Tout le monde connaît la sélection naturelle, et cela vaut également pour les nombreuses inventions de l'humanité. Au fil du temps, quelque chose de similaire, ils passent aussi. Certaines technologies vont sombrer dans les abysses, restant à jamais oubliées, tandis que d'autres deviennent des classiques immortels et hors compétition. Quant à ce dernier, cela comprend également un système de chauffage à circulation naturelle (CO avec EC). Malgré la disponibilité de solutions plus avancées et fonctionnelles, la technologie est toujours en demande, elle a passé avec succès l'épreuve du temps.
Caractéristiques de la circulation naturelle
Ce système a d'autres noms: thermosiphon, gravité, gravité.
Il comprend plusieurs composants:
- Générateur de chaleur (chaudière, poêle ou cheminée avec eauchemise).
- Closed loop - tuyaux, radiateurs remplis de caloporteur liquide (eau, huile, antigel).
- Vase d'expansion.
- Vannes d'arrêt et de régulation.
- Instruments.
Le liquide de refroidissement chauffé du four ou de la chaudière se déplace en circuit fermé, chauffant les radiateurs. Et ceux-ci, à leur tour, transfèrent de l'énergie à l'air ambiant de la pièce. La principale caractéristique de ce système réside dans la manière spéciale qui assure le mouvement du liquide de refroidissement.
C'est nettement plus facile pour les résidents des immeubles résidentiels, puisque le chauffage central a été installé dans les appartements. Les propriétaires de biens immobiliers privés doivent établir eux-mêmes le chauffage de l'eau à circulation naturelle pour leur logement. Mais comment fonctionne le système en question ? Ceci est discuté ci-dessous.
Principe de fonctionnement
Comme nous le savons depuis l'école, si un milieu est chauffé, son volume augmentera selon les lois connues de la physique. De plus, du côté de la zone la plus froide, la force d'Archimède commence à agir sur elle, la forçant à s'élever.
Ce phénomène a aussi son propre nom - la convection. C'est lui qui agit comme une "unité de puissance" du liquide de refroidissement, où apparaît la notion de "circulation naturelle". Et puisque la convection est étroitement liée à la gravité, le système est également appelé gravitationnel.
La puissance du flux de convection dépend en grande partie de la différence de température entre le liquide de refroidissement chauffé dans la chaudière ou le four et dans la zone du fluide entrant (retour). Comment peux-tu comprendrele pompage du fluide de travail est effectué sans l'utilisation d'une pompe. Et cela implique que le système de chauffage d'une maison à un étage à circulation naturelle n'a pas besoin d'électricité, c'est-à-dire qu'il est non volatil. Et comme il n'y a pas d'appareil électrique, les économies sont évidentes.
En d'autres termes, lorsqu'elle est chauffée, l'eau (généralement utilisée comme caloporteur) perd sa densité et monte le long de la colonne montante centrale, poussée par un flux froid qui retourne à la chaudière. Après cela, l'eau chaude est envoyée aux radiateurs par les tuyaux d'alimentation. En dégageant de la chaleur, il se refroidit et retourne par gravité au générateur de chaleur (retour) et le cycle se répète un nombre incalculable de fois.
De plus, comme il n'y a pas de pompe, il n'y aura pas de surpression. Par conséquent, un récipient ouvert suffit comme vase d'expansion. Sa présence est due au fait qu'une pression constante est maintenue dans le système de chauffage.
Facteurs significatifs
Mais qu'est-ce qui affecte la vitesse de l'eau dans le système de chauffage à circulation naturelle d'une maison à un étage ? Cela est généralement dû aux facteurs suivants:
- La valeur de la pression de circulation - plus elle est élevée, mieux c'est.
- Diamètre des canalisations - une petite section créera plus de résistance à l'écoulement de l'eau qu'un diamètre plus grand. À cet égard, les dimensions pour le câblage sont généralement de 32 à 40 mm.
- Matériel pour la fabrication de pipelines - les solutions modernes en polypropylène sont moinsrésistance par rapport aux tuyaux métalliques.
- Le contour tourne - idéalement lorsque le pipeline est droit.
- Le nombre de raccords, d'adaptateurs, de rondelles de retenue - il y a des limites ici, puisque chaque valve réduit le degré de pression.
Pour créer la pression optimale dans le système de chauffage avec EC, la chaudière doit être placée aussi bas que possible sous le système de circuit. En règle générale, c'est le sous-sol. Pour des raisons évidentes, le vase d'expansion est installé le plus haut possible et dans la plupart des cas situé dans les combles.
Il faut tenir compte du fait que le système de chauffage d'une maison à circulation naturelle a un caractère inerte, ce qui signifie qu'il coule plutôt lentement. La durée entre l'allumage de la chaudière et la stabilisation complète du régime de température prend plusieurs heures.
Options de liquide de refroidissement
En règle générale, il est d'usage d'utiliser de l'eau ou de l'antigel comme liquide de refroidissement. Mais comme ce dernier a une densité plus élevée et un faible transfert de chaleur, il faudra beaucoup plus de temps pour le chauffer, et donc le carburant. À cet égard, il est beaucoup plus rentable d'utiliser de l'eau.
De plus, lorsque l'antigel est chauffé, il se dilate beaucoup plus. Par conséquent, lors du choix de ce liquide de refroidissement, le vase d'expansion doit être encore plus grand qu'avec de l'eau.
Avantages du système de chauffage EC
Les principaux avantages du chauffage domestique à circulation naturelle sont:
- Effet low costpas de pompe de circulation coûteuse.
- Pas de bruit. Même les pompes les plus modernes produisent un bourdonnement silencieux - pendant la journée, il n'est pas entendu sur fond de bruit ambiant, mais la nuit, le bourdonnement peut être entendu, ce qui provoque une gêne.
- Les dysfonctionnements de la pompe entraînent des coûts supplémentaires.
- Le nombre de pannes est minime - il n'y a pratiquement rien à casser ici, à l'exception de la chaudière. Les fuites sont rares et peuvent être facilement réparées par vous-même.
Mais le principal avantage du système de chauffage EC réside précisément dans son indépendance énergétique. Dans les zones où il y a des coupures de courant constantes, c'est la meilleure option.
Inconvénients évidents
Oui, et un système de chauffage apparemment parfait d'une maison à un étage à circulation naturelle, fonctionnant selon toutes les lois de la physique, présente un certain nombre d'inconvénients.
Les inconvénients évidents incluent:
- Plage courte de liquide de refroidissement.
- L'impossibilité de régler la température dans chaque pièce séparément.
- L'eau circule dans le circuit sous une légère pression, ce qui provoque une baisse notable de la température - plus le radiateur est éloigné de la chaudière, plus elle est basse.
- Longue période pendant laquelle le système passe en mode de fonctionnement complet.
- Étant donné que le vase d'expansion est situé dans un grenier froid (qui n'est souvent pas chauffé), il est possible que le liquide de refroidissement gèle.
Malgré tous ces inconvénients,le chauffage avec EC est toujours d'actualité. Cela est peut-être dû au fait que pour de nombreuses personnes, les avantages l'emportent sur tous les inconvénients ci-dessus.
Variétés de circuits de chauffage
Un système de chauffage de l'eau à circulation naturelle peut être réalisé selon plusieurs schémas:
- monotube;
- bitube;
- faisceau.
Dans ce cas, les paramètres généraux tels que la longueur du circuit, le nombre de batteries et un certain nombre d'autres ne jouent pas un rôle particulier. Cependant, il peut y avoir de nombreux régimes plus spécifiques. Cependant, ci-dessous, nous ne considérerons que les plus simples d'entre eux.
Ligne monotube
C'est le schéma le plus simple, où un tuyau est utilisé pour fournir de l'eau aux radiateurs. Cependant, dans certains cas, vous pouvez vous en passer, car la chaleur est fournie par la zone des canalisations elles-mêmes.
Si le schéma implique toujours la présence de radiateurs, il est alors nécessaire de faire les calculs corrects pour le nombre de batteries (sections). La quantité optimale n'est pas supérieure à 5. Après tout, lorsque l'eau passe par chaque point, elle se refroidit. De plus, dans le système de chauffage d'une maison privée à circulation naturelle, il convient d'utiliser le moins de vannes d'arrêt possible. Dans le même temps, la longueur du contour lui-même n'a pas besoin d'être considérablement réduite.
L'option idéale dans ce cas est une disposition en diagonale. En d'autres termes, le liquide de refroidissement entrera dans les radiateurs par le haut, se redirigeant vers chaque point. Après la dernière batterie, l'eau refroidie sera renvoyée àchaudière par le tuyau de sortie appelé tuyau de retour. Dans le même temps, l'ensemble du pipeline est le même, ce qui est en fait l'essence même d'une ligne à un seul tube.
Système bitube
Ce schéma est un peu plus compliqué, mais il a aussi ses avantages. Ici, le liquide de refroidissement chaud est transporté à travers les batteries via une canalisation et, à l'état refroidi, retourne à la chaudière via une autre ligne. En conséquence, l'efficacité du transfert de chaleur des batteries connectées à une jambe horizontale est améliorée. En règle générale, la conduite d'alimentation longe le plafond ou se trouve dans le grenier. Quant à la ligne de retour, elle est au-dessus du sol.
Malgré l'avantage évident d'une seule ligne (matériaux minimaux, donc coûts minimaux), un système de chauffage à deux tuyaux avec circulation naturelle d'une maison à deux étages (ou à un étage) sera toujours la meilleure solution. De plus, il est divisé en deux branches avec un nombre identique de radiateurs.
En parallèle, chaque batterie reçoit un liquide de refroidissement à la même température, ce qui est déjà un plus, et très important ! De plus, il est possible de le réguler automatiquement, puisque les appareils ne dépendent pas les uns des autres. Sur la base de l'avantage mentionné d'un schéma à un seul tuyau, l'inconvénient d'un système à deux tuyaux s'ensuit - une consommation accrue de matériaux. Cela est particulièrement vrai pour les maisons à deux étages.
Caractéristiques du schéma de rayons
Dans ce cas, les lignes d'entrée et de sortie sont connectées à un collecteur spécial. En fait, il s'agit d'un peigne de distribution, dans lequel chaque sortie est équipée d'un starter. Cependant, pour chaque batteriedeux tuyaux sont fournis.
Du point de vue du contrôle de la température, un tel système de chauffage à circulation naturelle est le plus pratique. Dans le même temps, le travail d'installation ici est plus compliqué, car trop de tuyaux sont utilisés. Par conséquent, afin de ne pas gâcher l'apparence de la pièce, ils sont retirés au sol ou cachés derrière de faux murs. Et cela entraîne déjà une augmentation significative du coût des travaux.
Caractéristiques du bâtiment CO avec EC
Étant donné que le fonctionnement du CO avec l'EC est basé sur des lois physiques naturelles (un environnement chauffé crée un flux ascendant), les batteries doivent être situées au-dessus du niveau de la chaudière. L'emplacement optimal est le sous-sol ou le sous-sol. Si ni l'un ni l'autre n'est disponible, un évidement de la taille appropriée est réalisé dans le sol pour l'installation d'un générateur de chaleur.
Et cela est vrai non seulement pour une maison privée, mais aussi pour les appartements avec chauffage autonome. Une petite section du sol est découpée avec la chape afin de pouvoir placer une chaudière de chauffage à circulation naturelle directement sur la dalle de sol.
Pour une meilleure circulation naturelle du liquide de refroidissement, un collecteur accélérant ou une section de tuyau vertical est nécessaire, qui part de la chaudière et monte jusqu'au plafond. Par la suite, les locaux sont descendus de la route principale aux radiateurs.
La hauteur minimale du collecteur de suralimentation doit être d'au moins 1 500 mm, tout en gardant à l'esprit qu'il doit y avoir un espace libre entre la ligne supérieure et le plafondespace pour un vase d'expansion. Et comme nous le savons, c'est un élément indispensable de l'ensemble du système de chauffage. Si la maison a des plafonds bas, le réservoir est simplement retiré dans le grenier et ces pièces doivent être isolées. Vous pouvez créer un système de chauffage de type fermé à l'aide d'un vase d'expansion à membrane, qui peut être placé à n'importe quel endroit pratique.
Il convient de noter qu'un système de chauffage fermé à circulation naturelle a ses avantages:
- La perte de chaleur est largement réduite grâce au vase d'expansion.
- Le système fermé ne nécessite pas de ventilation régulière.
- Le volume du vase d'expansion est également réduit, il en va de même pour l'inertie thermique du système.
Comme vous pouvez le comprendre, la présence d'un deuxième étage dans la maison augmente considérablement l'efficacité du collecteur accélérant.
Pour cette raison, il est beaucoup plus facile d'organiser la circulation naturelle du liquide de refroidissement dans un manoir à deux étages que dans une maison à un étage.
Règles d'installation d'un système de chauffage avec EC
S'il y a un désir ou un besoin d'organiser un système de chauffage avec un EC, alors un certain nombre de règles doivent être prises en compte:
- Les branches horizontales des canalisations du circuit doivent nécessairement être inclinées dans le sens du mouvement du liquide de refroidissement. Jusqu'à 10 mm sur les lignes longues et jusqu'à 50 mm sur les sections courtes par mètre.
- Lors de la création d'un système de chauffage à circulation naturelle de vos propres mains, vous devez utiliser tous les moyens possiblesessayer de réduire la résistance hydraulique du circuit. Cette règle doit être suivie lors du choix des batteries - les radiateurs en fonte sont le meilleur choix en raison de leur faible dégagement.
- Les tuyaux en polymère ont le plus faible degré de résistance hydraulique. De plus, ils ne grossissent pas avec le tartre. Mais il vaut mieux ne pas utiliser d'options métal-plastique, car la zone d'écoulement est sensiblement réduite en raison des raccords. Le meilleur choix est les tuyaux en polypropylène, leur température de fonctionnement est de 70 °. Les options en polyéthylène réticulé sont encore plus préférables - leur seuil de température est de 95 ° C.
- S'il y a des branches dans le circuit de chauffage, après chacune d'elles, le diamètre du tuyau est sélectionné d'une taille plus petite. Pour le retour, l'inverse est vrai - la taille augmente.
Étant donné que le concept d'un système de chauffage à circulation naturelle implique l'absence d'utilisation d'électricité, la chaudière doit également être non volatile. Et ces modèles sont fabriqués par de nombreux fabricants.
Parmi les entreprises étrangères figurent Bertta, Stropuva, Buderus. Mais les entreprises russes peuvent également offrir de bonnes options - Energia, Ogonyok, Conord.
Conclusion
Comme vous pouvez le constater, le système de chauffage avec liquide de refroidissement EC a ses avantages et ses inconvénients. Quelqu'un aimera cette option et voudra l'implémenter. D'autres n'y voient que des inconvénients. Dans tous les cas, un tel schéma de chauffage à circulation naturelle convient à de nombreuxpropriétaires.
Dans le même temps, la plupart d'entre eux installent une pompe de circulation sur la canalisation de retour pour améliorer l'efficacité du système de chauffage. Seulement, il est situé sur la rocade. Une telle mesure vous permet de transférer le circuit à la gravité en ouvrant un robinet spécial lorsque l'alimentation est coupée.
