins ne sont catégoriquement pas adaptés.
- Sur les raccords au radiateur (ils sont généralement réalisés avec un tuyau DU20), des vannes ou une paire vanne-starter sont placées. Les vannes d'arrêt vous permettront d'éteindre complètement le radiateur pour réparation; de plus, il permet l'équilibrage des appareils de chauffage.
- Au niveau de la connexion inférieure, un évent est installé dans les bouchons de radiateur supérieurs - un robinet Mayevsky, une vanne ou un robinet d'eau ordinaire.
Deux étages
Comment mettre en place un chauffage à circulation naturelle dans une maison à deux étages?
Commençons par ce qu'il ne faut pas faire.
Il est impossible d'organiser plusieurs circuits connectés à la chaudière en parallèle et de longueur différente. Ce à quoi l'instruction est liée est facile à comprendre: un circuit plus court contournera un circuit long, passant la majeure partie du liquide de refroidissement à travers lui-même.
Vous ne pouvez pas utiliser le système classique à deux tuyaux sans soupapes d'équilibrage ou étranglements. Dans ce cas, l'eau ne circulera que dans les appareils de chauffage à proximité. L'auteur a eu la chance de faire face aux conséquences d'une telle mise en œuvre de chauffage: avec les premières gelées graves, les radiateurs éloignés ont été dégivrés.
Un tel câblage ne deviendra opérationnel qu'après avoir équilibré les élévateurs avec des selfs. Sans cela, toute l'eau ne circulera que dans les appareils de chauffage à proximité.
Un schéma de câblage facile à mettre en œuvre et sans tracas peut ressembler à ceci
- Le collecteur d'appoint se termine au deuxième étage ou au grenier avec un vase d'expansion. Le remplissage d'un diamètre de 40 à 50 millimètres commence directement à partir de celui-ci avec une pente constante.
- Le contour inférieur (retour) encercle la maison le long du périmètre au niveau du sol du premier étage.
Utile: oui, déplacer le remplissage du fond dans le sous-sol, s'il est disponible, sera meilleur à la fois en termes d'esthétique et en termes d'efficacité du schéma. Mais cela ne devrait être fait que si la température au sous-sol ne descend pas en dessous de zéro, même avec une chaudière froide. Cependant, si votre circuit est avec de l'antigel ou un autre antigel, vous ne pouvez pas avoir peur du dégivrage.
- Les radiateurs ouvrent les colonnes montantes; dans ce cas, un papillon est installé sur au moins un élément chauffant de la colonne montante. L'équilibrage, tu te souviens? Sans cela, nous obtenons à nouveau un chauffage extrêmement inégal des batteries.
Le diagramme utilise une manière différente et moins précise d'équilibrer les élévateurs. Il y a plus d'appareils de chauffage sur celui le plus proche de la chaudière. Ce schéma est également réalisable.
S'il est possible de porter les déversements au grenier et au sous-sol, cela a au moins un bon côté. Ainsi, l'un des problèmes du système gravitationnel sera résolu - celui de l'esthétique. Pourtant, un tuyau épais et incliné orne rarement une maison.
Le revers de la médaille est qu'avec une isolation thermique de la plus haute qualité, une grande quantité de chaleur provenant d'un remplissage épais sera dissipée sans but, à l'extérieur des quartiers d'habitation.
Avec un grand diamètre, la garniture dissipe beaucoup de chaleur. Au sous-sol, il disparaîtra sans but.
Chauffage par gravité - remplacer l'eau par de l'antigel
J'ai lu quelque part que le chauffage gravitationnel, conçu pour l'eau, peut être transféré sans douleur à l'antigel. Je tiens à vous mettre en garde contre de telles actions, car sans un calcul approprié, un tel remplacement peut entraîner une panne complète du système de chauffage. Le fait est que les solutions à base de glycol ont une viscosité nettement plus élevée que l'eau. De plus, la capacité calorifique spécifique de ces liquides est inférieure à celle de l'eau, ce qui nécessitera, toutes choses égales par ailleurs, une augmentation du débit de circulation du fluide caloporteur.Ces circonstances augmentent considérablement la résistance hydraulique de conception du système rempli de liquides de refroidissement avec un point de congélation bas.
Système de chauffage par gravité en polypropylène: avantages par rapport au métal
Un système de chauffage par gravité peut être fabriqué non seulement à partir de tuyaux métalliques, mais également à partir de matériaux plus modernes. Le polypropylène est à juste titre devenu un tel matériau. Un système de chauffage constitué de tuyaux en polypropylène peut être caché sous des moulures ou des bardages. À la suite de ces actions, la surface de la pièce ne diminuera pas, mais la propreté et l'esthétique de l'apparence du système en polypropylène vous plairont agréablement.
Aujourd'hui, un système de chauffage en polypropylène est un digne concurrent des systèmes en fonte et en métal.
En utilisant des matériaux modernes, il est tout à fait possible de fabriquer soi-même un système de chauffage. Dans ce cas, le polypropylène est le mieux adapté à cette tâche. Les tuyaux en polypropylène présentent un certain nombre d'avantages.
Avantages des tuyaux en polypropylène:
- Les tuyaux en polypropylène ne sont pas sujets à la corrosion;
- Ils ont un faible coefficient de conductivité thermique;
- Aucun dépôt ne se forme sur les surfaces internes des tuyaux;
- Le prix du polypropylène est inférieur à celui de la fonte et du métal;
- Neutralité aux environnements agressifs;
- Plastique;
- Résistant aux changements de température;
- Facilité d'installation;
- Longue durée de vie.
Ce matériau diffère considérablement du métal et de la fonte tant par ses caractéristiques techniques que par la manière de travailler avec lui. Naturellement, l'outil nécessaire à la réalisation de ces travaux en nécessitera un autre. Le processus de soudage des tuyaux en polypropylène n'est pas compliqué et très rapide, mais il nécessite certaines compétences et connaissances technologiques.
Utilisation d'un vase d'expansion ouvert
La pratique montre qu'il est nécessaire de remplir constamment le liquide de refroidissement dans un vase d'expansion ouvert, car il s'évapore. Je conviens que c'est vraiment un gros inconvénient, mais il peut être facilement éliminé. Pour ce faire, vous pouvez utiliser un tube à air et un joint hydraulique, installés plus près du point le plus bas du système, à côté de la chaudière. Ce tube sert d'amortisseur d'air entre le joint hydraulique et le niveau du liquide de refroidissement dans le réservoir. Par conséquent, plus son diamètre est grand, plus le niveau des fluctuations de niveau dans le réservoir d'étanchéité à l'eau sera faible. Des artisans particulièrement avancés parviennent à pomper de l'azote ou des gaz inertes dans le tube à air, protégeant ainsi le système de la pénétration d'air.
inconvénients et avantages
À quoi ressemble le chauffage par gravité dans le contexte d'un système à circulation forcée? Devriez-vous opter pour cela lors de la conception de votre propre chalet?
Avantages
- Le système est totalement tolérant aux pannes. Il n'y a pas de pièces mobiles ou d'usure dedans; cela ne dépend pas de facteurs externes, y compris une alimentation électrique instable en dehors de la ville.
- Le circuit de gravité est auto-ajustable. Plus le flux de retour est froid, plus la circulation du liquide de refroidissement est rapide: car il a une densité plus élevée par rapport aux échelles chauffées dans la chaudière.
- Enfin, lors de la conception de ce système, vous n'avez pas besoin de faire des calculs complexes, vous n'avez pas besoin de compétences particulières: de tels schémas ont été conçus par nos grands-pères. Dans les zones rurales, à ce jour, il est possible de trouver des circuits attachés à un échangeur de chaleur à tubes métalliques placé dans un poêle russe.
Les lacunes
Pas sans eux.
- Le système se réchauffe assez lentement. Il peut s'écouler une heure et demie à deux heures entre le démarrage de la chaudière et l'arrivée des batteries à la température de fonctionnement.
Mais: grâce à l'énorme volume de liquide de refroidissement, ils refroidiront également lentement. Surtout si des radiateurs de chauffage en fonte ou des registres métalliques massifs sont installés comme appareils de chauffage.
- La simplicité du système n'indique pas que son prix sera nettement inférieur par rapport aux alternatives.Un diamètre de remplissage solide entraînera des coûts élevés. Voici un extrait de la page de prix actuelle d'un tuyau en polypropylène renforcé de l'une des entreprises russes:
| Diamètre, mm | Prix au mètre courant, roubles |
| 20 | 52,28 |
| 25 | 67,61 |
| 32 | 111,76 |
| 40 | 162,16 |
| 50 | 271,55 |
- Sans équilibrage, l'écart de température entre les dissipateurs peut être perceptible.
- Enfin, avec un transfert de chaleur insignifiant de la chaudière, les zones d'embouteillage sorties au grenier ou au sous-sol en cas de fortes gelées peuvent être entièrement capturées par la glace.
Utilisation d'une pompe de circulation en chauffage par gravité
Lors d'une conversation avec un installateur, j'ai entendu dire qu'une pompe installée sur la dérivation de la colonne montante principale ne peut pas créer d'effet de circulation, puisque l'installation de vannes d'arrêt sur la colonne montante principale entre la chaudière et le vase d'expansion est interdite. Par conséquent, vous pouvez mettre la pompe en dérivation de la conduite de retour et installer une vanne à bille entre les entrées de la pompe. Cette solution n'est pas très pratique, car à chaque fois avant d'allumer la pompe, vous devez vous rappeler de fermer le robinet et, après avoir éteint la pompe, de l'ouvrir. Dans ce cas, l'installation d'un clapet anti-retour est impossible en raison de sa résistance hydraulique importante. Pour sortir de cette situation, les artisans tentent de refaire le clapet anti-retour en un clapet normalement ouvert. De telles vannes "modernisées" créeront des effets sonores dans le système en raison d'un "silencieux" constant avec une période proportionnelle à la vitesse du liquide de refroidissement. Je peux suggérer une autre solution. Un clapet anti-retour à flotteur pour les systèmes à gravité est installé sur la colonne montante principale entre les entrées de dérivation. Le flotteur de la vanne en circulation naturelle est ouvert et n'interfère pas avec le mouvement du liquide de refroidissement. Lorsque la pompe est activée dans la dérivation, la vanne ferme la colonne montante principale, dirigeant tout le débit à travers la dérivation avec la pompe.
Dans cet article, j'ai considéré loin de toutes les idées fausses qui existent chez les spécialistes de l'installation de chauffage gravitationnel. Si vous avez aimé l'article, je suis prêt à le poursuivre avec des réponses à vos questions.
Dans le prochain article, je parlerai des matériaux de construction.
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Avantages et inconvénients
Supposons que nous concevions un système de chauffage dans une maison privée à partir de rien. Vaut-il la peine de s'appuyer sur la circulation naturelle ou vaut-il mieux prendre soin d'acheter une pompe de circulation?
avantages
- Devant nous, il y a un système autorégulé. Le débit de circulation sera d'autant plus élevé que le liquide de refroidissement dans le tuyau de retour sera froid. Cette caractéristique du système découle du principe physique très utilisé.
- La tolérance aux pannes est au-delà des éloges. En fait, que peut-il arriver au circuit de tuyaux épais et aux radiateurs? Il n'y a pas de pièces mobiles et d'usure; En conséquence, les systèmes de chauffage gravitationnels peuvent fonctionner sans réparation ni entretien pendant jusqu'à un demi-siècle. Pensez-y: vous pouvez faire quelque chose vous-même qui servira vos enfants et petits-enfants!
- L'indépendance énergétique est également un énorme plus. Imaginez une panne de courant prolongée en plein hiver. Que ferez-vous sans pompe si une tempête de neige frappe les poteaux de la ligne électrique ou si un accident se produit à la sous-station régionale?
Les lignes électriques cassées peuvent récupérer pendant plusieurs jours. Ce n'est pas amusant de rester sans chauffage pendant cette période.
- Enfin, un tel système est facile à fabriquer. Vous n'avez pas à vous soucier de son appareil: il est simple et direct.
Les inconvénients
Ne vous flattez pas: tout n'est pas aussi rose que cela puisse paraître à première vue.
- Le système aura une forte inertie thermique. En termes simples, à partir du moment où vous allumez la chaudière, cela peut prendre plus d'une heure pour réchauffer cette dernière dans le circuit du radiateur.
- La simplicité du câblage et de la tuyauterie de la chaudière ne signifie pas son bon marché. Vous devrez utiliser un tuyau épais, dont le prix d'un mètre courant est assez élevé. Cependant, cela augmentera en plus la zone d'échange thermique entre le chauffage et l'air.
- Avec certains schémas de câblage, l'écart de température entre les dissipateurs sera important.
- En raison du faible débit de circulation à faible intensité de chauffage, il y a de très réelles chances de geler le vase d'expansion et la partie du circuit sortie vers le grenier.
Un peu de bon sens
Cher lecteur, arrêtons-nous une seconde et réfléchissons: pourquoi, en fait, dans notre esprit, la circulation naturelle et forcée est quelque chose qui s’exclut mutuellement?
La solution la plus raisonnable serait la suivante:
- Nous concevons un système capable de fonctionner comme un système gravitationnel.
- Nous coupons le circuit devant la chaudière avec une vanne. Bien sûr, sans réduire la section du tuyau.
- Nous coupons le by-pass de la vanne avec un diamètre de tuyau plus petit et installons une pompe de circulation sur le by-pass. Si nécessaire, il est coupé par une paire de vannes; un puisard est monté devant la pompe le long du débit d'eau.
La photo montre le bon insert de pompe. Le système peut fonctionner avec une circulation forcée et naturelle.
Qu'achetons-nous?
Un système de chauffage complet à circulation forcée et tous ses avantages:
- Chauffage uniforme de tous les appareils de chauffage;
- Chauffage rapide des pièces après le démarrage de la chaudière.
Il n'est pas du tout nécessaire de fermer le système: la pompe peut fonctionner parfaitement sans surpression. En cas de panne d'électricité, pas de problème: nous avons simplement coupé la pompe et ouvert la vanne de dérivation. Le système continue de fonctionner comme un système gravitationnel.
Détermination du débit de liquide de refroidissement et des diamètres de tuyauterie
Tout d'abord, chaque branche de chauffage doit être divisée en sections, en commençant par la toute fin. La répartition se fait par consommation d'eau, et elle varie d'un radiateur à l'autre. Cela signifie qu'après chaque batterie, une nouvelle section commence, ceci est montré dans l'exemple présenté ci-dessus. Nous partons de la 1ère section et trouvons le débit massique du liquide de refroidissement, en nous concentrant sur la puissance du dernier réchauffeur:
G = 860q / ∆t, où:
- G est le débit du liquide de refroidissement, en kg / h;
- q est la puissance calorifique du radiateur du site, en kW;
- Δt est la différence de température dans les canalisations d'alimentation et de retour, prend généralement 20 ºС.
Pour la première section, le calcul du liquide de refroidissement ressemble à ceci:
860 x 2/20 = 86 kg / h.
Le résultat obtenu doit être immédiatement appliqué au diagramme, mais pour d'autres calculs, nous en aurons besoin dans d'autres unités - litres par seconde. Pour faire une traduction, vous devez utiliser la formule:
GV = G / 3600ρ, où:
- GV - débit d'eau volumétrique, l / s;
- ρ est la densité de l'eau, à une température de 60 ºС est de 0,983 kg / litre.
Nous avons: 86/3600 x 0,983 = 0,024 l / s. La nécessité de traduire les unités s'explique par la nécessité d'utiliser des tableaux spéciaux prêts à l'emploi pour déterminer le diamètre d'un tuyau dans une maison privée. Ils sont disponibles gratuitement et sont appelés tableaux de Shevelev pour les calculs hydrauliques. Vous pouvez les télécharger en suivant le lien: https://dwg.ru/dnl/11875
Dans ces tableaux, les valeurs des diamètres des tuyaux en acier et en plastique sont publiées, en fonction du débit et de la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement. Si vous ouvrez la page 31, alors dans le tableau 1 pour les tuyaux en acier de la première colonne, les débits sont indiqués en l / s. Afin de ne pas faire un calcul complet des tuyaux pour le système de chauffage d'une maison privée, il vous suffit de choisir le diamètre en fonction du débit, comme indiqué dans la figure ci-dessous:
Noter. La colonne de gauche sous le diamètre montre immédiatement la vitesse du mouvement de l'eau. Pour les systèmes de chauffage, sa valeur doit être comprise entre 0,2 et 0,5 m / s.
Ainsi, pour notre exemple, la dimension intérieure du passage doit être de 10 mm. Mais comme ces tuyaux ne sont pas utilisés pour le chauffage, nous acceptons en toute sécurité le pipeline DN15 (15 mm). Nous l'avons mis sur le diagramme et passons à la deuxième section. Puisque le radiateur suivant a la même puissance, il n'est pas nécessaire d'appliquer les formules, nous prenons le débit d'eau précédent et le multiplions par 2 et obtenons 0,048 l / s. Nous retournons au tableau et y trouvons la valeur appropriée la plus proche. Dans le même temps, n'oubliez pas de surveiller la vitesse d'écoulement de l'eau v (m / s) afin qu'elle ne dépasse pas les limites indiquées (dans les chiffres, elle est marquée dans la colonne de gauche par un cercle rouge):
Important.Pour les systèmes de chauffage à circulation naturelle, la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement doit être de 0,1 à 0,2 m / s.
Comme vous pouvez le voir sur la figure, la section n ° 2 est également posée avec un tuyau DN15. De plus, selon la première formule, nous trouvons le débit à la section n ° 3:
860 x 1,5 / 20 = 65 kg / h et traduisez-le en d'autres unités:
65/3600 x 0,983 = 0,018 l / s.
En l'ajoutant à la somme des coûts des deux sections précédentes, nous obtenons: 0,048 + 0,018 = 0,066 l / s et nous renvoyons à nouveau au tableau. Puisque dans notre exemple on ne fait pas le calcul du système gravitationnel, mais le système de pression, le tuyau DN15 s'adaptera cette fois aussi en termes de vitesse du liquide de refroidissement:
En procédant de cette façon, nous calculons toutes les aires et mettons toutes les données sur notre diagramme axonométrique:
