Types de systèmes de chauffage d'une maison privée. Chauffage à l'eau

Il semblerait, qu'est-ce qui pourrait être difficile dans la conception du réseau climatique? De l'avis de la majorité, il s'agit soit d'un point de chauffage du système de chauffage, soit d'une chaudière individuelle qui chauffe un caloporteur liquide. Ensuite, de l'eau ou de l'antigel circule à travers les tuyaux vers les radiateurs de chauffage, où un échange secondaire d'énergie thermique avec l'air de la pièce a lieu.

Mais derrière la simplicité externe se cachent des solutions d'ingénierie très complexes, dont le manuel d'exploitation et de maintenance prend plus d'une dizaine de pages.

La chaleur dans la maison dépend de l'installation correcte et de l'entretien périodique du système de chauffage

Chauffage à l'eau

Le plus répandu, malgré l'émergence de systèmes plus modernes. La division principale est le chauffage dépendant et indépendant. Types de câblage:

• Monotube (ce système est également appelé bifilaire)
• Multi-circuits: l'un des câbles - à deux tubes - est un système courant dans cette catégorie, ainsi que les systèmes de chauffage à quatre et trois tubes
• Un câblage appelé collecteur

Fonctionnement du système monotube

Le caloporteur de ce système est l'eau. Après chauffage, le liquide de refroidissement passe à travers les tuyaux de guidage. En termes de niveau de température de fonctionnement, les conditions de ce système sont différentes. Un exemple de base: le schéma de chauffage d'un système de colonne montante sera monotube avec raccordement hydraulique et bi-tube dans le contexte des appareils de chauffage (radiateurs) qui y fonctionnent. Le schéma de connexion est dépendant, ou ouvert, c'est-à-dire qu'il comporte une colonne montante verticale ou horizontale, comme dans le cas d'un système bifilaire. Le liquide de refroidissement est chauffé au moyen d'éléments d'énergie autonomes, qui sont divisés en serpentins. La connexion est établie de manière optimale à la section ascendante ou descendante du pipeline.

Les systèmes bifilaires horizontaux ont des dispositifs de chauffage tubulaires (convecteurs, tube de chauffage à ailettes ou tube lisse, radiateur en acier ou en fonte, etc.) Lors de l'utilisation d'un système de chauffage horizontal, il est impossible d'ajuster la température d'un ou plusieurs appareils de chauffage - ceux qui ont besoin de chauffage à l'heure actuelle. Le réglage n'est possible que pour l'ensemble du circuit de chauffage. Ces systèmes sont principalement utilisés pour chauffer les installations agricoles.

Selon la méthode de déplacement du liquide de refroidissement, les systèmes de chauffage internes sont divisés en systèmes à circulation naturelle et forcée (la pression dans le système est maintenue au moyen d'une pompe de circulation). Dans le cas de la circulation naturelle, il existe des sous-espèces - avec remplissage par le haut et avec remplissage par le bas. Les installations avec remplissage par le haut fonctionnent selon le schéma: soulever le liquide de refroidissement chauffé vers le haut le long de la colonne montante verticale d'alimentation et le distribuer dans des conduites horizontales, puis vers des radiateurs. Une fois l'énergie thermique transférée aux appareils et plus loin dans l'air ambiant, l'eau refroidie la plus lourde est acheminée vers la chaudière.

À travers la canalisation principale, le liquide de refroidissement peut être dirigé de différentes manières, dans une impasse ou dans un schéma de passage. Lors de l'utilisation d'un schéma sans issue, le liquide de refroidissement chauffé de la chaudière a la direction opposée par rapport à l'eau refroidie. Le "signe" de ce système est la présence d'un ou plusieurs bouclages, ou anneaux de circulation. Dans le cas où les radiateurs de chauffage sont situés à côté de la chaudière, les longueurs des boucles sont réduites. En conséquence, avec la distance de la colonne montante principale, les longueurs des anneaux de circulation augmentent.Par conséquent, le schéma le plus approprié est celui dans lequel les anneaux de circulation sont peu retirés de la chaudière autonome. Dans l'idéal, il ne s'agit pas d'un système étendu, mais de plusieurs systèmes plus courts.

Tuyaux

Quels tuyaux peuvent être utilisés pour le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude?

Séparons, pour ainsi dire, les mouches des côtelettes: les systèmes d'ingénierie centralisés (avec nœuds élévateurs) et autonomes mettent en avant des exigences complètement différentes pour les matériaux.

Pour le chauffage central, la température normale va jusqu'à + 95 ° C à une pression de 4-5 atmosphères, ce qui est déjà très proche des limites des possibilités des matériaux polymères. Sur l'alimentation en eau chaude, la température nominale est inférieure (75 ° С), mais la pression est plus élevée (jusqu'à 6 kgf / cm2). L'image est aggravée par la forte probabilité d'écarts par rapport aux valeurs standard et par l'apparition de coups de bélier.

Rupture de tuyau lors d'un coup de bélier

Dans les systèmes de chauffage autonomes, la pression est maintenue jusqu'à 2,5 kgf / cm2 à des températures allant jusqu'à 75-80 ° C, sur alimentation en eau chaude autonome - jusqu'à 4,5 kgf / cm2 à 60-75 ° C. Les paramètres sont stables, les coups de bélier sont exclus (plus précisément, ils ne peuvent être créés que par le propriétaire de la maison, ce qui n'est pas dans son intérêt).

Dans cette vidéo, vous découvrirez les tuyaux pour le chauffage et l'approvisionnement en eau.

Pour l'alimentation en eau chaude et le chauffage, les éléments suivants sont utilisés:

Pour les systèmes d'ingénierie autonomes, les éléments suivants peuvent être utilisés:

Les systèmes de chauffage à eau chaude se distinguent:

a) selon le schéma de raccordement des tuyaux avec des appareils de chauffage:

- monotube avec connexion en série des appareils;

- deux tuyaux avec connexion parallèle des appareils;

- bifilaire avec une connexion en série tout d'abord les premières moitiés des appareils, puis pour l'écoulement de l'eau dans le sens opposé de toutes leurs secondes moitiés;

b) selon la position des tuyaux reliant les appareils de chauffage verticalement ou horizontalement - vertical et horizontal;

c) par l'emplacement des autoroutes:

- avec câblage supérieur lors de la pose de la ligne d'alimentation au-dessus des appareils de chauffage;

Les principaux avantages d'un système de chauffage monotube

Schéma du système monotube

Le système de chauffage décrit présente plusieurs avantages importants:

• La capacité de transporter le liquide de refroidissement chauffé sur tout le périmètre d'un immeuble résidentiel dans un cercle à travers les tuyaux de chauffage. Un système à deux tuyaux ne peut le faire qu'en deux, voire trois fois;
• La possibilité d'organiser le système de chauffage sous le niveau du sol et sous les portes d'entrée, ce qui simplifie grandement les travaux d'organisation et de réparation;
• La présence d'un seul tuyau avec un liquide de refroidissement entraîne d'importantes économies sur le budget de construction;
• Possibilité de contrôle assez simple du chauffage de tous les radiateurs ensemble et séparément.

Ces qualités d'un système de chauffage monotube permettent un système de chauffage fiable et de haute qualité dans les bâtiments à plusieurs étages.

Collecteur d'accélération

Malgré tous les aspects positifs de ce type de systèmes de chauffage, il convient de considérer une difficulté dans leur fonctionnement.

Un système de chauffage monotube d'une maison à un étage fonctionne plutôt mal sans l'utilisation d'une pompe, ce qui contribuera à la circulation correcte du liquide de refroidissement à travers le tuyau et les radiateurs. Afin d'organiser le fonctionnement correct et fiable d'un tel système, il est nécessaire d'installer un collecteur d'accélération.

Cela détermine la température constante du liquide de refroidissement dans chaque radiateur et le niveau de bruit inévitable lors de l'utilisation de systèmes de chauffage à eau.

Dans le cas où ce système de chauffage est organisé dans un bâtiment de deux étages, il n'est pas nécessaire d'installer un collecteur d'accélération. En raison du fait que le tuyau de chauffage est situé assez haut, ce qui contribue à la création d'une pression naturelle importante, l'utilisation de pompes de surpression et d'un collecteur n'est pratiquement pas nécessaire.

10.3. Séquence de conception du système de chauffage

Donnée initiale pour la conception: objectif et technologie, disposition et structures de construction du bâtiment; les conditions climatiques et la position du bâtiment au sol; source d'alimentation en chaleur; température ambiante.

Calcul du régime thermique. Calcul thermique des clôtures extérieures des structures, calcul des conditions thermiques dans les locaux, détermination des charges thermiques pour le chauffage (voir section I et chapitre 8).

Sélection du système. Le choix des paramètres du liquide de refroidissement et de la pression hydraulique dans le système, le type d'appareils de chauffage et le schéma du système (avec une étude de faisabilité, si nécessaire).

Conception du système. Placement des appareils de chauffage, des colonnes montantes, des autoroutes et d'autres éléments du système. Division du système en parties d'action constante et périodique, pour la régulation de zone et frontale. Nomination de la pente des tuyaux; schémas de mouvement, collecte et évacuation de l'air; compensation de l'allongement et de l'isolation des tuyaux; lieux de descente et remplissage des colonnes montantes et des systèmes avec de l'eau. Le choix du type de vannes d'arrêt et de contrôle, son emplacement.

La conception est complétée par le dessin d'un schéma du système avec l'application des charges thermiques des appareils de chauffage et des surfaces calculées.

Calcul thermo-hydraulique du système. Calcul hydraulique du système. Calcul thermique des tuyaux et des appareils (voir Ch. 9).

Système à quatre tubes

Le système à quatre tubes dispose de deux circuits indépendants: l'un fait circuler de l'eau froide, un autre chaud. Une bobine d'éjection avec un système à quatre tubes a deux échangeurs de chaleur. L'eau froide est fournie à un échangeur de chaleur à deux rangées et l'eau chaude est fournie à un échangeur de chaleur à une rangée. Les systèmes à trois et quatre tuyaux permettent de fournir de l'eau froide ou chaude à n'importe quelle bobine d'éjection, selon les besoins. Cependant, en comparaison avec un système à trois tubes, un système à quatre tubes ne subit pas de pertes dues au mélange de chaleur - réfrigérant. De plus, le système à quatre tubes a des performances hydrauliques plus stables.

En figue. 1.7 montre un schéma d'un système d'alimentation en chaleur à quatre tubes d'une chaufferie à vapeur trimestrielle.

Les systèmes d'eau à deux et quatre tuyaux sont utilisés pour fournir de la chaleur aux bâtiments résidentiels et publics. Les systèmes à deux tuyaux peuvent être fermés ou ouverts, généralement avec des sous-stations de chauffage locales. En règle générale, les systèmes à quatre tubes sont fermés et, jusqu'à la sous-station de chauffage central, les réseaux de chauffage sont réalisés à deux tubes, après la station de chauffage central aux bâtiments - à quatre tubes. Le mode de fonctionnement des réseaux de chauffage à deux tubes est établi sur la base de la fourniture d'énergie thermique à tous les consommateurs. Dans les réseaux à quatre tubes, les systèmes de chauffage sont connectés à deux réseaux (alimentation et retour) et les systèmes d'alimentation en eau chaude à deux (alimentation et circulation).

Dans un système de climatisation-eau à quatre tuyaux, la quantité d'air primaire est déterminée conformément aux exigences des normes sanitaires.Par conséquent, pendant la saison chaude, le froid qu'il introduit ne suffit pas à maintenir les paramètres d'air requis dans le pièce. À cet égard, en plus du circuit de tuyauterie de liquide de refroidissement, un autre circuit de liquide de refroidissement est posé. En figue. IV.77 montre un diagramme schématique d'un système à quatre tubes. Le fonctionnement du circuit d'eau chaude de ce système est similaire à celui d'un système à deux tuyaux. Le circuit d'eau froide possède sa propre pompe de circulation /, qui pompe de l'eau d'abord dans le refroidisseur d'eau 4, puis dans les échangeurs de chaleur des bobines d'éjection.

Le raccordement d'un système d'alimentation en chaleur à deux tubes pour les besoins de chauffage et de ventilation avec un système d'ECS monotube (circuit ECS ouvert) conduit à un système d'alimentation en chaleur à trois tubes. Le système d'eau à trois tubes est également utilisé pour la fourniture de chaleur des entreprises industrielles (zones industrielles) qui ont une charge thermique technologique de potentiel accru et un circuit ECS fermé. Dans ce cas, pour réduire l'investissement initial en capital et réduire le coût de fonctionnement, deux lignes sont utilisées comme lignes d'approvisionnement, et la troisième est une ligne de retour commune, c'est-à-dire au lieu d'un système à quatre tubes, nous obtenons un système à trois tubes. Chaque ligne d'alimentation doit être connectée à des consommateurs homogènes en potentiel et en mode de consommation de chaleur.

Le système à quatre tubes dispose de deux circuits indépendants: l'un fait circuler de l'eau froide, un autre chaud. Une bobine d'éjection avec un système à quatre tubes a deux échangeurs de chaleur. L'eau froide est fournie à un échangeur de chaleur à deux rangées et l'eau chaude est fournie à un échangeur de chaleur à une rangée. Les systèmes à trois et quatre tuyaux permettent de fournir de l'eau froide ou chaude à n'importe quelle bobine d'éjection, selon les besoins. Cependant, en comparaison avec un système à trois tubes, un système à quatre tubes ne subit pas de pertes dues au mélange de chaleur - réfrigérant. De plus, le système à quatre tubes a des performances hydrauliques plus stables.

Le système à quatre tubes dispose de deux circuits indépendants: l'un fait circuler de l'eau froide, un autre chaud. Une bobine d'éjection avec un système à quatre tubes a deux échangeurs de chaleur. L'eau froide est fournie à un échangeur de chaleur à deux rangées et l'eau chaude est fournie à un échangeur de chaleur à une rangée. Les systèmes à trois et quatre tuyaux permettent de fournir de l'eau froide ou chaude à n'importe quelle bobine d'éjection, selon les besoins. Cependant, en comparaison avec un système à trois tubes, un système à quatre tubes ne subit pas de pertes dues au mélange de chaleur - réfrigérant. De plus, le système à quatre tubes a des performances hydrauliques plus stables.