Systèmes de chauffage de l'eau: comment concevoir un réseau
Les ingénieurs en chauffage modernes connaissent de nombreuses façons de chauffer les maisons. Des ventilateurs de chaleur, des convecteurs électriques, des poêles à bois traditionnels, etc. peuvent créer une température agréable dans la maison. Mais les plus économiques et les plus efficaces sont les systèmes de chauffage d’eau avec une chaudière et des radiateurs.
En continuant la lecture, vous apprendrez beaucoup d’informations utiles sur les variétés de ces réseaux d’ingénierie et les particularités de leur installation manuelle.
Variétés de réseaux de chauffage d'eau
L'efficacité du système d'ingénierie climatique d'un appartement ou d'une maison dépend non seulement de la puissance de l'unité de chauffage ou du coefficient de transfert de chaleur du radiateur. Il est également important de choisir le type de tuyauterie choisi pour la distribution du liquide de refroidissement, la manière dont le débit du fluide et de nombreux autres paramètres sont organisés.
Une classification plus complète et détaillée des systèmes de chauffage à eau en fonction de divers critères est donnée dans le tableau.
| Voir | Description |
| Par autonomie | |
| Personne à charge | Le liquide de refroidissement est chauffé dans une chaufferie centralisée et alimente les radiateurs de chauffage à l'aide des conduites principales. Ce type de chauffage est installé dans tous les appartements urbains des bâtiments anciens. |
| Indépendant | L'unité de chauffage est installée dans le logement même. Il chauffe l'eau qui passe dans les tuyaux jusqu'aux radiateurs, où la chaleur est échangée avec de l'air. Ensuite, le liquide refroidi retourne vers le réchauffeur par le tuyau de retour et le cycle suivant commence. Des systèmes de chauffage similaires équipaient la grande majorité des habitations privées. |
| Par contact avec l'environnement | |
| Ouvert | Un tel système de chauffage à eau a été installé dans des maisons privées équipées de chaudières à combustibles solides de conception ancienne. Cependant, il y a maintenant. La particularité du réseau d'ingénierie considéré est que le liquide de refroidissement circule dans les tuyaux sans pression excessive. Une partie du système de chauffage est un vase d'expansion de type ouvert, fixé au plus haut point. |
| Fermé | Un vase d'expansion fermé de type fermé, installé dans la chaufferie sur le tuyau de retour, est utilisé. Le système de chauffage est pompé avec un fluide sous pression. Pour les maisons individuelles, cet indicateur est égal à 1 atmosphère; dans les réseaux de chauffage dépendants avec alimentation centralisée en liquide de refroidissement, la pression peut atteindre 6 atmosphères. |
| Selon la méthode d'organisation du courant de refroidissement | |
| Gravitationnel | Systèmes de chauffage de l'eau, où la circulation de l'eau se produit naturellement en raison de la différence de pression et de densité. La masse d'eau chauffée est inférieure, de sorte qu'elle est expulsée vers le haut du système. Ensuite, les radiateurs se refroidissent, leur fournissant de l’énergie thermique. Après cela, le tuyau de retour, situé sur une pente, retourne à la chaudière. |
| Forcé | Dans ce cas, l’un des éléments du réseau climatique est une pompe de circulation. De tels systèmes sont plus efficaces et rentables. Lors de l'installation, il n'est pas nécessaire de respecter un biais obligatoire des tuyaux. Le seul inconvénient est la dépendance du chauffage à la disponibilité de l'électricité. Sans elle, la pompe ne fonctionnerait pas (comme aucune des chaudières modernes). |
| Par le nombre de tuyaux qui alimentent et déchargent le liquide de refroidissement | |
| Tuyau simple | Dans toutes les pièces, un anneau est disposé dans un tuyau dans lequel les radiateurs de chauffage fonctionnent selon une méthode parallèle ou séquentielle. Parmi les avantages, notons le bas prix, les inconvénients - la complexité de la réparation et l’impossibilité de réguler avec précision la température dans les différentes pièces de la maison. |
| Double tube | Comme son nom l'indique, un tel système de chauffage comporte deux tuyaux: l'un est fourni, l'un est enlevé, l'autre est enlevé. L'avantage est la possibilité de réguler la température dans les radiateurs à l'aide de thermostats et de faciliter les réparations (en bloquant l'accès de l'eau à une batterie, vous ne couperez pas son courant dans les autres radiateurs). Cependant, le prix de fabrication sera plus élevé, car l'installation nécessitera deux fois plus de tuyaux. |
| En guise de pose de tuyaux | |
| Vertical | Dans un tel système de chauffage, le liquide de refroidissement est acheminé vers l'étage supérieur, après quoi il s'écoule vers le bas, en passant par un radiateur de chauffage à chaque étage. |
| Horizontal | Ici, l'eau coule également vers le haut à travers un tuyau vertical, puis on en sort une sortie horizontale à travers laquelle le liquide atteint toutes les batteries situées au même étage. |
| Combiné | Un tel système de chauffage à eau comporte des éléments des premier et second types. |
| Par la présence d'une impasse | |
| Impasse | Avec ce schéma, la pose du tuyau d'alimentation atteint le radiateur le plus éloigné, il est fermé avec un cavalier avec la ligne de retour, à travers lequel l'eau est renvoyée. |
| Anneau | Dans ce cas, deux tuyaux pour le liquide de refroidissement forment une sorte d’anneau, traversant progressivement toutes les pièces et les batteries. Un tel schéma est considéré comme plus efficace. |
| Ray | Le liquide de refroidissement s'écoule de la chaudière vers l'armoire collectrice, qui est reliée par une paire de tuyaux (alimentation et décharge) à chaque radiateur de la maison. Vous pouvez donc contrôler très précisément le microclimat dans tout le bâtiment à partir d'un point. |
Faites attention! Le choix du bon système de chauffage dépend d'un grand nombre de facteurs différents. Ceux-ci incluent la superficie de la maison, le nombre d'étages, le diamètre des tuyaux utilisés, etc.
Les calculs et le choix d'un schéma approprié pour les systèmes de chauffage à eau sont mieux confiés à un ingénieur. Il effectuera un calcul hydraulique sans lequel le fonctionnement normal du réseau climatique peut être oublié.
Voyons plus en détail la description des systèmes de chauffage à circulation naturelle et forcée.
Types de chauffage par la méthode de circulation de l'eau
Système de gravité
Caractéristiques spéciales
Le système de circulation naturelle de fluide dans le réseau climatique fonctionne uniquement en raison de lois naturelles.
Le schéma est le suivant:
- lorsqu'elle est chauffée, l'eau devient plus légère et monte jusqu'au sommet du système de chauffage;
- En refroidissant, le liquide devient plus dense et lourd, ce qui le fait descendre en chauffant simultanément les pièces.
Le chauffage décrit n’était efficace que si le réseau d’ingénierie était monté de manière à assurer une circulation intensive du fluide dans celui-ci. Sinon, le liquide de refroidissement ne remplira pas la fonction de transport qui lui est confiée et l’énergie thermique générée par la chaudière installée sera perdue.
Lors de la construction et de l'exploitation d'un système de chauffage par gravité, il est nécessaire de respecter les exigences suivantes:
- Choisissez correctement le diamètre des tuyaux reliant la chaudière aux batteries, calculez leur résistance hydraulique, réglez la longueur totale dans les plans vertical et horizontal. Les données initiales nécessaires peuvent être obtenues à l’aide de la documentation fournie avec l’équipement climatique.
- Ne laissez pas le liquide de refroidissement surchauffer. L’eau peut bouillir, c’est pourquoi la pression dans les tuyaux et les radiateurs augmentera considérablement, ce qui entraînera une rupture. Pour éviter cela, utilisez le vase d'expansion installé en haut du système.
Faites attention! Peu importe à quel point vous pensez, chauffer une maison de plus de 200 mètres carrés. mètres ou montez des conduites de plus de 30 mètres et assurez-vous que la circulation naturelle du liquide de refroidissement ne fonctionnera pas. Il faudra installer des pompes électriques. Il s’agit déjà d’un système de chauffage à débit d’eau forcé.
Procédure d'installation
Les instructions pour concevoir un système de chauffage par gravité sont simples et comprennent les points suivants:
- Vous devez d'abord installer la chaudière. Pour des raisons évidentes, il doit être installé au point le plus bas des conduites, où coule tout le liquide refroidi provenant des radiateurs.
- Une colonne montante verticale est posée à partir de la chaudière. Plus ce tuyau est haut, plus le système de chauffage fonctionnera efficacement. Le plus souvent, sa fin mène au grenier de la maison.
- Un vase d'expansion ouvert est placé sur le dessus.. S'il est installé dans le grenier, n'oubliez pas d'isoler soigneusement le récipient afin d'éviter toute perte de chaleur importante et le gel du liquide. Le réservoir à membrane peut être monté dans la chaufferie, sur le tuyau de retour.
- Ensuite, la disposition des tuyaux est terminée.. Ici, il faut s'assurer qu'aucun radiateur de chauffage ne se trouve au-dessous de la chaudière. Plus la différence de hauteur est grande, plus le réseau d'ingénierie installé est efficace.
- Le matériau du tuyau peut être choisi librement.. Rappelez-vous que si une chaudière à combustible solide est installée dans le système, le liquide de refroidissement peut être chauffé à des températures très élevées auxquelles les tuyaux en polymère ne peuvent pas être utilisés. Dans ce cas, il est recommandé de rester sur de l'acier.
- Dans d'autres cas, le plastique est plus approprié, car il ne craint pas la corrosion et a un coefficient de résistance hydraulique plus bas.. Assurez-vous que la section interne des canalisations et des tuyaux de la chaudière est la même. L'utilisation de tuyaux de plus petit diamètre est interdite.
Astuce! Personne n'interdit de monter les tuyaux d'entrée et de sortie d'un diamètre supérieur à celui de la buse. Pour un système de chauffage gravitationnel, c'est même utile.
Système de circulation forcée
Caractéristiques spéciales
Vous avez probablement déjà compris que l'efficacité du chauffage dépend en grande partie du débit du liquide de refroidissement dans tous les éléments du système. Par conséquent, les réseaux climatiques avec des pompes pompant de l'eau sont maintenant plus populaires.
Ce sont de petits appareils qui consomment un minimum d’électricité et fonctionnent presque en silence. Les pompes de circulation modernes peuvent modifier la vitesse de rotation du moteur électrique, grâce à quoi il est possible de contrôler avec précision le volume d'eau chaude et, en conséquence, la température dans les pièces.
La pompe augmente l'efficacité du système climatique décrit, de sorte que le carburant nécessaire pour maintenir une température normale dans les pièces sera utilisé moins.
De plus, avec le liquide de refroidissement pompé par la pompe, il est plus facile de vaincre la résistance hydraulique. Par conséquent, pour l'installation du système de chauffage, vous pouvez utiliser des tuyaux de diamètre inférieur (mais pas inférieur à celui de la buse de la chaudière).
Procédure d'installation
La disposition d'un système de chauffage à circulation forcée est différente de l'installation d'un réseau gravitaire dans le sens de la simplification.
En particulier:
- La pompe est installée sur le tuyau de retour de sorte que le liquide qui y pénètre ait la température la plus basse possible.
- La chaudière peut être placée au même niveau que les radiateurs.
- Seul un vase d'expansion à membrane peut faire partie du système (souvent, il est déjà intégré à la chaudière). Ainsi, le fluide dans les tuyaux circulera sous une pression de 1-1,5 atmosphères.
- Respectez la pente prescrite SNiP dans les cas où cela n’est pas nécessaire.
Système de chauffage combiné
Dans la construction de maisons individuelles, on utilise souvent le système de chauffage dit combiné. Dans ce cas, les canalisations, les radiateurs et la chaudière sont montés conformément aux règles du réseau gravimétrique, mais une pompe de circulation avec dérivation (dérivation) est placée sur la conduite de retour.
Cela garantit le bon fonctionnement du chauffage, même en cas de panne d'électricité temporaire ou de panne de la pompe de circulation.
Astuce! Tout équipement doit être connecté aux tuyaux via des vannes. De plus, une soupape ou une soupape de dérivation doit être équipée d'une dérivation. Dans ce cas, vous pouvez démonter l'équipement pour le réparer ou le remplacer sans retirer le liquide de refroidissement des tuyaux.
De la même manière, les systèmes de chauffage obsolètes sont modernisés. Vous avez juste besoin de faire une barre latérale avec une pompe et l'efficacité du réseau climatique augmentera considérablement.
Types de chauffage par la méthode de distribution des tuyaux
Tuyau simple
Un tel système de chauffage prévoit l'installation d'un seul tuyau par lequel le liquide de refroidissement est fourni aux radiateurs et revient à la chaudière. Dans cette ligne principale, les radiateurs de chauffage sont connectés en série ou en parallèle, où l'échange de chaleur a lieu.
L'avantage d'un tel système est son faible coût. Vous aurez besoin d'un nombre minimum de tuyaux et de divers raccords.
Mais vous ne pouvez pas appeler un système efficace et pratique, car il présente plusieurs inconvénients importants:
- il est impossible de régler manuellement le volume de liquide de refroidissement qui tombe dans chaque batterie manuellement ou à l'aide de vannes thermiques; par conséquent, le réglage de la température souhaitée dans chaque pièce ne fonctionnera pas;
- la quantité d'énergie thermique transférée aux radiateurs diminuera à mesure que les batteries s'éloignent de la chaudière; par conséquent, les pièces les plus éloignées (basses) seront chauffées davantage.
Pour contourner certaines des limites du système décrit en installant une dérivation - un tuyau de dérivation - connectant directement les buses d’entrée et de sortie du radiateur. Dans ce cas, en ouvrant et en fermant les vannes d’arrêt et de régulation, vous pouvez non seulement régler une température confortable de la batterie, mais également effectuer (si nécessaire) son démontage et sa réparation sans arrêter le fonctionnement de l’ensemble du réseau de chauffage.
Double tube vertical avec câblage inférieur
La principale différence entre une disposition à un tuyau et une disposition à deux tuyaux réside dans la présence de deux conduites: la première est alimentée en fluide caloporteur chaud pour les radiateurs, la deuxième eau est évacuée et renvoyée à la chaudière.
Grâce à ce schéma, il est possible de réguler le volume de liquide entrant dans chaque batterie et d’obtenir la température la plus confortable dans les pièces.
L'une des options est un système à deux tuyaux avec des colonnes montantes verticales et un agencement inférieur des tuyaux d'alimentation.
Ses caractéristiques sont les suivantes:
- Au niveau le plus bas du système, à partir de la chaudière, posez des canalisations raccordées au dispositif de chauffage.
- Depuis ces autoroutes, ils relâchent les colonnes montantes qui amènent le liquide de refroidissement au point le plus élevé du système et le transmettent aux radiateurs de chauffage de chaque étage.
- Ensuite, à travers l’autre tuyau, le liquide refroidi est renvoyé pour un cycle de chauffage répété.
L'inconvénient d'une telle solution est le risque d'aérer le système.
Il est nécessaire de prévoir des dispositifs pour éliminer l'air des tuyaux et du radiateur:
- tube d'air s'élevant vers le haut du système;
- vase d'expansion de type ouvert ou dispositif à membrane avec vanne pneumatique spéciale;
- Les grues de Mayevsky montées au sommet de chaque batterie.
Double tube vertical avec câblage supérieur
Dans ce cas, la distribution du fluide se produit au point le plus élevé du système - dans le grenier ou sous le plafond de l'étage supérieur. Le liquide de refroidissement y est acheminé par un tuyau vertical, puis passe dans les canalisations horizontales pour atteindre les batteries.
Un vase d'expansion est également nécessaire ici, mais il est préférable d'utiliser un réservoir hermétique pour pouvoir augmenter la pression de l'eau plutôt que pour augmenter l'efficacité de chauffage.
Tube jumel horizontal
Ce type de distribution de liquide par des conduites est le plus courant dans la construction de maisons et de chalets privés. La particularité ici est que pour assurer la circulation de l'eau, il est impératif d'installer une pompe de circulation, car il ne sera pas possible d'atteindre la vitesse souhaitée de circulation de l'eau de manière naturelle.
Les tuyaux sont posés selon l'un des schémas suivants:
- Impasse. L'avantage de cette méthode est l'utilisation de tuyaux très économique. Moins - une longueur importante du système, ce qui complique son réglage précis.
- En passant. Dans un tel système, la longueur des circuits de chauffage est plus courte, ce qui facilite leur réglage. Cependant, le coût d'achat des tuyaux et des travaux d'installation augmente considérablement.
- Collecteur. Dans ce cas, chaque radiateur est connecté via deux tuyaux à deux matrices - alimentation et décharge. Le réseau le plus efficace, mais le coût de son installation est plus élevé que tous les autres. De plus, vous devez prévoir une pose de tuyau cachée, car il n’est pas esthétique de poser un tel numéro le long des murs.
Conclusion
Comme vous pouvez le constater, il existe un vaste choix d'options différentes pour organiser le système climatique. Le choix du schéma souhaité dépend non seulement de votre désir et du montant de votre argent, mais également des capacités d'ingénierie. Par conséquent, le calcul technique des réseaux climatiques est si important.
Ce numéro est consacré à la vidéo de ce matériel.