Pour organiser un système d'alimentation en chaleur pour une maison ou un appartement privé, l'option la plus acceptable est un circuit de chauffage fermé. Il se caractérise par un haut degré de fiabilité, d'efficacité et la capacité d'ajuster les principaux paramètres. Cependant, pour créer un circuit professionnel, vous devez savoir en quoi consiste un système de chauffage fermé : les vases d'expansion, les circuits et les équipements nécessaires.
Caractéristiques de la conception d'un système de chauffage fermé
Le principe de fonctionnement de l'alimentation en chaleur de type fermé consiste à créer une pression accrue. Cela est dû à la dilatation thermique de l'eau chaude ou d'un autre fluide caloporteur. Dans le même temps, la pression dans un système de chauffage fermé d'une maison privée favorise une meilleure circulation et, par conséquent, une répartition uniforme de la chaleur.
Contrairement aux schémas gravitationnels, avant l'installation, il est nécessaire d'apprendre en détail comment fonctionne un système de chauffage fermé. Lorsque le liquide de refroidissement se réchauffe, il se dilate et augmente la pression, ce qui provoque le début de la circulation.
Mais cela peut ne pas suffire. Et donc une pompe est ajoutée au système. Il vous permet d'augmenter la vitesse de circulation de l'eau chaude et ainsi de réduire le degré de refroidissement du liquide de refroidissement dans le tuyau de retour. Cela entraîne une diminution de la consommation d'énergie.
Pour la conception, vous devez connaître le dispositif de chauffe-eau de type fermé, sa configuration minimale. Il doit être composé des éléments suivants :
- Élément chauffant... Il peut s'agir d'une chaudière de différents types - gaz, électrique, combustible solide. La condition principale est la sécurité du travail et un bon indicateur de puissance. Un échangeur de chaleur doit être installé dans sa conception pour le raccordement à un système de chauffage de type fermé ;
- Pipelines... Ils fournissent de l'eau chaude aux radiateurs et aux radiateurs. L'exigence déterminante est la capacité de résister à la pression maximale et de service dans le système de chauffage de type fermé et à l'effet de la température ;
- Radiateurs et batteries... Avec leur aide, la chaleur est transférée de l'eau chaude à l'air de la pièce;
- Vase d'expansion... Un élément clé du circuit, puisqu'il est conçu pour stabiliser le fonctionnement de l'apport de chaleur. Si la valeur de pression critique est dépassée, le vase d'expansion pour chauffage de type fermé le compense, évitant ainsi l'apparition de situations d'urgence;
- Groupe de sécurité. Remplit les mêmes fonctions que le vase d'expansion, mais dans un volume plus complet. L'installation correcte du groupe de sécurité dans un système de chauffage fermé consiste en l'installation d'un purgeur d'air et d'une vanne de vidange. Il est important de déterminer à l'avance l'emplacement de ces éléments.
Pour assurer le contrôle du fonctionnement et la possibilité de réguler les paramètres d'alimentation en chaleur, il est nécessaire d'installer des capteurs de température et de pression. De plus, un circuit de chauffage avec vase d'expansion fermé doit prévoir l'installation d'un capteur de pression sur la chambre à air de l'appareil.
Pour les grandes surfaces, un système de chauffage fermé à deux tuyaux est recommandé. Malgré les coûts initiaux relativement importants à l'avenir, il sera en mesure d'assurer le fonctionnement efficace de l'approvisionnement en chaleur.
Circuits de chauffage fermés
La tâche principale dans la conception d'une alimentation en chaleur de type fermé est le choix du schéma optimal. Tout d'abord, cela concerne le cheminement de la tuyauterie et l'installation des composants requis.
Il est également nécessaire que le remplissage du fluide caloporteur dans le système de chauffage fermé fonctionne en mode automatique pour assurer la sécurité et la stabilité.
Pour l'alimentation en chaleur de petites zones, un système de chauffage monotube fermé est le plus souvent installé. Son schéma comprend un pipeline auquel les radiateurs sont connectés en série.
Dans le même temps, l'espace pour l'installation des appareils est considérablement économisé et les coûts primaires d'achat des composants sont réduits.
Cependant, un inconvénient important d'un système de chauffage monotube fermé est la petite surface de chauffage. La longueur maximale de la ligne ne peut être que de 30 m. Si ce paramètre est augmenté, le déséquilibre de température du système sera observé.
Pour augmenter l'efficacité et la fiabilité, un système de chauffage fermé à deux tuyaux est installé. En plus de la conduite principale, un tuyau de retour y est prévu. Dans ce cas, les radiateurs sont connectés en parallèle. Ceux. le flux principal d'eau chaude traverse la conduite d'alimentation et pénètre dans les appareils de chauffage par des connexions avec des tés.
L'avantage déterminant de ce système de chauffage de type fermé est l'augmentation de la surface d'alimentation en chaleur.
Dans le même temps, les indicateurs de répartition de la chaleur dans les pièces de la maison ne se détériorent pas. Mais pour une plus grande efficacité de l'apport de chaleur, il est recommandé d'installer des thermostats sur les batteries et de connecter également un programmateur à la chaudière.
Les avantages d'un chauffe-eau de type fermé à deux tuyaux sont les suivants:
- Taux de maintenabilité élevé... En cas de défaillance d'un des éléments, il suffit de bloquer l'accès du liquide de refroidissement dans cette zone. Grâce à cela, l'installation d'un groupe de sécurité dans un système de chauffage fermé peut être effectuée même avec une alimentation en chauffage active;
- Régulation de la température dans chaque pièce... Cela nécessite l'installation de thermostats dans la tuyauterie des radiateurs de chauffage ;
- Possibilité de réapprovisionnement en eau automatique... Pour ce faire, vous avez besoin d'un bloc pour remplir le liquide de refroidissement dans un système de chauffage fermé, qui est installé sur le tuyau de retour. Dans un système de chauffage monotube fermé, cela peut entraîner un choc thermique.
Il est nécessaire de calculer d'abord tous les paramètres de chauffage. Pour ce faire, il est préférable d'utiliser des programmes spécialisés. Sinon, la question peut se poser - d'où vient l'air dans un système de chauffage fermé. Il s'agit souvent d'un phénomène lié à la teneur en oxygène du fluide caloporteur, à sa composition et au régime de température de fonctionnement du système. Pour le minimiser, il est nécessaire d'installer un groupe de sécurité dans un système de chauffage fermé.
Pour la compacité du chauffage, il est recommandé de choisir les schémas d'un système d'alimentation en chaleur fermé à deux tuyaux avec un acheminement horizontal des tuyaux. Mais dans ce cas, l'installation d'une pompe de circulation est obligatoire.
Vase d'expansion dans un système de chauffage fermé
Pour contrôler le fonctionnement du système de chauffage, des dispositifs sont nécessaires pour assurer sa sécurité. L'un d'eux est le vase d'expansion. Il compense la surpression résultant de la surchauffe du liquide de refroidissement. Mais avant de l'installer, il est nécessaire de calculer le vase d'expansion pour un système de chauffage fermé.
L'indicateur de pression normale dans un système de chauffage fermé d'une maison privée ne doit pas dépasser 4-5 atm. Sinon, la probabilité de dépressurisation des tuyaux et des batteries augmente. Pour stabiliser la pression de travail dans le système de chauffage fermé, un vase d'expansion doit être installé.Structurellement, il se compose de deux chambres - l'air et l'eau. Le premier est conçu pour compenser la dilatation du liquide de refroidissement, et le second est relié au chauffage. Dans les circuits de chauffage avec vase d'expansion fermé, il est prévu pour son installation sur la conduite de retour devant la pompe de circulation. Ceci est dû au fait que la membrane élastique ne doit pas être affectée par des vibrations hydrauliques constantes résultant du fonctionnement de la pompe.
L'un des avantages d'un système de chauffage fermé est l'absence de contact direct avec l'air. Mais pour compenser la dilatation de l'eau, un espace de réserve est nécessaire. C'est pour accomplir cette tâche que l'installation d'un vase d'expansion pour le chauffage de type fermé est effectuée. Avant cela, vous devez calculer correctement ses caractéristiques.
Pour calculer le vase d'expansion pour un système de chauffage fermé, vous devez connaître les paramètres système suivants :
- Coefficient de dilatation thermique du caloporteur - E... Pour l'eau, cette valeur est de 0,034 à une température de + 85 °C ;
- Le volume total d'eau dans le système - DE;
- Pression initiale - Rnach;
- Pression maximale - Rmax;
- Facteur de remplissage - Kzap.
Le dernier paramètre peut être trouvé à partir des données du tableau. Souvent, la question de savoir pourquoi les chutes de pression dans un système de chauffage fermé découle du mauvais choix du vase d'expansion.
Supposons que, selon les calculs préliminaires du circuit d'alimentation en chaleur avec un vase d'expansion de type fermé, les valeurs de ces paramètres correspondent aux données du tableau.
Paramètre | Valeur |
| Coefficient de dilatation thermique du liquide de refroidissement | 0,034 |
| Volume d'eau total dans le système | 360 |
| Pression initiale | 1,7 |
| Pression maximale | 4 |
Sur cette base, nous trouvons le facteur de remplissage optimal. Dans notre cas, il sera égal à 0,5. Un calcul supplémentaire du vase d'expansion pour l'alimentation en chaleur de type fermé est effectué selon la formule:
V = ((E * C) / (1- (Rmin / Rmax))) Kzap
Après calculs, on trouve le volume optimal du vase d'expansion. Pour stabiliser la pression dans un système de chauffage fermé d'une maison privée, un modèle d'un volume de 40 litres est requis.
La plupart des vases d'expansion ont un corps non séparable. Mais pour les grandes structures, ils prévoient la possibilité de remplacer la membrane élastique. Ces modèles ont une bride spéciale.
Vue d'ensemble des groupes de sécurité pour le chauffage fermé
Le choix des éléments de sécurité est un point clé dans la conception d'un système d'alimentation en chaleur de type fermé. Ils doivent assurer le bon fonctionnement du chauffage, ainsi que prévenir l'apparition de situations dangereuses.
Connaissant le principe de fonctionnement en tant que système de chauffage fermé, on peut déterminer que le plus grand danger est l'excès de la pression de travail. À des taux élevés de ce paramètre, le fonctionnement du vase d'expansion ne suffira pas. Par conséquent, la seule solution consiste à éliminer l'excès de liquide de refroidissement du système.
Cette fonction est assurée par la vanne de vidange. Lorsque l'indicateur de pression critique est atteint, la tige s'ouvre dans celui-ci et une partie du liquide de refroidissement est évacuée dans l'égout. Si l'appareil est mal configuré, son fonctionnement peut provoquer une chute de pression dans un système de chauffage fermé.
L'élément suivant de l'approvisionnement en chaleur est un évent. Il semblerait, d'où peut provenir l'air dans un système de chauffage fermé ? Si le niveau de chauffage du liquide de refroidissement dépasse le niveau critique, l'eau peut passer de l'état liquide à l'état gazeux. Dans le même temps, des poches d'air se forment, ce qui affecte négativement les performances du système. Pour leur retrait rapide d'un système d'alimentation en chaleur fermé à deux tuyaux, un évent doit être installé.
Pour stabiliser la pression de travail dans un système d'alimentation en chaleur de type fermé, il est nécessaire d'installer des éléments de groupes de sécurité dans les parties suivantes du schéma:
- Grille d'aération... Installé dans l'ensemble standard du groupe de sécurité immédiatement après la chaudière, dans la partie la plus élevée du système et sur toutes les colonnes montantes ;
- Vanne de vidange... Fait également partie des groupes de sécurité. De plus, il est monté dans les collecteurs de distribution et les dérivations du système.
L'installation correcte du groupe de sécurité dans un système de chauffage fermé est effectuée au stade final de l'installation. Ce n'est qu'alors que le système peut être testé.
Les caractéristiques du groupe de sécurité doivent correspondre aux indicateurs de conception du chauffage. Il est également nécessaire de vérifier le fonctionnement des composants du groupe avant chaque saison de chauffage.
Problèmes lors du fonctionnement du chauffage de type fermé
La connaissance d'un dispositif d'alimentation en eau chaude de type fermé et le choix correct de ses composants éviteront de nombreux problèmes lors du fonctionnement du système. Mais certains d'entre eux surgiront de toute façon. Considérons les écarts les plus courants dans le fonctionnement du chauffage.
La cause la plus courante des situations d'urgence est l'excès des caractéristiques de conception du système. Il peut y avoir plusieurs raisons à cela - un groupe de sécurité non identifié, une violation du mode de fonctionnement de la chaudière.
Par conséquent, avant chaque saison de chauffage, vous devez vérifier les éléments du système et le rincer. Sinon, un blocage dans les tuyaux et les radiateurs entraînera une diminution artificielle du volume du liquide de refroidissement, réduira le transfert de chaleur.
Déviations dans le fonctionnement du système de chauffage et remèdes possibles :
- Il y a de l'air dans un système de chauffage fermé... Cela peut être dû à une mauvaise composition du liquide de refroidissement. Lors du versement du liquide de refroidissement dans un système d'alimentation en chaleur fermé, il est recommandé d'utiliser de l'eau distillée, car elle ne contient ni alcalis ni métaux;
- Perte de charge constante dans le système... Cela peut être dû à la présence de microfissures dans les tuyaux ou les radiateurs. La sortie progressive du liquide de refroidissement provoque une diminution de la pression, et peut également provoquer la formation de poches d'air ;
- Le vase d'expansion ne fonctionne pas... La raison en est l'usure de la membrane due à une forte pression sur celle-ci. Cela se produit si le réservoir n'a pas de soupape de décharge d'air. Pour une structure non séparable, la seule issue est d'en acheter une nouvelle. Dans un réservoir avec une bride de montage, vous pouvez remplacer vous-même le diaphragme.
Pour éliminer rapidement les urgences, il est recommandé d'acheter des kits de réparation. Avec leur aide, vous pouvez combler l'écart qui apparaît dans le tuyau ou le radiateur et ainsi stabiliser le fonctionnement de l'ensemble du système. À l'avenir, vous pouvez remplacer l'élément chauffant endommagé.
La vidéo montre un exemple de tuyauterie d'un vase d'expansion pour un système de chauffage fermé :
