Types de caloporteurs pour le système de chauffage, leurs paramètres optimaux et un exemple de calcul du volume

Un fonctionnement efficace du système de chauffage de l'eau n'est possible qu'avec le choix correct du caloporteur. Avant de créer un projet de fourniture de chaleur, il est nécessaire de déterminer à l'avance son type, de connaître les principales caractéristiques techniques et opérationnelles. Il existe certains paramètres inhérents au fluide caloporteur du système de chauffage : température, volume de dilatation thermique, viscosité.

Fonctions du liquide de refroidissement dans le système de chauffage

Comment choisir le bon fluide caloporteur pour le chauffage ? Pour ce faire, vous devez décider de son objectif pour les systèmes d'alimentation en chaleur. Le calcul de ses caractéristiques est inclus dans la conception. Par conséquent, il est nécessaire de connaître les caractéristiques fonctionnelles de l'eau ou de l'antigel dans le chauffage.

La tâche principale qu'un liquide de refroidissement sûr pour les systèmes de chauffage doit effectuer est le transfert d'énergie thermique de la chaudière aux batteries et aux radiateurs.

En chauffage autonome, ce processus est effectué à l'aide d'un élément chauffant qui élève la température du liquide de refroidissement au niveau requis. Ensuite, la dilatation thermique et le fonctionnement de la pompe de circulation créent la vitesse appropriée de l'eau chaude pour la transporter vers les radiateurs du système.

Avant de calculer le volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage, il est recommandé de se familiariser avec ses fonctions secondaires :

• Protection partielle des éléments en acier contre la corrosion... Cela ne se produira qu'avec une teneur minimale en oxygène dans l'eau et sans mousse. Il a été observé que la rouille se produit beaucoup plus rapidement en cas de chauffage non chargé;
• Refroidisseur pour pompe de circulation... Le modèle de pompe le plus courant a un soi-disant "rotor humide". Même si la température maximale du liquide de refroidissement dans le système de chauffage est atteinte, cela réduira toujours le niveau de chauffage du groupe motopompe.

Ces fonctions sont influencées par les paramètres du fluide caloporteur du système de chauffage. Par conséquent, lors du choix, vous devez étudier attentivement les caractéristiques de l'eau ou de l'antigel. Sinon, les paramètres réels de l'apport de chaleur ne coïncideront pas avec ceux calculés, ce qui entraînera la création d'une urgence.

Même si de l'eau simple est versée dans le système de chauffage, elle ne peut pas être utilisée pour l'approvisionnement en eau chaude à la maison. Pendant le fonctionnement, le contenu et les paramètres du liquide de refroidissement du système de chauffage changent

Types de caloporteurs pour le chauffage

L'eau et certains types d'antigel peuvent être utilisés comme fluide de circulation. Cela n'affecte pas la quantité de liquide de refroidissement dans le système de chauffage, mais cela affecte le transfert de chaleur, la vitesse et les exigences de sécurité du système.

Pour identifier l'option la plus acceptable, il est nécessaire de comparer les caloporteurs pour les systèmes de chauffage. Le plus souvent, de l'eau plate est utilisée. Cela est dû à son coût abordable, à sa bonne capacité thermique et à sa densité. Lorsque la chaudière cesse de fonctionner, elle peut accumuler la chaleur reçue pendant un certain temps pour la transférer à la surface des batteries. Dans ce cas, le volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage restera le même.

Cependant, malgré ses propriétés positives, l'eau présente un certain nombre d'inconvénients :

• Se fige... Lorsqu'il est exposé à des températures négatives, une cristallisation et une augmentation de volume se produisent. C'est ce qui cause des dommages aux tuyaux et aux radiateurs. Par conséquent, la température optimale du liquide de refroidissement dans le système de chauffage doit être maintenue;
• Teneur en impuretés... Ceci s'applique à l'eau ordinaire. C'est souvent ce qui provoque l'apparition de tartre sur les batteries, les radiateurs et l'échangeur de chaleur de la chaudière. Les experts recommandent d'utiliser des liquides distillés dans lesquels le pourcentage d'alcalis, de sels et de métaux est minime;
• Avec une teneur élevée en oxygène, il provoque le processus de rouille... Ceci est plus typique pour les systèmes de chauffage ouverts. Mais même dans les circuits fermés d'alimentation en chaleur, avec le temps, le pourcentage d'oxygène dans l'eau peut augmenter.

Dans le même temps, l'eau peut être utilisée comme caloporteur pour les radiateurs en aluminium. Si la composition du liquide et la quantité minimale d'oxygène sont observées, aucun processus destructeur ne s'y produira.

Si les conditions de fonctionnement du système de chauffage impliquent la possibilité d'une exposition à des températures négatives, un autre type de fluide calorigène doit être utilisé. Comment choisir un liquide de refroidissement pour les systèmes de chauffage dans ce cas et quels critères doivent être suivis?

L'un des paramètres déterminants est le point de congélation. Pour l'antigel, il peut être de -20°C à -60°C. Cela vous permet de faire fonctionner l'alimentation en chaleur même à des températures inférieures à zéro sans l'apparition de pannes.

Cependant, les antigels ont une densité plus élevée que l'eau - la vitesse optimale du liquide de refroidissement dans le système de chauffage dans ce cas ne peut être atteinte qu'avec l'installation d'une puissante pompe de circulation.

Selon la composition et les composants, il existe les types d'antigels suivants :

• Éthylène glycol... Faible coût mais extrêmement toxique. Non recommandé pour le chauffage autonome d'une maison privée;
• Propylène glycol... Totalement sans danger pour la santé humaine. A un pire coefficient de conductivité thermique que le fluide à base d'éthylène glycol. Diffère dans le coût élevé;
• Antigels à base de glycérine... C'est lui qui est le plus souvent choisi comme fluide caloporteur pour le chauffage. Le prix est bien inférieur à celui des formulations propylène-glycol, il n'est pas toxique, il a un bon indicateur de capacité calorifique.

Vous devez savoir que le calcul de la quantité de liquide de refroidissement dans le système de chauffage pour l'antigel sera plus difficile. Cela est dû à leur moussage lorsque la température maximale est atteinte. Pour minimiser ce phénomène, les fabricants ajoutent des inhibiteurs et des additifs spéciaux au fluide.

Avant d'acheter un liquide de refroidissement sûr pour les systèmes de chauffage, vous devez lire les recommandations des fabricants de la chaudière et des radiateurs. Tous les types de liquide antigel ne peuvent pas être utilisés pour les radiateurs en aluminium et les chaudières à gaz.

Les principales caractéristiques du caloporteur pour le chauffage

Il n'est possible de déterminer à l'avance le débit du liquide de refroidissement dans le système de chauffage qu'après avoir analysé ses paramètres techniques et opérationnels. Ils affecteront les caractéristiques de l'ensemble de l'alimentation en chaleur, ainsi que le fonctionnement d'autres éléments.

Étant donné que les propriétés des antigels dépendent de leur composition et de la teneur en impuretés supplémentaires, les paramètres techniques de l'eau distillée seront pris en compte. Pour l'apport de chaleur, c'est le distillat qui doit être utilisé - de l'eau complètement purifiée. Lors de la comparaison des fluides caloporteurs pour les systèmes de chauffage, il peut être déterminé que le liquide qui s'écoule contient un grand nombre de composants tiers. Ils affectent négativement le fonctionnement du système. Après utilisation pendant la saison, une couche de tartre s'accumule sur les surfaces intérieures des tuyaux et des radiateurs.

Pour déterminer la température maximale du liquide de refroidissement dans le système de chauffage, il convient de prêter attention non seulement à ses propriétés, mais également aux limitations de fonctionnement des tuyaux et des radiateurs. Ils ne devraient pas souffrir d'une exposition accrue à la chaleur.

Considérez les caractéristiques les plus importantes de l'eau en tant que liquide de refroidissement pour les radiateurs de chauffage en aluminium :

• Capacité thermique - 4,2 kJ/kg * C ;
• Densité apparente... A une température moyenne de + 4°C, elle est de 1000 kg/m³. Cependant, pendant le chauffage, la densité commence à diminuer. En atteignant + 90 ° il sera égal à 965 kg / m³;
• Température d'ébullition... Dans un système de chauffage ouvert, l'eau bout à une température de + 100 ° C. Cependant, si vous augmentez la pression dans l'alimentation en chaleur à 2,75 atm. - la température maximale du caloporteur dans le système d'alimentation en chaleur peut être de + 130 ° .

Un paramètre important dans le fonctionnement de l'alimentation en chaleur est la vitesse optimale du liquide de refroidissement dans le système de chauffage. Cela dépend directement du diamètre des canalisations. La valeur minimale doit être de 0,2-0,3 m / s. La vitesse maximale n'est limitée par rien. Il est important que le système maintienne la température optimale du fluide caloporteur dans le chauffage tout au long du circuit et qu'il n'y ait pas de bruits parasites.

Cependant, les professionnels préfèrent se laisser guider par les trous de l'ancien SNiP de 1962. Il indique les valeurs maximales de la vitesse optimale du liquide de refroidissement dans le système d'alimentation en chaleur.

Le dépassement de ces valeurs affectera le débit du fluide caloporteur dans le système de chauffage. Cela peut entraîner une augmentation de la résistance hydraulique et un "faux" fonctionnement de la soupape de sécurité de vidange. Il ne faut pas oublier que tous les paramètres du caloporteur du système d'alimentation en chaleur doivent être pré-calculés. Il en va de même pour la température optimale du liquide de refroidissement dans le système d'alimentation en chaleur. Si un réseau basse température est en cours de conception, vous pouvez laisser ce paramètre vide. Pour les schémas classiques, le pouvoir calorifique maximal du fluide calorigène dépend directement de la pression et des restrictions sur les tuyaux et les radiateurs.

Pour sélectionner le bon liquide de refroidissement pour les systèmes de chauffage, un programme de température pour le fonctionnement du système est préalablement établi. Les valeurs maximales et minimales du chauffage de l'eau ne doivent pas être inférieures à 0 ° et supérieures à + 100 ° С

Calcul du volume du fluide caloporteur en chauffage

Avant de remplir le système avec un liquide de refroidissement, il est nécessaire de calculer correctement son volume. Cela dépend directement du schéma d'alimentation en chaleur, du nombre de composants et de leurs caractéristiques globales. Ils affectent la quantité de liquide de refroidissement dans le système de chauffage.

Tout d'abord, les paramètres de la ligne d'alimentation sont analysés. Le matériau de sa fabrication est d'une grande importance. Pour calculer le volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage, vous devez connaître le diamètre intérieur du tuyau. Selon les normes modernes dans le numéro d'article des canalisations en acier, la taille de la section transversale interne est indiquée et pour les canalisations en plastique, la dimension externe est adoptée. Par conséquent, dans ce dernier cas, deux épaisseurs de paroi doivent être soustraites.

Afin de calculer indépendamment le volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage, vous n'avez pas besoin de faire de calculs. Il suffit d'utiliser les données du tableau ci-dessous. Avec son aide, vous pouvez calculer la quantité de liquide de refroidissement dans le système d'alimentation en chaleur.

Disposant de ces informations, il suffit de déterminer la longueur des tuyaux d'un certain diamètre selon le schéma d'alimentation en chaleur et de multiplier la valeur résultante par un volume de 1 mp. De cette façon, le volume du liquide de refroidissement dans le système d'alimentation en chaleur est calculé, mais uniquement dans les tuyaux.

Mais en plus des lignes d'alimentation, le circuit de chauffage contient des radiateurs et des batteries.Ils affectent également le volume du caloporteur dans le système de chauffage. Chaque fabricant indique la capacité exacte de l'appareil de chauffage. Par conséquent, la meilleure option de calcul serait d'étudier le passeport de la batterie et de déterminer la quantité de liquide de refroidissement nécessaire pour l'alimentation en chaleur.

Si cela n'est pas possible pour un certain nombre de raisons, vous pouvez utiliser des chiffres approximatifs. Il est à noter qu'avec un grand nombre de batteries, l'erreur de calcul va augmenter. Par conséquent, pour un calcul précis de la quantité de liquide de refroidissement dans le système d'alimentation en chaleur, il est recommandé de connaître les caractéristiques de passeport de la batterie. Cela peut être fait sur le site Web du fabricant dans la section des informations techniques.

Le tableau indique le volume moyen du fluide caloporteur pour une section dans les radiateurs en aluminium, bimétalliques et en fonte.

Ces chiffres doivent être multipliés par le nombre total de sections du système de chauffage. Ensuite, le volume d'eau déjà calculé dans les tuyaux doit être ajouté aux données obtenues et la quantité totale de liquide de refroidissement dans le système de chauffage peut être déterminée.

Cependant, il convient de rappeler que lors de la comparaison des caloporteurs pour les systèmes d'alimentation en chaleur, il a été noté qu'avec le temps, le volume peut diminuer pour des raisons objectives. Par conséquent, pour maintenir les performances du système, du liquide de refroidissement doit y être périodiquement ajouté.

Pour un calcul précis du volume de calcul d'eau dans le système de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte le grand échangeur de chaleur de la chaudière. Pour les modèles à combustible solide, ce chiffre peut être de plusieurs dizaines de litres. Pour le gaz, il est légèrement inférieur.

Méthodes de remplissage du système de chauffage avec du liquide de refroidissement

Après avoir décidé du type de liquide de refroidissement et calculé son volume de chauffage, il reste à résoudre son seul problème - comment ajouter de l'eau au système. C'est un point important dans la conception de l'approvisionnement en chaleur, car lorsqu'un niveau d'eau critique est atteint, l'échangeur de chaleur de la chaudière et les radiateurs peuvent tomber en panne.

Pour un système de chauffage ouvert, l'eau peut être ajoutée par un vase d'expansion situé au point le plus élevé du système.

Pour ce faire, il est nécessaire de poser la conduite d'alimentation et de la connecter à la structure du réservoir. Lorsque le volume du liquide de refroidissement diminue, il suffit d'ouvrir l'alimentation d'une nouvelle portion d'eau pour reconstituer le système.

Le remplissage d'un système fermé s'effectue selon un schéma différent. Il doit avoir une unité de maquillage. Ce composant est situé sur le tuyau de retour, devant le vase d'expansion et la pompe de circulation. L'ensemble complet de l'unité de maquillage comprend les composants suivants :

• Vannes d'arrêt installées sur le tuyau de dérivation connecté ;
• Clapet anti-retour, qui empêche le changement de sens d'écoulement du liquide de refroidissement;
• Filtre à mailles.

Pour automatiser le fonctionnement de l'unité, vous pouvez installer un mécanisme d'asservissement sur la grue. Il se connecte à un transducteur de pression. Lorsque l'indicateur de pression diminue, le servomécanisme ouvre la vanne et ajoute ainsi un liquide de refroidissement au système.

La vidéo explique les paramètres de choix d'un liquide de refroidissement pour le système de chauffage: