Système de chauffage fermé: principe d'installation et schémas standard

La principale caractéristique pour laquelle un système de chauffage fermé diffère d'un système ouvert est son isolement de l'exposition environnementale. Dans un tel schéma, une pompe de circulation stimule le mouvement du liquide de refroidissement. Le schéma est dépourvu de nombreux inconvénients d'un circuit de chauffage ouvert.

Tout ce qu'il faut savoir sur les avantages et les inconvénients des systèmes de chauffage en circuit fermé, vous apprendrez en lisant l'article que nous proposons. Il a analysé en détail les options de l'appareil, la spécificité de l'assemblage et le fonctionnement des systèmes de type fermé. Un exemple de calcul hydraulique est donné pour les maîtres indépendants.

Les informations fournies pour examen sont basées sur les codes du bâtiment. Pour optimiser la perception d'un sujet difficile, le texte est complété par des diagrammes utiles, des sélections de photos et des tutoriels vidéo.

Le principe de fonctionnement du système de type fermé

Les dilatations de température dans un système fermé sont compensées en utilisant un vase d'expansion à membrane rempli d'eau pendant le chauffage. Une fois refroidie, l'eau du réservoir retourne dans le système, maintenant ainsi une pression constante dans le circuit.

La pression générée dans le circuit de chauffage fermé lors de l'installation est transmise à l'ensemble du système. La circulation du liquide de refroidissement est forcée, donc ce système est volatil. Sans pompe de circulation il n'y aura aucun mouvement d'eau chauffée à travers les tuyaux vers les instruments et vers le générateur de chaleur.

Les principaux éléments de la boucle fermée:

• chaudière;
• purgeur d'air;
• valve thermostatique;
• radiateurs;
• des tuyaux;
• vase d'expansion non en contact avec l'atmosphère;
• vanne d'équilibrage;
• robinet à tournant sphérique;
• filtre de pompe;
• soupape de sécurité;
• manomètre;
• raccords, attaches.

Si l’alimentation à domicile s’effectue sans à-coups, le système fermé fonctionne efficacement. Souvent, la conception est complétée par des «sols chauds», ce qui augmente son efficacité et son transfert de chaleur.

Cette disposition vous permet de ne pas adhérer à un certain diamètre du pipeline, de réduire le coût d'achat des matériaux et de ne pas avoir de pipeline sur une pente, ce qui simplifie l'installation. Un liquide à basse température doit arriver à la pompe, sinon son fonctionnement est impossible.

Cette option a une nuance négative - alors qu’avec une pente constante, le chauffage fonctionne aussi avec l’absence d’alimentation électrique, puis avec une position du pipeline strictement horizontale, le système fermé ne travaille Compense ce manque d'efficacité élevée et un certain nombre d'aspects positifs par rapport à d'autres types de systèmes de chauffage.

L'installation est relativement simple et est possible dans n'importe quel domaine. Il n’est pas nécessaire de réchauffer la canalisation, le chauffage est très rapide; s’il existe un thermostat dans le circuit, le mode de température peut être réglé. Si le système est agencé correctement, la perte du liquide de refroidissement et donc les raisons de son remplissage ne se produisent pas.

L'avantage incontestable du système de chauffage de type fermé est que la différence de température entre le débit d'alimentation et le flux de retour permet d'augmenter la durée de vie de la chaudière. Le pipeline en boucle fermée est moins sensible à la corrosion. Il est possible de télécharger sur le circuit antigel au lieu d'eaulorsque le chauffage doit être éteint en hiver pendant une longue période.

Protection de l'air

Théoriquement, l'air ne devrait pas entrer dans un système de chauffage fermé, mais en fait, il est toujours là. Son accumulation est observée au moment où les tuyaux et les batteries sont remplis d’eau. La deuxième raison peut être la dépressurisation des articulations.

En raison de l'apparition de bouchons d'air, le transfert de chaleur du système est réduit. Pour lutter contre ce phénomène dans le système, utilisez des vannes spéciales et des vannes pour la libération de l'air.

Pour minimiser les risques d’embouteillage, vous devez respecter certaines règles lors du remplissage d’un système fermé:

1. Nourrissez l'eau du point le plus bas au sommet. Pour ce faire, posez les tuyaux de sorte que l'eau et l'air dégagé se déplacent dans la même direction.
2. Laissez les robinets en position ouverte et les robinets en position fermée pour libérer de l'eau. Ainsi, avec une montée progressive du liquide de refroidissement, l'air s'échappera par le conduit d'aération ouvert.
3. Fermez le purgeur d’air dès que l’eau commence à couler. Continuez le processus en douceur jusqu'à ce que le circuit soit complètement rempli de liquide de refroidissement.
4. Démarrer la pompe.

Si dans le circuit de chauffage radiateurs en aluminium, puis sur chaque évent est requis. L'aluminium, en contact avec le liquide de refroidissement, provoque une réaction chimique, accompagnée d'un dégagement d'oxygène. Dans les radiateurs partiellement bimétalliques, le problème est le même, mais il se forme beaucoup moins d’air.

Dans les radiateurs, le réfrigérant 100% bimétallique n’est pas en contact avec l’aluminium, mais les professionnels insistent également sur la présence d’un évent. La conception spécifique des radiateurs à panneaux en acier est déjà en cours d'achèvement dans le processus de production avec des vannes pour le dégagement d'air.

Sur les radiateurs en fonte usés, l'air est éliminé à l'aide d'une vanne à boisseau sphérique; les autres dispositifs sont inefficaces ici.

Les points critiques dans le circuit de chauffage sont les coudes des tuyaux et les points supérieurs du système, c'est pourquoi des dispositifs d'évacuation d'air sont montés à ces endroits. Appliquer en boucle fermée Les grues de Mayevsky ou des vannes à flotteur automatiques qui permettent la ventilation sans intervention humaine.

Dans le cas de cet appareil, il y a un flotteur en polypropylène relié par une culasse à une vanne à tiroir. Lorsque la cuve à flotteur est remplie d'air, le flotteur s'abaisse et la position la plus basse ouvre la vanne par laquelle l'air s'échappe.

Dans le volume libéré par le gaz, l'eau entre, le flotteur se précipite et ferme la vanne. Pour empêcher les débris de pénétrer dans ce dernier, il est recouvert d’un capuchon protecteur.

Il y a des modifications où ce processus a lieu différemment, mais le principe est le même: le flotteur est dans la position la plus basse - du gaz est libéré; le flotteur est levé - la soupape est fermée, l'air s'accumule. Le cycle se répète automatiquement et ne nécessite pas de présence humaine.

Calcul hydraulique pour un système fermé

Afin de ne pas se tromper avec le choix des tuyaux pour le diamètre et la puissance de la pompe, le calcul hydraulique du système est nécessaire.

Le fonctionnement efficace de l'ensemble du système est impossible sans prendre en compte les 4 points principaux:

1. Déterminez la quantité de liquide de refroidissement devant être fournie aux appareils de chauffage pour assurer le bilan thermique spécifié dans la maison, quelle que soit la température extérieure.
2. Réduction maximale des coûts d'exploitation.
3. Minimiser les investissements financiers, en fonction du diamètre sélectionné du pipeline.
4. Fonctionnement stable et silencieux du système.

Le calcul hydraulique aidera à résoudre ces problèmes, vous permettant de choisir les diamètres de conduite optimaux en tenant compte des raisons économiquement justifiées. débits du liquide de refroidissement, pour déterminer la perte de charge hydraulique dans certaines zones, relier et équilibrer les branches système. Il s'agit d'une phase de conception complexe et fastidieuse, mais nécessaire.

Règles de calcul du débit de liquide de refroidissement

Les calculs sont possibles en présence de calcul thermique et après le choix des radiateurs de puissance. Le calcul thermique doit contenir des données raisonnables sur la quantité d'énergie thermique, les charges et les pertes de chaleur. Si ces données ne sont pas disponibles, la puissance du radiateur est absorbée sur toute la surface de la pièce, mais les résultats des calculs seront moins précis.

Commencez avec le schéma. Il est préférable de l’effectuer en projection axonométrique et d’appliquer tous les paramètres connus. Le débit de liquide de refroidissement est déterminé par la formule:

G = 860q / kgt kg / h,

où q est la puissance du radiateur en kW, t est la différence de température entre la ligne inverse et la ligne de flux. Déterminant cette valeur, les tables Shevelevyh déterminent la section transversale du tuyau.

Pour utiliser ces tableaux, le résultat des calculs doit être converti en litres par seconde en utilisant la formule suivante: GV = G / 3600ρ. Ici, GV signifie débit de liquide de refroidissement en l / s, ρ est la densité de l'eau égale à 0,983 kg / l à une température de 60 degrés C. À partir des tableaux, vous pouvez simplement saisir la section transversale du tuyau sans effectuer le calcul complet.

La séquence de calcul est plus facile à comprendre par l'exemple d'un circuit simple comprenant une chaudière et 10 radiateurs. Le schéma doit être divisé en sections où la section transversale des tuyaux et le débit de liquide de refroidissement sont des valeurs constantes.

La première section est une ligne allant de la chaudière au premier radiateur. Le second - le segment entre le premier et le second radiateur. La troisième section et les suivantes émettent de la même manière.

La température du premier au dernier appareil diminue progressivement. Si dans la première partie l’énergie thermique est de 10 kW, lorsque le premier radiateur passe, le liquide de refroidissement lui fournit de la chaleur et la perte de chaleur est réduite de 1 kW, etc.

Calculer le débit de liquide de refroidissement peut être selon la formule:

Q = (3.6xQuch) / (cx (tr-to))

Ici Quch est la charge thermique de la section, c est la capacité thermique spécifique de l'eau, ayant une valeur constante de 4,2. kJ / kg x s., tr est la température du liquide de refroidissement chaud à l’entrée, à la température du liquide de refroidissement refroidi à sortie

La vitesse optimale du liquide de refroidissement chaud dans la conduite est comprise entre 0,2 et 0,7 m / s. À une valeur inférieure, des bouchons d'air apparaîtront dans le système. Ce paramètre est affecté par le matériau du produit, la rugosité à l'intérieur du tuyau.

Les circuits de chauffage ouverts et fermés utilisent des tuyaux en acier noir et inoxydable, en cuivre, en polypropylène, en polyéthylène de diverses modifications, en polybutylène, etc.

Lorsque la vitesse du fluide de refroidissement dans les limites recommandées (0,2 à 0,7 m / s), il se produira dans le pipeline de polymères des pertes de charge de 45 à 280 Pa / m et dans les tubes en acier de 48 à 480 Pa / m.

Le diamètre interne du tuyau sur le site (dвн) est déterminé en fonction du flux de chaleur et de la différence températures d'entrée et de sortie (∆tco = 20 degrés С pour un système de chauffage à 2 tuyaux) ou débit caloporteur. Pour cela, il y a une table spéciale:

Pour sélectionner un circuit, les schémas à un et à deux tuyaux doivent être considérés séparément. Dans le premier cas, la colonne montante avec le plus grand nombre d'équipements est calculée et dans le second cas, le contour chargé. La longueur de la parcelle prise à partir du plan, faite à l'échelle.

Effectuer un calcul hydraulique précis n’est possible que pour un spécialiste du profil concerné. Il existe des programmes spéciaux vous permettant d'effectuer tous les calculs relatifs aux caractéristiques thermiques et hydrauliques, qui peuvent être utilisés lorsque conception du système de chauffage pour votre maison.

Sélection de la pompe de circulation

Le but du calcul est d’obtenir la valeur de pression que la pompe doit développer pour que l’eau circule dans le système. Pour ce faire, utilisez la formule:

P = Rl + Z

Dans lequel:

• P est la perte de charge dans le pipeline en Pa;
• R est la résistivité du frottement en Pa / m;
• l est la longueur de la conduite dans la surface calculée en m;
• Z - perte de pression sur les zones "étroites" en Pa.

Ces calculs sont simplifiés par les mêmes tableaux de Shevelevs, à partir desquels il est possible de trouver la résistance au frottement, il suffira de recalculer 1000i pour une longueur de tuyau spécifique. Ainsi, si le diamètre de la chambre à air est de 15 mm, la longueur de la section est de 5 m et 1000i = 28,8, alors Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. En trouvant les valeurs de Rl pour chaque tracé, elles sont résumées.

La valeur de la perte de pression Z pour la chaudière et les radiateurs est indiquée dans le passeport. Pour les autres résistances, les experts conseillent de prendre 20% de Rl, puis de résumer les résultats pour chaque section et de les multiplier par 1,3. Le résultat est la tête de pompe souhaitée. Pour les systèmes à un ou deux tuyaux, le calcul est le même.

Dans le cas où pompe ramasser Selon la chaudière existante, la formule suivante est utilisée: Q = N / (t2-t1), où N est la puissance de l'unité de chauffage en W, t2 et t1 est la température du liquide de refroidissement à la sortie de la chaudière et au retour.

Comment calculer le vase d'expansion?

Le calcul est réduit à la détermination de la magnitude d'augmentation du volume du liquide de refroidissement pendant son chauffage, de la température ambiante moyenne à + 20 ° C à la température de travail - de 50 à 80 degrés. Ces calculs ne sont pas faciles, mais il existe un autre moyen de résoudre le problème: les professionnels conseillent de choisir un réservoir d'un volume égal à 1/10 de la quantité totale de fluide dans le système.

Vous pouvez trouver ces données dans les passeports d’équipement, où est indiquée la capacité de la chemise d’eau de la chaudière et une partie du radiateur. Ensuite, calculez la section des tuyaux de différents diamètres et multipliez-les par la longueur appropriée.

Les résultats sont résumés, les données des passeports s’y ajoutent et 10% du total. Si le système complet contient 200 litres de liquide de refroidissement, un vase d'expansion d'un volume de 20 litres est nécessaire.

Critères de sélection du réservoir

Faire vases d'expansion en acier. À l'intérieur, une membrane divise la capacité en 2 compartiments. Le premier est rempli de gaz et le second de liquide de refroidissement. Lorsque la température augmente et que l'eau s'écoule du système dans le réservoir, le gaz est comprimé sous sa pression. En raison de la présence de gaz dans le réservoir, le liquide de refroidissement ne peut pas occuper la totalité du volume.

La capacité des réservoirs larges se produit différemment. Ce paramètre est sélectionné pour que, lorsque la pression dans le système atteint son maximum, l’eau ne monte pas au-dessus du niveau défini. Une soupape de sécurité est incluse dans la conception en tant que protection du réservoir contre le débordement. Remplissage normal du réservoir - de 60 à 30%.

Sélection du schéma optimal

Au dispositif de chauffage dans une maison privée, deux types de régimes sont utilisés: à un tuyau et à deux. Si vous les comparez, ce dernier est plus efficace. Leur principale différence dans les méthodes de connexion des radiateurs aux pipelines. Dans un système à deux tubes, un élément indispensable du circuit de chauffage est la colonne montante individuelle, selon laquelle le réfrigérant refroidi est renvoyé dans la chaudière.

L'installation d'un système de conduite unique est plus simple et moins coûteuse en termes financiers. La boucle fermée de ce système combine les canalisations d’alimentation et de retour.

Système de chauffage monotube

Dans les maisons à un et deux étages de petite superficie, le schéma de contour à un tuyau a fait ses preuves. chauffage du type fermé, qui représente la disposition d'un tuyau et de plusieurs radiateurs raccordés toujours.

Il est parfois appelé populairement "Leningrad". Le liquide de refroidissement renvoie la chaleur au radiateur, retourne dans le tuyau d'alimentation, puis passe à travers la batterie suivante. Les derniers radiateurs reçoivent moins de chaleur.

L'avantage de ce système s'appelle une installation économique: le temps et le matériel nécessaires sont moins utilisés que sur un système à 2 tubes. En cas de défaillance d’un seul radiateur, le reste fonctionnera en mode normal lors de l’utilisation du bypass.

Les possibilités du système monotube sont limitées - il ne peut pas être démarré par étapes, les radiateurs chauffent de manière inégale, par conséquent, les sections doivent être ajoutées au dernier élément de la chaîne. Pour que le liquide de refroidissement ne refroidisse pas si rapidement, il est nécessaire d'augmenter le diamètre des tuyaux. Il est recommandé de ne pas connecter plus de 5 radiateurs pour chaque étage.

Deux types de systèmes sont connus: horizontal et vertical. Dans un bâtiment d'un étage, une vue horizontale du système de chauffage est posée à la fois au-dessus et au-dessous du sol. Il est recommandé d’installer les piles au même niveau et d’alimenter légèrement le tuyau d’alimentation horizontal avec le liquide de refroidissement.

En cas de distribution verticale, l'eau de la chaudière monte le long de la colonne montante centrale, pénètre dans le pipeline, est répartie entre les colonnes montantes individuelles et, à partir de celles-ci, le long des radiateurs. En se refroidissant, le liquide descend le long de la même colonne montante en passant par tous les dispositifs qui s’y trouvent, se trouve être dans la canalisation de retour, puis la pompe la renvoie à la chaudière.

Après avoir choisi le type fermé du système de chauffage, l'installation est effectuée dans l'ordre suivant:

1. Installez la chaudière. Le plus souvent, une place lui est attribuée au sous-sol ou au rez-de-chaussée de la maison.
2. Connectez-vous aux tuyaux d'entrée et de sortie du tuyau de la chaudière, diluez-les autour du périmètre de tous les locaux. Les connexions sont sélectionnées en fonction du matériau des conduites principales.
3. Installez le vase d'expansion en le plaçant au plus haut point. Simultanément, le groupe de sécurité est monté, le connectant à l'autoroute via un té. Effectuer la fixation de la colonne montante principale verticale, la connecter au réservoir.
4. Faire l'installation de radiateurs avec l'installation de grues Mayevsky. La meilleure option: deux vannes de dérivation et d’arrêt, l’une à l’entrée, l’autre à la sortie.
5. La pompe est installée sur le site où le liquide de refroidissement refroidi entre dans la chaudière, après avoir préalablement installé un filtre devant son emplacement de montage. Le rotor est placé strictement horizontalement.

Certains maîtres installent une pompe avec dérivation afin de ne pas vider l'eau du système en cas de réparation ou de remplacement de l'équipement.

Après l'installation de tous les éléments, ouvrez la vanne, remplissez la conduite avec du liquide de refroidissement, puis retirez l'air. On vérifie que l'air est complètement éliminé en dévissant la vis située sur le couvercle du corps de la pompe. Si un liquide en sort, cela signifie que l’équipement peut être mis en marche après avoir préalablement serré la vis centrale précédemment dévissée.

Avec des pratiques éprouvées systèmes de chauffage monotube et les options pour l'appareil que vous pouvez trouver dans un autre article sur notre site.

Système de chauffage à deux tuyaux

Comme dans le cas du système monotube, il existe une disposition horizontale et verticale, mais il existe à la fois une conduite d’alimentation et une conduite de retour. Tous les radiateurs chauffent de la même manière. Un type diffère des autres en ce que, dans le premier cas, il existe une seule colonne montante et que tous les appareils de chauffage y sont connectés.

Le schéma vertical prévoit la connexion des radiateurs à la colonne montante, situés verticalement. Son avantage est que, dans un bâtiment de plusieurs étages, chaque étage est connecté individuellement à la colonne montante.

Une particularité du circuit à deux tubes est la présence de tuyaux connectés à chaque batterie: un droit et la seconde inverse. Pour connecter les appareils de chauffage, il existe 2 schémas. L'un d'eux est le collecteur, lorsque 2 tuyaux vont des collecteurs à la batterie.

Le système se caractérise par une installation complexe, une consommation élevée de matériau, mais vous pouvez régler la température dans chaque pièce.

La seconde - le circuit parallèle est plus simple. Les risers installés autour du périmètre de la maison sont reliés à des radiateurs. Une chaise longue traverse tout le sol et les contremarches y sont connectées.

Les composants d'un tel système sont:

• chaudière;
• soupape de sécurité;
• manomètre;
• évent automatique;
• valve thermostatique;
• des piles;
• pompe
• filtrer;
• dispositif d'équilibrage;
• réservoir;
• valve.

Avant de procéder à l'installation, il convient de résoudre le problème du type de transporteur d'énergie. Ensuite, installez la chaudière dans une chaufferie séparée ou au sous-sol. Le principal est d’y assurer une bonne ventilation. Installez le collecteur, s'il est fourni par le projet et la pompe. Adjacent à la chaudière, appareils de réglage et de mesure.

Une ligne est connectée à chaque futur radiateur, puis les batteries sont installées. Ils accrochent les appareils de chauffage sur des supports spéciaux de telle sorte que 10 à 12 centimètres restent au sol et à 2 à 5 cm des murs. Prévoir des dispositifs de verrouillage et de réglage pour les ouvertures des dispositifs sur une entrée et une sortie.

Après l'installation de tous les nœuds du système, il est appuyé. Les professionnels doivent y participer car ils sont les seuls à pouvoir délivrer le document correspondant.

Caractéristiques détaillées du système de chauffage à double tuyau de l'appareil décrit iciL'article présente différents schémas et leur analyse.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Cette vidéo contient un exemple de calcul hydraulique détaillé d'un système de chauffage de type fermé à 2 tuyaux pour une maison à 2 étages du programme VALTEC.PRG:

Vous trouverez ci-dessous une description détaillée du système de chauffage monotube à dispositif:

Il est possible d'installer la version fermée du système de chauffage de manière indépendante, mais il est impossible de le faire sans l'avis d'un expert. La clé du succès est un projet correctement exécuté et des matériaux de haute qualité.

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