Chauffage par gravité
Une maison de campagne moderne n'est pas inférieure à un appartement en ville en termes de confort. Le développement des technologies du bâtiment a permis de construire des systèmes de survie indépendants dans de petites installations. Si vous le souhaitez, vous pouvez équiper presque tous les systèmes d'ingénierie autonomes de la maison, par exemple chauffage.
Systèmes de chauffage domestique sur l'eau
Chauffage par gravité
Le plus populaire dans notre pays est le liquide chauffagecaractérisée par la simplicité et l'efficacité. Le principe de fonctionnement repose sur la capacité de l'eau à accumuler et à transférer une grande quantité d'énergie thermique. La technologie installations de chauffage de l'eau répandu et connu de presque tous les spécialistes des systèmes de chauffage.
Circulation atmosphérique – naturellement et de manière fiable
Selon la méthode de transport du liquide de refroidissement à travers les tuyaux, il existe deux types chauffage:
Avec circulation forcée
à circulation gravitationnelle (naturelle).
Dans les systèmes à circulation forcée, une pompe est installée pour assurer l'écoulement de l'eau à travers les tuyaux. Ce schéma nécessite une alimentation électrique ininterrompue pour la pompe. Sinon, l'efficacité du système de chauffage de ce type est fortement réduite.Chauffage par gravité est un système non volatile, car il n'a pas de moteur. Le mouvement du liquide de refroidissement se produit en raison de la différence de poids volumétrique des liquides froids et chauds. L'eau chauffée dans la chaudière monte par la colonne montante et est distribuée aux appareils de chauffage. En refroidissant, le liquide de refroidissement diminue de volume et a tendance à descendre, de sorte que la conduite de retour est posée au niveau du sol.
Avantage chauffage par gravité réside dans la grande fiabilité du système. Tant que la gravité est en vigueur et que les objets ont du poids, un système de travail avec circulation atmosphérique du liquide de refroidissement fonctionnera.
Schémas de raccordement des appareils de chauffage
Pose de chauffe-eau effectué selon l'un des schémas:
Câblage monotube
conduite de chauffage à deux tuyaux ;
Câblage du collecteur (faisceau).
L'installation du circuit de chauffage dans un seul tuyau vous permet d'économiser sur les tuyaux, mais ce schéma est intenable dans les grandes maisons. Au fur et à mesure que le liquide de refroidissement se déplace le long des radiateurs connectés en série, la température du fluide de travail chute et les derniers radiateurs reçoivent le liquide de refroidissement refroidi.
Schéma de câblage bitube chauffage par gravité vous permet de connecter des radiateurs en parallèle, ce qui assure un chauffage plus uniforme de toutes les pièces. De plus, il devient possible d'ajuster plus précisément la température dans chaque élément chauffant.
Le circuit collecteur est considéré comme le plus progressif. Les avantages du raccordement radial des radiateurs sont évidents : contrôle précis de la température de chaque radiateur, rapidité et facilité d'installation, maintenabilité.
Notre offre
La société "Design Prestige" emploie de vrais professionnels capables de mener avec compétence pose de chauffe-eau dans un court laps de temps. Lors de l'exécution d'une commande, nous appliquons les dernières technologies et utilisons des équipements de classe professionnelle, ce qui est une garantie de la qualité du travail effectué.
Avantages.
- L'équipement utilisé dans ce système a une conception assez simple, de sorte que le processus d'installation n'est pas particulièrement difficile. La même qualité détermine la facilité de fonctionnement du système en question.
- Cet équipement est absolument indépendant de l'intensité de l'alimentation énergétique du bâtiment.Par conséquent, la présence ou l'absence de courant électrique n'affecte pas le microclimat de la pièce chauffée.
- Le système ne nécessite pas l'utilisation de pompes spéciales qui assurent une circulation ininterrompue du liquide. Cette circonstance élimine complètement les vibrations et assure également un fonctionnement silencieux de l'équipement.
- Ce système a un haut niveau de fiabilité et a également une longue période de fonctionnement. Il peut fonctionner pendant une quarantaine d'années.
- L'équipement de chauffage par gravité est capable de réguler son travail en mode automatique.
Il est important de noter que la fiabilité de ce système dépend directement de la spmorégulation quantitative. Cela signifie qu'au fur et à mesure que la température du fluide chauffant change, certaines métamorphoses sont également subies par le débit du fluide caloporteur.
En raison du changement de densité de l'élément mentionné, le niveau de transfert de chaleur augmente ou diminue. Par conséquent, l'intensité de ce dernier est affectée par la teneur quantitative en eau.
De plus, la perte de chaleur de la pièce elle-même, par rapport à laquelle ce système fonctionne, est d'une grande importance. Plus le taux de transfert de chaleur est élevé, plus le processus de transfert de chaleur est intense.
Si nous considérons un système à deux tuyaux, le cercle de circulation y est déterminé par un seul appareil, ce qui conduit à un mode d'autorégulation légèrement différent. Dans ce cas, ledit cercle est plus court. En raison de cette circonstance, le transfert de chaleur est considérablement amélioré.
Comme pour le monotube, ici le cercle de chauffage comprend plusieurs unités. En relation avec cette caractéristique, une répartition inégale de la chaleur est notée. Cela provoque souvent la nécessité d'utiliser une pompe de circulation spéciale, mais un tel système n'est pas pertinent pour l'espèce en question.
Défauts.
Comme tout ce qui est fabriqué par l'homme, le système de chauffage gravitationnel a ses inconvénients, qui s'expriment comme suit :
- Le système a une pression de circulation suffisamment basse, grâce à quoi son rayon d'action est réduit à trente mètres horizontalement.
- Le même facteur, associé à la capacité calorifique élevée de l'eau, détermine la faible vitesse de démarrage de l'équipement.
- Souvent, un vase d'expansion est installé dans une pièce non chauffée, ce qui peut faire geler ce liquide en hiver. Cela est lourd de conséquences indésirables, se manifestant par la destruction des tuyaux.
Avantages et inconvénients des systèmes gravitaires
Le principal avantage de ce système de chauffage est sa fiabilité et sa durabilité. Dans des conditions normales de fonctionnement, un tel système peut fonctionner sans réparations pendant plusieurs décennies. Le système de chauffage gravitationnel fonctionne, sur la base des lois de la physique, sans l'utilisation d'équipements volatils coûteux. (Voir aussi : Fluide de chauffage)
Cependant, ces systèmes présentent des inconvénients importants.
- Le chauffage par gravité a une courte portée. Sur un plan horizontal - moins de 30 mètres.
- Echauffement lent des équipements de chauffage dû à la faible pression et à la capacité calorifique importante de l'eau.
- La probabilité de gel du liquide de refroidissement dans le vase d'expansion, s'il est situé dans une pièce non chauffée. (Voir aussi : Spécificités d'un système de chauffe-eau)
Schéma de principe du système gravitaire
Un tel système de chauffage comprend une chaudière, deux canalisations - alimentation et retour, des appareils de chauffage et un vase d'expansion.
L'eau est chauffée dans le générateur de chaleur et s'écoule par une conduite directe vers les appareils de chauffage. Après avoir cédé une partie de la chaleur, le liquide de refroidissement retourne à la source d'énergie thermique par la conduite de retour.
Tous les tuyaux horizontaux lors de l'installation sont placés avec une pente pré-calculée.Ainsi, l'eau chaude légère est pressée vers le haut le long de la colonne montante principale, d'où elle est distribuée le long des branches horizontales vers les appareils de chauffage. De ceux-ci, l'eau réfrigérée retourne à la chaudière par gravité. Là, il déplace l'eau chauffée, se réchauffe et le cycle se répète. (Voir aussi : Chaudières à combustible solide)
Les pentes aident à éliminer les bulles d'air. L'air est plus léger que l'eau, il pénètre donc librement dans le vase d'expansion et est retiré du système.
La montée de l'eau le long de la colonne montante se produit en raison du chauffage du liquide de refroidissement, de sa dilatation et de l'émergence de la pression gravitationnelle. Le mouvement d'un liquide le long d'un circuit fermé est effectué en raison de la différence de densités de liquides à différentes températures de chauffage. La pression gravitationnelle est utilisée pour déplacer le fluide et surmonter la résistance dans les tuyaux. Plus la résistance est élevée, plus la pression gravitationnelle nécessaire pour les surmonter est grande. Pour réduire les frottements, augmentez le diamètre des tuyaux, ce qui entraîne une augmentation des coûts. La pression de circulation dépend de la différence de température entre les liquides chauffés et refroidis et de la différence entre les hauteurs au centre de la chaudière et du réchauffeur. Plus l'appareil est haut, plus la circulation du liquide de refroidissement est aisée.
Système de chauffage par gravité à tuyau unique
Un tel système de chauffage ne peut être installé qu'avec la distribution supérieure du tuyau d'alimentation. Il n'y a pas de contremarches inversées dans un tel système. (Voir aussi : Système de chauffage à circulation forcée)
De tels systèmes peuvent être montés selon deux schémas : à écoulement continu et avec des sections arrière.
Avec un circuit de circulation, il n'y a pas de colonne montante d'alimentation et les radiateurs situés les uns au-dessus des autres sont connectés en série. Le liquide de refroidissement chaud passe de haut en bas à travers tous les radiateurs. Un liquide parfaitement refroidi pénètre dans les appareils inférieurs, ce qui entraîne un bon chauffage des radiateurs aux étages supérieurs et des radiateurs complètement froids aux étages inférieurs.
Les by-pass sont inclus dans le système avec fermeture des radiateurs. Cela permet à une partie de l'eau de la colonne montante d'être fournie aux radiateurs inférieurs, en contournant les supérieurs. Dans ce système, l'eau à presque la même température pénètre dans les radiateurs supérieur et inférieur.
Types de chauffage par gravité des schémas somatiques de chauffage
Les schémas de chauffage à circulation naturelle sont de deux types: monotube et bitube. Les vieilles maisons n'avaient qu'un seul tuyau dans leur système de chauffage. Mais à l'heure actuelle, un système de chauffage à deux tuyaux à dilution inférieure ou supérieure est le plus souvent utilisé. Quelles sont les principales différences entre les régimes ? Le chauffage par gravité monotube est considéré comme le plus simple. La canalisation est placée sous le plafond des locaux et le circuit de retour est sous le sol. Parmi les aspects positifs, on peut noter un petit nombre de composants nécessaires au fonctionnement du système. Il dispose également d'une installation facile. Comme avantages, on peut noter la possibilité de son fonctionnement lors de l'installation de la chaudière et des radiateurs au même niveau. En règle générale, dans une maison à deux étages, un tel schéma est rarement utilisé, car il ne permet pas de chauffer la maison de manière uniforme. Cependant, cela peut être corrigé en installant des tuyaux volumétriques et des radiateurs au rez-de-chaussée. Lors de l'installation d'un circuit monotube, les vannes de régulation ne sont pas fournies, ce qui signifie qu'il ne sera pas possible de réguler la température.
Un système de chauffage à deux tubes est plus difficile à la fois en fonctionnement et dans l'appareil, car il implique plusieurs circuits de chauffage. L'un d'eux est destiné à l'écoulement du liquide de refroidissement chaud, l'autre au froid. Dans ce cas, vous aurez besoin de beaucoup plus de composants. Le système de chauffage en impasse d'une maison à deux étages nécessitera nécessairement une isolation de la colonne montante principale pour éviter les pertes de chaleur. Pour un système à deux tuyaux, il est nécessaire d'utiliser des tuyaux de gros diamètre, au moins 32 mm, sinon la résistance hydraulique empêchera la circulation par gravité.
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.
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
Un système horizontal monotube à circulation naturelle a une faible efficacité thermique, il est donc utilisé extrêmement rarement. L'essence du schéma est que le tuyau d'alimentation est connecté en série aux radiateurs. Le liquide de refroidissement chauffé pénètre dans le tuyau de dérivation supérieur de la batterie et est évacué par la sortie inférieure. Après cela, la chaleur pénètre dans l'unité de chauffage suivante et ainsi de suite jusqu'au dernier point. La ligne de retour revient de la dernière batterie à la chaudière.
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.
Types de système de chauffage par gravité
Il existe deux types de système de chauffage par gravité :
Le système bitube est plus complexe et implique la présence de deux circuits. À l'intérieur d'un circuit, le liquide de refroidissement (eau) se déplace de la chaudière vers les batteries, et le long du second, l'eau retourne à la chaudière. N'oubliez pas que ce type de système nécessite une conception plus soignée. Le processus d'installation ne sera pas non plus des plus simples, considérez-le par étapes :
- installation d'une colonne montante, elle jouera le rôle principal, elle passe du réservoir à la chaudière;
- colonne montante principale avec câblage, connectée au niveau de 1/3 de la hauteur totale de la pièce à partir du niveau du sol;
- le tuyau de trop-plein est fixé au vase d'expansion, à travers lequel l'excès de liquide va dans les égouts;
- pour que l'eau retourne à la chaudière, les tuyaux de retour coupent la partie inférieure des batteries.
Dans un système à circuit unique, le nombre de radiateurs souhaité joue un rôle fondamental. Le volume du vase d'expansion en dépend. Habituellement, il est rempli aux trois quarts du volume total.
Il convient de surveiller en permanence le niveau d'eau dans le réservoir, il ne doit pas être inférieur au niveau du tuyau par lequel l'eau est distribuée aux radiateurs. Cela menace d'arrêter la circulation du liquide de refroidissement.
Bien que le système monotube soit simple, il n'en a l'air qu'à première vue. Un projet mal fait entraînera beaucoup de problèmes et de conséquences, confiez cette question à des professionnels.
Lors de la conception d'un système naturel, l'attention principale doit être accordée à la répartition uniforme de la pression dans un circuit fermé et à la circulation correcte du liquide de refroidissement.
