Système de chauffage à circulation naturelle: règles de l'appareil + analyse des schémas typiques

Peu importe comment les ingénieurs et les constructeurs l'avaient prédit dans les années quatre-vingt, le système de chauffage à circulation naturelle vit et vit au XXIe siècle, et il chauffe également nos maisons. L'équipement de pompage augmente considérablement le coût de la chaudière et la rend dépendante du réseau électrique, beaucoup la refusent. Le système de gravité est le moins cher et le plus facile à concevoir. Bien sûr, il a ses inconvénients, dont le principal est la restriction de la superficie du bâtiment. En raison de sa faible inertie, il convient aux maisons jusqu'à une centaine de mètres carrés.

Comment fonctionne le principe de la circulation naturelle?

Le liquide de refroidissement, le plus souvent de l'eau ordinaire, se déplace le long des contours de la chaudière aux radiateurs et vice versa en raison d'un changement dans ses caractéristiques thermodynamiques. Lorsque, lorsqu'il est chauffé, la densité du liquide diminue et le volume augmente, il est évincé par un courant froid allant à leur retour et monte à travers les tuyaux. Comme le liquide de refroidissement est distribué par gravité le long des branches horizontales, la température baisse et retourne à la chaudière. Le cycle se termine donc.

Schéma d'un système de chauffage à circulation naturelle: 1 - chaudière à combustible solide, 2 - colonne montante principale, 3 - tuyaux de distribution, 4 - réservoir d'expansion, 5 - réservoir d'eau pour remplir le détendeur, 6 - tuyau qui élimine l'excès de liquide de refroidissement dans l'égout (capacité), 7 - échangeurs de chaleur, 8 - robinets à tournant sphérique, 9 - chaudière, 10 - retour, 11 - contremarche inversée

Si le chauffage de l'eau à circulation naturelle a été choisi pour la maison, toutes les sections horizontales des tuyaux sont posées avec une pente qui va dans le sens du liquide. Cela vous permet de gérer efficacement "aération"Piles. L'air étant plus léger que l'eau, il se précipite à travers les tuyaux, pénètre dans le vase d'expansion, puis, en conséquence, dans l'atmosphère.

Le réservoir reçoit de l'eau dont le volume augmente avec l'augmentation de la température et crée une pression constante.

Qu'est-ce qui détermine la pression de circulation?

La création de la pression de circulation souhaitée doit être calculée lors de la conception d'un système de chauffage. Cela dépend de la différence entre les niveaux du milieu de la chaudière et du radiateur le plus bas. Plus la différence d'élévation est grande, plus le fluide se déplace dans le système. Elle est également affectée par la différence de densité entre l'eau chaude et l'eau refroidie.

La pression de circulation dans le système de chauffage dépend tout d'abord de la différence de hauteur de la chaudière et du radiateur inférieur.Plus cette différence (h) est grande, plus la pression est élevée

Le chauffage à circulation naturelle se caractérise par un changement cyclique de température dans les échangeurs de chaleur et dans la chaudière, qui se produit le long de l'axe central des appareils. L'eau chaude est en haut, l'eau froide en bas. Sous l'influence de la gravité, le liquide de refroidissement refroidi descend les tuyaux.

La pression de circulation dépend directement de la hauteur des batteries. Son augmentation est également facilitée par l'angle d'inclinaison de la conduite d'alimentation, dirigé vers les radiateurs, et la pente du tuyau de retour face à la chaudière. Cela permet au liquide de refroidissement de surmonter plus facilement la résistance locale des tuyaux.

Lors de l'installation d'un système de chauffage à circulation naturelle dans une maison privée, la chaudière est installée au point le plus bas afin que tous les radiateurs soient plus hauts.

Dans le chalet, lors de l'installation d'un système de chauffage à circulation naturelle, la chaudière est installée au point le plus bas. Tous les échangeurs de chaleur (radiateurs) doivent être plus hauts

Pour les immeubles d'habitation, les circuits de chauffage à circulation naturelle sont très rarement utilisés, car lors de l'installation dans un appartement, la chaudière est abaissée dans la «fosse» - directement sur la dalle de plancher. Le sol qui l'entoure est découpé et la cavité et le périmètre autour doivent être protégés par des matériaux ignifuges.

Schémas de tels systèmes de chauffage

Le schéma du système de chauffage, quelle que soit la façon dont le liquide de refroidissement circule, dépend de plusieurs facteurs:

• une méthode pour connecter des radiateurs à des colonnes montantes. On distingue ici les systèmes à tube simple et à tube double;
• Emplacements pour la pose d'une conduite d'alimentation en eau chaude. Vous devez choisir entre le câblage inférieur et supérieur;
• schémas de pose des routes: système de blocage ou mouvement de liquide de refroidissement associé sur les routes;
• l'emplacement des contremarches, qui peuvent être horizontales ou verticales.

Système monotube: comment réguler la température?

Système de chauffage monotube Il n'a qu'une seule option de câblage - celle du haut. Il n'y a pas de colonne montante de retour à l'intérieur, donc le liquide de refroidissement refroidi dans les batteries retourne à la ligne d'alimentation. Le mouvement du liquide est assuré par la différence de température du liquide dans les radiateurs inférieur et supérieur.

Pour garantir la même température dans les pièces des différents étages, la surface des appareils de chauffage du premier étage doit être légèrement plus grande que celle du deuxième et des suivants. Un mélange d'eau chaude et froide dans les échangeurs de chaleur supérieurs pénètre dans les radiateurs inférieurs.

Dans un système monotube, il peut y avoir deux options de mouvement liquide de refroidissement: dans la première partie va au radiateur, l'autre - plus bas dans la colonne montante pour les appareils inférieurs.

Avec un câblage monotube parallèle, les échangeurs de chaleur des étages supérieurs reçoivent de l'eau chaude et les inférieurs se refroidissent. Par conséquent, la superficie de ce dernier devrait être augmentée afin d'égaliser le chauffage de toutes les pièces

Dans le second cas, tout le volume d'eau passe par chaque échangeur de chaleur, en commençant par les plus hauts. La principale caractéristique de ce câblage est que les radiateurs du premier et du sous-sol ne reçoivent que de l'eau glacée.

Avec une version à flux continu d'un câblage monotube, vous ne pouvez pas arrêter ou limiter le débit de liquide de refroidissement à un radiateur séparé. Le chevauchement de l'un d'eux arrêterait la circulation dans tout le système

Et si dans le premier cas, il est possible de réguler la température dans les pièces à l'aide de robinets, alors dans le second, ils ne peuvent pas être utilisés, car cela entraînera une diminution de l'alimentation en liquide de tous les échangeurs de chaleur ultérieurs. De plus, une fermeture complète du robinet signifierait l'arrêt de la circulation de l'eau dans le système.

Lors de l'installation d'un système monotube, il est préférable de s'arrêter au câblage, ce qui permet de régler l'alimentation en eau de chaque radiateur. Cela vous permettra d'ajuster la température dans des pièces individuelles et, bien sûr, rend le système de chauffage plus flexible et donc plus efficace.

Étant donné qu'un câblage monotube ne peut être que supérieur, son installation n'est possible que dans les bâtiments avec un grenier. C'est là que le tuyau d'alimentation doit être situé. Le principal inconvénient est que le démarrage du chauffage n'est possible que dans tout le bâtiment à la fois. Le système présente également des avantages, bien sûr. Les principaux sont une installation simple et à moindre coût. En termes d'esthétique, plus les tuyaux sont petits, plus il est facile de les cacher.

Comment organiser un système à deux tuyaux?

Cette version du schéma de chauffage suppose la présence d'une ligne d'alimentation et de sortie. Le liquide de refroidissement chaud circule dans la partie supérieure du système et refroidi dans la partie inférieure.

Le système de chauffage à deux tuyaux est plus flexible en ce qui concerne le contrôle de la température dans les pièces individuelles. Cependant, il nécessite plus de matériaux qu'un tube unique

Un tuyau est raccordé entre la chaudière et le vase d'expansion. Du réservoir, il y a un tuyau de la ligne chaude du circuit, qui se connecte ensuite au câblage. Selon la taille du réservoir et le volume d'eau dans le système, un tuyau de trop-plein peut quitter le réservoir. Sur celui-ci, l'excès d'eau est évacué dans l'égout.

Les tuyaux sortant du bas des échangeurs de chaleur sont combinés en une ligne de retour. Sur celui-ci, le liquide de refroidissement refroidi pénètre à nouveau dans la chaudière. Le retour doit passer par les mêmes pièces que le tuyau d'alimentation.

Câblage de contremarche horizontal ou vertical?

Le système de chauffage avec une colonne montante verticale consiste à connecter des radiateurs à partir de différents étages. Son avantage: moindre risque de "diffusion" du système, l'inconvénient est un coût plus élevé.

Lorsque les échangeurs de chaleur d'un étage sont connectés au tuyau d'alimentation, il s'agit d'un système de colonne montante horizontale. Cette option coûtera moins cher aux propriétaires, mais devra résoudre le problème de la congestion de l'air. En règle générale, il suffit d'installer des bouches d'aération.

Avantages et inconvénients de l'organisation de ce type de chauffage

Quant aux avantages d'un système de chauffage à circulation d'eau naturelle, il en existe plusieurs:

• absence de difficultés lors de l'installation, de la mise en service et de l'exploitation;
• stabilité thermique du système. Basé sur la circulation gravitationnelle du liquide de refroidissement, il fournit un transfert de chaleur maximum et maintient le microclimat dans les locaux au niveau donné;
• rentabilité (avec une bonne isolation du bâtiment);
• travail tranquille. Pas de pompe - pas de bruit et de vibration;
• indépendance des coupures de courant. Naturellement, dans le cas où la chaudière installée peut fonctionner sans électricité;
• longue durée de fonctionnement. Avec une maintenance opportune sans réparations majeures, le système peut fonctionner pendant 35 ans ou plus.

Le principal inconvénient du système de chauffage par gravité est les restrictions sur la superficie du bâtiment et le rayon d'action. Il est installé dans des maisons dont la superficie ne dépasse généralement pas 100 mètres carrés. En raison de la faible pression de circulation, le rayon du système est limité à trente mètres horizontalement. Une exigence obligatoire est la présence d'un grenier dans le bâtiment dans lequel le vase d'expansion sera installé.

Un inconvénient important est le lent réchauffement de toute la maison. Avec un système à circulation naturelle, il est nécessaire d'isoler les tuyaux passant dans des pièces non chauffées, car il y a un risque de gel de l'eau.

Habituellement, un peu de matériau est utilisé pour un tel câblage, mais lorsque la résistance locale du pipeline doit être réduite, les coûts augmentent en raison du besoin de tuyaux plus gros.