Système de chauffage ouvert : schémas de principe et caractéristiques de conception

En raison de sa facilité d'installation, de son faible coût et de son efficacité suffisante, le système de chauffage ouvert continue d'être demandé.Une fois que vous aurez compris le principe de fonctionnement, les équipements et les règles d'installation, vous pourrez organiser vous-même l'approvisionnement en chaleur de votre logement.

Nous vous expliquerons comment créer un circuit de chauffage de type ouvert fonctionnel. Nous vous montrerons comment construire un système en respectant strictement les exigences et les normes technologiques lors de la sélection et de la connexion des éléments. En tenant compte de nos recommandations, vous construirez un circuit efficace et sans problème.

Nous proposons à des artisans indépendants de se familiariser avec les options d'assemblage testées dans la pratique. Les informations présentées pour examen sont complétées par des diagrammes utiles, des collections de photos et des instructions vidéo.

Équipement et principe de fonctionnement du système

DANS système de chauffage de l'eau Le liquide joue le rôle d'intermédiaire dans le transfert de l'énergie thermique de la chaufferie vers les radiateurs. La circulation du liquide de refroidissement peut s'effectuer sur de longues distances, assurant ainsi le chauffage de maisons et de pièces de différentes tailles. Ceci explique l'introduction généralisée du chauffage de l'eau.

Le fonctionnement d'un système de chauffage de type ouvert est possible sans utiliser de pompe. La circulation du liquide de refroidissement est basée sur les principes de la thermodynamique.Le mouvement de l'eau dans les tuyaux est dû à la différence de densité des liquides chauds et froids, ainsi qu'à la pente des tuyaux posés.

Un élément indispensable du système est un vase d'expansion ouvert dans lequel s'écoule l'excès de liquide de refroidissement chauffé. Grâce au réservoir, la pression du liquide est automatiquement stabilisée. Le conteneur est installé au-dessus de tous les composants du système.

L'ensemble du processus de fonctionnement du « chauffage ouvert » est classiquement divisé en deux étapes :

1. Manches. Le liquide de refroidissement chauffé passe de la chaudière aux radiateurs.
2. Retour. L'excès d'eau chaude pénètre dans le vase d'expansion, se refroidit et retourne à la chaudière.

Dans les systèmes monotubes, la fonction d'alimentation et de retour est assurée par une seule conduite ; dans les systèmes bitubes, les tuyaux d'alimentation et de retour sont indépendants les uns des autres.

La densité de l'eau chaude est inférieure à celle de l'eau froide, c'est pourquoi une pression hydrostatique se forme dans le système. L'eau chaude sous pression se dirige vers les radiateurs

Il est considéré comme le plus simple et le plus accessible pour l'auto-installation système monotube. La conception du système est élémentaire.

Le forfait de base d'approvisionnement en chaleur monotube comprend :

• Chaudière;
• radiateurs;
• vase d'expansion;
• tuyaux.

Certaines personnes refusent d'installer des radiateurs et de placer un tuyau d'un diamètre de 8 à 10 cm autour du périmètre de la maison. Cependant, les experts notent que l'efficacité du système et la facilité d'utilisation de cette solution sont réduites.

Le système monotube gravitationnel de type ouvert est indépendant de l’énergie. Les coûts d'achat de tuyaux, de raccords et d'équipements sont relativement faibles. Peut fonctionner avec différents types de chaudières

Plus complexe à concevoir et plus coûteux à mettre en œuvre option de chauffage à deux tuyaux. Cependant, les coûts et la complexité de la construction sont entièrement compensés par l'élimination des inconvénients classiques des systèmes monotubes.

Un liquide de refroidissement à température égale est fourni presque simultanément à tous les appareils, l'eau refroidie est collectée par la conduite de retour et ne s'écoule pas dans la batterie suivante.

Pour entretenir chaque appareil, une conduite d'alimentation et de retour est installée dans un circuit de chauffage à deux tuyaux, grâce à laquelle le système de température fournit le liquide de refroidissement à une température égale en tous points, et l'eau refroidie est collectée et envoyée à la chaudière par un conduite de retour - une conduite indépendante de l'alimentation

Conditions requises pour l'agencement et le fonctionnement

Lors de l'installation de l'alimentation en chaleur d'une maison, il est important de prendre en compte un certain nombre de caractéristiques d'un système de chauffage ouvert :

1. Pour assurer une circulation normale, la chaudière est installée au point le plus bas de la canalisation, et le vase d'expansion au point le plus haut.
2. L'endroit optimal pour placer le vase d'expansion est le grenier. Pendant la saison froide, le conteneur et la colonne montante d'alimentation dans le grenier non chauffé doivent être isolés.
3. La pose de la ligne principale est réalisée avec un nombre minimum de tours, de pièces de liaison et de montage.
4. Dans un système de chauffage par gravité, l’eau circule lentement (0,1 à 0,3 m/s), le chauffage doit donc se faire progressivement. Ne laissez pas bouillir - cela accélère l'usure des radiateurs et des tuyaux.
5. Si le système de chauffage n'est pas utilisé en hiver, le liquide doit être vidangé - cette mesure maintiendra intacts les tuyaux, les radiateurs et la chaudière.
6. Le niveau du liquide de refroidissement dans le vase d'expansion doit être surveillé et rempli périodiquement. Sinon, des poches d'air apparaîtront dans la conduite, réduisant ainsi l'efficacité des radiateurs.
7. L'eau est le liquide de refroidissement optimal.L'antigel est toxique et son utilisation n'est pas recommandée dans les systèmes en contact libre avec l'atmosphère. Son utilisation est conseillée s'il n'est pas possible de vidanger le liquide de refroidissement pendant une période non chauffée.

Une attention particulière est portée au calcul de la section transversale et de la pente du pipeline. Les normes de conception sont réglementées par le numéro SNiP 2.04.01-85.

Dans les circuits avec mouvement gravitationnel du liquide de refroidissement, la section transversale du tuyau est plus grande que dans les circuits de pompage, mais la longueur totale du pipeline est presque deux fois inférieure. La pente des sections horizontales du système, égale à 2 à 3 mm par mètre linéaire, ne convient que lors de l'installation d'un apport de chaleur avec mouvement naturel du liquide de refroidissement.

Le non-respect de la pente lors de l'installation de systèmes à mouvement naturel du liquide de refroidissement entraîne une aération des canalisations et un chauffage insuffisant des radiateurs éloignés de la chaudière. En conséquence, l’efficacité thermique diminue

Types de systèmes de chauffage ouverts

Dans un système de chauffage ouvert, le liquide de refroidissement se déplace de deux manières différentes. La première option est la circulation naturelle ou gravitationnelle, la seconde est la stimulation forcée ou artificielle par une pompe.

Le choix du schéma dépend du nombre d'étages et de la superficie du bâtiment, ainsi que des conditions thermiques attendues.

Circulation naturelle en chauffage

DANS système gravitationnel il n'y a aucun mécanisme pour assurer le mouvement du liquide de refroidissement. Le processus s'effectue uniquement par détente d'eau chaude. Pour le fonctionnement du circuit, il est prévu une colonne montante accélératrice dont la hauteur est d'au moins 3,5 m.

Si vous négligez d'installer une colonne montante de transit verticale, il y a alors une forte probabilité que le liquide de refroidissement provenant de la chaudière ne développe pas une vitesse suffisante

Le système de chauffage à circulation naturelle est optimal pour les bâtiments d'une superficie allant jusqu'à 60 mètres carrés. m. La longueur maximale du circuit capable de fournir de la chaleur est considérée comme une ligne principale de 30 m. Un facteur important est la hauteur du bâtiment et le nombre d'étages de la maison, qui permet l'installation d'une colonne montante accélératrice.

Le système de circulation naturelle n'est pas adapté aux applications à basse température. Une expansion insuffisante du liquide de refroidissement ne créera pas la pression appropriée dans le système.

Possibilités du circuit gravitaire :

1. Raccordement aux planchers chauffants. Une pompe de circulation est montée sur le circuit d'eau menant au sol. Le reste du système fonctionne normalement. En cas de panne de courant, la maison continuera à être chauffée.
2. Travailler avec la chaudière. Le dispositif de chauffage est monté en haut du système - légèrement en dessous du vase d'expansion.

Pour assurer un fonctionnement ininterrompu, une pompe peut être installée sur la chaudière. Le schéma d'approvisionnement en chaleur et de production d'eau chaude devient alors automatiquement une option forcée. De plus, un clapet anti-retour est installé pour empêcher la recirculation du liquide de refroidissement.

Système forcé avec pompe

Afin d'augmenter la vitesse du liquide de refroidissement et de réduire le temps de chauffage de la pièce, une pompe est intégrée. Le mouvement du débit d'eau augmente jusqu'à 0,3-0,7 m/s. L'intensité du transfert de chaleur augmente et les branches principales se réchauffent uniformément.

Les circuits de pompage sont construits de types ouverts et fermés. Dans les circuits ouverts, le vase d'expansion est installé au point le plus haut du système.La présence d'une pompe permet d'augmenter la canalisation entre la chaudière de chauffage et les batteries, tant en hauteur qu'en longueur

Points importants d'organisation système obligatoire:

1. Le circuit avec une pompe intégrée est volatile. Pour garantir que le chauffage de la pièce ne s'arrête pas lors d'une panne de courant, l'équipement de pompage est placé sur le by-pass.
2. La pompe est installée devant l'entrée de la chaudière sur le tuyau de retour. La distance jusqu'à la chaudière est de 1,5 m.
3. Lors de l'installation de la pompe, le sens du mouvement de l'eau est pris en compte.

Deux vannes d'arrêt et un coude de dérivation avec pompe de circulation sont montés sur la conduite de retour. S'il y a du courant dans le réseau, les robinets se ferment - le liquide de refroidissement circule dans la pompe. S'il n'y a pas de tension, les vannes doivent être ouvertes - le système passera en circulation naturelle.

Un clapet anti-retour doit être installé sur la canalisation d'alimentation. L'élément est placé immédiatement après la chaudière et empêche la recirculation du liquide de refroidissement pendant le fonctionnement de la pompe.

Options de tuyauterie dans le système

De la mise en page appareils de chauffage et les tuyaux de raccordement dépendent de l'efficacité, de l'économie et de l'esthétique du système de chauffage. Le choix du câblage est déterminé en fonction des caractéristiques de conception et de la superficie de la maison.

Spécificités des schémas monotubes et bitubes

L'eau chauffée s'écoule vers les radiateurs et retourne vers la chaudière de différentes manières. Dans un système à circuit unique, le liquide de refroidissement est fourni par une canalisation de grand diamètre. Le pipeline traverse tous les radiateurs.

Avantages d'un système d'autocirculation monotube :

• consommation minimale de matériaux;
• facilité d'installation;
• nombre limité de tuyaux à l'intérieur de l'espace de vie.

Le principal inconvénient d'un système avec un seul tuyau assurant les fonctions d'alimentation et de retour est le chauffage inégal des radiateurs de chauffage. L'intensité de chauffage et le transfert de chaleur des batteries diminuent à mesure qu'elles s'éloignent de la chaudière.

Avec une longue chaîne de câblage et un grand nombre de radiateurs, la dernière batterie peut s'avérer totalement inefficace. Il est recommandé d'installer des appareils de chauffage « chaud » dans les pièces exposées au nord, les chambres d'enfants et les chambres à coucher.

Le système de chauffage à deux tuyaux gagne du terrain avec confiance. Des radiateurs relient les canalisations de retour et d'alimentation. Des anneaux locaux se forment entre les batteries et la source de chaleur.

Principaux avantages du système :

• tous les appareils de chauffage chauffent uniformément ;
• la possibilité de régler le chauffage de chaque radiateur séparément ;
• fiabilité de fonctionnement du circuit.

Un système à double circuit nécessite des investissements et des coûts de main-d'œuvre importants. Il sera plus difficile d'installer deux lignes de communication le long des structures des bâtiments.

Le système à deux tuyaux est facilement équilibré, assurant l'alimentation en liquide de refroidissement à la même température de tous les appareils de chauffage. Les pièces sont chauffées uniformément

Alimentation en liquide de refroidissement supérieure et inférieure

Selon l'emplacement de la conduite principale alimentant le liquide de refroidissement chaud, on distingue les raccordements supérieurs et inférieurs.

Dans les systèmes de chauffage ouverts avec câblage aérien, il n'est pas nécessaire d'utiliser des dispositifs d'évacuation d'air. Son excès est évacué par la surface du vase d'expansion communiquant avec l'atmosphère.

Avec la distribution aérienne, l'eau chaude monte à travers la colonne montante principale et est transférée via des canalisations de distribution jusqu'aux radiateurs. L'installation d'un tel système de chauffage est conseillée dans les cottages à un ou deux étages et les maisons privées.

Un système d'alimentation en chaleur avec câblage inférieur est très pratique. Le tuyau d'alimentation est situé en bas, à côté du tuyau de retour. Mouvement du liquide de refroidissement dans le sens de bas en haut. L'eau, après avoir traversé les radiateurs, est dirigée par le tuyau de retour vers la chaudière de chauffage. Les batteries sont équipées Grues Mayevsky pour éliminer l'air de la conduite.

Dans les systèmes de chauffage avec câblage inférieur, il devient nécessaire d'utiliser des dispositifs d'évacuation d'air, dont le plus simple est le robinet Mayevsky

Contremarches verticales et horizontales

En fonction du type de position des colonnes montantes principales, une distinction est faite entre les méthodes de routage des canalisations verticales et horizontales. Dans la première option, les radiateurs de tous les étages sont reliés à des colonnes montantes verticales.

Le câblage vertical est utilisé lors de l'aménagement de maisons de deux, trois étages ou plus avec un grenier, à l'intérieur duquel un pipeline peut être posé et isolé

Caractéristiques des systèmes « verticaux » :

• pas de sas ;
• adapté au chauffage d'immeubles de grande hauteur;
• connexion au sol à la contremarche;
• difficultés d'installation de compteurs de chaleur pour appartements dans des immeubles à plusieurs étages.

Le câblage horizontal consiste à connecter les radiateurs d'un étage à une seule colonne montante. L'avantage de ce système est que l'appareil utilise moins de tuyaux et que les coûts d'installation sont inférieurs.

Les contremarches horizontales sont généralement utilisées dans les locaux à un ou deux étages. La disposition du système est pertinente dans les maisons à ossature de panneaux et les bâtiments résidentiels sans murs

Disposition du chauffage par gravité

Il vaut mieux confier l’élaboration d’un projet de système gravitaire à des chauffagistes. Le document précise le type de chauffage, la méthode de raccordement des radiateurs et la circulation du liquide de refroidissement, les paramètres d'équipement recommandés, le nombre de radiateurs et la longueur du pipeline.

Calcul du système d'alimentation en chaleur

Il est nécessaire de déterminer les caractéristiques hydrauliques du système, ce qui aidera ensuite à sélectionner correctement le diamètre optimal du pipeline.

Dans un système de chauffage naturel, il est recommandé d'installer la chaudière au sous-sol ou au sous-sol. Cela vous permet d'augmenter la longueur de la contremarche de transit

Pour calculer la valeur de la pression de circulation (RC) vous devez disposer des données suivantes :

1. Distance du centre de la chaudière au centre du radiateur (h). Plus la distance entre ces appareils est grande, plus la circulation est stable.
2. Pression refroidie (Ro) et chauffé (Pr) eau.

La pression de circulation dépend uniquement de la différence de température du liquide de refroidissement. Des indicateurs exacts peuvent être trouvés dans les données tabulaires.

Plus la différence de température du liquide de refroidissement est grande, plus la pression dans la conduite est élevée. Il est donc important de faire attention à la température « entrante » du liquide

À la largeur tronçons de canalisation influencé par le type de matériau. Le diamètre du tuyau en acier doit être d'au moins 50 mm. Après le branchement, la section transversale de l'autoroute se rétrécit d'une taille. Le retour, au contraire, est assemblé avec une expansion ultérieure.

Une attention particulière est portée au volume du vase d'expansion. La taille du réservoir ne doit pas être inférieure à 5 % du volume total de liquide de refroidissement dans le système. Le non-respect de cette consigne entraînera un écoulement de l'eau du système ou une rupture des tuyaux.

Sélection des principaux composants

Pour un système ouvert, il est préférable de choisir une chaudière fonctionnant au combustible solide ou au fioul. Installation de chaudières électriques et les équipements à gaz sont interdits.Des embouteillages se forment parfois dans la conduite, ce qui peut conduire à une urgence.

La puissance du chauffage est déterminée sur la base du calcul - 1 kW d'énergie thermique pour 10 m² de maison. Selon la qualité de l'isolation de la pièce, 10 à 30 % sont ajoutés à la valeur obtenue.

La chaudière est située dans une pièce séparée équipée d'une circulation d'air forcée. L'équipement est installé sur un matériau résistant au feu ou un sol en béton

Le vase d'expansion d'un système de chauffage par gravité doit être en acier. Il est hautement déconseillé d'utiliser des matériaux polymères. Pour chauffer une petite maison à un étage, un réservoir de 8 à 15 litres convient.

Pour construire le pipeline, des tuyaux constitués des matériaux suivants sont utilisés :

1. Acier. Ils se caractérisent par une conductivité thermique élevée et une résistance aux hautes pressions. L'inconvénient est la complexité de l'installation et la nécessité d'utiliser du matériel de soudage.
2. Polypropylène. Principaux avantages : résistance aux variations de température, solidité, étanchéité et facilité de pose. Durée de vie – 25 ans.
3. Métal-plastique. Le matériau ne se corrode pas et évite le colmatage du circuit. Inconvénients de l'autoroute : durée de vie limitée (jusqu'à 15 ans) et coût élevé.
4. Cuivre. Tuyaux avec transfert de chaleur maximal et résistance aux températures élevées - jusqu'à +500°C. Le principal inconvénient est le coût élevé du matériau.

Dans un circuit de chauffage ouvert les radiateurs sont installésfabriqué à partir de métaux à haute résistance.

Les modèles en acier sont les plus courants. Ils présentent un équilibre optimal de paramètres clés : aspect, prix et puissance thermique.

En raison de leurs parois minces, de leur légèreté et de leur degré élevé de transfert de chaleur, les radiateurs en acier sont comparés aux convecteurs. L'équipement réchauffe rapidement les pièces grâce au mouvement de l'air accéléré

Étapes d'installation du système ouvert

L'ensemble du processus d'organisation d'un système de chauffage par gravité peut être divisé en plusieurs étapes :

1. Installation de chaudière. L'équipement est fixé au sol ou accroché au mur. Le choix de la méthode dépend des dimensions de la chaudière.
2. Disposition des pipelines selon le schéma choisi et le projet développé. Il est important de respecter l'angle d'inclinaison recommandé du circuit de canalisations.
3. Installation de radiateur chauffer et les connecter au système.
4. Installation de vase d'expansion et son isolation.
5. Connecter tous les éléments, vérifier l'étanchéité des joints et démarrer le système.

Après la chaudière, sur le tuyau d'alimentation, il est conseillé d'installer une sonde de température pour surveiller l'efficacité du système de chauffage.

L'installation du système de chauffage doit être effectuée pendant la saison chaude.La construction de l'autoroute et sa mise en service prendront environ une semaine

Caractéristiques de l'assemblage d'un circuit forcé

Pour que le système obligatoire se justifie et fonctionne correctement, il faut choisir le bon pompe de circulation et « intégrez-le » correctement dans le réseau de chauffage.

Choisir une pompe de circulation

Les principaux paramètres de choix des équipements de pompage : puissance et pression de l'appareil. Ces caractéristiques sont déterminées en fonction de la superficie de la pièce chauffée.

Indicateurs indicatifs :

• pour les maisons de 250 m², une pompe d'une puissance de 3,5 mètres cubes par heure et d'une pression de 0,4 atm convient ;
• dans des pièces de 250 à 350 m², installez l'appareil à un débit de 4,5 mètres cubes par heure avec une pression de 0,6 atm ;
• si la superficie de la maison est de 350 à 800 m², il est conseillé d'acheter une pompe d'une capacité de 11 mètres cubes par heure, dont la pression est d'au moins 0,8 atm.

Dans une sélection plus scrupuleuse, les spécialistes prennent en compte la longueur du système de chauffage, le type et le nombre de radiateurs, le matériau de fabrication et le diamètre des tuyaux, ainsi que le type de chaudière.

Installation de la pompe dans le réseau principal

La pompe est placée sur la conduite de retour afin que le liquide de refroidissement pas trop chaud traverse l'appareil. Il est possible d'installer des modèles modernes fabriqués à partir de matériaux résistants aux hautes températures sur la conduite d'alimentation.

Lors de l'insertion de la pompe, la circulation de l'eau ne doit pas être perturbée. Il est important qu'à tout moment de la canalisation lorsque l'unité de pompage fonctionne, la pression hydrostatique reste excessive.

Quatre schémas acceptables pour les systèmes de chauffage avec circulation par pompe et vase d'expansion ouvert. La pression hydrostatique est maintenue au niveau souhaité

Option 1. Relever le vase d'expansion.Un moyen simple de convertir un système à circulation naturelle en un système forcé. Pour mettre en œuvre le projet, vous aurez besoin d'un grenier élevé.

Option 2. Déplacer le réservoir vers une colonne montante éloignée. Le processus fastidieux de reconstruction de l’ancien système et d’installation d’un nouveau n’est pas justifié. Des méthodes plus simples et plus efficaces sont possibles.

Option 3. Tuyau du vase d'expansion près de la buse de la pompe. Pour changer le type de circulation, il est nécessaire de couper le réservoir de la conduite d'alimentation, puis de le connecter à la conduite de retour - derrière la pompe de circulation.

Option 4. La pompe est incluse dans la conduite d'alimentation. La manière la plus simple de reconstruire le système. L'inconvénient de la méthode réside dans les conditions de fonctionnement défavorables de la pompe. Tous les appareils ne peuvent pas résister à des températures élevées.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo n°1. Recommandations pour le montage d'un système de chauffage à circulation naturelle :

Vidéo n°2. Procédure d'installation de la pompe de circulation :

Les aspects importants de la mise en place d'un système de chauffage efficace sont le choix d'un circuit fonctionnel, le calcul des paramètres de la ligne principale, la sélection des composants et le suivi de la technologie d'installation. L'installation manuelle est possible si vous avez des compétences en plomberie, mais il vaut mieux confier l'élaboration d'un projet détaillé à des professionnels.

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