Répartition optimale du chauffage dans une maison privée : comparaison de tous les schémas typiques

Pour résoudre le problème du chauffage d'une maison, il existe de nombreuses combinaisons de construction d'un système d'alimentation et d'évacuation du liquide de refroidissement. Chaque installation de chauffage d'une maison privée peut être classée selon plusieurs critères.

Nous vous suggérons de comprendre les nuances de l'agencement et du fonctionnement des options possibles. Comprendre les principes de conception, les avantages et les inconvénients de chaque type de câblage vous aidera à planifier la géométrie du système et sa conception, en tenant compte des caractéristiques individuelles de la pièce.

Modélisation de la géométrie de contour optimale

Pour une maison privée, plusieurs circuits d'eau fermés peuvent être conçus pour chauffer différentes pièces. Ils peuvent différer considérablement les uns des autres par le type de câblage.

Lors de la conception, ils prennent tout d'abord en compte l'opérabilité du système, ainsi que la géométrie optimale du point de vue de la minimisation des coûts, de la facilité d'installation et de la possibilité d'intégrer des éléments chauffants dans la conception des locaux.

Circulation d'eau naturelle et forcée

Le chauffage du liquide de refroidissement pour chauffer la maison se produit dans un ou plusieurs appareils situés à l'intérieur. Il peut s'agir de poêles, de cheminées, ainsi que de chaudières à gaz, électriques ou à combustible solide.

La pression de l'eau dans le circuit est assurée soit par l'utilisation de pompes de circulation, soit en aménageant la géométrie du système pour créer les conditions d'une circulation naturelle.

De plus, la source d'eau chaude peut être un système de chauffage centralisé pour plusieurs maisons. En cas de basse pression, il est possible de connecter des pompes de circulation pour créer une pression supplémentaire et augmenter la vitesse de déplacement du fluide dans les canalisations.

L'installation d'une pompe de circulation crée une pression suffisante dans le système, permettant d'utiliser des options de câblage qui ne peuvent pas être utilisées avec la circulation naturelle

En choisissant l'option avec circulation naturelle du liquide de refroidissement ou basse pression dans les canalisations avec chauffage centralisé, il est nécessaire d'examiner attentivement la possibilité de maximiser l'utilisation des lois physiques qui permettent au mouvement du fluide de commencer et de se maintenir.

Un élément obligatoire du câblage dans ce cas est le collecteur d'accélération. Il s'agit d'un tuyau vertical à travers lequel l'eau chaude monte, puis est distribuée entre les appareils de chauffage et, ayant perdu sa température initiale, s'écoule vers le bas.

En raison des différentes densités, il se produit une différence de pression hydrostatique entre les colonnes de liquide chaude et froide, qui est la force motrice de la circulation de l'eau.

Câblage vertical et horizontal

L'eau chaude peut être fournie aux radiateurs de différentes manières. Le câblage est classiquement divisé en vertical et horizontal, selon la position des tuyaux (colonnes montantes) alimentant en eau directement les radiateurs de chauffage.

Dans les maisons modernes, la distribution de chauffage horizontale plutôt que verticale est plus souvent utilisée. La raison en est que la disposition des radiateurs aux différents étages coïncide rarement.

Schémas verticaux avec alimentation en eau chaude supérieure, ils exploitent au maximum la différence de pression hydrostatique entre les segments chauds et froids du circuit, ils sont donc presque toujours utilisés avec circulation naturelle, ainsi qu'avec basse pression dans l'installation.

De plus, ces circuits sont opérationnels en cas d'arrêt d'urgence de la pompe, qui peut survenir en raison de sa panne ou d'un manque d'électricité.

Le câblage d'alimentation par le bas n'est pratiquement pas utilisé pour le chauffage à circulation naturelle.S'il y a une bonne pression dans le système, son utilisation est justifiée, car un tel schéma présente deux avantages significatifs par rapport à l'option alternative.

Avantages du régime :

• longueur totale de tuyaux utilisée plus petite ;
• il n'est pas nécessaire de faire passer le tuyau à travers le grenier ou les niches technologiques sous le plafond du deuxième étage.

Diagramme horizontal Les distributions de chauffage sont utilisées pour les maisons privées à un étage. Si le bâtiment comporte deux étages ou plus, il est souvent utilisé dans les cas où les contremarches verticales ne sont pas souhaitables du point de vue de la conception.

Les tuyaux horizontaux d'alimentation et d'évacuation de l'eau peuvent être organiquement intégrés à l'intérieur des locaux, ainsi que cachés sous le sol ou dans des niches situées au niveau du sol.

Choix d'une option mono ou bitube

L'approvisionnement en eau chaude et l'évacuation de l'eau refroidie pour le système de chauffage d'une maison privée peuvent être effectués à l'aide d'un ou deux tuyaux.Chaque option a des côtés positifs et négatifs, ainsi que des caractéristiques d'utilisation en fonction du type de câblage.

Du point de vue de l'aménagement intérieur, la présence d'un deuxième tuyau n'a aucun effet sur l'apparence du système de chauffage en raison de l'option inférieure de raccordement du système aux radiateurs et de la possibilité de réduire les diamètres des tuyaux.

Utilisation d'un schéma de raccordement monotube

Un système de chauffage de l'eau pour une maison privée utilisant un seul tuyau pour fournir de l'eau chaude et évacuer de l'eau refroidie est appelé monotube. Le principal avantage d’un tel système est de minimiser la longueur des canalisations.

Les principaux avantages de l'option :

• coûts les plus bas pour l'achat d'éléments du système de chauffage ;
• l'installation la plus simple et la plus rapide ;
• risque d'accident le plus faible.

Le principal inconvénient chauffage monotube Il s'agit d'une diminution progressive de la température de l'eau qui traverse séquentiellement tous les radiateurs du circuit.

Il est donc nécessaire d'utiliser une surface légèrement plus grande que les radiateurs les plus récents (plus de coudes), ce qui compense souvent le bénéfice financier lié à la minimisation de la longueur des tuyaux.

De plus, en raison de cet inconvénient, il existe des restrictions pour un circuit sur le nombre de radiateurs connectés. S'ils sont trop nombreux, alors ces derniers n'émettront pratiquement pas de chaleur le long du flux du liquide de refroidissement.

De plus, un problème se pose lors du calcul du transfert de chaleur. Ici, il faut tenir compte du fait que la déconnexion des premiers radiateurs du système de chauffage entraîne une augmentation de la température de l'eau entrante pour les appareils suivants.

Cela n'a aucun sens d'utiliser des circuits monotubes avec câblage inférieur vertical, car la longueur des tuyaux sera la même que celle de la version bitube, ce qui élimine tous les avantages, mais laisse des inconvénients.

Si le liquide de refroidissement revient par le même chemin que l'alimentation, la longueur totale des tuyaux dans les deux options est presque la même.

L'appareil de chauffage est généralement connecté via contournepouvoir éteindre n'importe lequel d'entre eux sans arrêter la circulation de l'eau dans le circuit.

Pour économiser sur les robinets, vous n'êtes pas obligé de contourner l'eau par le robinet, mais vous devrez alors arrêter le fonctionnement de cette partie du système et vidanger l'eau s'il est nécessaire de remplacer ou de réparer le radiateur.

L'option la plus économique consiste à utiliser un tuyau en acier d'un diamètre de 1,5 à 2 pouces sans radiateurs de chauffage. L'absence de robinetterie et de raccords rend ce système également le plus pratique car il minimise les risques de fuites ou d'infiltrations d'eau.

En savoir plus sur le calcul d'un système de chauffage monotube dans Cet article.

Application de l'option de chauffage à deux tuyaux

Le schéma du circuit de chauffage, lorsqu'un tuyau est utilisé pour fournir de l'eau chaude aux appareils de chauffage et le second pour renvoyer l'eau refroidie, est appelé bitube.

Ses principaux avantages :

• la température de l'eau fournie à tous les radiateurs est la même ;
• l'extinction d'un ou plusieurs radiateurs n'affecte pas la température de l'eau fournie aux autres appareils de chauffage ;
• les restrictions sur le nombre de radiateurs pour un circuit de chauffage dépendent uniquement du volume de débit des tuyaux.

Le principal inconvénient d'un tel câblage est une légère augmentation de la longueur des canalisations.

Cela entraîne quelques inconvénients supplémentaires :

• les coûts d'achat et d'installation des éléments du système de chauffage augmentent ;
• l'intégration à l'intérieur d'une maison privée devient plus difficile.

Le nombre de raccords et de robinets pour un système bitube est presque le même que pour un système monotube.

Pour un écoulement parallèle du liquide de refroidissement, la longueur totale des tuyaux lors de l'utilisation d'un système à deux tuyaux augmente de la distance entre le premier et le dernier radiateur. Parfois c'est insignifiant par rapport à toute la longueur du contour

En fonction du mouvement relatif de l'eau chaude et de l'eau glacée schémas de câblage à deux tubes sont divisés en deux types :

• accessoire;
• impasse.

Régime associé. Les deux flux se déplacent dans la même direction et, par conséquent, la durée du cycle de circulation du liquide de refroidissement pour chaque radiateur est la même. Dans ce cas, ils chauffent à un rythme égal au démarrage du système de chauffage.

Option sans issue. Le sens de déplacement de l'eau chaude et réfrigérée est contraire. Les radiateurs les plus proches de la chaudière chauffent plus rapidement.

Plus la vitesse de l'eau est faible, plus cet effet est perceptible. Par conséquent, avec la circulation naturelle, le chauffage de certaines pièces se produira beaucoup plus lentement que d'autres.

Si une pompe de circulation est utilisée ou si la distance entre le premier et le dernier radiateur du circuit est petite, l'effet d'un chauffage inégal avec un câblage à deux tuyaux sans issue est invisible. Ensuite, le choix en faveur de l'une ou l'autre option est déterminé uniquement par des considérations relatives à la commodité d'installation du tuyau de retour.

Intégration d'un collecteur de distribution dans le système

Une méthode récemment populaire pour organiser le chauffage de l'eau est ce que l'on appelle le « schéma de rayonnement » utilisant un collecteur de distribution.

Cette méthode de câblage ne fonctionne de manière fiable qu'avec une bonne pression d'eau dans le système, elle n'est donc pas utilisée avec une circulation naturelle.

Le câblage radial consiste à connecter chaque appareil de chauffage (ou un petit groupe d'entre eux) directement à un collecteur de distribution qui distribue l'eau chaude et collecte l'eau glacée.

Système de connexion de radiateur radial

La répartition la plus uniforme et la plus contrôlée du débit de liquide de refroidissement entre les appareils de chauffage peut être obtenue en utilisant collecteur de distribution.

Le dispositif comprend deux peignes, l'un reçoit l'eau chaude de la chaudière et la distribue aux radiateurs, et l'autre renvoie l'eau refroidie et la renvoie à la chaudière.

Les radiateurs sont connectés en parallèle via le collecteur de distribution. Par conséquent, avec ce câblage, une différence minimale de température du liquide de refroidissement fourni aux appareils de chauffage est obtenue.

Cela facilite grandement le calcul des paramètres du radiateur au stade de la conception, et permet également d'ajuster facilement la puissance de chaque appareil pendant le fonctionnement.

Le deuxième avantage important d'un tel câblage est la possibilité de contrôler les paramètres d'alimentation en liquide de refroidissement de tous les appareils à partir d'un seul endroit. Le collecteur est placé dans une armoire spéciale avec accès aux indicateurs et commandes : vannes, robinets et pompes.

Ceci est pratique du point de vue de la régulation du microclimat de la maison et facilite l'installation de radiateurs à l'intérieur de la pièce.

Les inconvénients des systèmes dotés d'un circuit de distribution de chauffage par collecteur incluent la longueur maximale des tuyaux d'alimentation en eau et d'évacuation vers les radiateurs. Cette option est la plus coûteuse en termes de coût des éléments de circuit et la plus difficile à installer, et nécessite également certaines qualifications.

Utiliser un collecteur pour connecter différents types d'appareils de chauffage nécessite une bonne compréhension du thème du chauffage de l'eau, et parfois des calculs hydrauliques pour le fonctionnement normal de tels systèmes

En règle générale, les tuyaux câblage de chauffage radiant installé dans la chape. Cela signifie qu'il est nécessaire de concevoir et d'installer un tel système lors de la construction ou d'une rénovation majeure d'une maison privée.

Il est assez difficile de mettre en œuvre une option multiple pour connecter des radiateurs ou modifier la géométrie des circuits dans des pièces dont les rénovations internes sont déjà terminées. C'est le deuxième inconvénient important de ce type de câblage.

Règles d'utilisation des planchers chauffants

Un moyen confortable et très populaire de chauffer des locaux résidentiels - installation de planchers chauffants. Si la zone chauffée est petite, vous pouvez vous en sortir avec un seul tuyau placé dans la chape.

Le raccordement d'un plancher chauffant au système de chauffage via un collecteur de distribution est la seule option possible pour chauffer de grandes surfaces de cette manière

Pour les grandes surfaces, l’utilisation d’un seul tuyau n’est pas possible pour les raisons suivantes :

• la quantité de chaleur fournie ne sera pas suffisante pour chauffer toute la pièce, de plus, ce chauffage sera inégal ;
• avec une grande longueur, une forte résistance hydrodynamique à l'écoulement du fluide se produit, ce qui entraîne une consommation d'énergie excessive pour créer une pression et augmente le risque de pénétration d'eau au niveau des joints.

Par conséquent, avec une grande surface de chauffage au sol, l'utilisation de plusieurs tuyaux n'est pas un souhait, mais une nécessité.

Dans ce cas, le raccordement se fait via le collecteur de distribution.

Souvent, le collecteur est équipé d'une unité de mélange pour réguler la température de l'eau fournie aux tuyaux du chauffage par le sol.Le fait est que pour les radiateurs de chauffage, on utilise généralement un liquide avec une plage de température de 70 à 80°C, tandis que pour les planchers chauffants, il faut environ 40°C.

Le contrôle de la température via le mélangeur est fiable, ce qui est très important, car un excès de température peut provoquer une déformation importante du revêtement de sol : linoléum, stratifié ou parquet.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Représentation schématique du câblage de chauffage dans une maison à deux étages de grande superficie. Système bitube associé et sans issue et planchers chauffants reliés par des collecteurs. Élimination des conflits entre les pompes de circulation à l'aide d'une flèche hydraulique :

Circuit de rayonnement pour chauffer un immeuble à deux étages. Comme les finitions définitives n'ont pas encore été réalisées, tout le câblage est clairement visible. Les nuances de la pose de tuyaux au sol sous une chape en béton :

Opinion d'un installateur de systèmes de chauffage en exercice sur différents systèmes utilisés dans les habitations privées. Un aperçu des avantages et des inconvénients de la circulation naturelle, du câblage monotube, bitube associé et sans issue, ainsi que du câblage des capteurs :

Le câblage présenté pour le chauffage des maisons est typique et peut être modifié en tenant compte de la géométrie des locaux, des valeurs de température requises ou d'autres facteurs. Lors de la modification de circuits, il est nécessaire de respecter les lois et principes fondamentaux de la physique, de l'hydraulique, de la science des matériaux et d'autres disciplines.

En cas de résolution de problèmes complexes ou non standards, il est préférable de se tourner vers des spécialistes, car la rénovation des systèmes de chauffage peut être encore plus coûteuse que leur modélisation et leur installation.

Si vous avez des questions ou souhaitez partager votre expérience personnelle en matière d'installation de chauffage dans votre maison, n'hésitez pas à laisser des commentaires sur cet article.Vous pouvez compléter votre avis avec une photo - le formulaire de contact se trouve ci-dessous.