Pour créer une température confortable dans la maison, différents schémas de chauffage sont utilisés. Fournir une circulation forcée du liquide de refroidissement est efficace, mais pas toujours possible. Si dans une maison de campagne il peut y avoir des pannes de courant ou un manque de celui-ci (chalet) - l'autre option serait la meilleure option. Un système de chauffage par gravité auto-conçu du type fermé conçu et installé par lui-même remplira ses fonctions sans installer de pompe ni d'autre équipement électrique.
Caractéristiques du système de chauffage par gravité
Le principe de fonctionnement est basé sur la propriété de l'eau de se dilater avec l'augmentation de la température. La création d'une différence de pression dans un circuit fermé est la base de la circulation des fluides. En raison de cet effet, le système de chauffage fermé par gravité a reçu un autre nom - la gravité.
Structurellement, il devrait comprendre les éléments suivants:
- Chaudière. Un appareil conçu pour transférer l'énergie du combustible brûlant (bois de chauffage, charbon, gaz, etc.) à un liquide de refroidissement (eau, antigel). Dans un système de chauffage fermé par gravité, cela se produit à l'aide d'un échangeur de chaleur situé aussi près que possible dans la chaudière de la chambre de combustion;
- Pipelines. Nécessaire pour transporter le fluide chauffé de l'échangeur de chaleur vers les appareils de chauffage;
- Radiateurs. Ils sont la principale source de chaleur dans la pièce. Leur grande surface permet un transfert de chaleur maximal entre l'eau chauffée et l'air dans la pièce;
- Dispositifs de sécurité et de contrôle. Ceux-ci comprennent un vase d'expansion, une soupape de gravité pour le chauffage, des soupapes et des starter.
Lors du chauffage de l'eau dans l'échangeur de chaleur, il se dilate, ce qui crée une surpression. À son tour, le liquide de refroidissement froid du tuyau de retour a une densité plus élevée et commence à déplacer le liquide à une température élevée. À la suite de cela, la circulation se produit.
L'un des principaux éléments du système est le collecteur de surpression - un tuyau vertical connecté à la chaudière. Si vous fabriquez un système de chauffage par gravité de vos propres mains, vous devez y porter une attention particulière - en commençant par le matériau pour la fabrication des tuyaux et en terminant par leur diamètre.
Plus le volume du collecteur d'appoint est grand, plus la vitesse du liquide de refroidissement est élevée. Pour ce faire, vous devez calculer sa section et sa hauteur optimales.
Le système de chauffage par gravité d'une maison à deux étages doit être conçu de manière à ce que le liquide de refroidissement puisse être réparti aussi uniformément que possible sur plusieurs circuits.
Description détaillée du système
Lors du chauffage de l'eau, une partie de celle-ci s'évaporera inévitablement sous forme de vapeur. Pour un retrait rapide, un vase d'expansion est installé tout en haut du système. Il remplit 2 fonctions - à travers le trou supérieur, l'excès de vapeur est éliminé et une compensation automatique de la perte de volume de liquide se produit. Un schéma similaire a été appelé ouvert.
Cependant, il présente un inconvénient important - l'évaporation relativement rapide de l'eau. Par conséquent, pour les grands systèmes ramifiés, ils préfèrent fabriquer de leurs propres mains un système de chauffage par gravité d'un type fermé. Les principales différences de son schéma sont les suivantes.
- Au lieu d'un vase d'expansion ouvert, un évent automatique est installé au point le plus élevé du pipeline.Un système de chauffage par gravité de type fermé génère une grande quantité d'oxygène à partir de l'eau lors du chauffage du liquide de refroidissement, qui, en plus de la surpression, est une source de rouille des éléments métalliques. Pour l'évacuation rapide de la vapeur à haute teneur en oxygène, un évent automatique est installé;
- Pour compenser la pression du liquide de refroidissement déjà refroidi, un vase d'expansion à membrane de type fermé est monté devant le collecteur d'entrée de la chaudière. Si la pression gravitationnelle dans le système de chauffage dépasse la norme admissible, la membrane élastique compense cela en augmentant le volume total.
Sinon, lorsque vous concevez et installez un système de chauffage par gravité uniquement de vos propres mains, vous pouvez suivre les règles et recommandations habituelles.
Systèmes de chauffage par gravité pour une maison à un étage et à deux étages
S'il est prévu que le chauffage par gravité sous pression soit installé dans une maison à un étage, vous pouvez utiliser le schéma Leningradka à un tuyau.
Une caractéristique de ce schéma est un tuyau unique auquel plusieurs appareils de chauffage sont connectés en parallèle. Cependant, cela conduit à une répartition inégale de la chaleur - plus le radiateur est éloigné de la chaudière - plus la température de l'eau y entrant est basse. Pour résoudre ce problème, vous pouvez mettre à niveau le système de chauffage par gravité d'un type fermé:
- Installation de vannes d'arrêt. Avec son aide, il est possible de réduire le volume de liquide de refroidissement pour les appareils de chauffage situés plus près de la chaudière. Ainsi, la perte d'énergie thermique dans les premières sections du système diminuera;
- Lorsque vous vous éloignez de la chaudière, augmentez le nombre de sections de radiateurs;
- Installez des tuyaux de plus grand diamètre à l'endroit où les tuyaux sont connectés aux appareils de chauffage. Cela réduira la pression gravitationnelle du système de chauffage dans cette zone, ce qui réduira la vitesse de circulation de l'eau dans le radiateur.
Ce schéma est acceptable avec une petite longueur de l'autoroute. Cependant, il n'est pas recommandé de l'installer pour une maison à deux étages. Dans ce cas, un système de chauffage gravitationnel à deux tuyaux est nécessaire, dont le calcul est effectué dans des sections individuelles.
Sa particularité est que des circuits séparés mènent au tuyau central situé dans la partie supérieure de l'autoroute. Des appareils de chauffage sont connectés à chacun d'eux. Il est important que leur longueur soit la même. Sinon, tout le liquide se précipitera dans la région de moindre résistance - à un court-circuit.
Pour empêcher le liquide de refroidissement de se déplacer vers le tuyau de sortie de la chaudière, un clapet anti-retour de gravité pour le chauffage est installé. Il s'agit d'un élément indispensable pour le système de chauffage par gravité d'une maison à deux étages.
Calcul du système de chauffage par gravité
Avant de procéder à l'installation de tuyaux et d'appareils de chauffage, il est nécessaire de calculer les paramètres de l'ensemble du système. Pour cela, les caractéristiques hydrauliques sont calculées, ce qui affecte ensuite le choix du diamètre optimal de la canalisation. Avant de calculer le système de chauffage par gravité, il est nécessaire de connaître les principaux paramètres. Ils seront nécessaires pour calculer la valeur réelle de la pression de circulation (RC):
- Distance du centre de la chaudière au centre du radiateur (h). Plus il est grand, meilleure sera la circulation des fluides. Par conséquent, en installant un système de chauffage par gravité de vos propres mains, il est recommandé de monter la chaudière au point le plus bas de la maison - le sous-sol;
- Pression de circulation du liquide de refroidissement chauffé (Pr) et refroidi (Po).
Que le système de chauffage par gravité soit calculé pour les maisons à deux ou à un étage, la valeur de ces derniers paramètres dépend directement de la différence de température de l'eau.Ces données peuvent être extraites de données tabulaires.
Par exemple, avec une valeur de h-4 m et une différence de température de 20 ° (80/60), le chauffage par gravité aura une pression de 4 * 112 = 448 Pa. Pour d'autres calculs, il est recommandé d'utiliser des systèmes logiciels spécialisés qui prennent en compte tous les paramètres du système de chauffage par gravité d'un type fermé.
Souvent, le diamètre du tuyau raccordé à la sortie de la chaudière doit être DN 40 ou DN 50. Cela garantira des pertes minimales qui se produisent lorsque l'eau est frottée contre les parois du tuyau.
Une autre caractéristique est la différence de température du liquide de refroidissement. Plus il est grand, plus la pression de circulation est élevée. Par conséquent, en plus de la distribution uniforme de la chaleur sur les appareils de chauffage lors de la conception du système de chauffage par gravité, il est nécessaire d'assurer indépendamment la température minimale du liquide avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur de la chaudière.
Le choix des composants et des matériaux
Après l'avènement des tuyaux en polymère, le système de chauffage par gravité en polypropylène (PP) est devenu très populaire. Ce matériau est facile à traiter; un minimum d'équipement est requis pour connecter les sections individuelles.
Cependant, tous les types de ces tuyaux ne sont pas destinés à être installés comme élément chauffant. Considérez les principaux critères de sélection:
- La présence d'une couche de renfort. Le système de chauffage par gravité en polypropylène peut être affecté par des températures élevées - jusqu'à 95 ° C. Pour conserver la forme originale du tuyau, un élément de rigidification est requis, qui est une couche de papier d'aluminium ou de fibre de verre;
- épaisseur du mur. Dans un système de chauffage par gravité avec un vase d'expansion fermé, une haute pression peut être générée. Pour éviter d'endommager la conduite, les tuyaux en polypropylène doivent être de classe PN20 ou supérieure. L'épaisseur de leurs parois dépend du diamètre.
Ce tuyau peut être utilisé pour équiper le collecteur d'appoint. Cependant, afin d'obtenir une différence de température, il est recommandé que la ligne de retour soit en acier. En plus d'abaisser la température du liquide de refroidissement avant d'entrer dans la chaudière, ce matériau contribue à réduire la résistance hydraulique.
Recommandations d'installation
Après avoir effectué le calcul pour un système de chauffage par gravité en polypropylène ou en acier, vous pouvez commencer à l'installer. Pour atteindre une efficacité optimale, les experts recommandent d'apporter des modifications petites mais importantes au schéma standard:
- Pente de l'autoroute. La pression gravitationnelle optimale pour le système de chauffage peut être obtenue en inclinant les tuyaux après l'évent et sur la conduite de retour derrière le dernier appareil de chauffage;
- Installation d'une pompe de circulation dans la dérivation. Cela contribuera à réduire l'inertie du système. Le temps de chauffage du fluide de chauffage peut être très long, de sorte que la pompe peut augmenter sa vitesse le long de la ligne jusqu'à ce que le régime de température souhaité soit atteint;
- Nœuds pivotants minimum dans le pipeline. Ils créent une résistance hydraulique excessive, ce qui affecte la diminution de la vitesse de déplacement de l'eau;
- Installation d'éléments de protection. En installant un clapet anti-retour pour le chauffage par gravité, l'eau peut circuler dans la mauvaise direction. Cela est particulièrement nécessaire pour un système avec câblage supérieur et circuits multiples.
Les principaux composants d'un chauffage par gravité correctement réalisé sous pression sont des calculs préliminaires effectués par des professionnels, la sélection des bons matériaux et la technologie d'installation. Cela permettra de créer un système efficace pour maintenir une température confortable dans la maison.
Conseils pour organiser et utiliser la soupape de gravité pour le chauffage lors de l'installation d'un plancher chaud, des éléments supplémentaires peuvent être vus dans la vidéo:
