Dans les petites maisons et appartements privés, le chauffage est indépendant de l'électricité. Pour les petites villes et les villages, une situation est typique lorsque, pour diverses raisons, une sous-station tombe en panne, le câblage est endommagé, etc. Le système de chauffage à circulation naturelle ne comprend pas un seul module qui fonctionnerait à partir du secteur.
Caractéristiques du système de chauffage à circulation naturelle
Tout schéma de chauffage comprend plusieurs éléments obligatoires:
- La chaudière qui chauffe l'eau - gaz, bois, tourbe. Une condition préalable est l'allumage piézo, sinon il sera impossible de démarrer l'appareil sans électricité.
- Le tuyau d'alimentation fournit de l'eau chauffée aux radiateurs. Les tuyaux sont placés avec une certaine pente - 0,5–1 cm par 1 m, afin que l'eau puisse se déplacer par gravité. Les conduits d'eau "chaude" sont placés avec une pente vers les radiateurs.
- Appareils de chauffage - batteries de tout type. Grâce à eux, le principal transfert de chaleur se produit.
- Conduite de retour - à travers elle, le liquide de refroidissement refroidi est renvoyé à la chaudière. Les tuyaux «froids» sont montés avec une pente de 0,5 à 1 cm par 1 m vers la chaudière.
- Vase d'expansion - situé au point le plus élevé du système. Lorsque l'eau est chauffée, elle augmente de volume. Le réservoir compense cet excès.
Le système fonctionne comme suit: l'eau chauffe dans la chaudière, se dilate, sa densité diminue et le liquide monte le long de la colonne montante centrale. Le vase d'expansion est rempli pour égaliser la pression entre l'eau froide et l'eau chaude. Ensuite, par le haut, l'eau est abaissée par le tuyau d'alimentation de chaque batterie, où elle est refroidie, dégageant de la chaleur dans l'air et les surfaces. Le liquide refroidi se déplace à travers les tuyaux de retour vers la chaudière. Étant donné que la densité de l'eau refroidie est plus faible et revient à la chaudière, elle évacue le liquide chauffé moins dense, ce qui provoque sa montée.
En plus de la fonction de compensation de pression, le vase d'expansion joue un autre rôle. Avec l'eau, l'air pénètre dans les tuyaux. Lorsqu'il s'accumule, un bouchon d'air se produit, qui ne permet pas au liquide de refroidissement de se déplacer dans les tuyaux. Cependant, dans les systèmes convectifs, en raison de l'emplacement de la canalisation sous une pente, des bulles d'air montent dans le vase d'expansion. Cet appareil étant ouvert et en contact avec l'air, des bulles quittent le système.
La conception est simple, mais nécessite des calculs très précis. L'eau qui se déplace le long du tuyau crée une friction, ralentit et dégage de la chaleur plus rapidement. Lorsque la direction change - virages, branches, canaux dans les batteries - la friction augmente. Si la résistance à l'eau n'est pas prise en compte dans les calculs, le système ne fonctionnera pas.
Le chauffage par convection fonctionne bien dans les petites zones. Ainsi, vous pouvez brûler une maison ou un appartement privé à un ou deux étages. Pour un immeuble de 9 étages, cette option ne convient pas.
Avantages et inconvénients du système
La circulation naturelle offre au système de chauffage les avantages suivants:
- Le principal avantage est l'indépendance vis-à-vis de l'électricité. Le chauffage par convection fonctionne dans toutes les conditions.
- Avec une installation et un entretien appropriés, la version à écoulement automatique dure plus de 30 ans.
- L'installation est très simple, l'inspection et la réparation de routine ne causent pas non plus de difficultés.
- Grande inertie thermique - un grand volume d'eau circule ici. Il se refroidit plus lentement et dégage de la chaleur plus longtemps.
- Le chauffage de l'eau par convection est silencieux: il n'y a pas de pompes électriques qui génèrent du bruit.
- La consommation d'énergie est minime. Cependant, cela est vrai si les tuyaux et le bâtiment sont bien isolés.
- Le coût minimum du système et de l'installation.
Il n'est pas difficile d'intégrer une pompe dans le circuit de circulation. Cela peut être fait lors de l'installation ou ultérieurement. Lorsqu'il y a de l'électricité, le chauffage fonctionne en mode circulation forcée, et en son absence il bascule automatiquement sur le mouvement naturel de l'eau.
La version gravitaire présente des inconvénients importants, ce qui limite considérablement l'application:
- Le système n'est desservi que par de petits chalets d'un étage ou de deux étages.
- Pour réduire la résistance hydraulique, utilisez des tuyaux avec le plus grand diamètre possible. Cela rend l'installation difficile et le coût des conduites d'eau de plus grand diamètre est plus élevé.
- Seuls les tuyaux en acier sont recommandés. Il est permis d'utiliser du polypropylène. Les autres modèles non métalliques sont interdits.
- Il n'est pas possible d'ajuster la température dans chaque pièce manuellement ou automatiquement.
- Les chaudières à chauffage indirect ne peuvent pas être incluses dans le programme, ce qui augmente le coût de production d'eau chaude.
- Il n'est pas possible d'équiper un sol chaud.
Le travail de chauffage par convection est considérablement affecté par les constrictions. N'utilisez pas de tuyaux métal-plastique, car ils sont reliés par des raccords dont le diamètre est plus petit.
Types de systèmes de chauffage
Le circuit de chauffage peut comprendre 1 ou plusieurs circuits de longueurs différentes, avec différents radiateurs. Cependant, toute option est une modification de seulement deux modèles - un tuyau ou deux tuyaux.
Tube simple
L'appareil est aussi simple que possible. Le même tuyau apporte à son tour le liquide de refroidissement à chaque radiateur et retourne à la chaudière. L'option la moins chère et la plus sans problème est le chauffage uniquement avec des tuyaux, sans radiateurs. Si des batteries sont incluses dans le circuit, il doit y avoir un minimum de tuyaux et de vannes.
L'eau, se déplaçant séquentiellement vers le dernier radiateur, se refroidit de plus en plus. Cette fonctionnalité est prise en compte lors du calcul du nombre de sections.
Il existe 2 schémas d'une version monotube:
- Avec le raccordement supérieur - l'eau pénètre par le haut dans la batterie par la buse supérieure, sort par le bas. L'efficacité du système est maximale pour le chauffage de l'eau.
- Avec le raccord inférieur - le liquide de refroidissement pénètre dans le radiateur par le bas et sort également par le tuyau inférieur. Le chemin de l'eau augmente, donc le transfert de chaleur du système est sensiblement plus faible. Ici, vous ne pouvez pas mettre des radiateurs avec un grand nombre de sections. Cependant, malgré la moindre efficacité, il préfère installer un tel schéma dans les appartements, car il est plus esthétique.
La version classique peut être améliorée en installant des dérivations - des branches avec une vanne à trois voies et des branches avec des grues. Avec leur aide, vous pouvez régler le débit d'eau sur un radiateur différent et l'éteindre si nécessaire.
Systèmes à double tuyau
L'option avec un tuyau de retour est appelée à deux tuyaux. L'eau chaude est fournie au radiateur sous un seul tuyau, et le refroidi de chaque appareil de chauffage est évacué par le tuyau de retour. Le système est beaucoup plus efficace: chaque radiateur reçoit presque la même quantité de chaleur. Le degré de chauffage peut être ajusté sur chaque batterie, si nécessaire, l'exclure du circuit de chauffage. Un gros plus est un calcul plus simple des paramètres du pipeline et des batteries.
Effectuez les connexions supérieure et inférieure:
- Dans le premier cas, les tuyaux sont situés au-dessus des radiateurs.
- Dans le second, le tuyau d'alimentation est situé sous la batterie.Cette option est plus esthétique, mais la chute de pression est trop faible, le circuit est donc très rarement utilisé.
Dans les calculs, prenez en compte la direction du drainage de l'eau. Si elle coïncide avec la direction du liquide chaud, un schéma passant, la durée du cycle est égale. Dans ce cas, les radiateurs chauffent de la même manière. Si des impasses, de l'eau froide et de l'eau chaude sont utilisées, elles se déplacent dans des directions différentes, les batteries dont le cycle de cycle s'avère plus rapide sont chauffées.
Comment apparaît la pression de circulation
Le déplacement de l'eau dans le chauffage par convection ne fournit que la différence de densité de l'eau chaude et froide. Lorsqu'il est chauffé, la densité du liquide de refroidissement diminue et il augmente; lors du refroidissement, il augmente et déplace un liquide plus chaud. Plus la différence de pression hydrostatique d'une colonne d'eau froide et chaude est grande, plus la pression de circulation est élevée, meilleur est le chauffage.
La principale tâche dans l'organisation du système est d'atteindre la perte de charge maximale.
- Un élément obligatoire du circuit est le collecteur d'accélération ou la colonne montante principale. Il s'agit d'un tuyau vertical qui monte de l'échangeur de chaleur vers le haut du système. Un vase d'expansion est monté ici - un diaphragme ouvert ou fermé avec une vanne d'air pour la ventilation.
- La colonne montante principale doit avoir une température maximale, de sorte que le collecteur est isolé. Sa hauteur ne dépasse pas 10 m Idéalement, la colonne montante n'entre pas en contact avec les tuyaux de retour.
- Pour créer une chute de pression suffisante, vous devez créer une grande colonne de liquide froid. Ceci est réalisé en installant la chaudière au point le plus bas du système. Dans une maison privée, l'appareil est placé au sous-sol, dans l'appartement - dans la niche. Plus le niveau de la batterie au-dessus de la chaudière est élevé, plus la pression générée par l'eau froide est élevée et plus l'eau chaude se déplace activement.
Pour améliorer la pression de circulation, des batteries avec la plus grande surface de travail sont sélectionnées. Plus le caloporteur transfère mieux la chaleur et plus l'eau pénètre dans la chaudière, mieux le chauffage fonctionne.
Le principe de construction d'un système de chauffage à circulation naturelle
Les principaux paramètres du chauffage à circulation naturelle sont la pression de circulation et la résistance hydrostatique. Le premier indicateur est calculé comme suit:
P = h (p0-p1) = m (kg / m3-kg / m3) = kg / m2 = mmHgoù:
- P - pression dans le système;
- h - différence de hauteur entre le centre de la batterie la plus basse et le centre de la chaudière;
- p0 - la densité du liquide chauffé;
- p1- densité de l'eau froide.
Plus la différence de hauteur est grande, plus la chute de pression est importante. Cependant, l'indicateur a une limitation de pas plus de 3 m.
Il est pratiquement impossible de calculer la valeur du deuxième facteur - la résistance hydraulique. Le modèle qui le décrit est extrêmement complexe et comprend de nombreuses variables. Voici des calculs approximatifs.
Pour améliorer l'efficacité du système, respectez les recommandations:
- Les tuyaux avec le plus grand diamètre sont sélectionnés. Dans ce cas, le débit diminue quelque peu, mais la résistance diminue plus fortement.
- Installez le moins de vannes d'arrêt possible. Assurez-vous que le schéma comprend un minimum de rebondissements.
- Avec un raccordement inférieur, les radiateurs doivent être équipés de robinets Mayevsky pour purger l'air en excès.
- Un tuyau métallique est utilisé pour le collecteur, car il est important d'obtenir un chauffage maximum pour créer une chute de pression. Les tuyaux desservant les batteries peuvent être en polypropylène.
Une bonne isolation thermique améliore le travail de chauffage. Le collecteur d'accélération, les tuyaux d'alimentation et de retour sont isolés s'ils traversent des pièces non chauffées.
