Système de chauffage monotube pour une maison privée : schémas + aperçu des avantages et des inconvénients

Avez-vous pensé à installer un chauffe-eau dans votre maison ? Ce n'est pas surprenant, car un système de chauffage monotube pour une maison privée peut être traditionnel et totalement indépendant en énergie ou, au contraire, très moderne et entièrement automatique.

Mais vous avez encore des doutes sur la fiabilité de cette option : vous ne savez pas quel schéma choisir et quels pièges vous attendent ? Nous aiderons à clarifier ces questions - l'article traite des schémas d'aménagement d'un système monotube, des avantages et des inconvénients qui attendent le propriétaire d'une maison dotée d'un tel système de chauffage.

L'article est fourni avec des schémas détaillés et des photographies visuelles illustrant les éléments individuels utilisés dans l'ensemble chauffant. De plus, une vidéo a été sélectionnée avec une analyse des nuances de l'installation d'un système monotube avec planchers chauffants.

Principe de fonctionnement du chauffage de l'eau

Dans les constructions de faible hauteur, la conception la plus répandue est simple, fiable et économique avec une seule autoroute. Le système monotube reste le moyen le plus populaire d'organiser l'approvisionnement en chaleur individuel. Il fonctionne grâce à la circulation continue du liquide de refroidissement.

En passant par les tuyaux depuis la source d'énergie thermique (chaudière) jusqu'aux éléments chauffants et vice-versa, il libère son énergie thermique et chauffe le bâtiment.

Le liquide de refroidissement peut être de l'air, de la vapeur, de l'eau ou de l'antigel, utilisé dans les résidences périodiques. Le plus commun circuits de chauffage de l'eau.

Le chauffage traditionnel est basé sur des phénomènes et des lois de la physique : dilatation thermique de l'eau, convection et gravité. Lorsqu'il est chauffé par la chaudière, le liquide de refroidissement se dilate et crée une pression dans la canalisation.

De plus, il devient moins dense et donc plus léger. Poussé par le bas par de l'eau froide plus lourde et plus dense, il se précipite vers le haut, de sorte que la canalisation sortant de la chaudière est toujours dirigée le plus haut possible.

Sous l’influence de la pression créée, des forces de convection et de la gravité, l’eau s’écoule vers les radiateurs, les chauffe et se refroidit.

Ainsi, le liquide de refroidissement libère de l'énergie thermique et chauffe la pièce. L'eau retourne à la chaudière déjà froide et le cycle recommence.

Les équipements modernes qui fournissent de la chaleur à une maison peuvent être très compacts. Vous n’avez même pas besoin d’allouer une pièce spéciale pour l’installer.

système chauffage à circulation naturelle également appelé gravité et gravité. Pour assurer le mouvement du liquide, il est nécessaire d'observer l'angle d'inclinaison des branches horizontales du pipeline, qui doit être égal à 2 à 3 mm par mètre linéaire.

Lorsqu'il est chauffé, le volume de liquide de refroidissement augmente, créant une pression hydraulique dans la conduite.Cependant, l’eau n’étant pas comprimée, même un léger excès entraînera la destruction des structures de chauffage.

Par conséquent, dans tout système de chauffage, un dispositif de compensation est installé - un vase d'expansion.

Dans un système de chauffage par gravité, la chaudière est montée au point le plus bas de la conduite et le vase d'expansion au point le plus haut. Toutes les canalisations sont réalisées en descente afin que le liquide de refroidissement puisse se déplacer par gravité d'un élément du système à un autre

La différence entre les systèmes monotube et bitube

Les systèmes de chauffage de l'eau sont divisés en deux types principaux : monotube et double tube. La différence entre ces schémas réside dans la méthode de connexion des batteries de transfert de chaleur à la ligne principale.

Une conduite de chauffage monotube est un circuit annulaire fermé. Le pipeline est posé à partir de l'unité de chauffage, les radiateurs y sont connectés en série et retournent à la chaudière.

Le chauffage avec une seule ligne est simplement installé et ne comporte pas un grand nombre de composants, il vous permet donc d'économiser considérablement sur l'installation.

Les circuits de chauffage monotubes à mouvement naturel du liquide de refroidissement sont installés uniquement avec un câblage aérien. Une caractéristique est que les schémas ont des colonnes montantes d'alimentation, mais pas de colonnes montantes de retour.

Mouvement du liquide de refroidissement chauffage bitube effectué le long de deux autoroutes. Le premier sert à acheminer le liquide de refroidissement chaud de l'appareil de chauffage vers les circuits caloporteurs, le second sert à évacuer l'eau refroidie vers la chaudière.

Les batteries de chauffage sont connectées en parallèle - le liquide chauffé entre dans chacune d'elles directement depuis le circuit d'alimentation et a donc presque la même température.

Dans le radiateur, le liquide de refroidissement libère de l'énergie et, une fois refroidi, va dans le circuit de sortie - le « retour ».Ce schéma nécessite le double du nombre de raccords, de tuyaux et de raccords, mais vous permet d'aménager des structures ramifiées complexes et de réduire les coûts de chauffage grâce au réglage individuel des radiateurs.

Le système à deux tubes chauffe efficacement les grandes surfaces et les bâtiments à plusieurs étages. Dans les immeubles de faible hauteur (1 à 2 étages) d'une superficie inférieure à 150 m², il est plus conseillé d'installer un chauffage monotube tant d'un point de vue esthétique qu'économique.

Le schéma de raccordement des radiateurs à deux tuyaux n'est pas largement utilisé dans les systèmes de chauffage individuels des maisons privées, car il est plus difficile à installer et à entretenir. De plus, doubler le nombre de tuyaux semble inesthétique

Options pour appareils de chauffage monotube

Éléments de tout système de chauffage :

• source de chaleur – chaudière (chaudière à combustible solide, électrique, à gaz ;)
• dispositifs de dissipation de chaleur – radiateurs, contours des planchers chauffants ;
• dispositif qui fait circuler le liquide de refroidissement – section spéciale d'accélération de l'autoroute, pompe à eau;
• un dispositif qui compense la pression excessive du liquide de refroidissement dans la conduite – vase d'expansion de type ouvert ou type fermé;
• tuyaux, raccords et raccords de plomberie connexes.

Selon le type d'appareils utilisés, le schéma d'alimentation en chaleur dépendra également.

Systèmes à circulation naturelle et forcée

La circulation du liquide de refroidissement dans le système de chauffage peut s'effectuer naturellement - sous l'influence de phénomènes physiques, ou forcée - grâce à une pompe de circulation.

Dans le premier cas, le mouvement de chauffage à travers le système est spontané et est dit naturel, dans le second, forcé ou artificiel.

Sur la base des caractéristiques de conception, les systèmes de chauffage monotube sont divisés en deux types. Le premier est un circuit de flux obsolète mais simple, le second est un circuit amélioré avec des dérivations

Pour assurer le mouvement du fluide dans le système gravitationnel, une section accélératrice est nécessaire. Il s'agit d'un tuyau vertical s'étendant de la chaudière à travers lequel monte le liquide de refroidissement chauffé.

Au point le plus haut, le pipeline descend doucement, de sorte que l'eau s'écoule le long du pipeline avec accélération.

Pour un système de chauffage avec câblage aérien, ainsi que pour les maisons à deux étages, le tuyau d'alimentation sert de section, car il s'élève jusqu'à un niveau suffisant.

Pour chauffer un bâtiment d'un étage avec un câblage horizontal inférieur, un collecteur accélérateur est installé dont la hauteur ne doit pas être inférieure à 1,5 m du niveau du premier radiateur.

La section d'accélération est un dispositif qui assure la circulation du liquide de refroidissement dans un système de chauffage par gravité. Le diamètre d'alésage des tuyaux de cette section de la conduite principale doit être supérieur à sa partie principale.

Par exemple, si le diamètre du tuyau principal est de 25 à 32 mm, un tuyau d'un diamètre de 40 mm est choisi pour le collecteur accélérateur.

Le point supérieur du collecteur accélérateur est situé dans un endroit pratique à proximité de la chaudière. Abaissez le tuyau collecteur de manière à assurer une différence de hauteur suffisante entre la sortie inférieure du collecteur accélérateur et le point le plus bas de la conduite principale pour maintenir une pente de canalisation constante.

Les principaux avantages du système gravitaire sont l'indépendance énergétique totale (en combinaison avec une chaudière à combustible solide), la simplicité et l'absence d'instruments complexes.

Il y a pas mal d'inconvénients :

• Pour minimiser la résistance hydraulique, les diamètres des tuyaux doivent être suffisamment grands.
• Chaque appareil et dispositif intégré crée des obstacles au mouvement du liquide, le système dispose donc d'un nombre minimum de vannes d'arrêt. Cela crée des difficultés lors des réparations, car cela nécessite un arrêt complet du système et la vidange du liquide de refroidissement de la conduite principale.
• Pour un fonctionnement fiable, le système gravitaire doit être soigneusement calculé et équilibré, en sélectionnant les diamètres de tuyaux optimaux et le nombre de sections de radiateur. Les radiateurs les plus extérieurs du système doivent être plus grands que ceux dans lesquels le liquide de refroidissement s'écoule après avoir quitté la chaudière.

L'installation d'une pompe de circulation dans le système neutralise presque toutes ses lacunes. Le dispositif donne au liquide de refroidissement une impulsion supplémentaire, lui permettant de vaincre la résistance hydraulique des éléments de canalisation.

Les systèmes de chauffage forcé à tube unique sont le plus souvent mis en œuvre dans les maisons privées.

Grâce à la modernisation du système d'écoulement par l'installation de bypass, le liquide de refroidissement à température de fonctionnement est fourni à tous les appareils presque simultanément

La pompe peut être installée n'importe où dans la canalisation.Mais il convient de considérer que l'eau chaude réduit sa durée de vie en affectant les pièces en caoutchouc (joints et joints).

Par conséquent, il est plus conseillé d'installer l'unité sur la canalisation de retour, où circule le liquide de refroidissement refroidi. Avant cela, il est obligatoire d'inclure un filtre grossier pour se protéger contre d'éventuels contaminants.

Il est conseillé de connecter tous les appareils et appareils des systèmes de chauffage via des vannes d'arrêt et des by-pass.

Une telle installation permettra la réparation et l'entretien d'éléments individuels sans qu'il soit nécessaire d'arrêter l'ensemble du système et de vider complètement l'eau.

Le bypass peut être non régulé ou réglable. Dans le premier cas, il s’agit d’un simple tuyau reliant les canalisations d’alimentation et de refoulement. Dans le second - équipé d'une vanne d'arrêt à trois voies

Avantages d'un système de chauffage à circulation forcée :

• Vous pouvez mettre en œuvre des circuits plus complexes et ramifiés, augmenter la longueur des circuits ;
• Il n'est pas nécessaire d'augmenter le diamètre des tuyaux - la pompe crée une pression dans la conduite suffisante pour le mouvement et la distribution uniforme du liquide ;
• La circulation s'effectue à une vitesse donnée et ne dépend pas du degré d'échauffement du liquide de refroidissement et de la présence d'une section accélératrice ;
• Il n'est pas nécessaire d'observer les angles d'inclinaison lors de la pose du pipeline, car... le mouvement du liquide de refroidissement est stimulé par la pompe.

De plus, vous pouvez installer des dispositifs de contrôle sur chaque radiateur et maintenir un mode de chauffage optimal, réduisant ainsi la consommation d'énergie et les coûts de chauffage.

Il n'y a que trois inconvénients au chauffage pulsé monotube :

• dépendance à l'égard de l'approvisionnement en électricité;
• bruit — un bourdonnement produit par une pompe en marche ;
• prix - coût plus élevé de l'appareil par rapport au schéma gravitationnel.

Les neutraliser est assez simple. La dépendance énergétique est résolue en installant un générateur électrique autonome ou en faisant passer le système en mode circulation naturelle.

Pour rendre le fonctionnement de la pompe quasiment inaudible, il suffit de l'installer dans une zone non résidentielle - une salle de bain, des toilettes, une chaufferie.

Aux points les plus élevés de la canalisation, notamment en cas de chauffage forcé avec vase d'expansion fermé, il est nécessaire de prévoir la possibilité de purger l'air dégagé de l'eau. Pour les radiateurs, il s'agit de bouches d'aération automatiques ou de vannes Mayevsky, pour les canalisations - d'un séparateur d'air

Système de chauffage ouvert ou fermé ?

Pour éviter les augmentations excessives de la pression hydraulique dans le système et ses surtensions, un vase d'expansion est installé. Il accepte l'excès d'eau lors de la détente, puis le renvoie vers la conduite principale lorsqu'elle refroidit, rétablissant ainsi l'équilibre du système.

Il existe deux conceptions fondamentalement différentes qui déterminent l’apparence de l’ensemble du système.

Un vase d'expansion de type ouvert est un récipient partiellement ou complètement ouvert qui est raccordé à la conduite principale à son point le plus haut, directement après la chaudière.

Pour éviter que le liquide ne déborde sur les bords à un certain niveau, un drain est prévu à travers lequel l'excès d'eau sera évacué dans les égouts ou dans la rue.

Dans les maisons à un étage, le réservoir de compensation est souvent placé dans le grenier – dans ce cas, il doit être isolé.

Afin de ne pas surveiller en permanence le niveau du liquide de refroidissement, l'alimentation en eau est raccordée au vase d'expansion et un simple robinet à flotteur est installé

Un système de chauffage doté d'un tel dispositif de compensation est dit ouvert. Il est utilisé lors de l'installation d'un système de chauffage autonome ou combiné.

Cela implique un contact direct du liquide de refroidissement chaud avec l'air, entraînant son évaporation naturelle et sa saturation en oxygène.

Sur cette base, le système ouvert d'approvisionnement en chaleur se caractérise par les inconvénients suivants :

1. Lors de l'installation du pipeline des systèmes gravitaires, il est nécessaire d'observer les pentes - dans ce cas, l'air libéré dans le système sera évacué dans le réservoir et dans l'atmosphère.
2. Il est nécessaire de surveiller régulièrement et de reconstituer le volume d'eau dans le récipient en temps opportun, évitant ainsi son évaporation excessive.
3. L'antigel ne peut pas être utilisé comme liquide de refroidissement, car des substances toxiques sont libérées lors de son évaporation.

L'oxygène contenu dans le fluide calorigène provoque des dommages dus à la corrosion des pièces en acier des appareils de chauffage, réduisant ainsi leur durée de vie.

Cependant, cela a aussi ses avantages :

• Il n’est pas nécessaire de surveiller constamment la pression dans la conduite ;
• Même en cas de petites fuites, le système chauffera correctement la maison tant qu'il y aura une quantité suffisante de liquide dans la conduite ;
• Vous pouvez même reconstituer le liquide de refroidissement dans le système avec un seau - versez simplement le vase d'expansion dans l'eau jusqu'au niveau requis.

Le vase d'expansion de type fermé est un boîtier durable et étanche dont le volume interne est divisé en deux parties par une membrane. Une cavité est remplie d'air, la seconde est reliée à la conduite principale.

Lorsqu'il est chauffé, le liquide de refroidissement, augmentant de volume, pousse la membrane vers la chambre à air, qui joue le rôle d'amortisseur. À mesure que l'eau refroidit, la pression hydraulique diminue et l'air comprimé équilibre le système, refoulant l'excès d'eau dans la canalisation.

Tous les réservoirs fermés sont équipés d'une vanne d'air.En mode d'urgence, lorsque la pression dans la chambre à air dépasse la limite admissible, elle libère le gaz et protège l'appareil de la destruction

Un système avec un vase d'expansion à membrane est dit fermé. Il s'agit d'une conduite hydraulique fermée totalement dépourvue d'accès à l'air.

Un réservoir de compensation peut être intégré n'importe où dans le système, mais le plus souvent, il est installé sur la canalisation de retour à proximité de la chaudière pour faciliter l'entretien.

Un système de chauffage fermé se caractérise par la présence d’une légère surpression. Par conséquent, un élément obligatoire de la route devient groupe de sécurité.

L'unité se compose d'un purgeur d'air, d'un manomètre et d'une soupape de sécurité pour évacuer le liquide de refroidissement en mode d'urgence. Monté avec des vannes d'arrêt sur la canalisation d'alimentation pour permettre l'arrêt en cas de réparation.

S'il y a une montée dans le pipeline, celui-ci se situe alors à son point le plus élevé.

Conception efficace d’un système monotube

Lors de la conception du chauffage, de nombreux facteurs sont pris en compte - la disponibilité d'une alimentation électrique stable et d'un local séparé pour les équipements (chaufferie, chaufferie), le nombre d'étages et leur disposition, l'esthétique de la future structure, etc.

Dans chaque cas individuel, l'emplacement de l'équipement et les méthodes de connexion seront différents.

Pour une très petite pièce - une maison de campagne - le plus efficace sera un simple système d'écoulement par gravité permettant de connecter séquentiellement les batteries directement au pipeline principal.

Lors de l'installation de deux ou trois radiateurs, il n'est pas nécessaire d'installer un grand nombre de vannes d'arrêt - dans ce cas, il est plus facile de vidanger l'eau du système si nécessaire.

Dans les bâtiments de plus grande superficie, le système d'alimentation en chaleur est une structure complexe, parfois ramifiée. Dans ce cas, la meilleure option est forcée chauffage selon le schéma de Leningradka avec connexion diagonale de batteries dissipant la chaleur et réglable contourne.

Ce schéma garantit un chauffage maximal de la zone du radiateur et la possibilité d'ajuster et de configurer le mode de fonctionnement. Pour déconnecter l'un des éléments du système, vous n'avez pas besoin de vidanger l'eau de toute la conduite

Méthodes de connexion d'un radiateur à la ligne principale

Le transfert de chaleur des radiateurs dépend de la méthode de leur raccordement à la conduite principale.

Il existe trois principaux types de connexion :

• Diagonale;
• Latéral;
• Inférieur.

Examinons plus en détail les caractéristiques de chacune de ces méthodes.

Connexion diagonale ou croisée

La connexion diagonale ou croisée est la plus efficace. Un chauffage maximal de la zone de la batterie est obtenu et il n'y a pratiquement aucune perte de chaleur.

Selon ce schéma, le tuyau d'alimentation est connecté au tuyau supérieur du radiateur et le tuyau de sortie est connecté au tuyau inférieur situé du côté opposé de l'appareil. Pour les appareils comportant un grand nombre de sections, seul le type de connexion diagonale est utilisé.

Connexion latérale ou unilatérale

La connexion latérale ou unilatérale permet un chauffage uniforme de toutes les sections de l'appareil.

Pour le raccordement, les canalisations d'alimentation et de refoulement sont connectées d'un côté. Le plus souvent, ce raccordement est utilisé pour les installations de chauffage avec câblage aérien.

Le transfert de chaleur du chauffage lorsque les radiateurs sont connectés latéralement, avec un apport de haut en bas, est de 97 %. Avec le mouvement inverse du liquide de refroidissement - de bas en haut - ce chiffre est de 78 %

Raccordement inférieur du radiateur avec canalisation

Le raccordement par le bas n'est pas le système de chauffage le plus efficace. Cependant, cela arrive assez souvent, surtout lorsque le pipeline principal est caché sous le sol.

Les tuyaux d'entrée et de sortie sont reliés aux tuyaux inférieurs situés de différents côtés du radiateur.

Le taux de transfert de chaleur avec raccordement inférieur des radiateurs est de 88 %

Avantages et inconvénients d'un système monotube

Le chauffage monotube a gagné en popularité dans le domaine de la construction privée.

Les principales raisons sont le coût relativement faible de la structure et la possibilité de l'installer vous-même, sans l'intervention de spécialistes.

Mais un système de chauffage monotube présente d'autres avantages :

• Stabilité hydraulique - le transfert de chaleur des autres éléments du système ne change pas lorsque des circuits individuels sont déconnectés, des radiateurs sont remplacés ou des sections sont agrandies ;
• La construction de la ligne principale nécessite un nombre minimum de canalisations ;
• Il se caractérise par une faible inertie et un faible temps de préchauffage en raison de la plus petite quantité de liquide de refroidissement dans la conduite que dans un système à deux tuyaux ;
• Il est esthétique et ne gâche pas l'intérieur de la pièce, surtout si le tuyau principal est caché ;
• L'installation de vannes d'arrêt de dernière génération - par exemple des thermostats automatiques et manuels - permet d'ajuster avec précision le mode de fonctionnement de l'ensemble de la structure, ainsi que de ses éléments individuels ;
• Conception simple et fiable ;
• Installation, entretien et fonctionnement faciles.

Lors du raccordement d'appareils de commande et de surveillance au système de chauffage, celui-ci peut être commuté en mode de fonctionnement entièrement automatique.

Intégration possible avec Système « Maison intelligente » - dans ce cas, vous pouvez définir des programmes pour des modes de chauffage optimaux en fonction de l'heure de la journée, de la saison et d'autres facteurs décisifs.

Une ligne de chauffage monotube peut être complètement masquée par la finition. Un tel appareil non seulement ne gâche pas l'apparence de la pièce, mais devient également son détail - un élément d'intérieur.

Le principal inconvénient de l'approvisionnement en chaleur monotube est le déséquilibre du chauffage des batteries de transfert de chaleur le long de la ligne principale.

Le liquide de refroidissement se refroidit au fur et à mesure de son déplacement dans le circuit. De ce fait, les radiateurs installés loin de la chaudière chauffent moins que ceux situés à proximité. Par conséquent, il est recommandé d’installer des appareils en fonte à refroidissement lent.

L'installation d'une pompe de circulation permet au liquide de refroidissement de réchauffer plus uniformément les circuits de chauffage. Toutefois, si la canalisation est d'une longueur suffisante, un refroidissement important est observé.

Les effets négatifs de ce phénomène peuvent être réduits de deux manières :

1. Dans les radiateurs éloignés de la chaudière, le nombre de sections est augmenté.Cela augmente leur surface conductrice de chaleur et la quantité de chaleur dégagée, permettant aux pièces d'être chauffées plus uniformément.
2. Ils élaborent un projet avec une disposition rationnelle des appareils émetteurs de chaleur dans les pièces - les plus puissants sont installés dans les chambres d'enfants, les chambres et les pièces « froides » (nord, coin). Au fur et à mesure que le liquide de refroidissement refroidit, le salon et la cuisine avancent, se terminant par les pièces non résidentielles et les buanderies.

De telles mesures minimisent les inconvénients d'un système monotube, en particulier pour les bâtiments à un ou deux étages d'une superficie allant jusqu'à 150 m². Pour de telles maisons, le chauffage monotube est le plus rentable.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Non seulement les radiateurs, mais également les circuits de chauffage par le sol sont raccordés au réseau de chauffage monotube. La vidéo montre comment réaliser une telle installation.

Le chauffage monotube est un système simple et fiable. Cependant, pour un chauffage efficace, il est nécessaire de sélectionner soigneusement ses éléments individuels. Pour ce faire, il est conseillé de demander conseil à un spécialiste, qui vous aidera à réaliser un calcul d'évaluation.

Vous n’êtes pas d’accord avec les schémas présentés dans notre article ? Ou avez-vous une expérience pratique dans l'installation de chauffage monotube dans une maison privée ? Votre expérience sera utile à nos lecteurs. N'hésitez pas à partager vos connaissances dans les commentaires ci-dessous.