- Problèmes de mouvement du liquide de refroidissement dans le système de chauffage
- Quel est l'anneau primaire dans un système de chauffage?
- Quel est l'anneau secondaire du système de chauffage?
- Comment faire entrer le liquide de refroidissement dans l'anneau secondaire?
- Sélection de pompes de circulation pour un système de chauffage combiné avec anneaux primaire-secondaire
- Anneaux primaire-secondaire avec flèche hydraulique et collecteur
Comprendre comment fonctionne le système de chauffage combiné, vous devez traiter un concept tel que «anneaux primaires - secondaires». C'est le sujet de cet article.
Problèmes de mouvement du liquide de refroidissement dans le système de chauffage
Une fois dans les immeubles d'appartements, les systèmes de chauffage étaient à deux tuyaux, puis ils ont commencé à être fabriqués à un seul tuyau, mais en même temps, un problème s'est posé: le liquide de refroidissement, comme tout le reste du monde, cherche à suivre un chemin plus simple - le long un tuyau de dérivation (représenté sur la figure avec des flèches rouges), et non à travers un radiateur qui crée plus de résistance:
Pour forcer le liquide de refroidissement à traverser le radiateur, ils ont proposé l'installation de tés rétrécissants:
Dans le même temps, le tuyau principal a été installé avec un diamètre plus grand que le tuyau de dérivation. Autrement dit, le liquide de refroidissement s'est approché du té de rétrécissement, a rencontré beaucoup de résistance et, bon gré mal gré, s'est tourné vers le radiateur, et seule une plus petite partie du liquide de refroidissement est passée le long de la section de dérivation.
Ce principe est utilisé pour fabriquer un système monotube - "Leningrad".
Une telle section de contournement est faite pour une autre raison. Si le radiateur tombe en panne, alors qu'il est retiré et remplacé par un radiateur réparable, le liquide de refroidissement ira au reste des radiateurs le long de la section de dérivation.
Mais c'est comme l'histoire, nous retournons «à nos jours».
Avantages et inconvénients
Les principaux avantages du programme, en raison desquels "Leningrad" est si populaire, sont:
- petits coûts pour les matériaux;
- facilité d'installation.
Une autre chose est lorsque des tuyaux en métal-plastique ou en polyéthylène sont utilisés pour l'installation. N'oubliez pas que le schéma de distribution de Leningrad prévoit un grand diamètre de la conduite d'alimentation, tandis que dans un système à deux tuyaux, la taille du tuyau sera plus petite. En conséquence, des raccords de plus grand diamètre sont utilisés, ce qui signifie qu'ils coûteront plus cher et, en général, le coût du travail et des matériaux sera plus élevé.
Quant à la facilité d'installation, l'affirmation est tout à fait correcte. Une personne qui est au moins un peu versée dans la question mettra en place calmement le schéma de "Leningrad". La difficulté est ailleurs: avant l'installation, un calcul minutieux des canalisations et de la puissance des radiateurs est nécessaire, compte tenu du refroidissement important du liquide de refroidissement. Si cela n'est pas fait et que le système est assemblé au hasard, le résultat sera triste - seules les 3 premières batteries chaufferont, le reste restera froid.
En fait, les mérites pour lesquels la «femme de Leningrad» est si appréciée sont très illusoires. Il est facile à installer, mais difficile à concevoir. Il ne peut se vanter d'être bon marché que s'il est assemblé à partir de certains matériaux et que tout le monde n'en est pas satisfait.
Un inconvénient important du circuit de Leningrad provient de son principe de fonctionnement et réside dans le fait qu'il est très problématique de réguler le transfert thermique des batteries à l'aide de vannes thermostatiques. La figure ci-dessous montre le système de chauffage de Leningrad dans une maison à deux étages, où de telles vannes sont installées sur les batteries:
Ce circuit fonctionnera de manière aléatoire tout le temps.Dès que le premier radiateur chauffe la pièce à la température réglée et que la vanne coupe l'alimentation en liquide de refroidissement, son volume se précipite vers la deuxième batterie, dont le thermostat commencera également à fonctionner. Et ainsi de suite jusqu'au tout dernier appareil. Lors du refroidissement, le processus sera répété, seulement l'inverse. Lorsque tout est calculé correctement, le système chauffera plus ou moins uniformément, sinon, les dernières piles ne chaufferont jamais.
Dans le schéma de Leningrad, le fonctionnement de toutes les batteries est interconnecté, il est donc inutile d'installer des têtes thermiques, il est plus facile d'équilibrer le système manuellement.
Et la dernière chose. "Leningradka" fonctionne de manière assez fiable avec circulation forcée du liquide de refroidissement, et il a été conçu dans le cadre d'un réseau d'alimentation en chaleur centralisé. Lorsque vous avez besoin d'un système de chauffage non volatile sans pompe, alors "Leningrad" n'est pas la meilleure option. Pour obtenir un bon transfert de chaleur avec une circulation naturelle, vous avez besoin d'un système à deux tuyaux ou d'un système vertical à un tuyau, illustré dans la figure:
Comment faire entrer le liquide de refroidissement dans l'anneau secondaire?
Mais tout n'est pas si simple, mais vous devez vous occuper du nœud, entouré d'un rectangle rouge (voir le schéma précédent) - le lieu de fixation de l'anneau secondaire. Étant donné que le tuyau de l'anneau primaire est probablement d'un diamètre plus grand que le tuyau de l'anneau secondaire, le liquide de refroidissement tendra vers la section avec moins de résistance. La façon de procéder? Considérez le circuit:
Le fluide caloporteur de la chaudière s'écoule dans le sens de la flèche rouge «alimentation de la chaudière». Au point B, il y a une dérivation de l'alimentation au chauffage par le sol. Le point A est le point d'entrée du retour du chauffage par le sol dans l'anneau primaire.
Important! La distance entre les points A et B doit être de 150 ... 300 mm - pas plus!
Comment «entraîner» le liquide de refroidissement dans le sens de la flèche rouge «vers le secondaire»? La première option est une dérivation: des tés réducteurs sont placés aux endroits A et B et entre eux un tuyau de plus petit diamètre que l'alimentation.
La difficulté ici est de calculer les diamètres: il faut calculer la résistance hydraulique des anneaux secondaire et primaire, by-pass ... si on fait un mauvais calcul, alors il se peut qu'il n'y ait pas de mouvement le long de l'anneau secondaire.
La deuxième solution au problème est de mettre une vanne trois voies au point B:
Cette vanne fermera soit complètement la bague primaire, et le liquide de refroidissement ira directement au secondaire. Ou cela bloquera le chemin vers l'anneau secondaire. Ou il fonctionnera comme une dérivation, laissant une partie du liquide de refroidissement à travers le primaire et une partie à travers l'anneau secondaire. Cela semble bon, mais il est impératif de contrôler la température du liquide de refroidissement. Cette vanne trois voies est souvent équipée d'un actionneur électrique ...
La troisième option consiste à alimenter une pompe de circulation:
La pompe de circulation (1) entraîne le liquide de refroidissement le long de l'anneau primaire de la chaudière à ... la chaudière, et la pompe (2) entraîne le liquide de refroidissement le long de l'anneau secondaire, c'est-à-dire sur le plancher chaud.
Le principe de fonctionnement des anneaux primaire-secondaire
L'anneau primaire est une structure du système de chauffage qui relie essentiellement tous les anneaux secondaires et capture également l'anneau de chaudière adjacent. La règle de base pour les anneaux secondaires, afin qu'ils ne dépendent pas du primaire, est d'observer la longueur entre les tés de l'anneau secondaire, qui ne doit pas dépasser quatre diamètres du primaire
Par exemple, pour calculer la plus grande longueur entre les tés, afin que l'anneau fonctionne librement, il vaut la peine de désigner avec précision le diamètre de la structure d'anneau primaire. Ce tuyau est en outre lié avec un matériau en cuivre, car l'élément est conducteur à des températures élevées. Par exemple: prenez une longueur de tuyau de 26 mm, la largeur d'un tel tuyau ne dépasse pas quelques millimètres. Nous prenons 1 mm de chaque côté de la paroi, ce qui signifie que le diamètre intérieur du tube sera de 24 mm.
Pour calculer la distance entre les tés, la valeur résultante (nous en avons 24) est multipliée par 4, car la distance doit être égale à quatre diamètres.En conséquence, après les calculs, l'écart entre les tés ne doit pas dépasser 96 mm. En fait, tous les tés seront nécessairement soudés ensemble.
Chaque conception avec un niveleur hydraulique a un clapet anti-retour à ressort dans chaque anneau secondaire. Si vous ne respectez pas ces recommandations, une circulation parasite se produit à travers des lieux de travail.
De plus, il n'est pas conseillé d'utiliser une pompe de circulation sur la canalisation opposée. Cela provoque souvent des changements de pression en raison de la grande distance par rapport au vase d'expansion d'un système fermé.
Un autre fait apparemment évident, mais que beaucoup oublient. Aucune vanne à bille ne doit être installée entre les tés. Le non-respect de cette règle entraînera le fait que les deux pompes deviendront dépendantes du travail d'un voisin.
Considérez une astuce utile pour travailler avec des pompes de circulation. Pour que les ressorts de soupape ne produisent pas de sons pendant le fonctionnement, il convient de rappeler une règle: le clapet anti-retour est installé à une distance de 12 diamètres de canalisation. Par exemple: avec un diamètre de tuyau de 23 mm, la distance entre les vannes sera de 276 mm (23x12). Seulement à cette distance, les valves n'émettront pas de sons.
De plus, selon ce principe, il est conseillé d'équiper la pompe d'une longueur de 12 diamètres d'une canalisation adaptée. Mesurez tout, des ramifications en forme de T. Dans ces endroits, du type turbulent avec effet de recirculation (vortex d'écoulements de fluide). C'est leur formation aux coins du contour qui crée un bruit désagréable. De plus, cette caractéristique crée une autre résistance minimale.
Principes de base du calcul hydraulique d'un système de chauffage
Le fonctionnement silencieux du système de chauffage projeté doit être assuré dans tous les modes de son fonctionnement. Le bruit mécanique se produit en raison de l'allongement de la température des canalisations en l'absence de joints de dilatation et de supports fixes sur le réseau et les colonnes montantes du système de chauffage.
Lors de l'utilisation de tuyaux en acier ou en cuivre, le bruit se propage dans tout le système de chauffage, quelle que soit la distance à la source de bruit, en raison de la conductivité acoustique élevée des métaux.
Le bruit hydraulique se produit en raison d'une turbulence d'écoulement importante qui se produit à une vitesse accrue de mouvement de l'eau dans les canalisations et avec un étranglement important du débit de liquide de refroidissement par une soupape de commande. Par conséquent, à toutes les étapes de la conception et du calcul hydraulique du système de chauffage, lors de la sélection de chaque vanne de régulation et de chaque vanne d'équilibrage, lors de la sélection des échangeurs de chaleur et des pompes, lors de l'analyse des allongements de température des canalisations, il est nécessaire de prendre en compte la source possible et niveau de bruit généré afin de sélectionner les équipements et équipements appropriés pour les conditions initiales données.
Le but du calcul hydraulique, à condition que la perte de charge disponible à l'entrée du système de chauffage soit utilisée, est:
• détermination des diamètres des sections du système de chauffage;
• sélection des vannes de régulation installées sur les dérivations, les colonnes montantes et les connexions des appareils de chauffage;
• sélection de vannes de dérivation, de division et de mélange;
• sélection des vannes d'équilibrage et détermination de la valeur de leur réglage hydraulique.
Lors de la mise en service du système de chauffage, les vannes d'équilibrage sont réglées sur les paramètres du projet.
Avant de procéder au calcul hydraulique, il est nécessaire d'indiquer la charge thermique calculée de chaque appareil de chauffage sur le schéma du système de chauffage, qui est égale à la charge thermique calculée de la pièce Q4. S'il y a deux ou plusieurs appareils de chauffage dans la pièce, il est nécessaire de diviser la valeur de la charge calculée Q4 entre eux.
Ensuite, l'anneau de circulation calculé principal doit être sélectionné.Chaque anneau de circulation du système de chauffage est une boucle fermée de sections successives, partant du tuyau de refoulement de la pompe de circulation et se terminant par le tuyau d'aspiration de la pompe de circulation.
Dans un système de chauffage monotube, le nombre d'anneaux de circulation est égal au nombre de colonnes montantes ou de branches horizontales, et dans un système de chauffage à deux tuyaux, au nombre d'appareils de chauffage. Des vannes d'équilibrage doivent être fournies pour chaque anneau de circulation. Par conséquent, dans un système de chauffage à un tuyau, le nombre de vannes d'équilibrage est égal au nombre de colonnes montantes ou de branches horizontales, et dans un système de chauffage à deux tubes - le nombre d'appareils de chauffage, où des vannes d'équilibrage sont installées sur le raccordement de retour du radiateur.
L'anneau de circulation principal de conception est considéré comme suit:
• dans les systèmes avec un mouvement de passage du liquide de refroidissement dans le réseau: pour les systèmes monotube - un anneau passant par la colonne montante la plus chargée, pour les systèmes deux tuyaux - un anneau traversant le chauffage inférieur de la colonne montante la plus chargée. Ensuite, les anneaux de circulation sont calculés à travers les élévateurs extrêmes (proches et éloignés);
• dans les systèmes avec un mouvement sans issue du liquide de refroidissement dans le réseau: pour les systèmes monotube - un anneau passant par le plus chargé des colonnes montantes les plus éloignées, pour les systèmes deux tuyaux - un anneau passant par le chauffage inférieur du plus chargé des élévateurs les plus éloignés. Ensuite, le calcul des anneaux de circulation restants est effectué;
• dans les systèmes de chauffage horizontaux - un anneau à travers la branche la plus chargée de l'étage inférieur du bâtiment.
L'une des deux directions de calcul hydraulique de l'anneau de circulation principal doit être choisie.
La première direction du calcul hydraulique consiste en ce que les diamètres des tuyaux et la perte de charge dans l'anneau sont déterminés par la vitesse de déplacement optimale spécifiée du liquide de refroidissement dans chaque section de l'anneau de circulation principal, suivie du choix de la pompe de circulation.
La vitesse du liquide de refroidissement dans les tuyaux posés horizontalement doit être d'au moins 0,25 m / s afin de garantir l'élimination de l'air. Il est recommandé de prendre le mouvement de conception optimal du liquide de refroidissement pour les tuyaux en acier - jusqu'à 0,3 ... 0,5 m / s, pour les tuyaux en cuivre et en polymère - jusqu'à 0,5 ... 0,7 m / s, tout en limitant la valeur du perte de pression de frottement spécifique R pas plus de 100 ... 200 Pa / m.
Sur la base des résultats du calcul de l'anneau principal, les anneaux de circulation restants sont calculés en déterminant la pression disponible dans ceux-ci et en sélectionnant les diamètres en fonction de la valeur approximative de la perte de charge spécifique Rav (par la méthode de la perte de charge spécifique).
Premier sens de calcul il est utilisé, en règle générale, pour les installations avec un générateur de chaleur local, pour les installations de chauffage avec leur connexion indépendante aux réseaux de chaleur, pour les installations de chauffage avec connexion dépendante aux réseaux de chaleur, mais pression disponible insuffisante à l'entrée des réseaux de chaleur (sauf pour mélange de nœuds avec un ascenseur).
La hauteur requise de la pompe de circulation Рн, Pa, requise pour le choix de la taille standard de la pompe de circulation, doit être déterminée en fonction du type de système de chauffage:
• pour les systèmes monotube et bifilaire verticaux selon la formule:
Rn = ΔPs.о. - Re
• pour les systèmes horizontaux monotube et bifilaire, bi-tube selon la formule:
Rn = ΔPs.о. - 0,4 Re
où: ΔP.o - perte de charge. dans l'anneau de circulation principal de conception, Pa;
Pe est la pression de circulation naturelle résultant du refroidissement de l'eau dans les appareils de chauffage et les tuyaux de l'anneau de circulation, Pa.
La deuxième direction du calcul hydraulique consiste en ce que la sélection des diamètres de tuyau dans les sections de conception et la détermination des pertes de charge dans l'anneau de circulation sont effectuées en fonction de la valeur initialement spécifiée de la pression de circulation disponible pour le système de chauffage. Dans ce cas, les diamètres des profilés sont choisis en fonction de la valeur approximative de la perte de charge spécifique Rav (par la méthode de la perte de charge spécifique). Selon ce principe, le calcul des systèmes de chauffage à circulation naturelle, des systèmes de chauffage avec raccordement dépendant aux réseaux de chauffage (avec mélange dans l'ascenseur; avec une pompe mélangeuse sur le linteau avec une pression disponible suffisante à l'entrée des réseaux de chauffage; sans mélange avec pression disponible suffisante à l'entrée des réseaux de chaleur) ...
En tant que paramètre initial du calcul hydraulique, il est nécessaire de déterminer la valeur de la perte de charge de circulation disponible ΔPР, qui dans les systèmes de circulation naturelle est égale à
ΔPР = Pe,
et dans les systèmes de pompage, il est déterminé en fonction du type de système de chauffage:
• pour les systèmes monotube et bifilaire verticaux selon la formule:
ΔPР = Rn + Re
• pour les systèmes horizontaux monotube et bifilaire, bi-tube selon la formule:
ΔPР = Rn + 0,4. Re
