Schémas d'appareil de chauffage à vapeur + exemple de calcul de système à vapeur

Les propriétaires de maisons privées sont certainement confrontés à la problématique du chauffage de leur logement.Chacun essaie de choisir une option qui lui permet de chauffer efficacement la pièce tout en consommant un minimum de combustible.

De nombreux propriétaires de biens immobiliers et de maisons de campagne sont attirés par le système de chauffage à vapeur, dans lequel la vapeur peut chauffer la pièce en quelques minutes. Avant de décider de mettre en place un tel système, il est nécessaire d’étudier les caractéristiques de son fonctionnement et d’en comparer les avantages et les inconvénients.

Nous vous aiderons à comprendre ces problèmes. Nous décrirons également différents schémas de chauffage à la vapeur, fournirons une méthode de calcul et des règles de conception du système.

Chauffage à la vapeur : schémas et caractéristiques de l'appareil

Sans système de chauffage, la vie dans une maison de campagne en automne, au printemps et surtout en hiver est impossible. Souvent, pour les datchas et les chalets visités périodiquement par les propriétaires, une option de chauffage à vapeur est sélectionnée.

Il peut assurer un chauffage très rapide de toute la maison, ce qui plaira agréablement au propriétaire et à ses invités qui décident de passer le week-end à la datcha.

Caractéristiques fondamentales du chauffage à vapeur

Le chauffage à vapeur est pratique à installer dans les maisons rarement visitées par les propriétaires. Tout cela grâce aux caractéristiques du liquide de refroidissement circulant dans les canalisations. Nous parlons de vapeur qui n'apparaît que lorsque la chaudière de chauffage fonctionne.

Après tout, quand il n'y a personne à la datcha et que le gel dehors est de -15°C ou plus, vous n'avez pas à craindre que les tuyaux n'éclatent, comme c'est le cas avec eau de refroidissement.

Les bâtiments résidentiels perdent une certaine quantité de chaleur. De plus, différentes quantités d’énergie seront nécessaires pour le reconstituer. Cet indicateur dépend de la région de résidence (+)

Le chauffage à la vapeur a ses avantages :

• une grande quantité de chaleur dégagée lors de la condensation ;
• une plus petite zone d'émetteurs de chaleur dans la pièce sera nécessaire ;
• démarrage et arrêt rapides du système ;
• économiser de l'argent sur le chauffage;
• résistance au gel.

Quant à la quantité de chaleur dégagée lors du processus de condensation de la vapeur, elle est plusieurs fois supérieure à la chaleur dégagée par l'eau chauffée circulant dans le système de chauffage.

1 kg de vapeur à une température de 130°C lors de la condensation libère une énergie égale à 2300 kJ/kg. Quant au volume, le condensat occupe 400 à 1 500 fois moins de place que la même masse de vapeur.

Pour le chauffage à la vapeur, vous pouvez utiliser des tuyaux en cuivre si le budget familial peut supporter leur coût élevé

Cette fonctionnalité permet l'utilisation de tuyaux de plus petit diamètre. Dans les petites pièces, vous pouvez vous passer de radiateurs - la chaleur émise par le tuyau suffira à les chauffer.

Une autre caractéristique est le chauffage rapide de la pièce. C’est pratique quand, après avoir quitté la ville pendant quelques heures, vous n’avez pas à vous soucier du problème de chauffage pendant longtemps. Le temps gagné peut être utilisé pour des tâches plus agréables, par exemple faire un barbecue et discuter plus longtemps avec des amis.

En raison de la nature spécifique du liquide de refroidissement, vous pouvez utiliser des tuyaux de conception spéciale - à ailettes ou nervurés

Lorsque vous quittez la datcha pendant la saison froide, il n'est pas nécessaire de perdre du temps à préserver le système de chauffage, à drainer l'eau et à d'autres mesures conçues pour protéger le système contre les pannes.

S'il n'y a pas de combustible dans la chaudière à vapeur, la vapeur ne pénètre pas dans la conduite de vapeur. Il n’y a donc pas d’eau dans la conduite de condensats. Par conséquent, il n’y aura aucun problème de gel du système.

Les tubes à ailettes peuvent être réalisés sous la forme d'un registre, qui est utilisé à la place des radiateurs

Inconvénients d'un système de chauffage à vapeur

Le chauffage à la vapeur, en plus de ses avantages, présente également des inconvénients.

Premièrement, degré de danger élevé. Cela est dû aux spécificités du liquide de refroidissement.

Lorsque de la vapeur sous pression circule dans un tuyau, alors :

• si une conduite de vapeur se brise, elle peut blesser gravement une personne ;
• si vous touchez accidentellement la surface d'un tuyau ou d'une batterie, il est facile de vous brûler ;
• Si un équipement lourd n’est pas utilisé correctement, il peut exploser.

Deuxièmement, cuisson des poussières tombant à la surface de la conduite de vapeur. Lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées, les particules de poussière se décomposent. Les produits de leur décomposition affectent négativement les résidents de la maison, surtout s'il y a parmi eux des personnes allergiques.

Il est pratique d’utiliser des tuyaux en cuivre pour le pipeline de vapeur. Mais travailler avec eux est difficile - vous aurez besoin de compétences en soudure ou d'un spécialiste dans ce domaine

Troisième, air sec que tous les habitants de la maison sont obligés de respirer. Pour améliorer le microclimat intérieur, il faut choisir un humidificateur. Il s'agit d'un poste de dépense supplémentaire qui doit être prévu dès la conception du système de chauffage.

Quatrième, la température du liquide de refroidissement est tout simplement impossible à réguler et à réduire à volonté. Cet inconvénient crée de nombreuses difficultés lors de l'utilisation d'un système de chauffage à vapeur dans les maisons avec résidence permanente.

La solution pour sortir de cette situation est de poser plusieurs branches du pipeline de vapeur, puis de les mettre en service selon les besoins.

Toucher les tuyaux de chauffage à vapeur est dangereux - vous pouvez facilement vous brûler

Cinquièmement, il est nécessaire d'utiliser des raccords vapeur spéciaux conçus pour fonctionner avec de la vapeur. Il en va de même pour le matériau des tuyaux et des radiateurs de chauffage.

Il faut tenir compte du fait que la durée de vie de la canalisation de condensats sera nettement plus courte par rapport au chauffage de l'eau, où des tuyaux de retour fabriqués dans le même matériau sont installés. Cela est particulièrement vrai pour les conduites de condensats secs.

En sixième, il faut veiller à bien finir les murs. Après tout, le papier peint n'a pas le niveau de résistance à la chaleur requis. Un enduit de ciment peint avec une peinture appropriée convient ici.

L'un des matériaux résistants à la chaleur est la feuille d'amiante. Ils peuvent être utilisés pour recouvrir les murs afin de protéger les matériaux inflammables de la température élevée de la conduite de vapeur.

Une autre option intéressante est la finition de style loft. Pour ce faire, la surface intérieure du mur le long duquel passera la canalisation de vapeur peut être constituée de briques résistantes à la chaleur. Cela créera non seulement une atmosphère unique, mais protégera également les résidents lorsque le matériau du mur est exposé à un tuyau chaud.

Le style loft implique l'utilisation d'attributs industriels ainsi que de meubles luxueux

Septième, besoin de équipement de la chaufferie. Il est inacceptable de placer une chaudière à vapeur dans un salon. C'est très dangereux. L'emplacement de la chaudière doit être équipé de matériaux résistants à la chaleur et bien ventilé.

Parmi les matériaux résistants à la chaleur, les fabricants proposent une grande variété de briques.Vous pouvez choisir la couleur et la teinte souhaitées qui s'intègrent parfaitement à l'intérieur

Schémas de chauffage à la vapeur

L'option de chauffage utilisant la vapeur comme liquide de refroidissement présente une variété de schémas.

Ils peuvent être classés selon les paramètres suivants :

• pression dans le système;
• méthode de communication avec l'atmosphère;
• schéma de raccordement des tuyaux ;
• méthode de retour des condensats.

La pression dans un système de chauffage à vapeur (SHS) en fonctionnement peut être élevée ou inférieure.

En fonction de sa valeur absolue, on distingue les systèmes :

• basse pression – moins de 0,7 kgf/cm²;
• haute pression – plus de 0,7 kgf/cm²;
• vide-vapeure – moins de 1 kgf/cm².

La première option est recommandée pour un usage domestique. Des chaudières spéciales conçues pour le chauffage à la vapeur permettent de mettre en œuvre un système basse pression dans maison privée ou maison de campagne. Ils peuvent fonctionner avec différents types de combustibles : charbon, bois, gaz, fioul.

Il est important d'équiper une pièce séparée pour une chaufferie à vapeur afin de protéger tous les membres de la famille des dangers possibles

La deuxième option est dangereuse pour une utilisation à la maison. Travailler avec des systèmes à haute pression nécessite des connaissances et une spécialisation appropriées. Si un artisan non préparé décide d'installer un chauffage à vapeur haute pression dans sa datcha, il risque alors de se retrouver, au mieux, sans datcha.

Une chaudière haute pression est de grande taille et très coûteuse. Cette option est utilisée dans l'industrie. Mais de nombreux artisans tentent expérimentalement de mettre en œuvre une telle installation de leurs propres mains. Cette option est extrêmement dangereuse à utiliser dans un système de chauffage.

Pour les maisons et les chalets, on utilise des chaudières domestiques qui produisent de la vapeur.Ce sont des unités basse pression (+)

Le système vide-vapeur diffère des deux premiers par la présence d'un collecteur d'air et d'un dispositif supplémentaire qui assure la mise sous vide de tout l'espace interne.

Selon le mode de connexion avec l'atmosphère, on distingue les circuits de chauffage à vapeur ouverts et fermés. Dans le premier cas, le système a un lien avec l’atmosphère : il est ouvert. Dans le second cas, il est complètement isolé des effets de la pression atmosphérique et de l’air ambiant.

Le système monotube pour le chauffage à vapeur n'est pas différent du système d'eau, à l'exception du diamètre des canalisations pour la vapeur et les condensats.

Selon la méthode de routage des pipelines, les schémas logiciels sont :

• monotube horizontal;
• bitube vertical.

Les premiers sont généralement utilisés dans les maisons et les bâtiments à un ou deux étages avec des hauteurs de plafond allant jusqu'à 2,7 m et une superficie allant jusqu'à 80 m.²où il n'est pas nécessaire de réguler la température. Ces derniers sont plus adaptés à la mise en œuvre d’un système de chauffage à vapeur dans des bâtiments de 3 étages ou plus.

Le système à deux tuyaux est efficace dans les maisons comportant un grand nombre d'étages et une grande surface chauffée

De plus, les systèmes logiciels peuvent être montés :

• avec câblage supérieur, central ou inférieur ;
• avec canalisation humide ou sèche pour le mouvement des condensats ;
• avec impasse ou mouvement associé de vapeur et de condensat.

La méthode de retour des condensats permet de distinguer un circuit fermé d'un circuit ouvert. Dans le premier cas, l’eau formée lors du processus de condensation est dirigée par gravité vers la chaudière. Dans ce cas, il est impératif de maintenir la pente recommandée des canalisations de vapeur et de condensats - de 1,0 à 0,5 cm de pente par mètre linéaire.

De plus, il est correct de faire une pente dans le sens du mouvement de la vapeur pour la conduite de vapeur et dans le sens du mouvement des condensats pour le tuyau de retour. Avec ce schéma, la chaudière elle-même doit nécessairement être située en dessous du niveau de la canalisation de retour.

La conception d'une chaufferie vapeur à réseaux ouverts implique le recours à un appoint d'eau à l'aide de pompes. Explications : 1 - pompe réseau, 2 - pompe d'appoint, 3 - réservoir d'eau, 4 - régulateur de pression, 5 - pompe eau de source, 6 - refroidisseur, 7 - chauffe-eau, 8 - filtre, 9 - bac à condensats, 10 - pompe à condensats, 11 — chauffe-eau purifiée, 12 — dégazeur, 13 — séparateur de vapeur, 14 — pompe d'alimentation, 15 — chaudière à vapeur, 16 — unité de réduction-refroidissement, 17 — chauffe-eau réseau, 18 — refroidisseur de condensats pour chauffe-eau réseau ( +)

Dans le circuit d'un système de chauffage à vapeur en boucle ouverte, il existe un récipient spécial pour collecter les condensats - un réservoir. De là, à l'aide d'une pompe, le liquide peut être dirigé vers la chaudière ou retiré du système de chauffage. Dans le second cas, la chaudière doit être constamment alimentée en eau fraîche pour une génération continue de vapeur.

Pour une maison de campagne, il est préférable de choisir un système de chauffage à vapeur fermé avec câblage supérieur et canalisation de condensats humides, c'est-à-dire tout le volume du canal rempli d'eau. Pour les circuits en boucle ouverte, une option de canalisation sèche est utilisée pour le mouvement des condensats, partiellement remplis de condensats.

Les diamètres de la canalisation pour la collecte et le mouvement des condensats peuvent être sélectionnés à l'aide des informations de référence destinées aux concepteurs (+)

Comment calculer correctement un système à vapeur

Après avoir choisi un système à vapeur, vous devrez établir un projet pour son emplacement dans le bâtiment et effectuer des calculs préliminaires.

Il existe deux options :

• calculez vous-même les principaux composants du chauffage à la vapeur ;
• demandez l’aide d’un designer professionnel.

La deuxième façon de résoudre ce problème est la plus préférable. Après tout, seul un spécialiste, ayant derrière lui plus d’un projet d’installation de système de chauffage réalisé avec succès, est en mesure de prendre en compte tous les souhaits du propriétaire, sans oublier les exigences réglementaires.

S'il n'y a aucune possibilité ou désir de contacter un concepteur, vous pouvez commencer à calculer indépendamment le système de chauffage à vapeur. Vous pouvez utiliser des normes et des recommandations utiles issues de la littérature spécialisée, par exemple celles d’un manuel du concepteur.

Pour calculer, vous devez prendre le plan de votre maison et calculer la surface à chauffer. Marquez ensuite les emplacements des radiateurs de chauffage.

Pour le chauffage à la vapeur, des registres constitués de tuyaux galvanisés ou à ailettes sont souvent utilisés à la place d'une batterie. Ils peuvent être conçus

Les radiateurs sont sélectionnés en fonction de la puissance requise. De plus, il est important de prendre en compte les caractéristiques techniques de l'appareil que vous aimez - il doit résister à la charge lorsque vous travaillez à la vapeur.

Il est préférable de ne pas utiliser de radiateurs en fonte dans un appareil de chauffage à vapeur pour une maison d'été rarement visitée. Après être restés longtemps au froid, ils peuvent ne pas supporter un échauffement soudain et éclater.

Un aperçu comparatif des différents radiateurs de chauffage et des recommandations pour leur sélection sont donnés dans Cet article.

Il est préférable de calculer la longueur du pipeline de vapeur et de condensat dans la pièce elle-même.Cela rend plus pratique la planification de la hauteur de leur installation et de l'emplacement d'installation des radiateurs, s'ils sont nécessaires.

Pour le chauffage à la vapeur, vous pouvez utiliser des tuyaux métalliques en acier galvanisé ou en cuivre

Après avoir calculé le nombre requis de mètres linéaires de tuyaux, n'oubliez pas les raccords de vapeur - vannes, tés et, si nécessaire, purgeurs de condensats, pompe.

Pour déterminer la puissance d'une chaudière à vapeur, vous devrez calculer le volume de toutes les pièces chauffées et multiplier ce chiffre par la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer 1 m³. Cet indicateur dépend de la région de résidence. Ainsi, pour la partie européenne, le chiffre est de 40 W.

Vous pouvez calculer la puissance de la chaudière pour une maison de 3 pièces avec une hauteur sous plafond de 2,6 m.

Vous devez d’abord calculer la superficie des pièces individuelles :

• 1ère pièce : 5*2,95=14,75 m²;
• 2ème pièce : 3*2,45=7,35 m²;
• 3ème pièce : 2*5,4=10,8 m².

Ensuite il faut calculer le volume de la maison entière : 14,75*2,6+7,35*2,6+10,8*2,6= 38,09+19,11+28,08= 57,02 m³.

Il faut maintenant multiplier le volume obtenu par les besoins en chaleur : 57,02 * 40 W = 2288 W. A la valeur obtenue il faut ajouter une réserve de marche d'au moins 20% : 2288 * 1,2 = 2745,6 W soit environ 3 kW.

La deuxième option pour déterminer la puissance est la zone. Il est classiquement admis que pour chauffer tous les 10 m² 1 kW de puissance de chaudière est nécessaire + 30 % de réserve si la hauteur sous plafond ne dépasse pas le niveau admissible jusqu'à 2,7 m.

De plus, vous devez acheter une unité 20 à 30 % plus grande que la puissance calculée. En pratique, les experts conseillent de prendre une chaudière au moins 30 % plus puissante pour qu'elle ne fonctionne pas à la limite de sa puissance.

Seule une unité certifiée peut être utilisée pour le chauffage à la vapeur. Prendre une chaudière faite maison est très dangereux - vous pouvez être gravement blessé si elle explose

Vous devez choisir une chaudière à vapeur provenant d’un fabricant de confiance. L'unité doit avoir un certificat de qualité et une garantie de l'usine qui l'a produite. La chaudière à vapeur doit être équipée soupape de sécurité. De plus, vous aurez besoin de dispositifs de surveillance de la température et de la pression et d'un réducteur de pression pour normaliser la pression, si nécessaire.

Erreurs lors de l'installation du chauffage à vapeur

Lors de la conception du chauffage individuel, vous devrez vous familiariser soigneusement avec les options existantes.

Vous devez choisir l'option la plus adaptée à votre maison afin d'obtenir :

• consommation de carburant économique;
• chauffage efficace;
• facilité de maintenance du système ;
• longue durée de vie de l'équipement.

Après avoir choisi le chauffage à vapeur parmi toutes les options de chauffage, il est important d'essayer d'éviter les erreurs commises lors de son installation.

Premièrement, le plus souvent, les propriétaires pensent que l'eau sert de liquide de refroidissement dans le système. C'est faux. Lors d’un chauffage à la vapeur, c’est de la vapeur qui va circuler dans les canalisations et les radiateurs.

Sur cette base, vous devez sélectionner correctement le matériau des raccords avec lequel la vapeur et l'eau obtenues lors de la condensation entreront en contact.

Pour éviter les brûlures lors du fonctionnement du chauffage à vapeur, il est préférable de prévoir une protection des radiateurs

Deuxièmement, même au stade de la conception du système de chauffage, ils oublient de protéger les radiateurs et les canalisations. La vapeur circulant dans un pipeline de vapeur a une température de 100°C. Il chauffe assez fortement tous les éléments structurels, ce qui présente un danger pour les résidents de la maison/du chalet.

Troisième, lors de l'installation d'une canalisation de vapeur et d'une canalisation de condensats, les artisans débutants oublient de prévoir une pente vers le mouvement de la vapeur et de l'eau, respectivement.

Quatrième, certains artisans à domicile sélectionnent incorrectement la puissance de la chaudière. En conséquence, au lieu de la température souhaitée dans la pièce, on obtient +13-15°C. Pour une vie quotidienne confortable, ce régime de température n'est clairement pas suffisant.

Cinquièmement, les soudeurs inexpérimentés peuvent commettre des erreurs lors du soudage d'une canalisation de vapeur. En conséquence, à tout moment, le tuyau peut éclater et un courant de vapeur s'y déplaçant sous pression se précipitera directement vers la personne à proximité. Il s’agit d’une situation extrêmement dangereuse dont il ne faut pas oublier la possibilité.

Lors de l'élaboration de l'agencement du système de chauffage, il ne faut pas oublier le revêtement correct des portes (+)

Toutes ces erreurs sont possibles lorsque disposition indépendante du système chauffage. Voulant économiser de l'argent et choisissant l'option vapeur, les propriétaires décident de se débrouiller seuls, décidant de ne pas contacter un concepteur professionnel, un soudeur et d'autres spécialistes.

Le manque d'expérience pratique personnelle et une attitude frivole envers le processus peuvent interférer avec l'installation correcte du chauffage à vapeur. Certaines des erreurs commises lors de l'installation peuvent non seulement perturber le mode de vie habituel, mais également nuire gravement à la santé des personnes vivant dans la maison.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Matériel vidéo sur la structure d'une chaudière à vapeur :

Vidéo sur la façon de souder des tuyaux :

Une vidéo visuelle sur les caractéristiques d'installation et de brasage des tuyaux en cuivre :

Vidéo sur le chauffage à la vapeur :

Vidéo détaillée sur le fonctionnement d'une chaudière à vapeur :

Après vous être familiarisé avec les aspects positifs et négatifs du chauffage à vapeur, vous pouvez décider si cette option est adaptée aux besoins d'un ménage particulier.

Si vous décidez d'utiliser le chauffage à vapeur, vous devrez choisir le schéma le plus optimal pour votre maison. Pour calculer le système de chauffage, mieux vaut s'adresser à des spécialistes pour se protéger et protéger son foyer.

Si vous avez de l'expérience pour chauffer votre maison avec un système de chauffage à vapeur, veuillez partager l'information avec nos lecteurs. Laissez des commentaires sur l'article et posez des questions dans le formulaire ci-dessous.