Qu'est-ce que la circulation forcée ?
La circulation naturelle du liquide de refroidissement se produit selon des lois physiques: l'eau chauffée ou l'antigel monte au sommet du système et, se refroidissant progressivement, redescend pour retourner à la chaudière. Pour une circulation réussie, il est nécessaire de maintenir strictement l'angle d'inclinaison des tuyaux direct et de retour. Avec une petite longueur du système dans une maison à un étage, ce n'est pas difficile à faire et la différence de hauteur sera faible.
Pour les grandes maisons, ainsi que les bâtiments à plusieurs étages. un tel système est le plus souvent inadapté - il peut former des poches d'air, une perturbation de la circulation et, par conséquent, une surchauffe du liquide de refroidissement dans la chaudière. Cette situation est dangereuse et peut endommager les composants du système.
Par conséquent, une pompe de circulation est installée dans le tuyau de retour, juste avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur de la chaudière, ce qui crée la pression et le taux de circulation d'eau nécessaires dans le système. Dans le même temps, le liquide de refroidissement chauffé est dévié vers les appareils de chauffage en temps opportun, la chaudière fonctionne normalement et le microclimat dans la maison reste stable.
Schéma: éléments du système de chauffage
- le système fonctionne de manière stable dans des bâtiments de toute longueur et de tout nombre d'étages ;
- il est possible d'utiliser des tuyaux d'un diamètre inférieur à celui de la circulation naturelle, ce qui permet d'économiser le coût de leur achat;
- il est permis de placer des tuyaux sans pente et de les poser cachés dans le sol;
- les planchers d'eau chaude peuvent être connectés au système de chauffage forcé;
- des conditions de température stables prolongent la durée de vie des raccords, des tuyaux et des radiateurs ;
- Il est possible de régler le chauffage pour chaque pièce.
Inconvénients d'un système à circulation forcée :
- le calcul et l'installation de la pompe sont nécessaires, son raccordement au secteur, ce qui rend le système volatil;
- La pompe fait du bruit pendant le fonctionnement.
Les inconvénients sont résolus avec succès par le placement correct de l'équipement: la pompe est placée dans une chaufferie séparée à côté de la chaudière de chauffage et une source d'alimentation de secours est installée - une batterie ou un générateur.
Le principe de fonctionnement d'un système de chauffage par gravité
Le principe de fonctionnement du chauffage semble simple: l'eau se déplace dans le pipeline, entraînée par la pression hydrostatique, qui est apparue en raison des différentes masses d'eau chauffée et refroidie. Une autre conception de ce type est appelée gravité ou gravité. La circulation est le mouvement du liquide refroidi dans les batteries et plus lourd sous la pression de sa propre masse jusqu'à l'élément chauffant, et le déplacement de l'eau légèrement chauffée dans le tuyau d'alimentation. Le système fonctionne lorsque la chaudière à circulation naturelle est située sous les radiateurs.
En circuit ouvert, il communique directement avec le milieu extérieur, et l'excès d'air s'échappe dans l'atmosphère. Le volume d'eau augmenté du chauffage est éliminé, la pression constante est normalisée.
La circulation naturelle est également possible dans un système de chauffage fermé s'il est équipé d'un vase d'expansion à membrane. Parfois, les structures de type ouvert sont converties en structures fermées. Les circuits fermés sont plus stables en fonctionnement, le liquide de refroidissement ne s'y évapore pas, mais ils sont également indépendants de l'électricité. Qu'est-ce qui affecte la pression de circulation
La circulation de l'eau dans la chaudière dépend de la différence de densité entre les liquides chaud et froid et de l'importance de la différence de hauteur entre la chaudière et le radiateur le plus bas. Ces paramètres sont calculés avant même l'installation du circuit de chauffage. La circulation naturelle se produit parce que la température de retour dans le système de chauffage est basse. Le liquide de refroidissement a le temps de se refroidir, se déplaçant à travers les radiateurs, il devient plus lourd et avec sa masse pousse le liquide chauffé hors de la chaudière, le forçant à se déplacer à travers les tuyaux.
Schéma de circulation de l'eau dans la chaudière
La hauteur du niveau de la batterie au-dessus de la chaudière augmente la pression, aidant l'eau à surmonter plus facilement la résistance des tuyaux. Plus les radiateurs sont situés en hauteur par rapport à la chaudière, plus la hauteur de la colonne de retour refroidie est grande et plus la pression augmente et pousse l'eau réchauffée vers le haut lorsqu'elle atteint la chaudière.
La densité régule également la pression : plus l'eau se réchauffe, moins sa densité diminue par rapport au retour. En conséquence, il est poussé avec plus de force et la pression augmente. Pour cette raison, les structures de chauffage par gravité sont considérées comme autorégulatrices, car si vous modifiez la température du chauffage de l'eau, la pression sur le liquide de refroidissement changera également, ce qui signifie que sa consommation changera.
Lors de l'installation, la chaudière doit être placée tout en bas, sous tous les autres éléments, afin d'assurer une pression suffisante du liquide de refroidissement.
Tuyaux pour systèmes à circulation naturelle
Lors du choix du diamètre des tuyaux, non seulement les dimensions du système et le nombre de radiateurs jouent un rôle, mais également le matériau à partir duquel ils sont fabriqués, ou plutôt la douceur des murs. Pour les systèmes gravitationnels, c'est un paramètre très important. La pire situation concerne les tuyaux métalliques ordinaires: la surface intérieure est rugueuse et, après utilisation, elle devient encore plus inégale en raison des processus de corrosion et des dépôts accumulés sur les parois. Par conséquent, ces tuyaux prennent le plus grand diamètre.
Les tuyaux en acier dans quelques années pourraient ressembler à ceci
De ce point de vue, le métal-plastique et le polypropylène renforcé sont préférables. Mais des raccords métal-plastique sont utilisés qui réduisent considérablement le jeu, ce qui peut devenir critique pour les systèmes gravitaires. Par conséquent, le polypropylène renforcé semble plus préférable. Mais ils ont des limites sur la température du liquide de refroidissement: la température de fonctionnement est de 70 ° C, la température de pointe est de 95 ° C. Pour les produits en plastique PPS spécial, la température de fonctionnement est de 95 ° C, la température de pointe peut atteindre 110 ° C. Ainsi, selon la chaudière et le système dans son ensemble, il est possible d'utiliser ces tuyaux, à condition qu'il s'agisse de produits de marque de qualité, et non d'un faux. En savoir plus sur les tuyaux en polypropylène ici.
Le métal-plastique et le polypropylène peuvent également être utilisés pour l'installation de systèmes de chauffage
Mais s'il est prévu d'installer une chaudière à combustible solide. alors aucun polypropylène ne peut supporter de telles charges thermiques. Dans ce cas, utilisez soit de l'acier, soit de l'acier galvanisé et inoxydable sur les raccords filetés (n'utilisez pas de soudure lors de l'installation de l'acier inoxydable, car les coutures fuient très rapidement)
Le cuivre convient également (il est écrit ici sur les tuyaux en cuivre), mais il a aussi ses propres caractéristiques et doit être manipulé avec précaution: il ne se comportera pas normalement avec tous les liquides de refroidissement et il vaut mieux ne pas l'utiliser dans un système avec de l'aluminium. radiateurs (ils s'effondrent rapidement)
Une caractéristique des systèmes à circulation naturelle est qu'ils ne peuvent pas être calculés en raison de la formation d'écoulements turbulents qui ne peuvent pas être calculés. Ils sont conçus sur la base de l'expérience et de normes et règles moyennes dérivées de manière empirique. En gros les règles sont :
- augmenter le point d'accélération aussi haut que possible ;
- ne rétrécissez pas les tuyaux d'alimentation ;
- mettre un nombre suffisant de sections de radiateurs.
Ensuite, un autre est utilisé: depuis le lieu du premier embranchement et de chacun suivant, ils conduisent un tuyau d'un diamètre inférieur d'un pas. Par exemple, un tuyau de 2 pouces vient de la chaudière, puis 1 ¾ de la première branche, puis 1 ½, etc. Les déchets sont collectés d'un plus petit diamètre vers un plus grand.
Il existe plusieurs autres caractéristiques de l'installation de systèmes de gravité. Premièrement, il est souhaitable de fabriquer des tuyaux avec une pente de 1 à 5%, en fonction de la longueur du pipeline. En principe, avec une différence de température et de hauteur suffisante, un câblage horizontal peut également être réalisé, l'essentiel est qu'il n'y ait pas de sections à pente négative (inclinées dans le sens opposé), qui, en raison de la formation de poches d'air dans eux, bloquera le mouvement de l'écoulement de l'eau.
Système monotube gravitaire avec câblage vertical pour deux ailes (circuits)
La deuxième caractéristique est qu'un vase d'expansion et/ou un purgeur d'air doivent être installés au point le plus haut du système. Le vase d'expansion peut être ouvert (le système sera également ouvert) ou à membrane (fermé).Lors de l'installation d'une sortie d'air à ciel ouvert, il n'est pas nécessaire qu'elle s'accumule au point le plus élevé - dans le réservoir et sorte dans l'atmosphère. Lors de l'installation d'un réservoir à membrane, l'installation d'un purgeur d'air automatique est également requise. Avec un câblage horizontal, les prises Mayevsky sur chacun des radiateurs n'interféreront pas - avec leur aide, il est plus facile de retirer toutes les prises d'air de la branche.
Schéma d'installation des systèmes de chauffage par gravité
Étant donné que la circulation de l'eau dans le système de chauffage se produit sans la participation d'une pompe, pour que le fluide circule sans entrave dans les conduites, elles doivent avoir un diamètre plus grand que dans le schéma où la circulation de l'eau est forcée. Le système gravitaire fonctionne en réduisant la résistance que l'eau doit vaincre : plus le tuyau est éloigné de la chaudière, plus il est large.
Le chauffage de l'eau à circulation naturelle peut avoir un câblage supérieur ou inférieur. Lorsque le câblage est conçu comme un système à deux tuyaux, l'eau chauffée entre directement dans chaque batterie et ne les traverse pas une par une, comme dans un schéma à un seul tuyau.
Le câblage supérieur, dans lequel le liquide de refroidissement monte d'abord au plafond, puis descend vers les batteries, est le mieux adapté pour installer une telle conception. Si le câblage est prévu plus bas. puis un circuit d'accélération est en cours de construction: une différence de hauteur à laquelle l'eau de la chaudière monte d'abord, où elle pénètre dans le vase d'expansion au point supérieur de la canalisation, puis descend vers les radiateurs de chauffage.
Plus le dispositif de chauffage est situé haut, plus la pression à l'intérieur de la canalisation est élevée. Par conséquent, les batteries des étages supérieurs chauffent souvent mieux que celles des étages inférieurs. En conséquence, si vous faites du chauffage à circulation naturelle bitube, les batteries placées au même niveau que la chaudière ou en dessous ne chauffent pas suffisamment.
Pour éviter une telle situation, la chaufferie est complètement enterrée, fournissant une pression suffisamment élevée pour que le liquide de refroidissement passe à travers les tuyaux à la vitesse requise. La chaudière est placée au sous-sol, à environ 3 mètres sous le centre de l'élément chauffant le plus bas. Les tuyaux d'eau chaude, au contraire, sont élevés le plus haut possible, en plaçant un vase d'expansion au point le plus élevé de la structure, puis l'eau du tuyau d'alimentation descend vers les radiateurs.
Types de câblage du système monotube
Dans un système monotube, il n'y a pas de séparation entre un tuyau direct et un tuyau de retour. Les radiateurs sont connectés en série et le liquide de refroidissement qui les traverse se refroidit progressivement et retourne à la chaudière. Cette caractéristique rend le système économique et simple, mais nécessite de régler le régime de température et de calculer correctement la puissance des radiateurs.
Une version simplifiée d'un système monotube ne convient que pour une petite maison à un étage. Dans ce cas, le tuyau traverse directement tous les radiateurs, sans vannes de régulation de température. En conséquence, les premières batteries le long du liquide de refroidissement s'avèrent beaucoup plus chaudes que les dernières.
Pour les systèmes étendus, ce câblage n'est pas adapté. après tout, le refroidissement du liquide de refroidissement sera important. Pour eux, ils utilisent le système monotube Leningradka, dans lequel le tuyau commun a des sorties réglables pour chaque radiateur. En conséquence, le liquide de refroidissement dans le tuyau principal est réparti plus uniformément dans toutes les pièces. La disposition d'un système monotube dans des bâtiments à plusieurs étages est divisée en horizontale et verticale.
Câblage horizontal
Avec un câblage horizontal, un tuyau droit monte au dernier étage le long de la colonne montante principale. Un tuyau horizontal en part à chaque étage, passant séquentiellement à travers toutes les batteries de cet étage.
Ils sont combinés dans une colonne montante de la conduite de retour et renvoyés à la chaudière ou à la chaudière. Des robinets de contrôle de la température sont situés à chaque étage et des robinets Mayevsky se trouvent sur chaque radiateur.Le câblage horizontal peut être effectué à la fois par flux et par le système Leningradka.
Câblage vertical
Avec ce type de câblage, le liquide de refroidissement chaud monte jusqu'au dernier étage ou au grenier, et de là, il passe par des colonnes montantes verticales à travers tous les étages jusqu'au plus bas. Là, les colonnes montantes sont combinées en une ligne de retour. Un inconvénient important de ce système est un chauffage inégal sur différents étages, qui ne peut pas être ajusté avec un système de flux.
Le choix du système de câblage pour une maison individuelle dépend principalement de son agencement. Avec une grande surface de plancher de plage et un petit nombre d'étages de la maison, il est préférable de choisir un câblage vertical, afin d'obtenir une température plus uniforme dans chaque pièce. Si la zone est petite, il est préférable de choisir un câblage horizontal, car il est plus facile à régler. De plus, avec un type de câblage horizontal, vous n'avez pas à faire de trous supplémentaires dans les plafonds.
Vidéo : système de chauffage monotube
Le principe de fonctionnement du système à circulation naturelle
Le schéma de chauffage d'une maison privée à circulation naturelle est populaire en raison des avantages suivants:
- Installation et entretien faciles.
- Pas besoin d'installer d'équipement supplémentaire.
- Indépendance énergétique - aucun coût d'électricité supplémentaire n'est nécessaire pendant le fonctionnement. En cas de panne de courant, le système de chauffage continue de fonctionner.
Le principe de fonctionnement du chauffage de l'eau, par circulation gravitaire, repose sur des lois physiques. Lorsqu'il est chauffé, la densité et le poids du liquide diminuent et lorsque le milieu liquide refroidit, les paramètres reviennent à leur état d'origine.
Dans le même temps, il n'y a pratiquement pas de pression dans le système de chauffage. Dans les formules d'ingénierie thermique, le rapport est de 1 atm. pour chaque 10 m de pression de colonne d'eau. Le calcul du système de chauffage d'un bâtiment de 2 étages montrera que la pression hydrostatique ne dépasse pas 1 atm. dans les bâtiments à un étage 0,5-0,7 atm.
Étant donné que le liquide augmente de volume lorsqu'il est chauffé, pour une circulation naturelle, un vase d'expansion sera nécessaire. L'eau traversant le circuit d'eau de la chaudière est chauffée, ce qui entraîne une augmentation de volume. Le vase d'expansion doit être situé sur l'alimentation en liquide de refroidissement, tout en haut du système de chauffage. La tâche du réservoir tampon est de compenser l'augmentation du volume de liquide.
Le système de chauffage à circulation autonome peut être utilisé dans les maisons privées, permettant les raccordements suivants :
- Raccordement au plancher chauffant - nécessite l'installation d'une pompe de circulation, uniquement sur un circuit d'eau posé dans le sol. Le reste du système continuera à fonctionner en circulation naturelle. Après une panne de courant, la pièce continuera à être chauffée à l'aide des radiateurs installés.
- Travaillez avec une chaudière à eau chaude indirecte - le raccordement à un système à circulation naturelle est possible, sans qu'il soit nécessaire de connecter un équipement de pompage. Pour ce faire, la chaudière est installée en haut du système, juste en dessous du vase d'expansion d'air de type fermé ou ouvert. Si cela n'est pas possible, la pompe est installée directement sur le réservoir de stockage, en installant en plus un clapet anti-retour pour éviter la recirculation du liquide de refroidissement.
Dans les systèmes à circulation gravitationnelle, le mouvement du liquide de refroidissement s'effectue par gravité. En raison de la dilatation naturelle, le liquide chauffé monte dans la section d'accélération, puis, sous une pente, "descend" à travers les tuyaux reliés aux radiateurs vers la chaudière.
Augmentation des températures
Un autre facteur est la différence entre la densité de l'eau froide et chaude. Nous notons le fait suivant - le chauffage à circulation naturelle est un type autorégulateur. Ainsi, si vous augmentez la température de l'eau de chauffage, son débit change et la pression de circulation devient plus élevée.
Un fort chauffage du liquide contribue dans une large mesure à une circulation plus rapide. Mais cela ne se produit que dans une pièce froide : lorsque la température de l'air y atteint un certain point, les batteries se refroidissent beaucoup plus lentement.
La densité de l'eau chauffée dans la chaudière et de l'eau déjà dans les radiateurs est presque égale. La pression diminuera, la circulation rapide de l'eau sera remplacée par une circulation mesurée à l'intérieur du système.
Dès que la température des locaux d'une maison privée redescendra à un certain niveau, cela servira de signal pour augmenter la pression. Le système tentera d'égaliser les conditions de température. Pour ce faire, vous devrez relancer le processus de circulation rapide. C'est de là que vient la capacité à s'autoréguler.
En bref, la règle est la suivante - un changement unique de température et de volume d'eau vous permet d'obtenir la puissance calorifique souhaitée des batteries pour le chauffage des locaux.
En conséquence, des conditions de température confortables sont maintenues.
Schéma d'action
Le système de chauffage de l'eau comprend une chaudière (chauffe-eau), des conduites de retour et d'alimentation, ainsi que des équipements de chauffage, un vase d'expansion et une soupape de sécurité. Le liquide est chauffé à la température souhaitée dans la chaudière et monte dans la conduite d'alimentation et les colonnes montantes en raison de la dilatation.
De là, il passe dans les équipements de chauffage - batteries et radiateurs, auxquels il cède une partie de la chaleur. Ensuite, la canalisation de retour envoie de l'eau à la chaudière, où elle est à nouveau chauffée à la température souhaitée. Le cycle se répète tant que le système est opérationnel.
Il est important de se rappeler que les tuyaux horizontaux sont montés avec une pente par rapport au mouvement du fluide de travail.
Concevoir un chauffage à circulation forcée
Schéma de chauffage domestique détaillé
La tâche principale pour l'auto-installation du chauffage de l'eau avec une pompe de circulation est d'établir le schéma correct. Pour ce faire, vous avez besoin d'un plan de la maison, sur lequel l'emplacement des tuyaux, des radiateurs, des vannes et des groupes de sécurité est appliqué.
Calcul du système
Au stade de l'élaboration des schémas, il est nécessaire de calculer correctement les paramètres de la pompe pour le système de chauffage forcé d'une maison privée. Pour ce faire, vous pouvez utiliser des programmes spéciaux ou effectuer les calculs vous-même. Il existe un certain nombre de formules simples qui aideront à faire le calcul:
Où Rn est la puissance nominale de la pompe, kW, p est la densité du liquide de refroidissement, pour l'eau cet indicateur est de 0,998 g / cm³, Q est le débit du liquide de refroidissement, l, N est la pression requise, m.
Un exemple de programme de calcul de chauffage
Pour calculer l'indicateur de pression dans le système de chauffage forcé d'une maison, il est nécessaire de connaître la résistance totale de la canalisation et de l'apport de chaleur dans son ensemble. Hélas, il est presque impossible de le faire soi-même. Pour ce faire, vous devez utiliser des systèmes logiciels spéciaux.
Après avoir calculé la résistance de la canalisation dans un système de chauffage à eau avec circulation, il est possible de calculer l'indicateur de pression requis à l'aide de la formule suivante:
Où H est la charge calculée, m, R est la résistance de la canalisation, L est la longueur de la plus grande section droite de la canalisation, m, ZF est un coefficient, qui est généralement égal à 2,2.
Sur la base des résultats obtenus, le modèle optimal de la pompe de circulation est sélectionné.
Si les indicateurs de puissance de pompe calculés pour un système de chauffage à circulation forcée auto-installé sont importants, il est recommandé d'acheter des modèles jumelés.
Installation de chauffage avec circulation
Exemple d'installation encastrée d'un chauffage à capteurs
Sur la base des données calculées, des tuyaux du diamètre requis sont sélectionnés et des vannes d'arrêt sont sélectionnées pour eux. Cependant, le schéma ne montre pas la méthode de montage du coffre. Les pipelines peuvent être installés de manière cachée ou ouverte. Il est recommandé d'utiliser le premier uniquement en toute confiance dans la fiabilité de l'ensemble du système de chauffage d'un chalet privé à circulation forcée.
Il faut se rappeler que la qualité des composants du système dépendra de ses performances et de ses performances. Cela s'applique en particulier au matériau pour la fabrication de tuyaux et de vannes. De plus, pour un schéma à deux tuyaux d'un système de chauffage à circulation forcée, il est recommandé de suivre les conseils de professionnels:
- Installation d'une alimentation électrique de secours pour la pompe de circulation en cas de panne de courant ;
- Lorsque vous utilisez de l'antigel comme liquide de refroidissement, vérifiez sa compatibilité avec les matériaux de fabrication des tuyaux, des radiateurs et de la chaudière ;
- Selon le schéma de chauffage domestique à circulation forcée, la chaudière doit être située au point le plus bas du système;
- En plus de la puissance de la pompe, il est nécessaire de calculer le vase d'expansion.
La technologie d'installation du chauffage à circulation n'est pas différente de la norme
Il est important de prendre en compte les caractéristiques de la maison de contour - le matériau de fabrication des murs, sa perte de chaleur. Ce dernier affecte directement la puissance de l'ensemble du système.
L'analyse des paramètres des systèmes de chauffage à circulation forcée aidera à se forger une opinion objective à ce sujet:
Ce que c'est
Si un système à circulation forcée nécessite une perte de charge créée par une pompe de circulation ou fournie par un raccordement à un réseau de chauffage, la situation est différente. Le chauffage par circulation naturelle utilise un simple effet physique - l'expansion d'un liquide lorsqu'il est chauffé.
Si nous écartons les subtilités techniques, le schéma de travail de base est le suivant:
- La chaudière chauffe un certain volume d'eau. Ainsi, bien sûr, il se dilate et, en raison de sa densité plus faible, est déplacé vers le haut par une masse plus froide de liquide de refroidissement.
- Après avoir atteint le point culminant du système de chauffage, l'eau, se refroidissant progressivement, décrit par gravité un cercle à travers le système de chauffage et retourne à la chaudière. En même temps, il dégage de la chaleur vers les radiateurs et au moment où il revient à l'échangeur de chaleur, il a une plus grande densité qu'au début. Puis le cycle se répète.
Utile : bien sûr, rien ne vous empêche d'inclure une pompe de circulation dans le circuit. En mode normal, il fournira une circulation d'eau plus rapide et un chauffage uniforme, et en l'absence d'électricité, le système de chauffage fonctionnera avec une circulation naturelle.
Le fonctionnement de la pompe dans un système de circulation naturelle.
La photo montre comment le problème d'interaction entre la pompe et le système de circulation naturelle est résolu. Lorsque la pompe fonctionne, le clapet anti-retour est activé et toute l'eau passe par la pompe. Cela vaut la peine de l'éteindre - la vanne s'ouvre et l'eau circule à travers un tuyau plus épais en raison de la dilatation thermique.
Chaudière pour systèmes gravitaires
Étant donné que de tels schémas sont principalement nécessaires pour un appareil indépendant de l'électricité, les chaudières doivent également fonctionner sans utiliser d'électricité. Il peut s'agir de n'importe quelle unité non automatisée, à l'exception des unités à granulés et électriques.
Le plus souvent, les chaudières à combustibles solides fonctionnent dans des systèmes à circulation naturelle. Ils sont bons pour tout le monde, mais dans de nombreux modèles, le carburant s'épuise rapidement. Et s'il y a de fortes gelées à l'extérieur de la fenêtre et que la maison n'est pas suffisamment isolée, pour maintenir une température acceptable la nuit, vous devez vous lever et jeter du carburant. En particulier, cette situation se rencontre souvent lorsque le bois de chauffage est chauffé. La solution consiste à acheter une chaudière à combustion longue (non volatile, bien sûr). Par exemple, dans les chaudières à combustibles solides lituaniennes Stropuva, dans certaines conditions, le bois de chauffage brûle jusqu'à 30 heures et le charbon (anthracite) jusqu'à plusieurs jours. Les spécifications des chaudières à bougies sont légèrement pires: le temps de combustion minimum pour le bois de chauffage est de 7 heures, pour le charbon - 34 heures. Il existe des chaudières sans automatisation ni pompes et la société allemande Buderus, tchèque Viadrus et polono-ukrainienne Wikchlach, ainsi que des fabricants russes: Energiya, Ogonyok.
Chaudière à combustion longue non volatile Stropuva
Il existe des chaudières non volatiles au gaz de fabrication russe, par exemple Conord. qui sont produits à Rostov-sur-le-Don. Ils peuvent être utilisés dans des systèmes à circulation naturelle. La même usine produit des chaudières universelles indépendantes de l'énergie "Don", qui conviennent également à un fonctionnement sans électricité. Les chaudières à gaz au sol de la société italienne Bertta - le modèle Novella Autonom et certaines autres unités de fabricants européens et asiatiques fonctionnent dans des systèmes à circulation naturelle.
La deuxième façon, qui aidera à augmenter le temps entre les foyers, est d'augmenter l'inertie du système. Pour cela, des accumulateurs de chaleur (TA) sont installés. Ils fonctionnent bien avec les chaudières à combustibles solides, qui n'ont pas la capacité de réguler l'intensité de la combustion: l'excès de chaleur est évacué vers l'accumulateur de chaleur, dans lequel l'énergie est accumulée et consommée lorsque le liquide de refroidissement se refroidit dans le système principal. La connexion d'un tel appareil a ses propres caractéristiques: il doit être placé sur la canalisation d'alimentation en bas. De plus, pour une extraction de chaleur efficace et un fonctionnement normal - aussi près que possible de la chaudière. Cependant, pour les systèmes gravitationnels, cette solution est loin d'être la meilleure. Ils atteignent assez lentement le mode de circulation normal, mais ils s'autorégulent : plus il fait froid dans la pièce, plus le liquide de refroidissement se refroidit en passant par les radiateurs. Plus la différence de température est grande, plus la différence de densité est grande et plus le liquide de refroidissement se déplace rapidement. Et le TA installé rend le chauffage plus inertiel, et beaucoup plus de temps et de carburant sont nécessaires pour l'accélération. C'est vrai, et la chaleur est dégagée plus longtemps. En général, c'est à vous de décider.
Pour stabiliser la température dans le système, un accumulateur thermique est installé.
Approximativement les mêmes problèmes avec le chauffage du poêle à circulation naturelle. Ici, le réseau de fours lui-même joue le rôle d'accumulateur de chaleur et beaucoup d'énergie (combustible) est également nécessaire pour accélérer le système. Mais dans le cas de l'utilisation de TA, il est généralement possible de l'exclure, et dans le cas d'un four, cela n'est pas réaliste.
Des lois de la physique
Supposons, dans les radiateurs et une chaudière, que la température du liquide change par sauts le long des axes centraux: les parties supérieures contiennent du liquide chaud et les parties inférieures contiennent du liquide froid.
L'eau chaude a une densité plus faible, ce qui réduit son poids par rapport à l'eau froide. En conséquence, le système de chauffage se compose de deux vases communicants fermés l'un à l'autre, dans lesquels le liquide se déplace de haut en bas.
Une colonne haute formée d'eau refroidie avec un poids important, en atteignant les radiateurs, pousse une colonne basse. En conséquence, le fluide chaud est poussé et la circulation se produit.
Types de systèmes de chauffage à circulation gravitaire
Malgré la conception simple d'un système de chauffage à eau avec auto-circulation du liquide de refroidissement, il existe au moins quatre schémas d'installation populaires. Le choix du type de câblage dépend des caractéristiques du bâtiment lui-même et des performances attendues.
Pour déterminer quel schéma fonctionnera, dans chaque cas individuel, il est nécessaire d'effectuer un calcul hydraulique du système, de prendre en compte les caractéristiques de l'unité de chauffage, de calculer le diamètre du tuyau, etc. Vous aurez peut-être besoin de l'aide d'un professionnel pour effectuer les calculs.
Système fermé avec circulation gravitaire
Dans les pays de l'UE, les systèmes fermés sont les plus populaires parmi les autres solutions. En Fédération de Russie, le système n'a pas encore été largement utilisé. Les principes de fonctionnement d'un système de chauffage à eau de type fermé avec circulation sans pompe sont les suivants:
- Lorsqu'il est chauffé, le liquide de refroidissement se dilate, l'eau est déplacée du circuit de chauffage.
- Sous pression, le liquide pénètre dans un vase d'expansion à membrane fermée. La conception du conteneur est une cavité divisée par une membrane en deux parties. La moitié du réservoir est remplie de gaz (la plupart des modèles utilisent de l'azote).La seconde partie reste vide pour le remplissage en liquide de refroidissement.
- Lorsque le liquide est chauffé, une pression suffisante est créée pour pousser à travers la membrane et comprimer l'azote. Après refroidissement, le processus inverse se produit et le gaz expulse l'eau du réservoir.
Sinon, les systèmes de type fermé fonctionnent comme les autres systèmes de chauffage à circulation naturelle. Comme inconvénients, on peut distinguer la dépendance au volume du vase d'expansion. Pour les pièces avec une grande surface chauffée, vous devrez installer un conteneur de grande capacité, ce qui n'est pas toujours conseillé.
Système ouvert avec circulation gravitaire
Le système de chauffage de type ouvert ne diffère du type précédent que par la conception du vase d'expansion. Ce schéma était le plus souvent utilisé dans les bâtiments anciens. Les avantages d'un système ouvert sont la possibilité de fabriquer soi-même des conteneurs à partir de matériaux improvisés. Le réservoir a généralement des dimensions modestes et est installé sur le toit ou sous le plafond du salon.
Le principal inconvénient des structures ouvertes est la pénétration d'air dans les tuyaux et les radiateurs de chauffage, ce qui entraîne une corrosion accrue et une défaillance rapide des éléments chauffants. L'aération du système est également un "invité" fréquent dans les circuits ouverts. Par conséquent, les radiateurs sont installés en biais, les grues Mayevsky sont nécessaires pour purger l'air.
Système monotube avec auto-circulation
Cette solution présente plusieurs avantages :
- Il n'y a pas de canalisation jumelée sous le plafond et au-dessus du niveau du sol.
- Économisez de l'argent sur l'installation du système.
Les inconvénients d'une telle solution sont évidents. La puissance calorifique des radiateurs de chauffage et l'intensité de leur chauffage diminuent avec l'éloignement de la chaudière. Comme le montre la pratique, un système de chauffage monotube d'une maison à deux étages à circulation naturelle, même si toutes les pentes sont observées et que le bon diamètre de tuyau est sélectionné, est souvent refait (en installant un équipement de pompage).
Système à deux tubes avec auto-circulation
Le système de chauffage à deux tuyaux dans une maison privée à circulation naturelle présente les caractéristiques de conception suivantes:
- Flux d'alimentation et de retour par des tuyaux séparés.
- Le tuyau d'alimentation est relié à chaque radiateur par une entrée.
- La batterie est connectée à la ligne de retour avec le deuxième eye-liner.
Par conséquent, un système de type radiateur à deux tubes offre les avantages suivants :
- Répartition uniforme de la chaleur.
- Pas besoin d'ajouter des sections de radiateur pour un meilleur échauffement.
- Plus facile à régler le système.
- Le diamètre du circuit d'eau est d'au moins une taille plus petit que dans les schémas monotubes.
- Absence de règles strictes pour l'installation d'un système à deux tuyaux. De petites déviations concernant les pentes sont autorisées.
Le principal avantage d'un système de chauffage à deux tubes avec câblage inférieur et supérieur est la simplicité et en même temps l'efficacité de la conception, ce qui vous permet de niveler les erreurs commises dans les calculs ou lors des travaux d'installation.
Calcul de puissance
La puissance calorifique effective de la chaudière est calculée de la même manière que dans tous les autres cas.
Par zone
Le moyen le plus simple est le calcul recommandé par SNiP pour la superficie de la pièce. 1 kW de puissance thermique devrait tomber sur 10 m2 de la surface de la pièce. Pour les régions du sud, un coefficient de 0,7 - 0,9 est pris, pour la zone médiane du pays - 1,2 - 1,3, pour les régions de l'Extrême-Nord - 1,5-2,0.
Comme tout calcul approximatif, cette méthode néglige de nombreux facteurs :
- Hauteurs sous plafond. C'est loin d'être le standard de 2,5 mètres partout.
- La chaleur fuit par les ouvertures.
- L'emplacement de la pièce à l'intérieur de la maison ou contre les murs extérieurs.
Toutes les méthodes de calcul donnent de grandes erreurs, de sorte que la puissance thermique est généralement incluse dans le projet avec une certaine marge.
En volume, en tenant compte de facteurs supplémentaires
Une image plus précise donnera une autre méthode de calcul.
- La puissance thermique de 40 watts par mètre cube de volume d'air dans la pièce est prise comme base.
- Les coefficients régionaux s'appliquent également dans ce cas.
- Chaque fenêtre de taille standard ajoute 100 watts à nos calculs. Chaque porte est de 200.
- L'emplacement de la pièce près du mur extérieur donnera, en fonction de son épaisseur et de son matériau, un coefficient de 1,1 à 1,3.
- Une maison privée, dans laquelle le bas et le haut ne sont pas des appartements voisins chauds, mais la rue, est calculée avec un coefficient de 1,5.
Cependant : et ce calcul sera TRÈS approximatif. Qu'il suffise de dire que dans les maisons privées construites à l'aide de technologies d'économie d'énergie, le projet comprend une puissance de chauffage de 50 à 60 watts par mètre carré. Trop est déterminé par les fuites de chaleur à travers les murs et les plafonds.
Avantages de l'installation d'un système à deux tuyaux
Lors de la conception du chauffage de l'eau à circulation forcée pour une maison privée, ils choisissent, en fonction des capacités matérielles du propriétaire, un schéma monotube ou bitube. Un système monotube est moins cher, plus facile à installer et un système à deux tubes est plus efficace en fonctionnement. Lors de l'installation d'un système de chauffage horizontal à deux tuyaux, trois schémas de pose de canalisations sont possibles: cul-de-sac, associé et collecteur.
Trois schémas pour l'appareil d'un système de chauffage horizontal à deux tuyaux dans une maison privée: A) impasse; B) passer ; B) collecteur (faisceau)
On constate d'emblée que ce dernier, à savoir la disposition des tuyaux collecteurs, présente la plus grande efficacité. Cependant, sa mise en œuvre augmente la consommation de matériaux, ainsi que la complexité des travaux d'installation.
