Le système de chauffage dans une maison à un étage peut être monté selon différents schémas. Lors du choix de la meilleure option, le budget du projet et la disponibilité des carburants sont pris en compte.
Ainsi que les caractéristiques des éléments structurels d'un immeuble résidentiel privé: la superficie de l'objet, les matériaux utilisés dans la construction, la présence d'un entrepôt pour l'installation de l'équipement de la chaudière.
Voyons quelles règles doivent être suivies lors de la conception d'un système de chauffage et quelles actions doivent être abandonnées afin d'éviter des problèmes de chauffage à l'avenir.
Besoins de chauffage individuels
L'unité de chauffage doit être planifiée de manière à correspondre à la conception architecturale du bâtiment. L'emplacement de tous les éléments fonctionnels devrait être aussi pratique que possible pour le fonctionnement et les travaux de réparation prévus sans violer l'intégrité structurelle de la maison.
Exigences de base pour les systèmes de chauffage modernes:
- efficacité énergétique;
- installation et maintenance simples;
- taux de transfert de chaleur élevés;
- indépendance totale / partielle de l'électricité.
Avant de procéder à la conception de l'approvisionnement en chaleur, vous devez choisir la source d'énergie thermique la plus appropriée et la plus économique - un poêle ou une cheminée, de l'eau, de la vapeur, de l'air ou du chauffage électrique.
Et il reste à décider sur le schéma de principe du câblage des tuyaux pour chauffer une maison privée d'un étage, calculer avec précision la puissance et évaluer objectivement la charge sur le système, en tenant compte de toutes les caractéristiques.
Un système de chauffage individuel devrait créer un microclimat confortable à l'intérieur de la maison en hiver, être économique et fiable en fonctionnement
Une ligne de chauffage de distribution correctement installée permet d'organiser le chauffage uniforme de l'air dans toutes les pièces d'une maison privée en un minimum de temps.
Classification des systèmes d'alimentation en chaleur
Dans les bâtiments d'un étage, des chalets, des maisons, des systèmes de chauffage autonomes ou dépendant de sources d'énergie externes sont montés. Les premiers fonctionnent au gaz liquéfié, au diesel et au combustible solide. Le second - doit être connecté au réseau principal ou au gazoduc principal.
Une autre différence entre les options d'approvisionnement en chaleur est la nécessité d'une participation humaine au fonctionnement de l'équipement.
Les systèmes à commande automatisée ne nécessitent pas de surveillance permanente ni de configuration manuelle. Le maintien d'une température confortable à l'intérieur du bâtiment est assuré par des thermostats et des capteurs de température.
Ces appareils surveillent régulièrement les changements des indicateurs de température, ce qui permet au système de chauffage de prendre en compte tous les facteurs qui affectent directement la température de la pièce: chaleur solaire, rayonnement des appareils électroménagers, chauffage des lampes pour l'éclairage, etc.
Le système d'alimentation en chaleur est souvent monté avec l'automatisation de la chaudière. Sa tâche principale est d'atteindre la plus grande efficacité possible, mais pas d'aller au-delà des limites des paramètres admissibles.
L'automatisation permet de changer la température de la maison à différents moments de la journée.
Lors de la classification des systèmes de chauffage, tenez compte des signes tels que:
- type de caloporteur - air, eau ou vapeur combinés;
- type de carburant utilisé - gaz, électrique, tourbe, bois, granulés, charbon;
- moyen de transporter le fluide de travail - à circulation naturelle et forcée;
- mouvement du liquide de refroidissement - dépassements et blocages;
- moyen de connecter l'équipement de la chaudière - disposition monotube et bitube;
- schéma de câblage - avec une disposition verticale ou horizontale de la ligne de distribution, supérieure ou inférieure, combinée.
Dans les immeubles à plusieurs appartements, la disposition verticale est dominante, tandis que dans les immeubles à un étage, on en trouve une horizontale. Les méthodes combinées d'approvisionnement en chaleur prévalent dans les immeubles de grande hauteur.
Caractéristiques de la circulation du liquide de refroidissement
Dans les bâtiments privés de faible hauteur, il est efficace d'installer des systèmes de chauffage avec un liquide de refroidissement. Pour cela, les tuyaux sont remplis d'antigel antigel ou d'eau.
Le mouvement du fluide de travail le long du circuit de chauffage peut être effectué en mode naturel ou forcé. L'eau chauffée par le générateur de chaleur entre dans le tuyau de distribution, puis dans les radiateurs. Cette partie du circuit est appelée course avant.
Après être entré dans les batteries, le fluide caloporteur se refroidit et va rapidement à la chaudière pour le chauffage. Cet écart est appelé course inverse. Pour accélérer le transport du liquide de refroidissement à l'intérieur du système, une pompe de circulation est montée.
Mouvement fluide naturel
Les canalisations horizontales sont inclinées dans le circuit de chauffage, créant ainsi des conditions pour le mouvement du fluide de travail sous l'influence de la gravité.
Ils installent également un vase d'expansion ouvert - un réservoir spécial pour recevoir l'excès d'eau afin d'assurer le fonctionnement correct et sûr de tous les nœuds du réseau d'ingénierie.
Les systèmes d'eau fonctionnent entièrement avec des chaudières à combustible liquide, à combustible solide, à gaz et électrique
Systèmes de chauffage avec fonction de circulation naturelle en raison de différentes densités de liquide de refroidissement chauffé et froid. Selon les lois de la physique, l'eau chaude se précipite.
Dans un circuit fermé, les flux froids déplacent inévitablement ceux qui sont chauffés, les forçant à se déplacer dans la direction opposée à la source de chaleur. Un fluide en mouvement avec un potentiel d'énergie cinétique traverse toutes les batteries, dégageant de la chaleur. Après retour à l'équipement de la chaudière, le cycle se répète.
Aujourd'hui, un système de chauffage monotube avec radiateurs à eau est très apprécié des consommateurs. L'eau sert de caloporteur, mais l'utilisation de fluide de travail antigel est également autorisée, ce qui empêchera la destruction des tuyaux en hiver
Pour que la conception gravitaire fonctionne parfaitement, la chaudière est installée en dessous de l'axe central du circuit principal. En règle générale, un générateur de chaleur est monté dans un évidement dans le sol, mais parfois dans les sous-sols, à l'exception des unités à gaz.
Le tuyau d'alimentation de la chaudière est relevé dans le sens vertical jusqu'au point le plus haut possible. Cela crée un espace supplémentaire dans une boucle fermée pour disperser le fluide de travail.
La quantité de vannes d'arrêt nécessaires dans les systèmes de chauffage par gravité est minimisée. Des exigences strictes sont imposées sur le diamètre des tuyaux installés - il doit être d'au moins 32 mm. Étant donné que la vitesse de circulation de l'eau dans le circuit est insignifiante, afin d'augmenter l'efficacité de chauffage, seuls des tuyaux de grand diamètre sont montés.
Un vase d'expansion est installé au point supérieur des systèmes d'alimentation en chaleur ouverts. En position fermée, en règle générale, un évent automatique est monté
Un système de chauffage autonome, dont le principe est basé sur la manière naturelle de faire circuler le fluide caloporteur, est le plus simple. Un tel projet de chauffage domestique est facile à mettre en pratique. Cependant, cette option ne convient qu'aux bâtiments privés de petite taille, car la longueur du circuit de chauffage est limitée à 30 mètres.
Le principal avantage des systèmes à écoulement par gravité est une indépendance totale vis-à-vis de l'électricité. En savoir plus sur les systèmes de chauffage à circulation naturelle du liquide de refroidissement ci-dessous.
Circulation forcée dans le système
Pour les bâtiments privés d'une superficie totale de plus de 60 mètres carrés. m. conception du chauffage avec transport forcé du fluide de travail. En boucle fermée, une pompe de circulation est installée pour assurer un mouvement accéléré du caloporteur chaud vers les radiateurs, et le refroidi vers le générateur de chaleur.
L'installation des tuyaux dans le système peut être effectuée sans biais dans le plan horizontal. L'eau se déplace en raison de la différence d'indicateurs de pression qui se produit dans la section de la ligne entre le flux de fluide avant et arrière.
La présence d'un dispositif de pompage augmente considérablement l'efficacité du système de chauffage et minimise la consommation de carburant nécessaire pour maintenir une température ambiante confortable dans une maison privée
Un inconvénient important d'un système coercitif est sa volatilité. Pour une circulation constante de l'eau dans le circuit, un fonctionnement continu de la pompe est nécessaire, et ses performances dépendent directement de l'alimentation.
En cas de panne soudaine, l'équipement ne pourra tout simplement pas pomper du fluide. Par conséquent, les experts recommandent d'installer en plus des générateurs de secours capables de fournir une alimentation en chaleur stable et ininterrompue, même dans des situations imprévues.
De tels schémas peuvent être utilisés lors de l'installation de chauffage dans des bâtiments de toute taille. Il suffit de choisir une pompe de circulation avec des indicateurs de puissance appropriés et de fournir de l'énergie.
Système de chauffage monotube
Dans la maison, une seule ligne principale est installée sous le plancher ou au-dessus avec une connexion série de batteries. Dans un tel circuit de chauffage, il n'y a pas de répartition entre le tuyau d'alimentation et le tuyau de retour.
Le long du périmètre d'un bâtiment d'un étage, un seul tuyau de section circulaire d'un diamètre d'au moins 32 mm est monté, qui est divisé en deux conditionnellement. La moitié sortant du générateur de chaleur est appelée alimentation, et la deuxième partie du principal est appelée retour. À l'aide d'un tuyau soudé ou sans soudure de petit diamètre, les radiateurs / convecteurs sont montés dans le bouclage.
L'organisation d'un système de chauffage à circulation naturelle implique l'installation d'un tuyau d'alimentation avec une pente de 4-5 mm tous les 2 m
Le schéma monotube comprend les éléments fonctionnels suivants:
- source d'alimentation en chaleur (chaudière);
- radiateurs de chauffage;
- vase d'expansion;
- éléments de routage de tuyaux.
Le liquide chauffé s'écoule alternativement dans les radiateurs, abandonnant à chaque fois une partie de sa chaleur. Après cela, il est déjà refroidi dans la chaudière pour le prochain cycle de chauffage. Dans chaque batterie, la chaleur est perdue et le dernier élément de la chaîne reste le plus froid par rapport aux autres.
Il existe plusieurs façons d'optimiser les performances d'un système monotube. Vous pouvez éventuellement installer des vannes thermostatiques spéciales pour les échangeurs de chaleur, des vannes d'équilibrage à résistance hydraulique réglable ou des vannes à boisseau sphérique compactes. Un tel équipement permet de normaliser l'apport de chaleur aux batteries.
Les vannes installées permettent d'ajuster la quantité de chaleur entrante à chaque radiateur individuel
Une autre façon consiste à augmenter le nombre de sections de chaque radiateur suivant dans le circuit de chauffage. Et vous pouvez également installer une pompe de circulation. Le dispositif de pompage est connecté à la fin du retour - l'endroit où le fluide de travail a la température la plus basse.
L'option de chauffage monotube est facile à installer et à mettre en service. Les pertes de chaleur sont minimisées, car absolument toutes les communications sont situées à l'intérieur des salons d'une maison privée.
Un tel schéma peut être organisé sous la forme d'un système avec câblage horizontal et mouvement forcé du liquide de refroidissement ou d'un réseau de chauffage vertical avec mouvement naturel, forcé ou combiné du fluide de travail.
Nous vous recommandons également de lire nos autres documents, où nous avons examiné en détail un système de chauffage monotube pour une maison privée.
Méthode de câblage horizontal
L'installation du tuyau d'alimentation dans un plan horizontal est effectuée avec la pente souhaitée dans le sens du mouvement de l'eau chauffée. Dans ce cas, toutes les batteries autour du périmètre de la maison doivent être installées au même niveau. Pour l'évacuation de l'air des radiateurs à l'aide de robinets Mayevsky ou de dispositifs de purge d'air automatiques.
La grue Maevsky est un dispositif spécial pour éliminer l'air accumulé des batteries. La vanne d'arrêt est ouverte jusqu'à ce qu'un sifflement soit clairement entendu. Lorsque le mélange gazeux est retiré, l'eau s'écoule du robinet
La ligne horizontale peut être installée dans la structure du sol elle-même ou montée au-dessus. Pour éviter les pertes de chaleur, dans le premier cas, il est nécessaire d'isoler les tuyaux.
Disposition verticale
Dans un tel système, le transport du liquide de refroidissement fournit un mode de circulation naturel, et il n'est donc pas nécessaire d'installer une pompe supplémentaire. La non-volatilité est le principal avantage d'un système de chauffage vertical monotube à la maison.
Avec cette méthode de câblage, le fluide de travail, chauffé à une température prédéterminée, remonte la colonne montante, après quoi il pénètre dans les batteries par les tuyaux de distribution. L'efficacité du fonctionnement d'un système monotube disposé verticalement est obtenue en installant un tuyau dans une pente, ainsi qu'en installant des tuyaux de grand diamètre.
Bien sûr, un énorme pipeline ne décorera pas l'intérieur des salons. Mais cet inconvénient évident peut être évité en installant un équipement de circulation dans le système.
Système de chauffage à deux tubes
La principale différence entre le système de chauffage à deux tuyaux de la maison est la présence d'un tuyau pour l'alimentation en eau et d'un autre pour son retour. De plus, du liquide chaud pénètre dans le premier et le liquide de refroidissement déjà refroidi va dans la chaudière le long de la seconde.
Chaque batterie est desservie à la fois par une alimentation et une colonne montante de retour. Cela permet de réguler la quantité de chaleur reçue par les radiateurs individuels. Si vous ne tenez pas compte du refroidissement du liquide de refroidissement dans les tuyaux, il s'avère que tous les éléments chauffants reçoivent du liquide à la même température.
Voici à quoi ressemble un système de chauffage à deux tubes standard, dans lequel le chauffage d'un liquide de refroidissement fournit une chaudière à gaz à double circuit
Le circuit de chauffage à deux tubes comprend:
- générateur de chaleur;
- batteries
- vase d'expansion;
- tuyaux;
- vannes d'arrêt et dispositifs spéciaux pour l'évacuation de l'air.
De la chaudière au vase d'expansion, il y a un tuyau avec de l'eau chaude. Il est ensuite connecté à la ligne de distribution du circuit de chauffage. De plus, un tuyau de trop-plein est inséré dans le réservoir pour éliminer en temps opportun l'excès de liquide de refroidissement dans le système d'égout.
Les tuyaux sortant du bas des échangeurs de chaleur sont combinés en une seule ligne de retour. Sur celui-ci, le liquide de refroidissement refroidi retourne à la chaudière. Le tuyau de retour est posé strictement parallèlement aux tuyaux supérieurs. Il doit traverser toutes les pièces où est posée la conduite d'alimentation en eau chaude.
Les systèmes à deux tuyaux coercitifs sont considérés comme les plus efficaces pour les maisons à un étage et les chalets, mais ils peuvent fournir de la chaleur et des bâtiments à deux étages de grande surface.
Et ceux-ci vous permettent de chauffer la pièce uniformément et très rapidement et de maintenir des conditions de température différentes dans les pièces. De plus, l'exécution en double circuit permet d'organiser non seulement le chauffage de la maison, mais également l'alimentation en eau chaude.
La pression de circulation dans le système à deux tubes dépend directement de la hauteur d'installation des éléments chauffants
Les systèmes fermés d'alimentation en chaleur à circulation forcée sont montés en deux versions - avec câblage horizontal et vertical.
La première méthode est mise en œuvre dans les maisons à un étage avec un long pipeline.Dans de telles situations, la connexion de radiateurs à eau au circuit de chauffage avec un câblage horizontal est la meilleure solution.
Dans la deuxième version du câblage, la colonne montante est située verticalement, ce qui vous permet d'utiliser le circuit même dans les immeubles de grande hauteur. Dans de tels systèmes, l'air ne s'accumule pas, car les bulles résultantes montent instantanément dans le sens vertical, directement dans le vase d'expansion.
Schéma de câblage inférieur et supérieur
Avec le câblage inférieur du système, le coffre est posé au sous-sol ou au sous-sol. De plus, l'installation de tuyaux sous le plancher est autorisée. Le liquide de refroidissement pénètre dans l'équipement de chauffage de bas en haut.
Le mélange gazeux est évacué par une ligne aérienne spéciale reliée aux colonnes montantes. En cas d'urgence imprévue, les colonnes montantes de retour et d'alimentation sont équipées de grues spéciales pour l'arrêt.
Pour mettre en œuvre le schéma avec la ligne de distribution supérieure, le vase d'expansion est monté au point le plus élevé de la canalisation. Le branchement du réseau est également effectué au même endroit.
Il est impossible de concevoir le câblage supérieur dans les maisons privées où il n'y a pas de grenier
Types de système de disposition horizontale à deux tuyaux
L'option de chauffage la plus courante pour un immeuble résidentiel d'un étage est un système d'alimentation en chaleur horizontal à deux tuyaux.
Pour organiser un tel circuit de chauffage, les schémas suivants sont utilisés:
- tee ou autre périmètre;
- collecteur, sinon rayonnement.
Selon le modèle de té, les tuyaux sont reliés par des tés, les tuyaux sont posés autour du périmètre de la pièce et sont connectés en série aux appareils. Le liquide de refroidissement dans le système de périmètre circule d'une batterie à l'autre, se refroidissant quelque peu en cours de route.
Selon le mouvement du liquide de refroidissement chauffé et refroidi, les variantes de té sont divisées en versions passant et venant en sens inverse. Dans une impasse, l'eau chaude et réfrigérée se déplace dans des directions différentes. En passant, le liquide de refroidissement chauffé et usé s'écoule dans une direction.
Dans le circuit collecteur, à partir de l'organe central du système, le collecteur, les tuyaux sont passés à chacun des radiateurs, grâce auxquels le liquide de refroidissement pénètre dans tous les appareils en même temps.
Le principe de l'appareil ressemble aux rayons du soleil émanant du distributeur de flux de chaleur situé généralement au centre. Dans les types de câbles à faisceau, le liquide de refroidissement se déplace uniquement dans des directions différentes.
Règles de conception d'un système de chauffage
Un projet bien conçu vous permet de faire fonctionner le système de chauffage le plus efficace et multifonctionnel.
Il devrait fonctionner en douceur dans les conditions climatiques caractéristiques d'une zone particulière, où se trouve une maison à un étage, et être facile à utiliser.
Sur la base des résultats d'un audit énergétique, du calcul des économies et des coûts de chauffage annuels, la meilleure option pour un système de chauffage domestique est sélectionnée
La préparation d'un projet de haute qualité pour le chauffage d'une maison à un étage et le calcul exact des paramètres du système sont effectués selon un plan spécifique:
- Au premier stade, il est nécessaire de formuler un problème technique en tenant compte de toutes les exigences et détails du système de chauffage.
- La deuxième étape consiste à collecter des informations sur une propriété privée. Les spécialistes doivent prendre tous les indicateurs afin d'établir un schéma du circuit de chauffage.
- La prochaine étape est le calcul du transfert de chaleur. Pour ce faire, vous devez effectuer des calculs et choisir le schéma de chauffage optimal qui répondra aux normes de construction de base et aux exigences individuelles des clients.
- Une fois tous les calculs terminés, des dessins sont effectués.
- La dernière étape est la conception et la livraison du projet de système de chauffage fini au client.
La tâche principale de la conception est de calculer la zone correcte de l'équipement de chauffage, de sélectionner les diamètres appropriés des pipelines. Et déterminez également les performances des appareils de pompage, calculez l'emplacement des vannes et des nœuds du système. Il est donc conseillé de confier le processus à des professionnels.
Si vous voulez vraiment effectuer les calculs vous-même, nous vous recommandons de lire le matériau, où nous avons utilisé l'exemple pour calculer le système de chauffage d'une maison privée.
De quelles informations les maîtres ont-ils besoin?
Avant de commencer les travaux d'installation, vous devriez discuter avec les experts de toutes les nuances, montrer votre vision du système de chauffage.
Les maîtres doivent fournir:
- des informations complètes sur les matériaux dont le toit du bâtiment est fait, les plafonds au sol, les structures de fenêtres;
- plan d'une maison à un étage;
- dessins, où les emplacements des unités de plomberie sont marqués.
La durée de vie du système d'alimentation en chaleur est affectée non seulement par la qualité de la conception technique et de l'installation habile, mais également par les matériaux sélectionnés, l'équipement de chaudière installé, ainsi que l'utilisation rationnelle des éléments chauffants.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Dans le diagramme vidéo 3D, dispositif et installation d'un système de chauffage pour une disposition à un tube dans une maison privée d'un étage:
Dans la vidéo, un projet de chauffage typique et le calcul des pertes de chaleur sont analysés en détail:
Les systèmes modernes d'alimentation en chaleur font partie intégrante du fonctionnement des maisons privées, des chalets et d'autres projets de construction. Une conception exécutée par des professionnels est la clé d'un fonctionnement efficace, fiable et sans problème à long terme d'un système de chauffage individuel.
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