En choisissant une méthode de chauffage d'une maison en hiver, le propriétaire moyen cherche à tuer 2 oiseaux avec une pierre: pour monter un système de travail efficace avec le moins d'investissement. Une solution courante est un système de chauffage à eau monotube, adapté aux petites maisons privées d'une superficie de 50 ... 250 m². Dans certaines conditions, il nécessitera des coûts inférieurs à ceux d'autres types de câblage plus modernes - collecteur, deux tubes et boucle Tichelman.
Le dispositif et le principe de distribution du liquide de refroidissement
Le système est appelé monotube, car l'eau chauffée est fournie et laisse les radiateurs de chauffage dans un seul collecteur. La tuyauterie est commune à toutes les batteries connectées au coffre. C'est-à-dire que les connexions d'entrée et de sortie de chaque appareil de chauffage sont connectées à un tuyau, comme le montre l'exemple d'un schéma d'alimentation en chaleur pour un bâtiment à un étage.
Comment fonctionne un système de chauffage par radiateur monotube:
- Le liquide de refroidissement chauffé provenant de la chaudière atteint la première batterie et est divisé par un té en deux flux inégaux. La majeure partie de l'eau continue de se déplacer directement le long de l'autoroute, une plus petite partie se jette dans le radiateur (environ 1/3).
- Après avoir donné de la chaleur aux parois de la batterie et refroidi de 10 à 15 ° C (en fonction de la puissance et du retour réel du radiateur), un petit flux à travers le tuyau de sortie retourne au collecteur commun.
- En se mélangeant au courant principal, le caloporteur refroidi réduit sa température de 0,5 à 1,5 degrés. L'eau mélangée est livrée au réchauffeur suivant, où l'échange de chaleur et le cycle de refroidissement du flux principal sont répétés.
- En conséquence, chaque batterie suivante reçoit un liquide de refroidissement avec une température plus basse. À la fin, l'eau refroidie est renvoyée à la chaudière le long de la même ligne.
Un point important. Pour que le circuit de chauffage fonctionne de manière stable, le diamètre du tuyau de distribution doit dépasser considérablement les dimensions des tuyaux de radiateur. La règle ne s'applique pas aux colonnes montantes verticales avec trop-plein, où la gravité contribue à faire descendre le liquide de refroidissement (lire ci-dessous les types de systèmes).
Plus la température de l'eau en circulation est basse, moins la chaleur va aux derniers réchauffeurs. Le problème est résolu de trois manières:
- À la fin de la ligne, des batteries haute puissance sont installées - le nombre de sections augmente ou la superficie des radiateurs en acier à panneaux augmente;
- en augmentant le diamètre du tuyau et les performances de la pompe augmentent le débit de liquide de refroidissement à travers le collecteur principal;
- une combinaison des deux options précédentes.
Le raccordement de radiateurs à une seule ligne de distribution est la principale différence entre un câblage monotube et d'autres systèmes à deux tubes, où l'alimentation et le retour du liquide de refroidissement sont organisés en deux branches distinctes.
Systèmes monotube
Pour chauffer des chalets et des appartements de banlieue d'immeubles à plusieurs étages, seuls 2 types de schémas monotube sont utilisés:
- Le système de chauffage classique de Leningrad avec un câblage horizontal inférieur est illustré ci-dessus dans la première image.
- Réseau de radiateurs avec contremarches verticales.
Leningradka prévoit le raccordement de radiateurs à une rocade commune disposée horizontalement au-dessus du sol. Un classique du genre est la connexion latérale inférieure des deux eyeliners. Avec une approche plus moderne, les tuyaux sont connectés en diagonale à la batterie et les techniciens d'installation pratiquent les deux méthodes.
Le deuxième schéma est utilisé dans les maisons privées à plusieurs étages et à deux étages. À travers les plafonds se trouvent des colonnes montantes verticales simples, des batteries sont fixées à chaque circuit à chaque étage. L'approvisionnement en eau des colonnes montantes est assuré par le collecteur horizontal inférieur ou supérieur.
Remarque. Remarque: la ligne générale du «Leningrad» avec le câblage horizontal inférieur est un tuyau solide qui ne change pas le diamètre partout. Sur les colonnes montantes à un tuyau, des cavaliers sont fournis - des dérivations qui font passer une partie du liquide de refroidissement devant les batteries.
Les deux types de câblage peuvent fonctionner avec une circulation forcée et naturelle de l'eau (par gravité). Les schémas varient en fonction des conditions de fonctionnement:
- Pour que le Leningradka fonctionne en mode gravité, il sera nécessaire d'augmenter la section interne du collecteur annulaire à 40-50 mm, de faire des pentes et de relever la section d'accélération verticale de la chaudière, sinon il n'y aura pas de flux à travers les radiateurs. Un vase d'expansion ouvert est connecté au point le plus élevé, comme le montre le schéma du circuit de chauffage d'une maison à un étage.
- Il est préférable de mettre en œuvre le principe de gravité dans un bâtiment à deux étages selon le schéma avec des contremarches traversant les pièces nécessaires. Le tuyau d'alimentation Ø40-50 mm monte directement vers le vase d'expansion installé dans le grenier. Sur les côtés, des branches horizontales avec des pentes divergent, fournissant de l'eau par le haut aux colonnes montantes et aux radiateurs. De plus en plus, une unité de dérivation avec une pompe de circulation peut être montée.
- Le câblage fermé à circuit unique avec circulation de pression est présenté au début de cette section. Dans une maison à deux étages, «Leningradka» doit être à double circuit - prévoir une boucle horizontale séparée avec le flux de liquide de refroidissement à travers le plafond, comme indiqué dans le diagramme axonométrique.
Initialement, le système Leningrad a été conçu comme une option bon marché pour fournir de la chaleur aux appareils de chauffage par convection. Mais si vous le souhaitez, vous pouvez connecter un petit contour d'un plancher chauffant à l'eau à l'autoroute. Vous aurez besoin d'une deuxième pompe de circulation, d'un clapet anti-retour et d'une vanne à trois voies qui contrôle la température de l'eau.
Important. Le circuit de chauffage par le sol peut être connecté en bout de ligne, derrière le dernier radiateur. Une condition: il est nécessaire d'assurer le débit de liquide de refroidissement requis dans le collecteur - augmenter le diamètre et augmenter les performances de la pompe principale. Sinon, un sol chaud enlèvera une partie de la chaleur des batteries.
Comparaison des prix d'installation
Les adhérents des réseaux de chaleur monotube aiment rappeler le bon marché de ce type de câblage. La réduction des coûts par rapport au schéma à deux tubes est justifiée par la moitié du nombre de tubes. Nous affirmons ce qui suit: «Leningradka» sera moins cher qu'un système sans issue dans un cas - si vous soudez le chauffage à partir de polypropylène.
Nous prouvons notre affirmation par des calculs - prenons comme exemple une habitation d'un étage avec des dimensions de 10 x 10 m = 100 m² (en plan). Nous appliquons la disposition du Leningradka au dessin, comptons les raccords avec des tuyaux, puis faisons une estimation similaire du câblage sans issue.
Ainsi, pour un appareil de chauffage monotube, vous aurez besoin de:
- Conduite Du20 vers le collecteur (Ø extérieur 25 mm) - 40 m;
- tr DN25 Ø32 mm au retour - 10 m;
- tr DN10 Ø16 mm pour eye-liner - 8 m;
- tee 25 x 25 x 16 (taille extérieure) - 16 pièces;
- tee 25 x 25 x 20-1 pc.
Référence. Le cavalier de retour descendant le couloir peut être omis. Ensuite, pour 9 radiateurs, vous devrez augmenter la section de la ligne d'anneau à la taille Du25 (extérieur - 32 mm).
Sur la base de la disposition suivante, nous découvrons le besoin de tuyaux et de raccords pour un réseau à deux tuyaux:
- tr DN15 Ø20 mm - 68 mètres (tronc);
- tr DN10 Ø16 mm - 22 m (raccords radiateur);
- tee 20 x 20 x 16 mm - 16 pcs.
Nous trouvons maintenant les prix actuels des raccords de plomberie et des tuyaux en 3 matériaux: polypropylène PP-R renforcé, plastique PEX - AL - PEX et polyéthylène PEX réticulé de fabricants bien connus. Les résultats des calculs sont répertoriés dans le tableau:
Remarque. Nous ne prenons pas en compte le coût des batteries, des robinets de radiateur et de l'installation d'un «Leningrad» monotube - supposons que vous assembliez le système vous-même. Le coût est déterminé en roubles russes, mais ce fait ne joue pas un rôle spécial, le rapport de prix restera pour n'importe quel pays.
Comme vous pouvez le voir, les coûts des tés et des tuyaux en polypropylène sont presque les mêmes pour les deux régimes - l'épaule était plus chère de seulement 330 roubles. Pour les autres matériaux, le câblage à deux tubes l'emporte clairement. La raison réside dans les diamètres - les prix des tuyaux avec une plus grande section transversale augmentent fortement par rapport aux tailles "courantes" 16 et 20 mm.
Avantages et inconvénients du câblage monotube
Nous essaierons de donner une évaluation objective et de mettre en évidence les avantages réels des systèmes d'eau à tube unique:
- Le circuit fermé avec un vase d'expansion à membrane est plus facile à installer. Un tuyau est posé plus rapidement que deux.
- Un seul tronc ou contremarche est plus facile à cacher dans les murs que les branches à deux tuyaux (exemple ci-dessous sur la photo). Volez dans la pommade: un collecteur annulaire traverse les portes qui rendent la pose difficile.
- Le réseau de chaleur avec contremarches est indispensable lorsqu'il est nécessaire d'organiser la gravité dans le bâtiment sur 2-3 étages. Cela n'a aucun sens de passer par le chevauchement avec deux pipelines, une ligne verticale suffit.
- L'installation est bon marché dans un cas: lorsqu'un diagramme d'écoulement par gravité d'un système de chauffage est utilisé dans une maison privée d'un étage. Des économies sont réalisées en posant un tronc au lieu de deux (rappelez-vous, pour la gravité a priori, des tuyaux de grands diamètres de Ø48-57 mm sont nécessaires).
- Le système de type fermé peut être contrôlé automatiquement par des vannes thermostatiques de radiateur. Avertissement: il est nécessaire de prendre en compte les spécificités du fonctionnement des appareils de chauffage et de choisir les bons accessoires. Ci-dessous, nous reviendrons sur ce problème.
Remarque. Le raccordement direct de la section de chauffage par le sol ne peut pas être attribué aux avantages de ce système. Le circuit de chauffage est tout aussi facilement connecté au câblage à deux tuyaux.
Le principal problème de Leningrad est le refroidissement du liquide de refroidissement lorsqu'il se déplace vers des batteries éloignées. Il est impossible d'augmenter les sections des radiateurs et la section transversale du coffre à l'infini, le nombre optimal d'appareils est de 4-5. sur un circuit.
Nous énumérons d'autres lacunes:
- Instabilité hydraulique - l'influence d'une batterie sur le travail des autres. Si vous fermez la première vanne de radiateur, les appareils suivants recevront de l'eau plus chaude et surchaufferont la pièce.
- Pour que le liquide de refroidissement coule bien dans les radiateurs avec le schéma Leningrad fermé, il est nécessaire d'utiliser des raccords à passage intégral sur les branches. Une augmentation de la résistance hydraulique de l'admission fait couler plus loin l'eau en ligne droite, le débit du liquide de refroidissement à travers la batterie diminue.
- Le «Leningradka» et le câblage vertical sont plus chers qu'un schéma d'épaule à deux tubes. Si nous ajoutons le coût des sections de radiateur supplémentaires, le coût d'installation en polyéthylène réticulé est comparé au système de rayonnement, où les raccords ne sont pas utilisés, mais il y a un peigne de distribution.
- Le schéma est difficile à calculer et à configurer (équilibre). La puissance et la surface du transfert de chaleur des batteries doivent être déterminées aussi précisément que possible.
Un autre inconvénient des distributions de gravité est les grands diamètres de tuyaux posés avec une pente de 3 à 5 mm par mètre linéaire. Les contremarches émergeant des plafonds ressortent bien en vue et gâchent l'intérieur des locaux. La tuyauterie dans les murs n'est pas toujours possible; vous devez affiner votre travail et fabriquer des boîtes décoratives.
Conseils pour choisir les diamètres de tuyaux et les raccords
L'option de chauffage monotube peut être conçue et montée indépendamment sans recourir à des calculs hydrauliques complexes. Simplifiez la tâche et donnez des recommandations utiles sur la conception des systèmes à circuit unique:
- Le nombre maximum d'appareils de chauffage sur une boucle d'un "Leningrad" fermé est de 5 pièces. Pour fournir le volume de liquide de refroidissement requis aux batteries, un tuyau Ø25 mm (DN20) suffit. Nous réalisons des connexions à partir de buses de Ø16 mm.
- Si, pour des raisons objectives, le nombre de radiateurs sur 1 anneau d'un système fermé doit être augmenté, la section transversale de la ligne est étendue à un diamètre de 32 mm (DN25) et l'entrée à 20 mm.Mettre plus de 7 batteries sur un pipeline n'est pas économiquement réalisable, il est moins coûteux de poser 2 lignes plus petites.
- Le diamètre minimum du collecteur horizontal en circulation naturelle est DN40, l'extérieur est Ø48 mm. Dans une maison à deux étages, la colonne montante et le début des branches de distribution sont constitués d'un tuyau Du50 (Ø57 mm), les zones éloignées sont réduites à la taille de Du32. Lignes verticales aux radiateurs - DN20-25 en fonction de la puissance thermique des radiateurs.
- Pour le contrôle automatique du transfert de chaleur, sélectionnez des vannes à passage intégral avec têtes thermiques. Dans les robinets de radiateur standard, l'ouverture est trop petite.
- Le raccordement à une chaudière à gaz murale ou au sol s'effectue selon le schéma standard illustré dans l'image ci-dessous. De manière similaire, le cerclage du chauffe-eau électrique se fait.
- Il est préférable de connecter la chaudière à combustible solide Leningradka via une vanne de mélange à trois voies et un réservoir tampon. Comme il y a trop peu de liquide de refroidissement dans le système, il existe un risque de surchauffe et d'ébullition. Un câblage par gravité qui contient plus de 200 litres d'eau peut être connecté directement à la chaudière TT.
Précision importante. Lors de l'assemblage d'un réseau de chauffage domestique, des tuyaux en polypropylène PN 22-28 renforcés de fibre de verre, de papier d'aluminium ou de fibre de basalte sont souvent utilisés. Dans l'assortiment de tuyaux STABI PPR, il n'y a pas de taille standard 16 mm, le diamètre extérieur minimum est de 20 mm. En conséquence, les tuyaux de radiateur sont fabriqués avec une section transversale de 20 x 2,8 mm.
Enfin sur la portée
Pour éviter les problèmes pendant le fonctionnement, utilisez des réseaux de chauffage monotube dans des conditions appropriées:
- «Leningradka» fonctionne bien dans les datchas de plain-pied et les petites maisons d'une superficie allant jusqu'à 150 m². Si la quadrature ne dépasse pas 70 m², un anneau commun pour toutes les batteries est suffisant, sinon le système est divisé en 2 circuits ou un pipeline plus grand est posé.
- Dans un bâtiment à 2 étages, vous pouvez assembler un schéma monotube gravitationnel de type ouvert ou une version fermée avec un câblage inférieur - au choix. En cas de panne de courant, il est préférable d'organiser un débit gravitaire et de placer la pompe de circulation sur le by-pass.
- Un drain par gravité avec un collecteur d'overclocking, utilisé dans les bâtiments à un étage, est caractérisé par l'inertie. Les radiateurs se réchauffent lentement, l'eau se refroidit considérablement en raison du faible débit, la chaudière fonctionne en mode extrême. Ce schéma est préférable de ne pas utiliser du tout, il est obsolète et ne fonctionnera pas normalement sans pompe.
- N'hésitez pas à diviser le "Leningradka" en 2-3 boucles de sol séparées avec le nombre optimal de piles sur chacune. Ne combinez pas les radiateurs de tous les étages en un seul circuit de circulation - les derniers appareils resteront froids.
- Le système monotube Leningrad est une option appropriée pour un appareil de chauffage autonome d'un appartement de 2-3 pièces.
Pointe. N'installez pas de câblage monotube dans des bâtiments résidentiels de grande surface et de configuration complexe avec une disposition polyvalente et à plusieurs niveaux des pièces.
Les maîtres qui prouvent le caractère indispensable des systèmes de chauffage à un tuyau se réfèrent souvent à des bâtiments à plusieurs étages de construction soviétique, disent-ils, il y a 20 batteries dans chaque colonne montante. Mais ils oublient de mentionner la pression et les performances des pompes du réseau centralisé, inaccessibles dans les habitations privées. N'écoutez pas les malheureux spécialistes et appliquez les options de système optimales - deux tubes, collecteur ou associé.