L'introduction des technologies modernes a conduit au remplacement progressif des systèmes de chauffage par gravité. Les nouveaux types de chauffage des locaux sont plus efficaces et nécessitent des coûts moindres pendant la saison froide. Alors pourquoi les systèmes gravitaires sont-ils encore installés dans les maisons privées modernes ? La réponse à cette question est simple: ils ont une grande fiabilité basée sur une compréhension des lois de la physique, ainsi qu'une indépendance énergétique par rapport aux sources de courant électrique.
Sur quel principe fonctionne le système de chauffage par gravité
Le chauffage par gravité est également appelé système de circulation naturelle. Il est utilisé pour chauffer les maisons depuis le milieu du siècle dernier. Au début, les gens ordinaires ne faisaient pas confiance à cette méthode, mais voyant sa sécurité et son aspect pratique, ils ont progressivement commencé à remplacer les poêles en brique par le chauffage à eau.
Puis avec l'avènement des chaudières à combustible solidele besoin de fours encombrants a complètement disparu. Le système de chauffage gravitationnel fonctionne sur un principe simple. L'eau de la chaudière se réchauffe et sa densité devient moins froide. En conséquence, il s'élève le long de la colonne montante verticale jusqu'au point le plus élevé du système. Après cela, l'eau de refroidissement commence son mouvement vers le bas, et plus elle se refroidit, plus la vitesse de son mouvement est grande. Un flux est créé dans le tuyau dirigé vers le point le plus bas. Ce point est le tuyau de retour installé dans la chaudière.
Lorsqu'elle se déplace de haut en bas, l'eau traverse les radiateurs, laissant une partie de sa chaleur dans la pièce. La pompe de circulation ne participe pas au processus de mouvement du liquide de refroidissement, ce qui rend ce système indépendant. Par conséquent, elle n'a pas peur d'une panne de courant.
Le calcul du système de chauffage par gravité se fait en tenant compte des pertes de chaleur de la maison. La puissance requise des appareils de chauffage est calculée et, sur cette base, la chaudière est sélectionnée. Il devrait avoir une réserve de marche d'une fois et demie.
Description du schéma
Pour qu'un tel chauffage fonctionne, les rapports des tuyaux, leurs diamètres et leurs angles d'inclinaison doivent être correctement sélectionnés. De plus, certains types de radiateurs ne sont pas utilisés dans ce système.
Considérons les éléments qui composent toute la structure:
- Chaudière à combustible solide. L'entrée d'eau dans celui-ci doit se faire au point le plus bas du système. Théoriquement, la chaudière peut également être électrique ou à gaz, mais en pratique, pour de tels systèmes, elles ne le sont pas.appliquer.
- Élévateur vertical. Son fond est relié à l'alimentation de la chaudière et le haut se ramifie. Une partie est connectée à la conduite d'alimentation et la seconde est connectée au vase d'expansion.
- Vase d'expansion. Un excès d'eau y est versé, qui se forme lors de l'expansion due au chauffage.
- Pipeline d'approvisionnement. Pour que le système de chauffage de l'eau par gravité fonctionne efficacement, le pipeline doit avoir une pente descendante. Sa valeur est de 1 à 3 %. Autrement dit, pour 1 mètre de tuyau, la différence devrait être de 1 à 3 centimètres. De plus, le diamètre du pipeline devrait diminuer à mesure qu'il s'éloigne de la chaudière. Pour cela, des tuyaux de différentes sections sont utilisés.
- Appareils de chauffage. Des tuyaux de grand diamètre ou des radiateurs en fonte M 140 sont installés comme eux. Les radiateurs bimétalliques et en aluminium modernes ne sont pas recommandés. Ils ont une petite zone d'écoulement. Et comme la pression dans le système de chauffage gravitationnel est faible, il est plus difficile de pousser le liquide de refroidissement à travers de tels dispositifs de chauffage. Le débit diminuera.
- Tuyau de retour. Tout comme le tuyau d'alimentation, il a une pente qui permet à l'eau de s'écouler librement vers la chaudière.
- Grues de vidange et de prélèvement d'eau. Le robinet de vidange est installé au point le plus bas, directement à côté de la chaudière. Le robinet pour la prise d'eau se fait là où c'est pratique. Le plus souvent, il s'agit d'un emplacement proche du pipeline qui se connecte au système.
Avantages du système
L'avantage le plus fondamental du système de chauffage gravitationnel est sa complète autonomie. En raison de la simplicitéses éléments ne nécessitent pas d'électricité. Son autre atout est la fiabilité, car plus le système est simple, moins il nécessite d'entretien. Il convient de noter que la pression inférieure dans le système de chauffage par gravité est moins dangereuse.
Défauts
Les partisans des systèmes fermés citent de nombreux inconvénients du chauffage par gravité. Beaucoup d'entre eux semblent tirés par les cheveux, mais énumérons-les quand même:
- Apparence laide. Des tuyaux d'alimentation de grand diamètre passent sous le plafond, perturbant l'esthétique de la pièce.
- Difficulté d'installation. Nous parlons ici du fait que les tuyaux d'alimentation et d'évacuation changent de diamètre par étapes en fonction du nombre d'appareils de chauffage. De plus, le système de chauffage par gravité d'une maison privée est constitué de tuyaux en acier, plus difficiles à installer.
- Faible efficacité. On pense que le chauffage intérieur est plus économique, mais il existe des systèmes de circulation naturelle bien conçus qui fonctionnent tout aussi bien.
- Zone de chauffage limitée. Le système de gravité fonctionne bien sur des surfaces allant jusqu'à 200 mètres carrés. mètres.
- Nombre limité d'étages. Un tel chauffage n'est pas installé dans les maisons de plus de deux étages.
En plus de ce qui précède, l'alimentation en chaleur gravitationnelle a un maximum de 2 circuits, tandis que les maisons modernes ont souvent plusieurs circuits.
Différences dans le fonctionnement d'une chaudière à combustible solide
Le cœur de tout système de chauffage est la chaudière. Bien qu'il soit possible d'installerMêmes modèles, le travail avec différents types de chauffage sera différent. Pour un fonctionnement normal de la chaudière, la température de la chemise d'eau doit être d'au moins 55 °C. Si la température est inférieure, dans ce cas, la chaudière à l'intérieur sera recouverte de goudron et de suie, ce qui diminuera son efficacité. Il devra être constamment nettoyé.
Pour éviter que cela ne se produise, une vanne à trois voies est installée dans un système fermé à la sortie de la chaudière, qui entraîne le liquide de refroidissement dans un petit cercle, en contournant les réchauffeurs, jusqu'à ce que la chaudière se réchauffe. Si la température commence à dépasser 55 °C, alors dans ce cas la vanne s'ouvre et l'eau est mélangée en un grand cercle.
Une vanne à trois voies n'est pas nécessaire pour un système de chauffage par gravité. Le fait est qu'ici la circulation ne se produit pas à cause de la pompe, mais à cause du chauffage de l'eau, et jusqu'à ce qu'elle chauffe à une température élevée, le mouvement ne commence pas. Le four de la chaudière dans ce cas reste constamment propre. Une vanne à trois voies n'est pas nécessaire, ce qui réduit le coût et la simplification du système et ajoute à ses avantages.
Sécurité chauffage
Comme mentionné ci-dessus, la pression dans un système fermé est plus élevée que dans un système gravitationnel. Par conséquent, ils adoptent une approche différente de la sécurité. En chauffage fermé, la dilatation du liquide de refroidissement est compensée dans le vase d'expansion par une membrane.
Il est entièrement scellé et réglable. Après avoir dépassé la pression maximale autorisée dans le système, l'excès de liquide de refroidissement, surmontant la résistance de la membrane, pénètre dans le réservoir.
Le chauffage par gravité est dit ouvert à cause d'un vase d'expansion qui fuit. Vous pouvez installer un réservoir de type membrane et faire un système de chauffage fermé par gravité, mais son efficacité sera beaucoup plus faible, car la résistance hydraulique augmentera.
Le volume du vase d'expansion dépend de la quantité d'eau. Pour le calcul, son volume est pris et multiplié par le coefficient de dilatation, qui dépend de la température. Ajoutez 30 % au résultat.
Le coefficient est sélectionné en fonction de la température maximale atteinte par l'eau.
Congestion aérienne et comment y faire face
Pour un fonctionnement normal du chauffage, il est nécessaire que le système soit complètement rempli de liquide de refroidissement. La présence d'air est strictement interdite. Cela peut créer un blocage qui empêche le passage de l'eau. Dans ce cas, la température de la chemise d'eau de la chaudière sera très différente de la température des réchauffeurs. Pour éliminer l'air, des vannes d'air, des robinets Mayevsky sont montés. Ils sont installés au sommet des appareils de chauffage, ainsi que sur les parties supérieures du système.
Cependant, si le chauffage par gravité a les bonnes pentes de tuyau d'entrée et de sortie, aucune vanne n'est nécessaire. L'air dans la canalisation inclinée montera librement vers le haut du système, et là, comme vous le savez, il y a un vase d'expansion ouvert. Il ajoute également un avantage au chauffage ouvert en réduisant les éléments inutiles.
Est-il possible de monter un système de polypropylènetuyaux
Les personnes qui chauffent elles-mêmes se demandent souvent s'il est possible de fabriquer un système de chauffage par gravité en polypropylène. Après tout, les tuyaux en plastique sont plus faciles à monter. Il n'y a pas de travaux de soudage coûteux ni de tuyaux en acier, et le polypropylène peut résister à des températures élevées. Vous pouvez répondre qu'un tel chauffage fonctionnera. Au moins pour un moment. Ensuite, l'efficacité commencera à diminuer. Quelle est la raison? Le point est les pentes des tuyaux d'alimentation et d'évacuation, qui assurent l'écoulement gravitaire de l'eau.
Le polypropylène a une plus grande expansion linéaire que les tuyaux en acier. Après des cycles répétés de chauffage à l'eau chaude, les tuyaux en plastique commenceront à s'affaisser, violant la pente requise. De ce fait, le débit, s'il n'est pas arrêté, diminuera sensiblement, et il faudra penser à installer une pompe de circulation.
Difficultés à installer un système de gravité dans une maison à deux étages
Le système de chauffage par gravité d'une maison à deux étages peut également fonctionner efficacement. Mais son installation est beaucoup plus difficile que pour un étage. Cela est dû au fait que les toits de type grenier ne sont pas toujours réalisés. Si le deuxième étage est un grenier, alors la question se pose: où placer le vase d'expansion, car il devrait être tout en haut ?
Le deuxième problème auquel vous devrez faire face est que les fenêtres des premier et deuxième étages ne sont pas toujours sur le même axe, par conséquent, les batteries supérieures ne peuvent pas être connectées aux inférieures en posant des tuyaux au plus court chemin. Cela signifie que des virages et des virages supplémentaires devront être effectués, ce qui augmentera la puissance hydrauliquerésistance dans le système.
Le troisième problème est la courbure du toit, qui peut rendre difficile le maintien d'une pente appropriée.
Conseils pour installer un chauffage par gravité dans une maison à deux étages
La plupart de ces problèmes peuvent être résolus au stade de la conception de la maison. Il y a aussi un petit secret sur la façon d'augmenter l'efficacité du chauffage d'une maison à deux étages. Il est nécessaire de connecter les tuyaux de sortie des radiateurs installés au deuxième étage directement à la ligne de retour du premier étage, et de ne pas faire de ligne de retour au deuxième étage.
Une autre astuce consiste à fabriquer les conduites d'alimentation et de retour à partir de tuyaux de gros diamètres. Pas moins de 50 mm.
Ai-je besoin d'une pompe dans un système de chauffage par gravité ?
Parfois, il existe une option lorsque le chauffage a été mal installé et que la différence entre la température de l'enveloppe de la chaudière et celle du retour est très importante. Le liquide de refroidissement chaud, n'ayant pas une pression suffisante dans les canalisations, se refroidit avant d'atteindre les derniers appareils de chauffage. Tout reconstruire est un travail difficile. Comment résoudre le problème à moindre coût ? L'installation d'une pompe de circulation dans un système de chauffage par gravité peut aider. À ces fins, un by-pass est créé, dans lequel une pompe à faible puissance est intégrée.
Une puissance élevée n'est pas nécessaire, car avec un système ouvert, une pression supplémentaire est créée dans la colonne montante quittant la chaudière. Un by-pass est nécessaire afin de laisser la possibilité de travailler sans électricité. Il s'installe sur le retour avant la chaudière.
Comment collecter plusefficacité
Il semblerait que le système à circulation naturelle ait déjà été perfectionné, et il est impossible de penser à quoi que ce soit pour augmenter l'efficacité, mais ce n'est pas le cas. Vous pouvez augmenter considérablement la commodité de son utilisation en augmentant le temps entre les feux de chaudière. Pour ce faire, vous devez installer une chaudière d'une puissance supérieure à celle requise pour le chauffage et évacuer l'excès de chaleur vers un accumulateur de chaleur.
Cette méthode fonctionne même sans utiliser de pompe de circulation. Après tout, le liquide de refroidissement chaud peut également remonter la colonne montante de l'accumulateur de chaleur, à un moment où le bois de chauffage a brûlé dans la chaudière.
