Systèmes de chauffage modernes: eau, solaire, plancher

Quels systèmes de chauffage modernes d'une maison privée sont utilisés dans notre pays? Qu'est-ce qui les rend attrayants dans le contexte des solutions traditionnelles? Les circuits utilisés présentent-ils de graves inconvénients? Comment sont-ils économiques? Essayons de répondre à ces questions.

Modes traditionnels et nouveaux

Séparons immédiatement l'un de l'autre. Les systèmes traditionnels de chauffage de l'eau à ce jour restent les plus populaires.

Il y a plusieurs raisons à cela:

• Gaz et bois de chauffage bon marché.

Pour clarifier: le type de carburant le moins cher a été et reste le gaz principal. Malgré l'abondance de déclarations publicitaires, toute technologie moderne de chauffage coûtera plus cher qu'une chaudière à gaz en termes de coûts d'exploitation.

• Faible coût de l'équipement.
• Un grand nombre d'informations et de compétences pratiques d'experts spécialisés dans le domaine du chauffage de l'eau conventionnel. Afin de proposer massivement quelque chose de nouveau sur le marché intérieur, il est nécessaire de disposer d'informations complètes sur les avantages et les inconvénients de la solution. C’est avec cela que des problèmes se posent parfois.

Un peu plus loin, nous verrons à quoi peuvent ressembler les systèmes de chauffage traditionnels d'une maison individuelle à partir de composants modernes. En revanche, nous devons nous familiariser avec les technologies vraiment nouvelles, en retournant littéralement des idées sur le chauffage.

Chauffage de l'eau

Alors, comment le chauffage moderne d'une maison de campagne a-t-il changé dans le cadre du schéma habituel des appareils de chauffage et des appareils de chauffage à convection?

Sources de chaleur

Au début - quelques commentaires généraux. Voici le coût approximatif par kilowatt-heure de chaleur pour différentes manières de la produire.

Outre l'efficacité, il convient toutefois de prendre en compte la facilité d'utilisation d'un type d'équipement particulier.

Et sur cette base, notre tableau de classement est très différent:

1. Les équipements électriques ne nécessitent aucune maintenance, fonctionnent sans intervention humaine pendant une durée indéterminée et permettent l'utilisation d'éléments tels que des thermostats, le mode de chauffage programmable, la commande via GSM, etc.

1. Les chaudières à gaz à allumage électrique ne sont pas moins fonctionnelles que les chaudières électriques, mais nécessitent l’élimination des produits de combustion et, lorsqu’elles fonctionnent à partir d’un réservoir à gaz et de bouteilles, également leur ravitaillement périodique.
2. Les systèmes de chauffage solaire ont les mêmes fonctionnalités, mais ils font plus de bruit et nécessitent un réservoir de stockage de combustible en vrac.
3. Les chaudières à pellets avec système d'alimentation automatique doivent être entretenues au moins une fois par semaine: il est nécessaire de charger la trémie et de nettoyer le cendrier.
4. Enfin, les étrangers - les chaudières à combustibles solides (charbon et bois). Ils doivent charger du carburant toutes les quelques heures; une tentative pour augmenter la fréquence en limitant la puissance thermique (ventilateur fermé) conduit à une diminution catastrophique du rendement due à une combustion incomplète avec un apport limité en oxygène.

Et maintenant - une liste de nouveaux produits qui sont apparus dans ce domaine au cours des dernières décennies.

L'induction et l'électrode ont été ajoutées aux chaudières électriques sur les éléments chauffants:

• Induction On utilise le chauffage d'un noyau ferromagnétique placé dans un tube diélectrique et diamagnétique par les courants de Foucault excités par l'inducteur. Le noyau transmet le chauffage à l'eau courante. L'avantage de la solution est une ressource pratiquement illimitée: aucun élément ne s'use ou ne se dégrade avec le temps.
• Chaudière à électrodes, au contraire, cela nécessite le remplacement périodique des électrodes et le contrôle de la composition en sel de l'eau. Ses avantages sont la compacité et la sécurité absolue lors de la dépressurisation du circuit: si l'eau quitte le boîtier, le courant cessera tout simplement de circuler entre les électrodes.

Curieusement: les vendeurs positionnent souvent ces types de chaudières comme étant économiques. C'est un mensonge de première classe: l'efficacité de tout appareil de chauffage direct est de 100%, ce qui découle directement de la loi de conservation de l'énergie. Seul le rapport de chaleur dissipée dans l'air et transféré au liquide de refroidissement peut changer, mais tout cela sert à chauffer la pièce dans tous les cas.

Les soi-disant chaudières à gaz à condensation ne sont pas moins curieuses. Ils permettent une utilisation plus complète de la chaleur de combustion des gaz en condensant les produits de combustion sur un échangeur de chaleur séparé. La différence d'efficacité avec les solutions traditionnelles atteint 10 à 11%.

La modernisation des chats à combustibles solides visait de manière prévisible à augmenter la durée de vie de leur batterie.

• Générateurs de gaz ou chaudières à pyrolyse diviser la combustion du carburant en deux étapes distinctes. Au début, il couve avec un accès d’air limité; puis les hydrocarbures volatils et le monoxyde de carbone sont brûlés dans une chambre supplémentaire. Ce schéma vous permet de mettre le carburant pas plus de deux fois par jour et élimine la perte d'efficacité avec une puissance limitée.

• Chaudières au top également utiliser la pyrolyse; mais en même temps, le processus de combustion couvante est transféré à la partie supérieure du four, ce qui peut augmenter considérablement son volume. Les cendres sont emportées par le flux ascendant des produits de combustion. L'autonomie des meilleurs échantillons des chaudières à combustion supérieure de la société lituanienne Stropuva atteint 31 heures.

Radiateurs

Certains appareils de chauffage modernes ont une efficacité nettement différente de celle des batteries en fonte conventionnelles.

La conductivité thermique de l'aluminium permet d'alimenter des radiateurs en aluminium à ailettes développées, assurant ainsi un transfert de chaleur supérieur à 200 watts par section avec un faible volume interne.

Le transfert de chaleur des convecteurs en cuivre-aluminium est encore plus élevé: les plaques à ailettes en aluminium sont comprimées sur des tubes en cuivre avec caloporteur.

Référence: la conductivité thermique du cuivre est presque deux fois supérieure à celle de l'aluminium et quatre fois supérieure à celle de l'acier.

Enfin, une autre modification simple des appareils de chauffage contribue à augmenter le transfert de chaleur: ils sont alimentés par des ventilateurs à basse vitesse soufflant de l'air à travers les ailettes. Si vous le souhaitez, une telle mise à niveau est facile à effectuer avec vos propres mains en fournissant un variateur de lumière classique avec un variateur réduisant la vitesse.

Mise en page

Et dans ce domaine ces dernières années, quelques nouveaux produits intéressants.

• Les tuyaux en polypropylène avec un assez haut pour un système autonome de force et une durabilité exceptionnelle sont très bon marché et sont faciles à monter par soudure à basse température en utilisant un simple fer à souder. En règle générale, un tuyau renforcé en aluminium est utilisé pour le chauffage. Le renforcement n'augmente pas tellement la résistance à la traction, il réduit la dilatation thermique assez élevée du polymère.
• Tuyaux non moins curieux en polyéthylène réticulé - durables, parfaitement tolérants aux températures élevées et très élastiques. Il est utilisé pour les dispositifs de chauffage du câblage du collecteur avec une doublure de pose dans la chape.

Accumulateur de chaleur

Un système de chauffage moderne est souvent équipé d'un accumulateur de chaleur, un énorme conteneur calorifugé qui vous permet d'accumuler une grande quantité d'énergie thermique et de la dépenser pour maintenir la température des radiateurs.

Pourquoi en as-tu besoin?

Donnons quelques exemples:

1. L'accumulateur de chaleur permet de réduire la quantité d'allumage d'une chaudière à combustible solide pendant la journée. Par exemple, avec une consommation moyenne de 3 KW par les radiateurs, la chaudière de 24 kilowatts est fondue une fois par jour et fonctionne pendant trois heures à la puissance nominale (ce qui permettra d’éviter une perte de rendement). Le reste du temps, l'eau chauffée circule entre le réservoir et les appareils de chauffage.
2. Lors de l'utilisation de chaudières électriques de tout type, la présence dans le circuit accumulateur de chaleur permettra d'utiliser le tarif de nuit pour l'électricité, qui est 2 à 3 fois inférieur au tarif journalier.

Nouveaux régimes

Comme déjà mentionné, toutes les solutions ci-dessus représentent un degré particulier de modernisation du chauffage de l'eau connu depuis longtemps. Et quelles sont les technologies véritablement modernes du chauffage domestique?

Capteurs solaires

Le collecteur le plus simple est un réservoir hermétique peint en noir. Le but de son installation est assez évident: après avoir chauffé au soleil, l’eau peut être utilisée pour les besoins domestiques. Cependant, un schéma simple ne fonctionne que pendant l'été: pendant la saison froide, la perte de chaleur due à la convection sera tout à fait comparable à ce que le réservoir reçoit du soleil.

Dans les collectionneurs modernes, ce problème est résolu simplement et avec élégance:

• Les tubes ombrés avec le liquide de refroidissement sont placés dans des ballons à vide, empêchant le contact direct avec l'air atmosphérique.
• L'efficacité du dispositif est en outre augmentée par un revêtement spécial capable d'utiliser jusqu'à 94% du rayonnement infrarouge.

En règle générale, la batterie de capteurs est montée dans un circuit commun avec un accumulateur de chaleur capable d’accumuler la chaleur obtenue pendant la journée et de l’utiliser pour le chauffage nocturne ou par temps nuageux. Hélas, la chaleur solaire ne permet pas de chauffer gratuitement une maison, même dans les régions chaudes et ensoleillées du pays; Cependant, il est tout à fait possible de réduire les coûts de chauffage de 25 à 30% en raison de son utilisation.

Sol chaud

Le principal inconvénient de tout système de chauffage à convection avec appareils de chauffage mural ou au sol est la répartition inégale de la température dans la pièce chauffée. Le flux ascendant qui se forme au-dessus de l'appareil chauffe efficacement l'air sous le plafond, mais le sol reste relativement froid.

En conséquence, le propriétaire subit des conséquences négatives évidentes:

• Avec une température moyenne de l'air dans la pièce, par exemple, 25 ° C sous le plafond peuvent bien atteindre 35 ° C et au niveau du sol 15. Pendant ce temps, la personne, désolée pour le jeu de mots involontaire, est au sol. Il semble que le lecteur ne se souvienne pas parmi ses connaissances d’un seul original qui passe son temps libre au plafond.
• Plus il y a de températures delta de part et d'autre de l'enveloppe du bâtiment, plus la chaleur dissipée est grande. Chauffer l'air sous le plafond signifie également une forte augmentation des fuites de chaleur à travers le plafond supérieur.

Les systèmes de chauffage modernes avec un sol chaud diffèrent de la convection en ce que toute la surface du sol est transformée en élément chauffant.

Le chauffage peut être fourni par:

1. Pose dans le tuyau de chape avec un liquide de refroidissement en circulation.
2. Pose dans le même câble électrique chauffant.
3. Installation sous les pellicules de finition.

La température de fonctionnement des sols chauds varie de 20 à 35-40 degrés. La densité de puissance moyenne est de 30 à 60 watts par mètre carré. Des économies sont réalisées précisément grâce à une répartition plus rationnelle de la chaleur: le plus chaud de la pièce sera la surface au-dessus du sol.

Chauffage infrarouge

Rappelez-vous vos sentiments au feu d'hiver? Malgré le froid qui règne autour de vous, subjectivement, vous vous sentez au chaud et à l'aise. La raison en est le transfert de chaleur entre la flamme et votre peau et vos vêtements en raison du rayonnement infrarouge (thermique).

Les chauffages infrarouges utilisent cet effet: en raison de la petite surface, ils cèdent relativement peu de chaleur à l'air par contact direct. Sa quantité principale est transmise par rayonnement.

Quel est le résultat?

• Toute la surface irradiée par l'appareil se transforme en analogue d'un sol chaud: il commence à chauffer l'air en contact avec lui. Ceci, encore une fois, permet des économies de chaleur significatives (principalement avec les émetteurs de plafond) grâce à la répartition rationnelle des températures.

Par ailleurs: dans la zone de l'appareil n'est pas recommandé de mettre des meubles en bois naturel. L'instruction est liée à son instabilité à chauffer: le bois craque et craque.

• Du fait que la peau d'une personne dans la zone de l'émetteur est également chauffée, la température confortable dans la pièce est décalée de quelques degrés. Déjà à +15, la salle est subjectivement chaude. Pendant ce temps, plus la température de la maison est basse, moins le coût de chauffage est élevé.

Pompes à chaleur

Si les deux derniers régimes impliquent des économies dues à une distribution plus efficace de la chaleur, le chauffage moderne d'une maison privée avec une pompe à chaleur constitue une approche du problème de l'autre côté.

Dans ce cas, l’énergie est dépensée non pas pour la production de chaleur, mais pour son transport à partir de sources à faible potentiel. En termes simples, la thermopompe prélève de l’énergie thermique dans un environnement froid et la transmet à l’air chaud de la maison.

Le schéma de la pompe répète en général le dispositif d'un réfrigérateur conventionnel:

1. Le réfrigérant gazeux est comprimé par le compresseur, passant en phase liquide et chauffant.
2. Ensuite, il passe dans un échangeur de chaleur où il dégage un excès de chaleur.
3. Après le passage du détendeur dans lequel le diamètre de la conduite augmente considérablement, le réfrigérant revient à l'état gazeux. Dans le même temps, sa température baisse brusquement. Le déficit thermique est compensé par le deuxième échangeur thermique en raison de son environnement.

Quelle pourrait être la source de chaleur à basse teneur?

• Au sol Les échangeurs de chaleur du sol peuvent être immergés dans des puits ou posés en dessous du niveau de gel horizontalement. Les pompes à chaleur fonctionnant dans les systèmes sol-eau ou sol-air sont les plus productives, mais nécessitent l'installation compliquée et coûteuse d'échangeurs de chaleur.

• De l'eau Il peut s’agir d’un réservoir exempt de glace ou d’une paire de puits, l’un servant à extraire les eaux souterraines et l’autre, destiné au drainage.
• L'air Les systèmes modernes de chauffage air-eau et air-air sont les moins chers et sont relativement faciles à installer. Cependant, leur efficacité diminue avec la diminution de la température ambiante; Le seuil de performance inférieur est compris entre -25 et - 30 ° C.

Quelle est la rentabilité des pompes à chaleur? Leur paramètre principal est C.O.P. (coefficient de performance, rapport entre la chaleur produite et la puissance électrique consommée) atteint 3-5, ce qui les rapproche du gaz principal en termes de coûts et rend toutes les autres sources de chaleur non compétitives.

Le lecteur bénéficiera peut-être de la propre expérience de l’auteur. En tant que source de chaleur, il utilise une pompe à chaleur air / air domestique (également appelée climatiseur à inverseur). Actions de lieu - Crimée, Sébastopol.

Voici un bref rapport sur les résultats du chauffage d’un étage de la maison au cours de l’hiver dernier.

Conclusion

Nous espérons que notre connaissance des systèmes de chauffage modernes sera informative et aidera le lecteur à choisir une solution pour son propre domicile. Des informations supplémentaires seront fournies par la vidéo jointe à l'article. Des succès!