Comment fonctionnent les systèmes de chauffage avec circulation par pompe : schémas d'organisation

Même les artisans expérimentés ne sont pas toujours en mesure d'assurer le mouvement naturel du liquide de refroidissement le long du circuit de chauffage.Il arrive que l'eau circule dans le système, mais qu'une quantité suffisante de chaleur ne pénètre pas dans la maison.

De plus en plus, les propriétaires de maisons privées préfèrent installer des systèmes de chauffage à circulation par pompe, très diversifiés et pratiques. Dans cet article, nous avons examiné les schémas de base d'organisation du chauffage forcé, en complétant le matériel par des illustrations visuelles et des photos.

Nous avons également sélectionné des vidéos utiles avec des recommandations de spécialistes pour l'installation d'équipements de pompage pour un système de chauffage. Cela vous permettra de comprendre en détail la problématique de l'installation de la pompe.

Le principe de fonctionnement du système sous contrainte

Une pompe de circulation est un petit appareil électrique extrêmement simple. Il y a une turbine à l'intérieur du boîtier ; elle tourne et donne au liquide de refroidissement circulant dans le système l'accélération nécessaire. Le moteur électrique qui assure la rotation consomme très peu d'électricité, seulement 60-100 W.

La présence d'un tel dispositif dans le système simplifie grandement sa conception et son installation. La circulation forcée du liquide de refroidissement permet l'utilisation de tuyaux de chauffage de petit diamètre et élargit les possibilités lors du choix d'une chaudière et de radiateurs.

Très souvent, un système créé à l'origine dans l'attente de circulation naturelle, fonctionne de manière insatisfaisante en raison de la faible vitesse de déplacement du liquide de refroidissement dans les tuyaux, c'est-à-dire faible pression de circulation. Dans ce cas, l’installation d’une pompe permettra de résoudre le problème.

Cependant, il ne faut pas trop se laisser emporter par la vitesse de l'eau dans les canalisations, car elle ne doit pas être trop élevée. Sinon, au fil du temps, la structure risque tout simplement de ne pas résister à une pression supplémentaire pour laquelle elle n'est pas conçue.

Si dans les systèmes à circulation naturelle du liquide de refroidissement, un vase d'expansion ouvert peut être utilisé, alors dans les circuits forcés, la préférence doit être donnée à un récipient fermé et scellé.

Pour les locaux résidentiels, les limites de vitesse maximales suivantes pour le mouvement du liquide de refroidissement sont recommandées :

• avec un diamètre nominal de tuyau de 10 mm - jusqu'à 1,5 m/s ;
• avec un diamètre nominal de tuyau de 15 mm - jusqu'à 1,2 m/s ;
• avec un diamètre nominal de tuyau de 20 mm ou plus - jusqu'à 1,0 m/s ;
• pour les locaux techniques des immeubles résidentiels - jusqu'à 1,5 m/s ;
• pour les bâtiments auxiliaires - jusqu'à 2,0 m/s.

Dans les systèmes à circulation naturelle vase d'expansion généralement placé au service. Mais si la conception est complétée par une pompe de circulation, il est généralement recommandé de déplacer le réservoir de stockage vers la conduite de retour.

La conception de la pompe de circulation est très simple ; la tâche de ce dispositif est de donner au liquide de refroidissement une accélération suffisante pour vaincre la résistance hydrostatique du système

De plus, au lieu d'un réservoir ouvert, vous devez en installer un fermé.Ce n'est que dans un petit appartement, où le système de chauffage est court et de structure simple, que l'on peut se passer d'un tel réaménagement et utiliser l'ancien vase d'expansion.

Calculs pour les systèmes de chauffage pulsé

Un système de circulation forcée correctement organisé nécessite des calculs techniques complexes. Mais certaines formules permettent d'évaluer l'état du système et de se faire une idée plus précise des modifications nécessaires, surtout s'il s'agit d'une petite maison ou d'un appartement. La puissance des équipements de chauffage est généralement choisie en fonction de la taille des pièces censées être chauffées.

Les fabricants recommandent généralement que le débit du liquide de refroidissement, mesuré en litres par minute, corresponde au nombre de kilowatts de puissance de la chaudière. Cela signifie que pour une chaudière de 40 W, le débit de liquide de refroidissement le plus adapté est de 40 l/min.

De la même manière, la consommation d'eau est calculée pour une pièce ou un groupe de pièces distinct. Dans ce cas, ils sont guidés par la puissance totale des radiateurs installés sur le site.

La vitesse à laquelle le liquide de refroidissement se déplace le long du contour du système de chauffage dépend en grande partie de la manière dont le diamètre des tuyaux est correctement sélectionné.

Le diamètre des tuyaux de chauffage est déterminé en fonction du débit de liquide de refroidissement établi :

• à un débit de 5,7 l/min, des tuyaux d'un demi-pouce sont nécessaires ;
• à un débit de 15 l/min, des tuyaux de trois quarts de pouce sont nécessaires ;
• à un débit de 30 l/min, des tuyaux en pouces sont nécessaires ;
• à un débit de 53 l/min, des tuyaux d'un pouce et quart sont nécessaires ;
• à un débit de 83 l/min, des tuyaux d'un pouce et demi sont nécessaires ;
• à un débit de 170 l/min, des tuyaux de deux pouces sont nécessaires ;
• pour un débit de 320 l/min, des tuyaux de deux pouces et demi, etc. sont nécessaires.

Pour déterminer les paramètres d'une pompe de circulation adaptée, il est nécessaire de mesurer la longueur de l'ensemble du circuit de chauffage auquel elle sera connectée. Pour un système de dix mètres, il faut une hauteur de pompe de 0,6 m. Par des calculs simples, on constate que pour un système de 60 mètres de long, il faut une pompe de 3,6 m.

Cependant, ces paramètres ne sont valables que pour un système dans lequel le diamètre de la canalisation est correctement sélectionné, comme indiqué ci-dessus. Si des tuyaux trop étroits sont utilisés, une pompe plus puissante sera nécessaire pour surmonter l'excès de pression hydraulique qui se produit dans le système en raison d'une mauvaise sélection de tuyaux.

Nous avons fourni des recommandations détaillées pour le choix d'une pompe de circulation Dans cet article.

Un purgeur d'air automatique ou un dispositif mécanique pour éliminer l'excès d'air, une vanne Mayevsky, est nécessaire pour éliminer l'air d'un système fermé. Ces dispositifs sont nécessaires dans les circuits de chauffage, ils permettent d'éviter le problème de légèreté. De tels dispositifs sont installés sur les radiateurs, sur les colonnes montantes d'alimentation, ainsi que dans les zones problématiques des circuits de chauffage complexes.

Cette règle s'applique également dans le sens inverse : si les canalisations sont plus larges que ce qui est exigé par la norme, la puissance nominale de la pompe de circulation doit être réduite.

Un élément important des systèmes de chauffage pulsé est le groupe de sécurité :

Les experts recommandent d'acheter non pas un, mais deux appareils de ce type à la fois. L'un est le principal et le second est en réserve. Il peut être installé sur la dérivation ou rangé dans le garde-manger.

La pompe de circulation est généralement résistante aux pannes, mais est sensible à la qualité de l'eau du circuit de chauffage. Pour prolonger le fonctionnement des équipements de chauffage, il est logique de prévoir une filtration du liquide de refroidissement et des mesures opportunes pour rincer le système.

Schémas de systèmes avec circulation par pompe

Les systèmes de chauffage à circulation forcée diffèrent comme suit :

• en mono ou bitube (une option pour connecter les tuyaux aux radiateurs) ;
• avec contremarches verticales ou lignes horizontales ;
• impasse ou avec mouvement de liquide de refroidissement associé
• avec câblage supérieur ou inférieur.

Les systèmes monotubes sont de moins en moins courants, car leurs inconvénients l'emportent largement sur leurs avantages. Il s'agit d'une option très simple dans laquelle les radiateurs sont connectés en série.Le liquide de refroidissement traverse tour à tour chaque appareil de chauffage et se refroidit progressivement.

Évidemment, avec un tel schéma, les premiers radiateurs chaufferont mieux la pièce que ceux situés en fin de système. Il est nécessaire d'installer plus de radiateurs sur le dernier tronçon de la ligne qu'au début afin de lisser l'écart de température.

Les systèmes de chauffage monotube sont faciles à mettre en œuvre et peu coûteux, mais le problème du chauffage inégal et la dépendance à l'égard de la panne d'un radiateur les ont rendus pratiquement non réclamés dans les conditions modernes.

Un tel dispositif est extrêmement gênant, puisqu'il est impossible d'éteindre un seul radiateur en cas de panne, il faudra vidanger le liquide de refroidissement de tout le circuit. Le schéma à deux tuyaux consiste à connecter chaque radiateur en parallèle à l'aide de deux tuyaux à une ligne commune.

Bien entendu, pour cela, vous devrez utiliser plus de matériaux, le coût total et le temps d'installation seront plus élevés que lors de l'utilisation d'une option monotube.

Les systèmes de chauffage à deux tuyaux vous permettent de chauffer chaque pièce de manière uniforme et la panne d'un radiateur n'entraînera pas la fermeture de tout le circuit.

Des vannes d'arrêt sont installées sur chaque radiateur avec un raccordement à deux tuyaux. Cela permet, si nécessaire, de retirer ou d'éteindre un seul radiateur, tandis que les éléments restants du système continuent de fonctionner comme d'habitude.

Le réchauffement avec ce schéma est effectué uniformément, car le liquide de refroidissement pénètre dans chaque radiateur par une ligne séparée, puis retourne à la chaudière pour chauffer, plutôt que de passer par les radiateurs restants.

Les colonnes montantes verticales sont utilisées dans les bâtiments à plusieurs étages ; il est pratique d'y connecter des radiateurs situés à différents étages.La conception verticale facilite l'élimination rapide de l'air emprisonné dans le système, ce qui réduit considérablement le risque de formation de poches d'air.

Créer un système de chauffage vertical ne sera pas bon marché, mais il s'agit d'une conception efficace, résistante à l'air et parfaite pour une installation dans des bâtiments à plusieurs étages.

Dans les circuits horizontaux, la ligne principale, à laquelle les radiateurs sont connectés en parallèle, est située, comme son nom l'indique, dans un plan horizontal. Ce type de système convient au chauffage de bâtiments de plain-pied de grande surface.

Une option relativement peu coûteuse n’est pas à l’abri de la formation de bourrages d’air. Pour éviter ce type de problème, des bouches d’aération automatiques sont utilisées. Nous détaillons les règles de retrait d'un sas d'un système de chauffage. examiné ici.

Les systèmes de chauffage horizontaux sont relativement peu coûteux et sont généralement utilisés lors de la conception de grands bâtiments à un ou deux étages.

Un chauffage inégal est typique non seulement pour les systèmes monotubes, mais également pour les options de chauffage sans issue, qui sont assez répandues.

Dans ce schéma, le liquide de refroidissement s'écoule dans le sens opposé au mouvement de retour. En conséquence, des radiateurs apparaissent dans le système, recevant du liquide de refroidissement quelque peu refroidi, qui s'écoule ensuite dans le tuyau de retour.

Dans les systèmes sans issue, les radiateurs situés loin de la colonne montante d'alimentation reçoivent moins de chaleur que ceux situés à côté. Dans les schémas associés, tous les éléments du système fonctionnent sur un mode équivalent

En conséquence, plus de chaleur circule d'abord dans les radiateurs à partir de la colonne montante, et moins de chaleur circule dans les radiateurs plus éloignés. Dans les petites zones, ce point n'est peut-être pas aussi visible, mais dans les maisons spacieuses, il le sera.Dans cette situation, il est recommandé de réaliser plusieurs conduites plus courtes plutôt qu'une seule longue, afin que tout le liquide de refroidissement circule à travers les branches à peu près à la même température.

Le schéma associé repose précisément sur une même longueur d'anneaux de circulation dans toute la maison, ce qui permet d'obtenir une uniformité de chauffage extrêmement précise. Mais mettre en œuvre cette option de câblage n'est pas facile, car il faudra installer un grand nombre de tuyaux.

Le câblage supérieur dans les systèmes de chauffage est utilisé lorsqu'il y a un grenier dans lequel un vase d'expansion peut être installé. Si cela n'est pas possible, vous pouvez réussir à réduire la répartition du chauffage.

Le câblage supérieur et inférieur porte le nom de l'emplacement du tuyau d'alimentation. Dans le premier cas, le liquide de refroidissement pénètre dans le système par le haut et dans le second, par le bas.

Avec le câblage supérieur, le vase d'expansion est installé au point le plus élevé du système, le liquide de refroidissement se propage dans tout le système sous l'influence de la gravité. La conduite de retour ici sera sous les radiateurs. Pour mettre en œuvre un tel projet dans une maison privée, vous avez besoin d'un grenier dans lequel le réservoir est installé.

S'il n'y a pas de conditions pour une distribution supérieure, utilisez la deuxième option, lorsque le liquide de refroidissement est fourni par le bas et que le retour est installé au-dessus des radiateurs. La tâche de déplacer le liquide de refroidissement à une vitesse suffisamment élevée est principalement confiée à la pompe de circulation.

Ce schéma est installé progressivement, de l'étage inférieur à l'étage supérieur, tandis que la conduite d'alimentation est réalisée avec une légère pente pour éviter l'apparition de bourrages d'air.

Pour éliminer les poches d'air, les communications de chauffage sont équipées de bouches d'aération automatiques :

Où placer la pompe de circulation ?

Le plus souvent, la pompe de circulation est installée côté retour, et non côté alimentation. On pense qu'il existe un risque moindre d'usure rapide de l'appareil, puisque le liquide de refroidissement a déjà refroidi. Mais pour les pompes modernes, cela n'est pas nécessaire, car elles sont équipées de roulements dits lubrifiés à l'eau. Ils sont déjà conçus spécifiquement pour de telles conditions de fonctionnement.

Cela signifie qu'il est possible d'installer une pompe de circulation côté alimentation, d'autant plus qu'ici la pression hydrostatique du système est plus faible. L'emplacement d'installation de l'appareil divise classiquement le système en deux parties : la zone de refoulement et la zone d'aspiration.Une pompe installée sur le réseau d'alimentation, immédiatement après le vase d'expansion, pompera l'eau du réservoir de stockage et la pompera dans le système.

La pompe de circulation du système de chauffage divise le circuit en deux parties : la zone d'injection dans laquelle s'écoule le liquide de refroidissement et la zone de vide à partir de laquelle il est pompé.

Si la pompe est installée sur la conduite de retour devant le vase d'expansion, elle pompera de l'eau dans le réservoir et la pompera hors du système. Comprendre ce point permettra de prendre en compte les caractéristiques de la pression hydraulique en différents points du système. Lorsque la pompe fonctionne, la pression dynamique dans un système avec une quantité constante de liquide de refroidissement reste constante.

Il est important non seulement de choisir l'emplacement optimal pour installer l'équipement de pompage, mais également de l'installer correctement. Nous vous recommandons de vous familiariser avec les détails installation de pompe de circulation.

Le vase d'expansion crée ce qu'on appelle une pression statique. Par rapport à cet indicateur, une pression hydraulique accrue est créée dans la zone de refoulement du système de chauffage et une pression réduite est créée dans la zone de vide.

Le vide peut être si fort qu’il atteint le niveau de pression atmosphérique ou même qu’il soit inférieur, ce qui crée des conditions permettant à l’air de pénétrer dans le système depuis l’espace environnant.

Dans la zone de pression accrue, l'air peut, au contraire, être expulsé du système, et parfois une ébullition du liquide de refroidissement est observée. Tout cela peut conduire à un mauvais fonctionnement des équipements de chauffage. Pour éviter de tels problèmes, assurez-vous d'une surpression dans la zone d'aspiration.

Pour ce faire, vous pouvez utiliser l'une des solutions suivantes :

• surélever le vase d'expansion à une hauteur d'au moins 80 cm du niveau des canalisations de chauffage ;
• placer le lecteur au point le plus élevé du système ;
• débrancher le tuyau de stockage de l'alimentation et le transférer au retour après la pompe ;
• installer la pompe non pas sur le retour, mais sur le refoulement.

Il n'est pas toujours possible de surélever le vase d'expansion à une hauteur suffisante. Il est généralement placé dans le grenier s'il y a l'espace nécessaire. Il est important de respecter les règles d'installation du variateur afin de garantir son bon fonctionnement.

Nous avons fourni des recommandations détaillées pour l'installation et le raccordement du vase d'expansion dans notre autre article.

Si les combles ne sont pas chauffés, le réservoir de stockage devra être isolé.Il est assez difficile de déplacer le réservoir jusqu'au point le plus élevé d'un système à circulation forcée s'il a été préalablement créé de manière naturelle.

Une partie de la canalisation devra être refaite pour que la pente des canalisations soit dirigée vers la chaudière. Dans les systèmes naturels, la pente se fait généralement vers la chaudière.

Un vase d'expansion installé à l'intérieur n'a pas besoin de protection supplémentaire, mais s'il est installé dans un grenier non chauffé, il faut veiller à isoler cet appareil

Changer la position du tuyau du réservoir de l'alimentation au retour n'est généralement pas difficile à réaliser. Et il est tout aussi simple de mettre en œuvre la dernière option : installer une pompe de circulation dans le système sur la conduite d'alimentation derrière le vase d'expansion.

Dans une telle situation, il est recommandé de choisir le modèle de pompe le plus fiable, capable de résister longtemps au contact avec du liquide de refroidissement chaud.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vous pouvez trouver des informations intéressantes sur les systèmes de chauffage pulsé dans cette vidéo :

Des informations plus détaillées sur les calculs nécessaires lors du choix d'une pompe de circulation peuvent être trouvées ici :

Cette vidéo décrit en détail la procédure de conception et d'installation de la pompe de circulation :

Les systèmes de chauffage pulsé ne sont pas aussi compliqués qu'il y paraît à première vue. Mais pour mettre en œuvre une telle tâche, vous devez effectuer correctement des calculs et élaborer un projet compétent. Sous ces conditions, vous pouvez assurer à votre logement un chauffage fiable et performant.

Choisissez-vous le schéma optimal pour installer un système de chauffage pulsé dans votre maison ? Peut-être avez-vous des questions que nous n'avons pas abordées dans cet article ? Demandez-les à notre expert dans le bloc commentaires.

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