Pour de nombreux installateurs, il y a un péché de préjugés. Par exemple, le maître considère le câblage monotube comme le meilleur et le propose à tous les clients - propriétaires de maisons privées. De telles propositions cachent souvent une faible qualification de l'entrepreneur ou une sorte d'avantage. Notre tâche consiste à examiner le fonctionnement d'un système de chauffage à deux tuyaux, à évaluer objectivement les avantages et les inconvénients et à formuler des recommandations pour le choix d'un schéma.
Comment fonctionne le chauffage à double circuit?
La conception d'un système de chauffage d'eau à deux tuyaux implique la fourniture et le retrait de liquide de refroidissement de chaque radiateur le long de deux autoroutes distinctes. Simplifié: l'entrée de la batterie est connectée à la ligne d'alimentation, la sortie au retour. À travers la première canalisation, l'eau chauffée de la chaudière est distribuée à tous les appareils de chauffage, la deuxième canalisation récupère le liquide de refroidissement refroidi et le renvoie au générateur de chaleur.
Caractéristiques de la distribution d'eau à double circuit:
- si tous les éléments du système sont calculés correctement, alors chaque radiateur reçoit un liquide de refroidissement de la même température;
- un changement du débit d'eau à travers une batterie en raison d'un réglage a peu d'effet sur le fonctionnement des appareils de chauffage voisins;
- le nombre de radiateurs sur une branche peut atteindre 40 pièces. à condition que la capacité de la pompe et le diamètre des tuyaux d'alimentation fournissent le débit d'eau estimé.
Remarque. Le nombre 40 est pris sur la base d'une expérience pratique dans la conception et l'installation de chauffage dans un atelier de production. Dans les chalets, de nombreux appareils ne sont pas connectés à une seule succursale, maximum - 10 pièces. Si vous devez faire du câblage dans un bâtiment à plusieurs étages, le réseau d'alimentation en chaleur est divisé en plusieurs circuits à deux tuyaux.
Le mouvement de l'eau à travers les tuyaux et les batteries est assuré de deux manières: naturelle (convection) et forcée. Il existe plusieurs options pour l'alimentation en liquide de refroidissement, nous vous suggérons donc de considérer chaque circuit séparément.
4 types de systèmes à 2 tubes
En fonction des conditions de pose des pipelines et de la poursuite de l'exploitation dans les maisons privées, les schémas à deux tuyaux suivants sont utilisés:
- Gravité ou gravité avec la circulation naturelle de l'eau chauffée.
- Système de chauffage sans issue classique.
- Annulaire avec le mouvement d'accompagnement du liquide de refroidissement, c'est aussi la boucle Tichelman.
- Rayonnement avec distribution individuelle de chaleur aux radiateurs du collecteur de distribution.
La note. Le chauffage à deux tuyaux peut également comprendre le chauffage par le sol. Les circuits de chauffage agissent comme des batteries, les tuyaux d'alimentation et un peigne avec une unité de mélange jouent le rôle de pipelines. De par sa conception, le chauffage par le sol est proche du circuit du collecteur.
Dans une version à gravité, le système fonctionne sans pression excessive, le liquide de refroidissement entre en contact avec l'atmosphère à travers un vase d'expansion ouvert. Les 3 variantes restantes des schémas sont fermées, fonctionnant sous une pression de 1-2,5 bar et uniquement avec une circulation forcée d'eau chaude. Nous allons maintenant analyser chaque schéma à l'aide d'un exemple spécifique d'une maison à deux étages.
Chauffage par gravité
Le principe de fonctionnement du système avec le mouvement naturel du liquide de refroidissement est basé sur le phénomène de convection - un liquide chaud et moins dense a tendance à remonter le tuyau, déplacé par des couches froides plus lourdes. La chaudière chauffe l'eau, elle devient plus légère et se déplace à travers une colonne montante verticale à une vitesse de 0,1-0,3 m / s, puis diverge le long du réseau et des batteries.
Clarification. Il est entendu que le liquide chauffé et refroidi se trouve dans la même boucle fermée, dans ce cas, le réseau de chauffage d'une maison privée agit en tant que tel.
Nous énumérons les caractéristiques du système de gravité à deux tuyaux d'un bâtiment à deux étages illustré dans le dessin:
- La façon de poser les autoroutes est un câblage supérieur horizontal provenant d'une colonne montante commune. Ce dernier monte de la chaudière, au point le plus haut se trouve un vase d'expansion en communication avec l'atmosphère.
- Les sections horizontales sont posées avec une pente minimale de 3 mm par mètre de ligne de roulement. L'alimentation est inclinée vers les radiateurs, le retour vers la source de chaleur.
- Les diamètres des tuyaux sont augmentés par rapport aux systèmes sous pression, car ils sont conçus pour un faible débit d'eau.
Une nuance importante. Pour réaliser un écoulement gravitaire durable, des tuyaux de Ø40-50 mm (interne) doivent être utilisés. Le diamètre minimum autorisé des branches de distribution et de collecte - DN25, est placé à proximité des dernières batteries.
Dans une maison à un étage, un schéma similaire est utilisé, mais avec une seule connexion de radiateurs. Le collecteur d'alimentation du câblage supérieur est posé dans le grenier ou sous le plafond, à l'envers - au-dessus du sol. Il est impossible de faire un câblage inférieur - selon la loi des vases communicants, le liquide de refroidissement fuira dans les batteries, mais la vitesse et l'efficacité de chauffage chuteront au minimum.
Les schémas de gravité actuels se sont combinés grâce à l'installation de pompes de circulation. L'unité est montée sur la dérivation, afin de ne pas gêner le débit d'eau en cas de panne de courant.
Branches de chauffage sans issue
Le système fermé à deux tuyaux du type à épaulement (cul-de-sac) est monté dans la plupart des chalets de banlieue et est souvent utilisé dans les nouveaux immeubles d'habitation. Comment fonctionne le circuit:
- Le réseau de radiateurs se compose d'une ou plusieurs branches à deux tubes. Le liquide de refroidissement est envoyé aux appareils de chauffage le long d'une autoroute et revient le long de la seconde.
- Le système fonctionne avec une surpression de 1 à 2,5 bar, la circulation est assurée par une pompe installée à proximité de la chaudière.
- L'expansion de l'eau est compensée par un réservoir à membrane situé dans la chaufferie. Le point d'insertion se trouve sur la canalisation devant la pompe de circulation (si vous regardez le débit du fluide).
- L'air est évacué du réseau par des robinets Mayevsky sur les batteries et une vanne automatique faisant partie du groupe de sécurité de l'unité de chauffage. Il y a aussi un manomètre et une soupape de sécurité.
- Une option de câblage commune est l'horizontale inférieure, lorsque les deux tuyaux passent sous les radiateurs de manière ouverte.
Commentaire. Si nécessaire, les lignes sans issue peuvent être posées sans problème de manière fermée - dans les rainures de la chape, derrière les plafonds suspendus ou à l'intérieur des murs.
S'il est nécessaire de répartir le liquide de refroidissement en 2 ailes d'un bâtiment à deux étages, il est divisé en 4 branches distinctes (épaules) convergeant vers une colonne montante commune. Il est à noter que la longueur des lignes et la charge thermique sur les épaules ne devraient pas du tout être les mêmes. Le nombre de batteries et le parcours de pose sont développés en tenant compte des caractéristiques d'un bâtiment particulier.
Les branches avec un nombre différent de radiateurs sont équilibrées par équilibrage - limitant le débit des vannes de régulation. Les valves sont toujours placées aux sorties de la batterie et, si nécessaire, sur l'épaule dans son ensemble. Comment équilibrer correctement les contours, lisez sur une autre page de notre ressource.
Anneau de Tihelman
Le principe général de fonctionnement de ce circuit est identique au câblage en cul-de-sac, mais le mode de distribution et de retour du liquide de refroidissement diffère de 3 manières:
- Chaque circuit de chauffage est fermé en anneau.
- La méthode de connexion de la batterie est la suivante: le premier radiateur dans l'alimentation est le dernier de la conduite de retour. A l'inverse, la batterie finale de la ligne de distribution devient la première pour le retour.
- L'eau dans les deux pipelines se déplace dans une direction, d'où le nom technique du système est associé.
Le dispositif à boucle Tichelman implique un câblage inférieur horizontal - caché sous le plancher, moins souvent - ouvert sur les murs.Autre option: l'anneau peut être réalisé sous le plafond, caché derrière des plafonds suspendus ou au sous-sol, et canaliser les tuyaux vers les radiateurs.
La particularité de l'anneau "attelage" - équilibre hydraulique presque parfait. Remarque: sur le chemin de toutes les batteries et à l'arrière, le liquide de refroidissement parcourt la même distance. Le circuit est capable de fournir le débit d'eau requis pour 10 radiateurs ou plus avec un équilibrage minimal.
L'auteur de la vidéo explique bien le fonctionnement du système, mais fait une comparaison incorrecte - les branches correctement équilibrées ne dégagent pas de chaleur pire que les «auto-stoppeurs».
Méthode de connexion du faisceau
Ce type de système de chauffage à eau à deux tuyaux le plus avancé comprend les éléments suivants:
- radiateurs - batteries ordinaires, convecteurs au sol ou contours individuels du chauffage par le sol;
- 2 collecteurs - alimentation et retour, équipés de débitmètres et de vannes thermostatiques;
- tuyaux individuels à deux tubes posés du collecteur aux radiateurs le long du chemin le plus court (sous le plancher ou le plafond, dans le plafond).
Un collecteur installé à un endroit pratique reçoit et renvoie l'eau à la chaudière le long de deux autoroutes principales. À l'aide des vannes, le débit du liquide de refroidissement pour chaque batterie est ajusté. Si vous installez des têtes thermiques ou des servos RTL sur les vannes du collecteur, vous serez en mesure d'ajuster automatiquement le climat dans n'importe quelle pièce et bâtiment en général.
Avantages et inconvénients du câblage à deux tuyaux
Pour faciliter la perception, nous avons combiné les avantages et les inconvénients de tous les systèmes ci-dessus dans une seule section. Tout d'abord, nous énumérons les principaux points positifs:
- Le seul avantage de la gravité sur les autres systèmes est l'indépendance vis-à-vis de l'électricité. Prérequis: vous devez sélectionner une chaudière non volatile et faire du cerclage sans vous connecter à un réseau électrique domestique.
- Le système à épaulement (cul-de-sac) est une alternative valable au Leningrad et aux autres câbles monotubes. Les principaux avantages sont la polyvalence et la simplicité, grâce auxquelles le système de chauffage à deux tuyaux d'une maison de 100-200 m² peut être monté seul sans problème.
- Les principaux atouts de la boucle Tichelman sont l'équilibre hydraulique et la possibilité de fournir un grand nombre de radiateurs avec un liquide de refroidissement.
- Le câblage collecteur est la meilleure solution pour la pose de tuyaux cachés et l'automatisation complète du chauffage.
Remarque. Les 3 derniers circuits sont faciles à combiner avec les circuits de chauffage par le sol. Il n'est pas toujours conseillé de combiner un réseau de radiateurs gravitationnels avec des planchers chauds - la circulation forcée dans les circuits de chauffage est impossible sans électricité.
Soulignez brièvement les avantages généraux des systèmes à poutre, accessoires et à impasse:
- petites sections de tuyaux de distribution;
- la flexibilité en termes de pose, c'est-à-dire que les lignes peuvent suivre divers itinéraires - dans les sols, le long et à l'intérieur des murs, sous le plafond;
- divers tuyaux en plastique ou en métal conviennent pour l'installation: polypropylène, polyéthylène réticulé, métal-plastique, cuivre et acier inoxydable ondulé;
- tous les réseaux à 2 tubes se prêtent bien à l'équilibrage et à la régulation thermique.
Notez le câblage mineur plus gravité - la facilité de remplissage et d'évacuation de l'air sans l'utilisation de vannes et de robinets (bien qu'il soit plus facile d'aérer le système avec eux). L'eau est lentement fournie par la buse au point inférieur, l'air est progressivement déplacé des pipelines vers un vase d'expansion ouvert.
Maintenant sur les inconvénients importants:
- Le schéma avec le mouvement naturel de l'eau est lourd et coûteux. Vous aurez besoin de tuyaux d'un diamètre intérieur de 25 ... 50 mm, montés avec une grande pente, idéalement - en acier. La pose cachée est très difficile - la plupart des éléments seront visibles.
- Lors de l'installation et de l'exploitation de branches sans issue, aucun inconvénient significatif n'a été constaté. Si les épaules sont très différentes en longueur et en nombre de batteries, l'équilibre est rétabli par un équilibrage profond.
- Les ruelles de Tichelman traversent toujours les portes. Nous devons faire des boucles de dérivation, où l'air peut ensuite s'accumuler.
- Le câblage de type poutre nécessite des coûts financiers pour l'équipement - collecteurs avec vannes et rotamètres plus équipement d'automatisation. Une alternative consiste à assembler un peigne à partir de tés en polypropylène ou en bronze de vos propres mains.
Une addition. Pour contrôler automatiquement le transfert de chaleur des batteries pendant la gravité, vous aurez besoin de vannes de radiateur spéciales avec un alésage accru.
Quel schéma est préférable de choisir
La sélection du câblage est effectuée en tenant compte de nombreux facteurs - la superficie et le nombre d'étages d'une maison privée, le budget alloué, la disponibilité de systèmes supplémentaires, la fiabilité de l'alimentation électrique, etc. Nous donnons un certain nombre de recommandations générales pour la sélection:
- Si vous prévoyez de collecter le chauffage vous-même, il est préférable de rester sur un système d'épaule à deux tuyaux. Elle pardonne aux débutants de nombreuses erreurs et fonctionnera, malgré les défauts.
- Avec des exigences élevées pour l'intérieur des pièces, prenez le câblage de type collecteur comme base. Vous cacherez le peigne dans un placard et vous séparerez les lignes sous la chape. Dans un manoir à deux ou trois étages, il est conseillé d'installer plusieurs peignes - un par étage.
- Les coupures de courant fréquentes ne laissent pas le choix - vous devez assembler un circuit à circulation naturelle (écoulement gravitaire).
- Le système Tichelman est approprié dans les bâtiments avec une grande surface et le nombre de panneaux de chauffage. Installer une boucle dans de petits immeubles n'est pas pratique d'un point de vue financier.
- Pour une petite maison de campagne ou un bain, une option de câblage sans issue avec une tuyauterie ouverte est parfaite.
Pointe. Le chauffage des chalets pour 2 à 4 petites pièces peut être organisé à l'aide d'un système horizontal monotube avec un câblage inférieur - «Leningrad».
Si vous prévoyez de chauffer le chalet avec des radiateurs, un chauffage au sol et des chauffe-eau, cela vaut la peine d'utiliser une option de câblage sans issue ou à collecteur. Ces deux schémas se combinent facilement avec d'autres équipements de chauffage.
Comment calculer le diamètre du tuyau
Lors de l'installation d'une impasse et d'un câblage collecteur dans une maison de campagne d'une superficie allant jusqu'à 200 m², vous pouvez vous passer de calculs rigoureux. Prenez la section des autoroutes et des eyeliners selon les recommandations:
- afin de fournir du liquide de refroidissement aux radiateurs dans le bâtiment de 100 carrés ou moins, le pipeline Du15 est suffisant (taille extérieure 20 mm);
- les connexions aux batteries sont faites avec une section de Du10 (diamètre extérieur 15-16 mm);
- dans une maison à deux étages de 200 carrés, la colonne montante de distribution est faite avec un diamètre de Du20-25;
- si le nombre de radiateurs au sol dépasse 5 pièces, divisez le système en plusieurs branches partant de la contremarche Ø32 mm.
Pointe. Les diamètres des autoroutes et des eyeliners sont apposés assez précisément sur les exemples de schémas ci-dessus. Vous pouvez utiliser les informations spécifiées lors du développement d'un projet de chauffage domestique.
Un système de gravité et d'anneau est développé selon des calculs d'ingénierie. Si vous souhaitez déterminer vous-même la section des tuyaux, calculez tout d'abord la charge calorifique de chaque pièce en tenant compte de la ventilation, puis déterminez le débit de liquide de refroidissement requis selon la formule:
- G est le débit massique d'eau chauffée dans la section de tuyau qui alimente les radiateurs d'une pièce particulière (ou d'un groupe de pièces), en kg / h;
- Q - la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une pièce donnée, W;
- Δt est la différence de température calculée à l'alimentation et au retour, prendre 20 ° С.
Exemple. Pour chauffer le deuxième étage à une température de +21 ° C, 6000 watts d'énergie thermique sont nécessaires. La colonne montante de chauffage traversant le plafond devrait apporter 0,86 x 6000/20 = 258 kg / h d'eau chaude de la chaufferie.
Connaissant la consommation horaire du liquide de refroidissement, il est facile de calculer la section transversale du tuyau d'alimentation selon la formule:
- S est l'aire de la section de tuyau souhaitée, m²;
- V - débit volumique d'eau chaude, m³ / h;
- ʋ– débit du caloporteur, m / s.
Référence.La vitesse du liquide de refroidissement dans les systèmes de pression avec une pompe de circulation est prise dans la plage de 0,3 ... 0,7 m / s. Pendant l'écoulement par gravité est plus lent - 0,1 ... 0,3 m / s.
Suite de l'exemple. Le débit calculé de 258 kg / h est fourni par la pompe, on prend la vitesse de l'eau de 0,4 m / s. La section transversale du tuyau d'alimentation est de 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 m². Nous recalculons la section en diamètre selon la formule de la zone du cercle, nous obtenons 0,02 m - un tuyau Du20 (extérieur - Ø25 mm).
Notez que nous avons négligé la différence de densités d'eau à différentes températures et substitué le débit massique dans la formule. L'erreur est faible, avec un calcul artisanal tout à fait autorisé.
Conclusion finale
La pratique montre qu'un système sans issue à 2 tuyaux convient au chauffage de la plupart des bâtiments résidentiels de taille moyenne. La solution technique séduit par la simplicité et le coût raisonnable des travaux d'installation. Le collecteur et le câblage associé coûteront plus cher - le prix de l'équipement et la longueur des lignes jouent un rôle. Jetez un œil au schéma avec la boucle Tichelman - des canalisations de distribution de même diamètre parcourent tout le périmètre du bâtiment.
Une conversation séparée est un système de chauffage à deux tuyaux avec circulation naturelle de l'eau. Dans des conditions de coupures de courant fréquentes, il vaut mieux ne pas risquer et ne pas pourchasser la beauté des intérieurs, mais monter un chauffage non volatil. Les investissements initiaux élevés sont compensés par la chaleur et la faible consommation d'électricité.